Submitted by Gizele Lima (gizele.lima@inpa.gov.br) on 2017-05-23T13:59:18Z No. of bitstreams: 2 versão final dissertação - cleide lana moraes - 23.02.17.pdf: 1979445 bytes, checksum: 95f2ab348bbcfab76aaa676ade898501 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-23T13:59:18Z (GMT). No. of bitstreams: 2 versão final dissertação - cleide lana moraes - 23.02.17.pdf: 1979445 bytes, checksum: 95f2ab348bbcfab76aaa676ade898501 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-06-30 / The variation of Moorhen levels causes changes in the behavior of the inner waterway navigation. However, there are no studies on the impact of changes in share in water transport. This study aimed to analyze the influence of global and regional climate change of land use in the volume of cargo transported in Porto Velho stations, Humaita, Manacapuru and Fazenda Vista Alegre. To achieve the goal we used the simulations eight climate projections used as the hydrological model MDH-INPE data entry, from there have been generated produced scenarios that include land use projections (ie, regional changes land cover induced conversion of forests into pastures for the period 2011-2099), and without land use scenarios (where the current vegetation remains unchanged throughout the simulation period). In this context, the impact loads stream were analyzed for the period 2011 -2040. The results ensure that global climate change (CC) impact on water levels, influencing the landing capacity / shipping charges. Also, impacts on water transport are reduced when we include climate change in land use (LUCC), because there is decreased due to evaporation replacement of forest by pasture, associated with an increase in the quota river. / A variação dos níveis d´água provoca mudança no comportamento da navegação hidroviária interior. Entretanto, não existem estudos sobre impacto das variações da cota no transporte hidroviário. O presente trabalho teve como objetivo analisar a influência das alterações climáticas globais e regionais do uso da terra no volume de cargas transportada nas estações de Porto Velho, Humaitá, Manicoré e Fazenda Vista Alegre. Para atingir o objetivo foram utilizadas as simulações de oito projeções climáticas utilizadas como dados de entrada do modelo hidrológico MDH-INPE, a partir daí foram gerados cenários produzidos que incluem projeções de uso da terra (isto é, mudanças regionais de cobertura da terra induzidas pela conversão de florestas em pastos para o período 2011 -2099), bem como cenários sem uso da terra (onde a vegetação atual permanece inalterada em todo o período de simulação). Neste contexto, o impacto do fluxo de cargas foram analisados para o período de 2011 -2040. Os resultados obtidos asseguram que mudanças climáticas globais (CC) impactam nos níveis d’água, influenciando na capacidade de desembarque/embarque de cargas. E ainda, impactos no transporte hidroviário são reduzidos quando incluímos as mudanças climáticas do uso da terra (LUCC), pois há diminuição da evaporação devida à substituição da floresta por pastagens, associada a um aumento da cota do rio.

O presente trabalho tem por objetivo o estudo, da cutícula de Glossopteris communis Feistmantel, 1876, como exemplo de pesquisa cuticular das glossopterídeas e de outras plantas eogondvânicas. G. communis foi selecionada por ser uma das espécies de mais ampla distribuição na região gondvânica e, no entanto, ter seus aspectos cuticulares muito pouco conhecidos. Cutículas epidérmicas dessa espécie, obtidas pelo processo de maceração a partir de exemplares morfograficamente determinados, procedentes da Formação Rio Bonito (Membro Triunfo), no estado do Paraná, foram submetidas ao vexame combinado de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura, inclusive com a utilização de técnicas especialmente desenvolvidas. Os vários parâmetros, como formato e tamanho de células, espessura e tipo de paredes anticlinais, orientação de estômatos e natureza das células peristomáticas, foram estudados ao longo de toda superfície de ambas as faces foliares. Entre as conclusões do presente trabalho, constatou-se que feições como demarcação de áreas vasculares e intervasculares em apenas uma das faces foliares, pequeno número de anastomoses, paredes anticlinais predominantemente retilíneas, e estômatos concentrados na região central da lâmina foliar, em conjunto, caracterizam a cutícula de G. communis. / Not available.

