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Estudo experimental de pavimentos permeáveis para o controle do escoamento superficial na fonte

Acioli, Laura Albuquerque January 2005 (has links)
Técnicas atuais de Gerenciamento da Drenagem Urbana preconizam que a drenagem da água da precipitação seja realizada com o uso de dispositivos de controle que agem na fonte do escoamento superficial. Tais dispositivos têm o objetivo de recuperar a capacidade natural de armazenamento do solo, reduzida devido aos impactos da urbanização. Com o desvio do escoamento das áreas impermeáveis para esses dispositivos, o solo recupera as condições de escoamento anteriores à urbanização. A presente dissertação descreve um experimento inédito no Brasil, onde foi aplicada a técnica do Pavimento Permeável. Foi montado um aparato experimental que possibilita o monitoramento do desempenho do dispositivo, com o objetivo principal de analisar a viabilidade técnica da utilização de um pavimento permeável de baixo custo e tecnologia simples, no controle da geração de escoamento superficial na fonte. Com o trabalho, permitiuse uma maior difusão do conhecimento e propagação da técnica, ainda pouco dominada pelos engenheiros e contratantes. A obra consta de um lote de estacionamento de aproximadamente 264m2, que foi dividido em duas partes iguais, onde foram utilizados os seguintes revestimentos: asfalto poroso, de granulometria aberta; blocos vazados intertravados de concreto. O experimento foi projetado para permitir o monitoramento quali-quantitativo dos escoamentos nos dois tipos de pavimento, com relação à redução no escoamento superficial, quando sujeitos às condições de tráfego encontradas na prática, no lote de estacionamento situado próximo ao bloco de ensino do IPH/UFRGS. São discutidos aspectos relacionados às condições de funcionamento, adequação dos materiais empregados, eficiência do dispositivo e custos envolvidos. A avaliação da eficiência hidráulica-hidrológica do dispositivo foi feita através do monitoramento e análise de dados de precipitação, armazenamento no reservatório, escoamento superficial e umidade no solo subjacente. O pavimento permeável se mostrou uma técnica eficiente de controle na fonte do escoamento superficial. Foram obtidas taxas médias de 5% de escoamento superficial para a superfície com revestimento asfáltico, e de 2,3% para o revestimento em blocos vazados intertravados. Os dados de armazenamento mostraram que em nenhum evento o volume armazenado superou 25% da capacidade máxima do reservatório. Ainda com base nesses dados, verificou-se que a metodologia de dimensionamento utilizada super-dimensionou a estrutura reservatório. A importância do dimensionamento preciso da estrutura é evidenciada pela estimativa dos custos, onde se verifica que o reservatório de britas contribui para uma significativa parcela dos custos totais.
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Dinâmica do transporte de nutrientes no escoamento superficial em sistemas de manejo do solo / Dynamics of nutrients transport in runoff under soil management system

Fonseca, Edir Oliveira da January 2006 (has links)
Em áreas agrícolas utilizadas de forma intensiva para descarte de resíduos urbanos e de dejetos de animais confinados geralmente ocorre acúmulo de nutrientes. Nestas áreas, a dinâmica do transporte de nutrientes no escoamento superficial pode ser alterada nos sistemas de manejo sem preparo do solo, devido ao acúmulo superficial de material orgânico e nutrientes, com destaque para o fósforo, que em geral é pouco móvel no solo. Associado a isto, a descarga de nutrientes em recursos hídricos pode ser acelerada se não controladas as perdas por erosão hídrica. Realizou-se estudo na Estação Experimental Agronômica da UFRGS, em Eldorado do Sul, RS, em Argissolo Vermelho distrófico típico, com o objetivo de avaliar o efeito dos sistemas de manejo com preparo convencional e sem preparo do solo, sobre as perdas de solo e água por erosão hídrica e sobre a dinâmica do transporte de nutrientes no escoamento superficial. Utilizaram-se parcelas experimentais com 0,8 x 10,0 m, com declividade média de 0,082 m m-1. Chuvas simuladas com intensidade de 120 mm h-1 e duração de 1 hora foram aplicadas no 2º dia após a semeadura da cultura da aveia (avena sativa) e no 2º e 47º dia após a semeadura da cultura do milho (zea mays) com preparo convencional e sem preparo do solo, cada um com quatro fontes de nutrientes: Testemunha, Adubo Mineral, Composto de Lixo Urbano e Dejetos de Suínos. As doses dos fertilizantes foram calculadas em função da necessidade de N das culturas. Durante as chuvas, amostras do escoamento foram coletadas para determinação das perdas de solo e de água. Amostras integradas para determinação das concentrações de nutrientes no escoamento superficial foram obtidas a cada nove minutos, até 0,45 h de chuva simulada aplicada. Na análise das formas de nutrientes biodisponíveis no solo e no escoamento superficial utilizou-se resina trocadora. As perdas de água não diferem entre os sistemas de manejo avaliados. Nutrientes solúveis foram influenciadas pelas perdas de água, enquanto que as formas particuladas devem-se a descarga de sedimentos pelo escoamento superficial. A disponibilidade de nutrientes no escoamento superficial foi aumentada pelo uso