O estudo de fósseis e litologias da Formação Rio do Rasto (Grupo Passa Dois) ao longo de 11 estradas do sul ao nordeste do Estado do Paraná e de 1 estrada no extremo-norte de Santa Catarina deu suporte a correlações entre as colunas de diversas áreas, à definição de biozonas, à interpretação dos possíveis paleoambientes e a novas considerações sobre a história evolutiva da Bacia do Paraná durante o final do Permiano. A parte da seqüência estudada abrange as porções anteriormente designadas Membro Serrinha (cerca de 1/4 da coluna, a partir da base) e Membro do Morro Pelado, cujas características litológicas, no entanto, não parecem sustentar adequadamente estas subdivisões. Do sul ao centro-norte do Estado do Paraná, na área aflorante, a espessura da Formação Rio do Rasto atinge 420 m, diminuindo acentuadamente da região de São Jerônimo da Serra para a Santo Antônio da Platina, onde se encontram porções mais marginais da bacia. As análises dos fósseis (formalmente descritos em outros trabalhos especialmente preparados para esta dissertação) buscaram dados paleoecológicos, de correlação interbacinal, bioestratonômicos e bioestratigráficos; também fundamentaram a maior parte das correlações entre os afloramentos e entre as seções colunares compostas, tendo permitido estimar os mergulhos aproximados das camadas (entre 0,5º e 0,9º) e, em alguns casos, os rejeitos de falhas de gravidade (muito freqüentes na região do Arco da Ponta Grossa). A distribuição, a diversidade e a abundância de conchostráceos dão sustentação a zoneamento bioestratigráfico relativamente detalhado, comportando, em ordem ascendente, as Zonas Cyzicus sp., Monoleaia unicostata micropolygonata, Paranaleaia supina-Asmussia sp., Asmussia regularis (que compreende a Subzona Palaeolimnadiopsis subalata) e o \"Intervalo de Conchostráceos Superior\". Os conchostráceos evidenciam principalmente ambientes continentais de águas rasas, relativamente quentes e são típicos das regiões semi-áridas. Estes fósseis não lograram importantes correlações interbacinais. Os bivalves, relativamente comuns na parte inferior da formação, estão distribuídos nas Zonas Leinzia similis (inferior) e ? Palaeomutela platinensis (superior, com a Subzona Nothoterraia acarinata em sua porção inferior). Aquelas formas da segunda zona, incluindo algumas similares a espécies do Permiano Superior de outras regiões gondvânicas, certamente representam ambientes continentais de águas calmas. Já os bivalves da zona inferior parecem ser endêmicos, de águas um pouco mais agitadas, possivelmente com salinidade mais elevada. Os megafósseis vegetais possibilitaram o estabelecimento das Zonas Pecopteris dolianitii (inferior, com 3 subdivisões) e Schizoneura gondwanensis ( superior, com 2 subdivisões). Os elementos são típicos da última fase de desenvolvimento da Flora Glossopteris, permitindo correlação principalmente com o Grupo Ecca Superior, Grupo Beaufort Inferior e a Formação Madumabisa do sul da África e a Formação Raniganj da Índia. Estes fósseis ocorrem em relativa abundância, mas são pouco representativos da vegetação global e apresentam diversidade não muito elevada. Há diversos elementos com possíveis adaptações xeromórficas. A análise palinológica de uma amostra da localidade-tipo do Membro Serrinha, praticamente da base da Formação Rio do Rasto, sugere correlação principalmente com os palinomorfos dos depósitos da Zona Tapinocephalus da parte inferior do Grupo Beaufort Inferior. Endossando ainda as correlações anteriores indicadas pelo estudo de tetrápodes da Serra do Cadeado, a deposição da unidade na área estudada pode ter ocorrido no intervalo equivalente ao Kazaniano Superior-Tatariano Inferior, tendo possivelmente cessado um pouco mais cedo na região de Santo Antônio da Platina. Além dos fósseis mencionados, ainda foram constatados estromatólitos nodulares (particularmente na base da formação), pequenos gastrópodes, ostracodes, escamas de peixes (em maior abundância no nordeste do estado), e ainda icnofósseis (principalmente na porção inferior da formação). Estes fósseis apoiam as interpretações ambientais já mencionadas ou, pelo menos, não parecem indicar ambientes estritamente marinhos. Os depósitos sedimentares, quase todos avermelhados, exceto na porção basal da seqüencia, foram classificados em 17 tipos. O conjunto das evidências litológicas, bioestratonômicas e paleoecológicas sugere que a Formação Rio do Rasto representa deposição em grandes lagos rasos, com oscilação freqüente do nível de água, da área de recobrimento e possivelmente também da salinidade, sob condições climáticas variavelmente secas; supõe-se que os lagos eram limitados por terras preponderantemente baixas, com dunas eólicas em extensas áreas, vegetação melhor desenvolvida próximo às margens, e drenagem provavelmente efêmera, apenas efetiva nos eventos de chuvas torrenciais. Os lobos de suspensão e as sigmóides, acumulados nos lagos próximo às desembocaduras dos cursos de água, assim como os turbiditos das regiões de costa afora, devem atestar as maiores descargas durante as cheias. Em certas fases, principalmente durante a deposição da metade inferior da formação, a dinâmica dos lagos parece ter sido influenciada por intensas tempestades; oscilações mais fracas, como as provocadas pelo vento, deixaram marcas em diversos depósitos da base ao topo da seqüencia. Os dados apontam para a incidência de uma fase inicial de condições climáticas bastante secas, provavelmente sucedida por dois importantes intervalos de melhora climática; o primeiro intervalo um pouco mais úmido é caracterizado pelo desenvolvimento expressivo de glossopterídeas, pecopterídeas, bivalves e conchostráceos (M. unicostata micropolygonata); o segundo é representado, principalmente, pela ingressão de Schizoneura gondwanensis e pela máxima diversidade em conchostráceos; durante este intervalo pode ter havido ligeiro levantamento/basculamento tectônico da área de Reserva-Cândido de Abreu, sugerido, em parte, pela ocorrência de grandes intraclastos em dois diamictitos. O terço superior da formação evidencia novo acentuado recrudescimento climático, aparentemente com poucas fases de maior umidade, tendo provocado o desaparecimento de diversas espécies da fauna e da flora. Há registro de invasões cada vez mais freqüentes dos lagos por dunas eólicas, até a sua colmatação definitiva, a qual representa o início da deposição da Formação Pirambóia. / Study of the Rio do Rasto Formation (Passa Dois Group) along 11 roads in southern to northeastern Paraná State and 1 road in northern Santa Catarina State, Brazil, has provided the basis for stratigraphical correlation of vertical profiles, establishment of biozones, interpretation of possible paleoenvironments and new inferences on the history of the Paraná Basin at the end of the Permian. The studied sequence comprises the Serrinha Member (the lowest 1/4 of the formation) and the Morro Pelado Member. However, the lithologies observed do not provide reasonable support for this subdivision. The thickness of the formation does not exceed 420 m in the studied area and decreases markedly from São Jerônimo da Serra towards Santo Antônio da Platina near the margin of the basin. Fossils were analyzed for interbasinal correlations and for paleoecological, biostratinomic and biostratigraphic interpretations. The fossils found the most important correlations among outcrops and vertical profiles. They also helped to estimate regional dips of the strata (around 0.5°- 0.9°) and, in some cases, the approximate offset of the vertical faults, very common in the region of the Ponta Grossa Arch. The geographical distribution, diversity and abundance of the conchostracans supports the establishment of the following biozones (in ascending order): Cyzicus sp. Zone, Monoleaia unicostata micropolygonata Zone, Paranaleaia supine-Asmussia sp. Zone, Asmussia regularis Zone (including the Palaeolimnadiopsis subalata Subzone) and the \"Upper Conchostracans Interval\". These organisms are typical of freshwater ponds and shallow lakes in warm, semi-arid regions. The conchostracans seem not to be very important in interbasinal correlations. Bivalves, most frequent in the lower part of the formation, are distributed in the Leinzia similis Zone (almost entirely at the base of the formation) and the? Palaeomutela platinensis Zone (including the Nothoterraia acarinata Subzone). The bivalves of the second zone, which comprise some forms similar to other Upper Permian Gondwanic species, probably lived in calm fresh waters, whereas the bivalves of the Leinzia similis Zone seem to be endemic, associated with more agitated waters and possibly with highter salinity.Two zones of fossil plants were defined: the Pecopteris dolianitii Zone (in the lower part, with 3 subdivisions) and the Schizoneura gondwanensis Zone (in the upper part, with 2 subdivisions). The elements are typical of the last phase of development of the Glossopteris Flora, as reported for the Upper Ecca Group, the Lower Beaufort Group and the Madumabisa Formation in southern Africa, and the Raniganj Formation in India. The fossil plants are relatively abundant, but not very representative of the regional vegetation. Neither zone shows great diversity. Elements with possible xeromorphic adaptations are common. Palynological analysis of a single sample from the type-locality of the Serrinha Member, almost at the base of the Rio do Rasto Formation, suggests correlation with forms of the Tapinocephalus Zone from the basal part of the Lower Beaufort Group. In accordance with previous observations based on the study of tetrapods from the Serra do Cadeado, the sequence in the studied area may have been deposited in the Late Kazanian to the Lower Tatarian; in northeastern Paraná State (Santo Antônio da Platina), however, deposition may have ended earlier. Other fossils observed in the formation, such as nodular stromatolites (mainly at the basal part of the unit), small gastropods, ostracodes, abundant fish scales (particularly in northeast Paraná) and trace fossils (mainly in the lower part to the formation), are consistent with the above-mentioned paleoenvironmental interpretations and do not include any strictly marine species. The sedimentary deposits were classified in 17 types. Lithologic, biostratinomic and paleoecological evidence suggests that the predominantly red sequence of the Rio do Rasto Formation accumulated in great shallow lakes characterized by water level and possibly salinity oscillations within and variable arid context. The lakes were surrounded by lowlands, which contained marginal vegetation, eolian dunes and probably ephemeral streams. Flood stages would have caused the deposition of suspension lobes and sigmoidal bars near the mouths of tibutaries and turbidites farther offshore in the lakes. Occasionally, especially during the deposition of the lower part of the sequence, the lakes were influenced by heavy storm episodes; weaker wave action, such as that produced by winds, also left marks in many stata, throughout the formation. The sequence apparently began to accumulate under quite arid conditions, followed by more humid conditions, probably in two distinct intervals. The expressive development of glossopterids, pecopterids, bivalves and conchostracans (M. unicostata micropolygonata) would have occurred in the first interval, whereas Schizoneura gondwanensis and several conchostracans appeared in the second interval. In the latter interval may have occurred mild tectonic uplift of the area near Reserva-Cândido de Abreu, as suggested by the presence of two anomalous diamictites with large intraclasts. The upper third of the formation documents the return of rigorous arid conditions, that alternated with only a few, short, less severe intervals. Many floral and faunal species disappeared at this time, and eolian dunes invaded the lakes with greater frequency, finally filling them up and setting the stage for deposition of the Pirambóia Formation.