do fertilizante dejeto suíno, seguido do composto de lixo urbano. A aplicação de fertilizante na superfície aumentou a disponibilidade de fósforo no escoamento superficial, aumentando os riscos de eutrofização dos mananciais de águas superficiais. / The intensive use of agricultural lands to discards urban residue and manure compost of livestock may generate accumulation of nutrients. In these areas, the dynamics nutrients transports in surface runoff can be modified, due to superficial accumulation of organic matter and nutrient, with enhance for phosphorus, because it’s slow movement in soil. Herewith, the nutrients inputs in water flow can be enhanced if not to control losses by erosion process. A field study was carried out at Agronomic Experimental Station of the Federal University of Rio Grande do Sul, in Eldorado do Sul, RS, Brazil, in Palleudult soil, with the object to evaluate the effects of the management systems with conventional tillage and no-tillage of soil, on losses of soil and water by water erosion process and on a dynamic of nutrients transport in surface runoff. It was used experimental plots with dimensions of 0.8 x 10.0 m, and slope gradient of 0.082 m m-1. Rainfall simulator was used to apply rains with intensity of 120 mm h-1 during 1 hour, at the 2nd day after sowing black oat (Avena sativa) crop and at 2nd and 47th day after sowing corn (Zea mays) crop with soil conventional tillage and no-tillage with different fertilizers forms: control, minerals, urban organic solid waste compost and swine waste compost. The fertilizer rate applied was calculated in function of N crop supply. During rainfall, runoff samples were collected for determination of soil and water losses. Composite samples for determination of the nutrients losses in the surface runoff were obtained each nine minutes, sampled until 0.45 hour of applied rainfall. The bioavailability of soluble and particulate nutrient analysis was determinate by exchange resin in soil and surface runoff. The water losses doesn’t differ among the management systems estimated. Soluble nutrients forms were influenced by water losses, whereas particulate forms were influenced by sediments concentration in runoff. The bioavailability nutrients forms were enhanced by swine waste compound use and urban solid waste compound. The use of fertilizer in surface soil enhances the bioavailability phosphorus content and the bioavailability phosphorus form in runoff, increasing risk to eutrophication of water resources.
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Uso de pavimentos permeáveis e coberturas verdes no controle quali-quantitativo do escoamento superficial urbano

Castro, Andréa Souza January 2011 (has links)
Este trabalho procurou avaliar a eficiência do uso de pavimentos permeáveis e coberturas verdes no controle do escoamento superficial e a influência dos mesmos na qualidade das águas que drenam destas estruturas. Os pavimentos permeáveis foram avaliados em um estacionamento construído no ano de 2003, com 264m² de área, dividido em dois tipos de revestimento: asfalto poroso e blocos vazados cobertos por gramíneas. Nos anos de 2003 e 2004 foi efetuado um ano de monitoramento quantitativo dessa estrutura (primeira etapa de monitoramento), sem efetuar análises qualitativas. O presente estudo apresenta resultados de uma segunda etapa de monitoramento, efetuada em 2007, 2008 e 2009, incluindo análises qualitativas e quantitativas. Para os dezessete eventos estudados no segundo estágio do monitoramento, os resultados da análise quantitativa mostraram que somente o pavimento com revestimento de blocos vazados continuava fazendo o controle adequado do volume de escoamento superficial, embora com valores de escoamento um pouco superiores aos encontrados no passado, principalmente no revestimento de asfalto poroso. De uma maneira geral, a qualidade da água que infiltrou no pavimento nos dois revestimentos para os eventos analisados está dentro dos parâmetros esperados, se comparadas as resoluções nº 357 e 430 do CONAMA (Conselho Nacional do Meio Ambiente). O tipo de revestimento parece não influenciar na qualidade da água que infiltra no solo, já que os valores encontrados no asfalto poroso e nos blocos vazados são muito próximos. Já para o experimento com coberturas verdes, os resultados indicaram que o uso pode proporcionar uma melhor distribuição do escoamento superficial ao longo do tempo, através da diminuição da velocidade de liberação do excesso de água retida nos poros do substrato. Os dados demonstraram também uma redução no volume de água escoado, já que o telhado verde é composto por plantas que têm a capacidade de reter água. As análises físico-químicas indicaram pouca diferença entre os módulos terraço e telhado sem cobertura vegetal. A presença da cobertura da vegetal aumenta os valores de sólidos totais, de fósforo total, de nitrogênio, de nitrato, de turbidez, de DBO5, além de tornar o pH alcalino com valores próximos a 8. Se compararmos os valores obtidos nas análises da qualidade com os padrões das resoluções nº 357 e 430 do CONAMA, EPA (Guia para Reuso da Água) de 1992 e a resolução CONSEMA 128/06 RS (Rio Grande do Sul), foi possível constatar que a água possui uma boa qualidade mesmo não sendo desprezada a primeira parcela que geralmente é a mais