As bacias de captação Faxinal e Maestra são responsáveis pela maior parte do abastecimento público de água do Município de Caxias do Sul, RS, e se localizam em região recoberta pelas unidades ignimbríticas riodacíticas da Formação Serra Geral. O presente estudo relata a influência do uso do solo na composição geoquímica das águas e sedimentos finos observados nos principais tributários das bacias, tendo como objetivo aplicar a geoquímica multielementar e isotópica para determinar as concentrações e os diferentes tipos de fontes de contaminantes presentes nas bacias hidrográficas estudadas, desenvolvendo um diagnóstico capaz de auxiliar no planejamento e gestão destes recursos hídricos. Para tanto, foi necessário correlacionar a composição geoquímica dos sedimentos finos de fundo com a rocha-fonte e a composição dos principais fertilizantes utilizados nas áreas agrícolas. Adicionalmente, foram determinadas as razões isotópicas de Pb e Sr em sedimentos de suspensão, associando com as assinaturas isotópicas de fertilizantes e de sedimentos nas nascentes principais, relacionando com a influência dos insumos utilizados na agricultura e da estação de tratamento de esgoto (ETE) nas águas dos tributários, utilizando-se os isótopos de δ2H-H2O, δ18O-H2O, δ15N-NO3-, δ18O-NO3- e δ15N. As amostras de sedimentos, água e fertilizantes foram analisadas por difração de Raios-X, ICP-MS, espectrômetro de ionização térmica, espectrómetro de massa VG Sector 54, espectroscopia de absorção de laser (Tipo Cavity Ring-Down Spectroscopy) e espectrômetro de Massa por Razão Isotópica (IRMS). O primeiro manuscrito apresenta resultados obtidos nos sedimentos de fundo interpretados com suporte de estatística descritiva e multivariada (Análise de Componentes Principais e Análise Fatorial), relacionando com o fator de enriquecimento. Estes resultados demonstram que os sedimentos de corrente dos córregos da bacia de captação Faxinal expõem contaminação e efeito acumulativo por metais pesados provenientes da aplicação de fertilizantes e fungicidas, enquanto que o excesso de sódio nos sedimentos da bacia de captação Maestra são resultantes da descarga direta de esgoto doméstico no recurso hídrico. O segundo manuscrito expõe resultados de 87Sr/86Sr para sedimentos em suspensão (0,717324 – 0,723113) e para os fertilizantes (0,705 – 0,710) configurando duas populações. As razões isotópicas de chumbo para os sedimentos apresentaram valores de 208Pb/204Pb (38,42 – 38,97), 206Pb/204Pb (18,72 – 19,07), 207Pb/204Pb (15,60 – 15,75), 208Pb/206Pb (2,037 – 2,055) e 207Pb/206Pb (0,824 – 0,833). Os valores dos isótopos de estrôncio e chumbo demonstraram que os sedimentos em suspensão são compatíveis com origem geogênica, e apresentam influência de fungicidas utilizados nas áreas agrícolas. O terceiro manuscrito mostra resultados dos isótopos de N e O de nitrato nas águas demonstraram valores de δ15N entre 3,9 e 19,4, enquanto o δ18O entre 4,2 e 21,7. Estas assinaturas isotópicas estão representadas em diferentes compartimentos do gráfico característico δ15N-NO3- vs δ18O-NO3-. Os pontos monitorados Fx-01, Fx-02, Fx-03, Fx-04, Fx-05 e Fx-06 demonstram valores com influência e contribuição de fertilizantes. Por outro lado, o ponto Fx-07 sugere interferência por descarga direta de efluente doméstico no tributário e o ponto Fx-ETE apresenta assinatura característica de ambiente de denitrificação. Através da interpretação dos resultados obtidos nos três manuscritos reconhece-se que as águas das represas Maestra e Faxinal recebem contaminantes provenientes de diferentes fontes, que abrangem a aplicação de insumos agrícolas e as descargas de esgoto doméstico sem tratamento. / The Faxinal and Maestra catchment basin are responsible for most of the public water supply of the city of Caxias do Sul, RS, and are located in the region covered by riodacíticas ignimbríticas units of the Serra Geral Formation. This study describes the influence of land use in the geochemical composition of water and fine sediments observed in the main tributaries of the watershed, aiming to apply the multielement and isotopic geochemistry to determine the concentrations and the different types of sources of contaminants in the studied basins, developing a diagnosis to assist in the planning and management of water resources. Therefore, it was necessary to correlate the geochemical composition of botton fine sediment with the rock-source and composition of the main fertilizers used in the agricultural areas. Additionally, it was determined the isotopic ratios of Pb and Sr in the suspended sediment, associating with the isotopic signatures of fertilizers and sediment in the main springs, relating to the influence of the inputs used in agriculture and of the wastewater treatment plant (WWTP) in the tributaries of water, using the isotopes δ2H-H2O, δ18O-H2O, δ15N-NO3-, δ18O-NO3- and δ15N. The sediment samples, water and fertilizer were analyzed by X-ray diffraction, ICP-MS, Spectrometer thermal ionization, Mass spectrometer VG Sector 54, laser absorption spectroscopy (Type Cavity Ring-Down Spectroscopy), Isotopic ratio mass spectrometer (IRMS). The first manuscript presents results obtained in the bottom sediments interpreted with descriptive and multivariate statistical support (Principal Component Analysis and Factor Analysis), relating to the enrichment factor. These results demonstrate that the stream sediments of Faxinal watershed showed contamination and cumulative effect of heavy metals due to the application of fertilizers and fungicides, while the excess sodium in the sediments of Maestra watershed the result of direct discharge domestic sewage in the water resource. The second manuscript displays results of 87Sr / 86Sr for suspended sediment (0.717324 to 0.723113) and fertilizers (0.705 – 0.710) setting two populations. Lead isotopic ratios for sediments showed values of 208Pb/204Pb (38.42 – 38.97), 206Pb/204Pb (18.72 – 19.07), 207Pb/204Pb (15.60 – 15.75), 208Pb/206Pb (2.037 – 2.055) e 207Pb/206Pb (0.824 – 0.833). The values of strontium and lead isotopes showed that the suspended sediments are compatible with geogenic origin and present influence of fungicides used in agriculture areas. The third manuscript shows results of isotopes of C and O of nitrate in water showed δ15N values between 3.9 and 19.4, while δ18O between 4.2 and 21.7. These isotopic signatures are represented in different compartments of the characteristic chart δ15N-NO3- vs δ18O-NO3-. The points monitored Fx-01, Fx-02, Fx-03, Fx-04, Fx-05 and Fx-06 show values with influence and contribution of fertilizers. On the other hand, the Fx-07 point suggests interference by direct discharge of effluent household in the tributary and Fx-ETE point features characteristic signature of denitrification environment. Through the interpretation of the results obtained in the three manuscripts it is recognized that the waters of the Maestra and Faxinal dams receive contaminants from differents sources covering the application of agricultural inputs and domestic sewage discharges untreated.