poluída. / This study attempted to evaluate the efficiency of using permeable pavements and green roofs to control surface runoff, and their influence on the quality of the waters draining from these structures. The permeable pavements were from an approximately 264m² parking lot built in 2003. There were two types of pervious materials: porous asphalt and grass-covered concrete garden blocks. The structure was designed in 2003 and 2004; monitoring devices were detailed, and the results of a one-year quantitative study of this structure (first stage of monitoring) were presented, but no qualitative studies were performed. The present study describes results of a second stage of monitoring, performed in 2007, 2008 and 2009, including qualitative and quantitative analyses. Quantitative analysis results for the seventeen observed events show that, in the second stage of monitoring, only the pavement with concrete garden blocks still controlled the surface runoff volume adequately, although the runoff values are slightly superior to those found in the past in the same experimental device. The surface runoff coefficient values found in the second stage of monitoring were shown to be higher than in the first stage, especially in the porous asphalt cover. In general, the quality of the water that infiltrated the pavement in the two pervious materials for the analyzed events is within the expected standards, with some of them presenting higher quality analyses than the standards of CONAMA (National Council of the Environment) Resolutions nº 357 and nº 430. The type of cover appears not to influence the quality of water that infiltrates into the soil, since the values found in the porous asphalt and in the concrete garden blocks are very close. On the other hand, for the green roof experiment, results showed that they may provide a better distribution of surface runoff over time by reducing the rate of release of the excess water retained in the substrate pores. Moreover, data also showed that the water volume drained diminished, since the green roof consists of plants that can retain water. The physicochemical analyses showed that there is little difference between the terrace and nongreen roof modules. The presence of green cover increases the amounts of total solids, total phosphorus, nitrogen, nitrate, turbidity, BOD5, and makes the pH alkaline with values close to 8. Comparing the values obtained in quality analysises with the standards of CONAMA Resolutions nº 357 and nº 430, EPA (Guidelines for Water Reuse ) for 1992, and CONSEMA Resolution 128/06 RS (State of Rio Grande do Sul), the water quality is good even if the first-flush is not discarded.
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Efeito dos microrreservatórios de lote sobre a macrodrenagem urbana

Tassi, Rutinéia January 2002 (has links)
Infelizmente os problemas relativos a recursos hídricos, conseqüentes do crescimento urbano desordenado têm ocupado, com uma freqüência cada vez maior, a manchete dos noticiários. A impermeabilização das superfícies vem provocando o aumento das enchentes nas cidades, e a população é a principal vítima de suas ações. Para contornar os problemas relativos aos alagamentos de uma maneira sustentável, o enfoque adotado é a solução dos problemas o mais próximo possível de sua origem. Uma medida sugerida é o controle das vazões na saída dos lotes, através de microrreservatórios de detenção. No entanto, pouco se sabe sobre a ação distribuída dos microrreservatórios na bacia. A partir da constatação desta falta de informação, este trabalho buscou avaliar o efeito do controle na fonte, através da utilização do microrreservatório de lote, sobre a macrodrenagem urbana. Para isso, optou-se pela montagem de uma bacia hipotética, cujas superfícies de escoamento foram representadas em detalhe (telhado, calçada, rua, jardim, microrreservatório, etc.), e através de simulações numéricas avaliou-se o impacto com a utilização dos microrreservatórios. Foram dimensionados microrreservatórios para várias combinações de TRs e vazões de descarga, e testados na bacia. Foi possível obter níveis de eficiência na bacia na ordem de 50 a 70%, de acordo com a vazão na saída dos lotes, e verificou-se que ao fixar até 3 vezes a vazão de pré-urbanização na saída do lote é possível obter uma eficiência da mesma ordem daquela obtida ao controlar a vazão de pré-urbanização. A vantagem obtida ao permitir maiores vazões na saída dos lotes é o aumento do diâmetro do descarregador de fundo, que para as vazões menores resultaram muito pequenos, e possivelmente inviáveis em uma situação real. Uma análise econômica foi realizada, a partir dos critérios de dimensionamento usados para os microrreservatórios e redes de drenagem, na tentativa de encontrar evidências indicando uma alternativa de projeto eficiente e ao mesmo tempo econômica. A análise mostrou que o custo global (microrreservatórios + redes) pode ser, em alguns casos, maior que o custo de implantação de uma rede de drenagem sem microrreservatórios. No entanto, para as vazões de restrição maiores (3 a 5 vezes a vazão de pré-urbanização) a diferença diminuiu. Portanto, desde que haja capacidade na rede coletora, a utilização de vazões de restrição em torno de 3 vezes a vazão de préurbanização parece ser a alternativa mais adequada.
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Análise estatística dos impactos das mudanças climáticas na bacia hidrográfica do rio Brígida PE

FECHINE, José Alegnoberto Leite 31 January 2012 (has links)
Made available in DSpace on 2014-06-12T18:03:06Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9407_1.pdf: 5195292 bytes, checksum: a621d27f8071c68fd406777057a07135 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2012 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / As mudanças climáticas podem influenciar os recursos hídricos a partir do aumento da temperatura, levando a ampliação da variabilidade da precipitação ou intensificando os eventos extremos, que podem comprometer a qualidade de vida de uma população e se agravar ainda mais com mau uso dos recursos naturais. Na bacia hidrográfica do rio Brígida, localizada no semiárido pernambucano não é diferente, pois se apresenta bastante antropizada devido aos desmatamentos e ao uso inadequado do solo. Apresenta também uma heterogeneidade nos aspectos físicos, tais como: geologia, relevo e clima que geram comportamentos diferenciados do escoamento superficial. Deste modo, as mudanças climáticas podem agravar ainda mais os problemas existentes, gerando respostas diferenciadas a essas modificações. Neste contexto, a presente pesquisa objetiva primeiramente executar e calibrar um modelo hidrológico mensal semidistribuido e depois simular o escoamento superficial mensal futuro, devido às variações e/ou modificações climáticas previstas. Sendo assim, para validar este estudo, inicialmente avaliou-se as séries pluviométricas e suas possíveis tendências estatísticas. Isso foi feito para identificar as mudanças que vêm ocorrendo nas precipitações. Foram realizados também os seguintes procedimentos: avaliação fisiográfica da bacia, com o intuito de verificar a dinâmica do escoamento superficial; análise do uso, ocupação e tipos de solos da bacia; análise dos cenários de temperatura de acordo com os dados do PRECIS/INPE para os anos de 2020, 2030, 2040, 2050, 2060 e 2070 em dois cenários: B2 (otimista) e A2 (pessimista). E, posteriormente, um modelo hidrológico foi executado e calibrado para a bacia hidrográfica em estudo, e finalmente foi simulado o escoamento superficial para os anos de 2020, 2030, 2040, 2050, 2060 e 2070, caso venham ocorrer aumento de temperatura, apontada pelo modelo PRECIS. Logo, o modelo hidrológico foi simulado para dois cenários: B2 (Otimista) e A2 (Pessimista) nas sub-bacias S1 e S2 postos fluviométricos F1 e F2. E o resultado foi que ambos os cenários apontaram redução no escoamento superficial mensal no período chuvoso, com maior evidência no cenário A2 (pessimista) do que no cenário B2 (otimista). Apesar da redução ao longo dos anos, o teste estatístico de Mann - Kendall detectou que esta redução é estatisticamente não significativa, porém preocupante, visto que boa parte da população é dependente da água da chuva, seja para a agricultura, agropecuária e abastecimento público. Portanto, esta pesquisa informa que as mudanças climáticas estão atuando na bacia e isto pode se agravar com os anos
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Avaliação do topmodel em microbacia hidrográfica no município de Alegre, ES / Evaluation of topmodel in microbasin hidrographic in the city of Alegre, ES

Hollanda, Maycon Patricio de 19 December 2012 (has links)
Made available in DSpace on 2016-12-23T14:37:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maycon Patricio de Hollanda.pdf: 2102332 bytes, checksum: a634a767fbb8a76a1897076e187fba8a (MD5) Previous issue date: 2012-12-19 / A utilização não sustentável dos recursos naturais tem gerado condições de escassez ou até mesmo esgotamento de alguns destes recursos. A água é um dos recursos naturais mais ameaçados pela exploração não sustentável. O estudo em bacias hidrográficas possibilita a integração dos fatores que condicionam a qualidade e a quantidade dos recursos hídricos, com os seus reais condicionantes físicos e antrópicos. A modelagem matemática constitui uma importante ferramenta para o gerenciamento dos recursos hídricos e o estudo geográfico de bacias hidrográficas. Do exposto, objetivou-se, avaliar a aplicabilidade do TOPMODEL para simular a vazão máxima (Qmáx), lâmina de escoamento superficial (LES) e hidrogramas de escoamento superficial em eventos de precipitação na microbacia hidrográfica do córrego Jaqueira (MCJ). A área de estudo possui 0,22 km², cinco tipos de uso e cobertura do solo, e um rio perene. Os dados de entrada do modelo constituíram-se do Indice