A disponibilidade de séries contínuas de chuva pode viabilizar a execução de muitos estudos que não seriam possíveis com séries que apresentam falhas, pois muitos modelos hidrológicos não apresentam bons resultados quando utilizados dados de entrada com valores faltantes. Neste estudo, as capacidades de Redes Neurais Artificiais (RNAs) foram analisadas para estimar falta de dados das estações pluviométricas. Assim, o objetivo deste trabalho consistiu em testar a utilização de séries pluviométricas preenchidas, em escala horária, a partir de redes neurais artificiais como entrada em um modelo hidrológico de base física, com parâmetros distribuídos. A hipótese levantada neste estudo é que o preenchimento de falhas de séries históricas de precipitação com as Redes Neurais Artificiais potencializam a sua utilização em estudos e na modelização hidrológica. Na metodologia foi proposto um método para preenchimento de falhas dos dados históricos de precipitação horária monitorados em dezoito postos pluviométricos. Posteriormente os dados de precipitação preenchidos foram aplicados em um modelo de previsão de vazão (SWAT). Foram simuladas sete situações para a verificação do desempenho do modelo SWAT, utilizando dados de entrada horários preenchidos de 16 postos pluviométricos, posteriormente, as séries de entrada foram sendo reduzidas, para 8 postos, 4, 2 e por fim 1 posto pluviométrico. Também foi simulado um cenário onde se utilizou como dados de entrada as 16 séries de dados horários sem preenchimento, e um cenário onde os dados horários preenchidos foram convertidos em diários. Foram construídos 1784 modelos para preenchimento de falhas nas séries de dados horários dos postos pluviométricos da bacia. O preenchimento das falhas apresentou coeficientes de analise de desempenho dos modelos elevados. De maneira geral, os valores do coeficiente de Nash-Sutcliffe (NS) encontrados no treinamento e na verificação das redes variaram de 0,80 a 0,99. A frequência com que foram encontrados valores de NS menores que 0.90 nos preenchimentos dos pluviógrafos foi baixa, da ordem de 3,6%. Na aplicação do modelo SWAT, a calibração e a verificação dos parâmetros do modelo foram realizadas com o uso das 16 séries horárias preenchidas com as RNAs. Resultados demonstraram que o coeficiente de eficiência de NS diminui à medida que quantidade de estações pluviométricas utilizadas na entrada do modelo são reduzidas, de 16 para 8, de 8 para 4, de 4 para 2 e de 2 para 1. Variaram de NS = 0,86 (com 16 pluviógrafos) a NS = 0,75 (com dois e um pluviógrafos). Ao se utilizar os dados sem preenchimento o modelo obteve um desempenho inferior, alcançando um coeficiente de NS 6 igual a 0,69. Com relação ao último cenário, em que os dados horários preenchidos foram acumulados e convertidos em diários para serem inseridos no modelo, os resultados foram os piores obtidos, o NS se igualou a 0,61. Nota-se que o preenchimento das falhas das precipitações horárias proporcionou a maximização dos dados disponíveis, com representação das variabilidades espaciais e, a realização de simulações para intervalos de tempo compatíveis com o tempo de resposta da bacia. / The availability of continuous rainfall series can enable the execution of many studies that are not possible with failed series, because many hydrological models do not provide good results when used input data with missing values. In this study, the capabilities of Artificial Neural Networks (ANN) were analyzed to estimate missing data rainfall stations. The aim of this study was to test the use of filled rainfall series as an hourly scale, as of artificial neural networks as input to a hydrological model physical basis, with distributed parameters. The hypothesis in this study is that the filling of historic precipitation series faults with the Artificial Neural Networks maximizes its use in studies and hydrological modeling. The methodology has been proposed a method for gap filling of the historical data of hourly rainfall monitored in eighteen rain gauges. Subsequently the completed precipitation data were applied in a flow forecasting model (SWAT). Seven situations were simulated to verify the efficiency of the SWAT model, a scenario with input time of 16 rain gauges with gap filling using RNAs, subsequently the input series were being reduced to 8 stations, 4, 2 and finally 1 rain gauges data filled. Was also simulated a scenario in which were used as input hourly data series of 16 unfilled posts, and a scenario with daily data entry was also simulated, where the hourly data filled of 16 stations were converted to daily data. 1784 models were constructed to fill gaps in the hourly data series of rain gauges in the basin. The gaps filling in hourly precipitation showed high efficiency coefficients of models. In general, coefficient of Nash-Sutcliffe (NS) values found during the training and verification networks ranged from 0.80 to 0.99. The frequency with which NS values smaller than 0.90 were found in the fill of the rain gauge was 3.6%. Based on the rainfall filled series, these were tested for their efficiency in the hydrologic simulation process, using the physically based SWAT model. The calibration and verification of the model parameters were performed using 16 pluviograph stations with hourly series filled with RNAs. Results showed that the efficiency coefficients of NS decreases as the amount of rainfall stations used in the input model are reduced from 16 to 8, from 8 to 4, 4 to 2 and 2 to 1. Ranged from NS = 086 (16 pluviographs) NS = 0.75 (with two one pluviographs). When using the not filling data, the model obtained a lower performance, achieving a 8 coefficient NS equal to 0.69. On respect to the latter scenario, in which hourly data were accumulated and converted filled in daily to be inserted in the model, the worst results were obtained, the NS equaled 0.61. It is noticed in this way, that the filling gaps of hourly rainfall provided the maximization of available data, with representation of spatial variability and, performing simulations to intervals compatible with the response time of the basin.