topográfico, gerado a partir do MNT com resolução de 7m X 7m, da capacidade de água disponível na zona radicular, obtida por meio da média ponderada de cada valor para cada cobertura do solo, do déficit inicial de umidade na zona radicular, sendo considerado como 40% do SRmáx, da velocidade de propagação em canal, calculado a partir do tempo de concentração, e do armazenamento exponencial e da transmissividade efetiva do solo, ambos obtidos em literatura. Foram escolhidos 20 eventos durante o período de 19 de julho de 2009 a 28 de dezembro de 2011, no qual foram escolhidos de forma aleatória 6 eventos para calibração e 14 eventos para validação do modelo. Os eventos simulados no processo de calibração mostrou tendência de subestimar a Qmáx e LES em média 71% e 51%, respectivamente, ao final do processo foi calculado a média dos parâmetros de entrada tendo como critério os valores dos eventos que apresentaram valores positivos de eficiência, para serem utilizados no processo de validação. Após simular os 14 eventos destinados ao processo de validação do modelo, observou-se a tendência do modelo em simular 4 tipos de hidrogramas, que são, eventos em que os valores de Qmáx e LES foram subestimados em média de 50%, eventos que apresentam simulações com dois picos de Qmáx, em que o primeiro pico é subestimado e o segundo superestimado, eventos que apresentaram os melhores valores de eficiência com um pico bem definido, e eventos que apresentaram os piores valores de eficiência. Sendo que em resumo o modelo subestimou a Qmáx em 71% dos eventos e a LES em 51% dos eventos. Cabe destacar os eventos 6, 10 e 14 onde apresentaram eficiência acima de 0,70, e os eventos 9 e 11,em que por não terem suas amplitudes de intensidade de precipitação englobadas no processo de calibração apresentaram os piores resultados entre todos os eventos de validação analisados. Apesar do TOPMODEL apresentar baixa eficiência em diversas simulações dos hidrogramas de vazão de escoamento superficial, o modelo é promissor na modelagem dos hidrogramas, uma vez que os valores de vazão analisados na MCJ são muito pequenos / The unsustainable use of natural resources has generated conditions of scarcity or even exhaustion of some of these resources. Water is a natural resource most threatened by unsustainable exploration. The study watersheds enables integration of the factors that influence the quality and quantity of water resources, with its real physical and human constraints. Mathematical modeling is an important tool for the management of water resources and geographical study watershed. From the above, our aim was to evaluate the applicability of TOPMODEL to simulate the maximum flow (Qmáx), blade runoff (LES) and the runoff hydrographs for rainfall events in the microbasin hydrographic Jaqueira (MCJ). The study area has 0.22 km ², five types of land use and land cover, and a perennial river. The input data of the model consisted of topographic index, generated from the DEM with resolution of 7m x 7m, the available water capacity in the root zone, obtained by weighted average of each value for each ground cover, the initial deficit of moisture in the root zone, considered as 40% of SRmáx, propagation velocity in the channel, calculated from the time of concentration and storage exponential transmissivity and effective soil, both obtained in literature. 20 events were chosen during the July 19th, 2009 to December 28th, 2011, which were randomly selected for calibration 6 events and 14 events for model validation. The simulated events in the calibration process tended to underestimate the Qmáx and LES averaged 71% and 51%, respectively, at the end of the process was calculated average of the input parameters and values as a criterion of events that showed positive values efficiency to be used in the validation process. After the 14 events designed to simulate the process of validating the model, we observed a tendency of the model to simulate four types of hydrographs, which are events in which the values of Qmáx and LES were underestimated on average by 50%, events that showing simulations with two peaks Qmáx, where the first was underestimated and the second peak was overestimated, events that showed the best efficiency with a well defined peak, and events that showed the worst performance. In summary the model underestimated the Qmáx in 71% of events and the LES in 51% of events. It is worth mentioning events 6, 10 and 14 when it showed an accuracy of 0.70, and events 9 and 11, as for not their amplitudes of rainfall intensity encompassed by the calibration procedure gave the poorest results among all events Validation analyzed. Despite the low efficiency in TOPMODEL present several simulations of flow hydrographs of runoff, the model is promising in modeling of hydrographs, once that the values of flow analyzed in MCJ are very small