Os vertedouros são responsáveis pela segurança das barragens, permitindo a passagem das cheias evitando danos à barragem. A utilização de um sistema extravasor composto por vertedouro em degraus seguido de bacia de dissipação por ressalto hidráulico permite que parte significativa da energia de montante seja dissipada durante a passagem do escoamento pela calha em degraus, sendo que a energia restante é dissipada pelo ressalto hidráulico formado na bacia a jusante. A dissipação da energia ao longo da calha permite a redução do comprimento do ressalto se comparado ao mesmo fenômeno formado a jusante de uma calha lisa, e, assim, as dimensões e custos da bacia podem ser otimizados. Por ser um fenômeno turbulento, o ressalto hidráulico pode causar danos na estrutura da barragem por meio de erosão, cavitação, entre outros. Na bibliografia, podem ser encontrados diversos estudos sobre vertedouros convencionais (com calha lisa) seguido de bacia de dissipação, porém são raros os trabalhos que tratam sobre o ressalto hidráulico a jusante de estruturas escalonadas. O presente trabalho tem por objetivo caracterizar as pressões atuantes em um ressalto formado a jusante de um vertedouro em degraus de forma a fornecer informações que auxiliem no dimensionamento dessas estruturas. Para a caracterização dos esforços, foram realizados ensaios em um modelo físico, instalado no Laboratório de Obras Hidráulicas (IPH – UFRGS), composto por uma bacia de dissipação a jusante de uma calha em degraus. Os ensaios foram realizados com ressalto hidráulico livre formado a jusante do vertedouro em degraus com números de Froude na entrada do ressalto entre 5,9 e 7,5. Foram analisados dados de pressões médias, flutuações de pressão, assimetria, curtose, pressões extremas e coeficiente estatístico de probabilidade (N%). Os resultados obtidos foram comparados aos resultados de autores que estudaram ressalto a jusante de calha lisa, de forma a verificar a semelhança entre os fenômenos. A partir das análises realizadas, concluiu-se que o ressalto hidráulico formado a jusante de um vertedouro em degraus, em sua maior parte, apresenta um comportamento semelhante ao mesmo fenômeno a jusante de uma calha lisa, dependendo mais das condições na entrada do ressalto hidráulico (energia residual) do que da forma que o escoamento se desenvolveu até a entrada da bacia. No entanto detectou-se uma diferença significativa nas posições mais próximas do pé do vertedouro. Esse fato pode ser explicado devido à ausência de uma curva de concordância entre calha em degraus e bacia no modelo estudado nesta pesquisa e existência no modelo utilizado pelos autores cujos dados foram comparados. / Spillways are responsible for the safety of the dams, allowing flood passage and avoiding damages. The use of an overflow system compounded by a stepped spillway followed by a hydraulic jump stilling basin allows the dissipation of a significant amount of the upstream energy during the flow through the stepped chute. The remaining energy is dissipated by the hydraulic jump formed within the downstream stilling basin. The energy dissipation along the chute allows the reduction of the hydraulic jump length if compared to the same phenomenon formed downstream of a smooth chute, therefore the stilling basin dimensions and costs can be optimized. As the hydraulic jump is a turbulent phenomenon, it may cause damage to the dam structure through erosion, cavitation, among others. Several studies on the conventional spillways (smooth chute) followed by stilling basin can be found in the literature, but papers on hydraulic jumps downstream of stepped chutes are rare. This study aims to characterize the pressures acting on a hydraulic jump formed downstream of a stepped spillway in order to supply data to assist the design of these structures. In the interest to characterizing the pressures, simulations were performed in a physical model installed at the “Laboratório de Obras Hidráulicas” (IPH – UFRGS), which is compound by a stilling basin downstream a stepped chute. The simulations were performed with a free hydraulic jump formed downstream of a stepped spillway and with Froude numbers referring to the hydraulic jump’s starting point ranging from 5.98 to 7.44. The data analyzed concerned mean pressure, pressure fluctuation, asymmetry, kurtosis, extreme pressures and statistical coefficient of probability (N%). The results obtained in this study were compared to the results of researches concerning smooth chutes in order to verify the similarities between the phenomena. Taking into account the analysis conducted, it was possible to conclude that the hydraulic jump formed downstream of a stepped spillway, for the most part, has a similar behavior to the phenomenon related to the smooth chute, depending more on the conditions of the hydraulic jump’s starting point (residual energy) than how the flow developed up to the entrance of the basin. However, a significant difference was detected in the positions nearest to the spillway foot. This fact can be explained by the non-existence of a transition curve between the stepped chute and the stilling basin in the physical model studied in this paper and the existence of it in the physical models utilized by the authors whose data were compared to the ones in found in this study.

O embasamento oceânico representa a situação tectônica de uma determinada área e seu conhecimento é crucial em estudos que visam explorar o fundo marinho. Devido à alta taxa de sedimentação, principalmente em bacias oceânicas, a topografia do embasamento é mascarada e suas estruturas podem estar enterradas, inacessíveis à observação direta. Este trabalho visa estimar a profundidade do embasamento na região da Bacia de Santos a partir de uma análise combinada de dados gravimétricos obtidos a partir de altimetria por satélite e gravimetria marinha, dados batimétricos e modelo de espessura sedimentar de bancos de dados internacionais e dados de espessura crustal disponíveis na região. Na primeira etapa do trabalho foi calculado o efeito do pacote sedimentar no sinal gravimétrico na Bacia de Santos e a profundidade da Interface Crosta Manto (ICM) foi modelada a partir de inversão gravimétrica com vínculos. Na etapa seguinte, a confiabilidade dos modelos obtidos foi testada através de análise flexural. Os dados de profundidade da ICM flexural e gravimétrica se mostraram em concordância, sinalizando a adequação de seu uso na próxima etapa do trabalho. O efeito gravimétrico da ICM encontrada por análise flexural e o efeito gravimétrico dos sedimentos foram então calculados e subtraídos da anomalia Bouguer original. O campo residual assim obtido, que se admite representar as feições topográficas do embasamento, foi invertido na última etapa do trabalho, fornecendo informações que mostram um embasamento com feições topográficas de até 700m em certas regiões isoladas. Este embasamento gravimétrico pode, dentro de suas restrições, oferecer importantes subsídios para a elaboração de modelos genéticos e tectônicos de interesse exploratório na região. / The ocean basement represents the tectonic situation of an specific area and their knowledge is crucial in studies aimed at exploring the seabed. Due to the high sedimentation rate, especially in ocean basins, the topography of the basement is masked and their structures can be buried, inaccessible to direct observation. This paper aims to estimate the depth of the basement in the region of the Santos Basin from a combined analysis of gravity data obtained from satellite altimetry and marine gravimetry, bathymetric data and sediment thickness from international data banks and crustal thickness data available in the region. In the first step of the work it was calculated the gravity effect of sediments in Santos Basin and the Crustal Mantle Interface (CMI) was modeled from constrained gravity inversion. In the next step, the reliability of the models obtained was tested by flexural analysis. The flexural and gravity CMI proved to be in agreement, indicating the appropriateness of its use in the next stage of work. The gravity effect of Flexural CMI and the gravity effect of sediments were then calculated and subtracted from the original Bouguer anomaly. The residual field thus obtained, which is assumed to represent the topographical features of the basement, was inverted in the last step of the work, providing information that show a basement with features of up to 700min some isolated regions. This gravimetric basement may, within its restrictions, offer important insights for the development of genetic and tectonic models off exploration interest in the region.

A margem continental brasileira denota estruturas geomorfológicas moldadas durante vários episódios de atividade tectônica iniciados no Neoproterozoico, durante o Ciclo Brasiliano/Pan-Africano, e originada por processos de rifteamento e subsequente separação entre América do Sul e África no Cretaceo Inferior. Com o objetivo de estabelecer um modelo de história termotectônica para a margem continental brasileira, foram realizadas as seguintes análises: (i) traços de fissão em apatita e/ou zircão na margem sul, no Escudo Sul-Rio-Grandense e na Bacia do Camaquã; (ii) traços de fissão em apatita no embasamento onshore e poços offshore da Bacia de Santos (margem sudeste); e, (iii) integração e reinterpretação dos dados traços de fissão em apatita disponíveis ao longo de toda a margem continental brasileira. As idades traços de fissão em apatita ao longo da margem variam de ~385-10 Ma. As idades centrais traços de fissão em zircão obtidas na Bacia do Camaquã variam de ~386 a 210 Ma e são mais jovens do que a idade de deposição, apresentando sinais de reset parcial e/ou total após a deposição. Alguns cristais de zircão com idades Meso-Neoproterozoicas definem uma proveniência inicial, e os mais jovens de 147-104 Ma (Cretaceo Inferior) representam cristais que foram completamente resetados e registram o início da separação entre a América do Sul e a África. A modelagem térmica dos poços offshore da Bacia de santos indicou que a geração de óleo na bacia começou em 55-25 Ma. Os dados revelam que a margem continental foi caracterizada por pelo menos três eventos de resfriamento acelerado pós Ciclo Brasiliano: Cretaceo Inferior, Cretaceo Superior e Paleógeno-Neógeno. Estes eventos são relacionados aos processos de abertura do Oceano Atlântico Sul e às fases rifte e pós-rifte, com reativações tectônicas ao longo da margem e cuja denudação estimada pode ser relacionada ao influxo sedimentar nas bacias offshore. A margem continental sul e o cráton São Francisco registram os eventos de resfriamento mais antigos, desde o Ordoviciano e o Permiano respectivamente, como reflexo das orogenias Famatiniana e Gondwanide. / The Brazilian continental margin denotes geomorphological structures formed during several episodes of tectonic activity initiated in the Neoproterozoic during the Brasiliano/Pan African Cycle and originated by rifting and subsequent breakup of South America and Africa in the Early Cretaceous. In order to establish a thermotectonic history model for the Brazilian continental margin these analyzes were performed: (i) apatite and/or zircon fission tracks in the southern margin, Sul- Rio-Grandese Shield and Camaquã Basin; (Ii) apatite fission tracks in onshore basement and offshore boreholes of the Santos Basin (southeast margin); and, (iii) integration and reinterpretation of the available apatite fission tracks along the Brazilian continental margin. The apatite fission track ages along the margin range from ca. 385-10 Ma. The zircon fission track central ages along the Camaquã Basin vary from ca. 386 to 210 Ma and are younger than the depositional age and show signs partial of partially and/or totally reset after deposition. A few zircon grains with Meso-Neoproterozoic ages define an initial provenance age, and the youngest ages of 147-104 Ma (Early Cretaceous) represent zircon grains that have been completely reset and record the time of the initial breakup between South America and Africa. The borehole thermal modeling of the Santos Basin indicates that the oil generation started at 55-25 Ma. The data show that the continental margin was characterized by at least three accelerated cooling events after the Brasiliano cycle: Early Cretaceous, Late Cretaceous and Paleogene-Neogene. These events are related to the opening processes of the South Atlantic Ocean and to the rift and post-rift phases, with tectonic reactivations along the margin and whose estimated denudation can be related to the sedimentary influx in the offshore basins. The south continental margin and the San Francisco craton record the older cooling events, from the Ordovician to the Permian respectively, as reflection of the Famatinian and Gondwanide orogenies.

Resumo: O presente trabalho tem como objetivo o estudo hidrogeológico do Sistema Aqüífero Tubarão na região central aflorante do Grupo Tubarão no Estado de São Paulo, visando a caracterização das rochas reservatório e a qualidade de suas águas. Para isso, montou-se um banco de dados com informações de poços, descrições petrográficas e ensaios petrofísicos de amostras. Os dados de poços indicaram maior predominância de arenitos na região centro-oeste da área, entre os municípios de Tietê, Capivari e Elias Fausto. A menor ocorrência de rochas reservatórios para água foi registrada na borda leste e na região nordeste do estado. As análises das características permo-porosas, extraídas de dois poços, indicaram grandes variações das condições de fluxo, influenciadas pela granulometria e seleção e, secundariamente, pela cimentação da rocha. A análise hidroquímica apontou a presença de águas bicarbonatadas cálcicas e sódicas na área, com discreta predominância de águas cálcicas junto à borda da bacia, e sódicas em direção a seu interior. O fluxo de água subterrânea ocorre da região de recarga, posicionada na borda leste da bacia, convergindo para oeste em direção aos principais rios da região. Por fim, a análise de favorabilidade indicou a região de Tietê como a de melhores características para a exploração de água subterrânea. / Abstract: This hydrogeology study defines both the reservoir rock character and the water quality of the Tubarão Aquifer System in São Paulo State, Brazil. This was done with the assistance of an extensive well information database coupled with petrographic, petrophysical, and hydrochemical analyses. The well data indicates high sandstone predominance in the west-center region of the study area, close to the cities of Tietê, Capivari and Elias Fausto. In the east and northeast regions of the state there is very little aquifer data available. Petrophysical and petrographic analysis from two wells indicated high variations in flow conditions, a function of differing grain size and sorting and secondary by the presence of pore filling cement. The hydrochemical analysis revealed a mainly bicarbonated calcic and sodic water composition in the study area. There was a discreet tendency towards calcic waters along the boundary to a tendency towards sodic water in the interior of the system. The aquifer is recharged in the east boundary region of the system and converges to west toward the main rivers in the study area. Finally, the favorability analysis demonstrated that the Tietê region is among the most favorable areas for additional groundwater exploration. / Orientador: Chang Hung Kiang / Coorientador: Maria Rita Caetano-Chang / Banca: Aldo C. Rebouças / Banca: Setembrino Petri. / Banca: Sidnei Pires Rostirolla / Banca: Uriel Duarte / Doutor

Diante da importância econômica da bacia do rio Piracicaba e da possibilidade de ocorrência de problemas no fornecimento de água para a região, tomou-se por objetivo conhecer o comportamento espacial e a evolução temporal dos dados hidrológicos de suas sub-bacias, através do mapeamento e da análise de tendências da precipitação, da vazão e da evapotranspiração. Utilizou-se para isso, 33 postos pluviométricos e 5 fluviométricos do Departamento de Águas e Energia Elétrica do Estado de São Paulo (DAEE-SP). A espacialização dos dados de precipitação anual, trimestral seca e trimestral úmida, foi feita através da interpolação pelo método do inverso do quadrado da distância, com o auxílio do SGI-IDRISI. Pôde se detectar o padrão normal anual e a influência diferenciada das frentes polares sobre o padrão espacial dos períodos secos e úmidos. Para os anos extremamente úmidos, como os anos de 76 e 83, destacou-se a importância do período normalmente seco na precipitação anual total. A presença de tendências nas séries de lâmina média anual de precipitação, vazão e evapotranspiração, por sub-bacia, foi analisada através dos testes não paramétricos de Mann-Kendall e de Pettitt. Observou-se tendência significativa de aumento da precipitação e da evapotranspiração anuais, em praticamente todas as sub-bacias. Apesar do aumento da precipitação, as séries de vazão reconstituída líquida anual não apresentaram nenhuma tendência. As séries de vazão medida apresentaram tendência significativa, mostrando a influência da operação das barragens. A análise dos dados trimestrais mostra tendência positiva somente para a precipitação do período seco, sugerindo que os anos têm sido mais úmidos porque os meses normalmente secos têm sido menos secos. Isso está de acordo com o observado acima para os anos muito úmidos, ressaltando a importância dos meses secos no comportamento anual da precipitação. Por fim, utilizou-se a análise de componentes principais para a determinação de padrões e de fatores influentes sobre o comportamento temporal e espacial dos postos pluviométricos da bacia. Essa análise permitiu apontar a atividade solar como o fator influente mais importante para o comportamento da precipitação. Permitiu ainda, um agrupamento adequado dos postos em regiões homogêneas dentro da bacia. / not available