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O impacto do uso do solo na contaminação por agrotóxicos das águas superficiais de abastecimento público / The impact of land use in the contamination of the superficial waters of public supply by pesticides

Veiga, Denise Piccirillo Barbosa da 05 May 2017 (has links)
Introdução: A qualidade e quantidade das águas superficiais estão diretamente relacionadas com as atividades econômicas presentes nas bacias hidrográficas e seus níveis de preservação. O aumento no uso de agrotóxicos pode contribuir para a contaminação do solo e da água, sobretudo em bacias hidrográficas agrícolas. A prevenção da contaminação dos mananciais é essencial para garantir a qualidade da água e diminuir os riscos à saúde humana, para tanto é preciso identificar como o uso e a ocupação do solo impactam os recursos hídricos, sua qualidade e seu equilíbrio hidrológico. Objetivo: Caracterização ambiental de duas bacias de mananciais de abastecimento público de forma a identificar áreas vulneráveis quanto à contaminação de agrotóxicos. Método: Aplicação do modelo hidrológico SWAT para caracterização da bacia e para simulação do ciclo hidrológico. Divisão da bacia hidrográfica em subbacias de acordo com o predomínio da ocupação do solo. Trabalho de campo para identificação de fontes pontuais de contaminação. Resultados: Foi verificado o impacto do uso e ocupação do solo no balanço hídrico das bacias. O escoamento superficial foi um dos principais meios de contaminação dos corpos dágua e esteve relacionado a presença de vegetação. Áreas de maior preservação apresentaram menor escoamento superficial enquanto àquelas com predomínio de agricultura e de solo exposto apresentaram valores maiores. A partir desses dados foram identificadas as áreas prioritárias para melhor gestão do uso de agrotóxicos por apresentarem potencial de contaminação dos corpos dágua. Conclusão: O modelo SWAT e as ferramentas de geoprocessamento se mostraram adequadas para a caracterização do uso do solo e os resultados fornecem subsídios para melhoria das ações de vigilância da qualidade da água nos municípios / Introduction: The surface waters quality and quantity are directly related to the economic activities present in the river basins and their levels of preservation. The increase in the use of pesticides can contribute to the contamination of soil and water, especially in agricultural watersheds. Preventing the contamination of water sources is essential to guarantee water quality and reduce risks to human health. Therefore, it is necessary to identify how the land use impacts water resources, their quality and their hydrological balance. Objective: Environmental characterization of two watersheds of public supply sources in order to identify vulnerable areas for the contamination of pesticides. Method: Application of the SWAT hydrological model for basin characterization and simulation of the hydrological cycle. Division of watershed in subbasins according to the predominance of the land use. Fieldwork to identify point sources of contamination. Results: The impact of land use and occupation on the water balance of the watersheds was verified. Surface runoff was one of the main means of contamination of water bodies and was related to the presence of vegetation in the area. Areas of greater preservation presented lower surface runoff while those with predominance of agriculture and exposed soil showed higher values. Priority areas for better use of agrochemicals were identified because they present potential for contamination of water bodies. Conclusion: The SWAT model and spatial tools were adequate for the characterization of land use and the results provide subsidies for the improvement of water quality monitoring actions in municipalities
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Modelagem de sistemas de wetlands construídas como medida de controle de poluição difusa na bacia hidrográfica do córrego do Mineirinho, São Carlos-SP / Constructed wetlands modelling for nonpoint source pollution control in the watershed of the Mineirinho stream, in Sao Carlos, SP

Lemos, Heider Gusmão 13 September 2016 (has links)
A redução dos impactos da poluição difusa é ainda pouco explorada no Brasil, havendo ausência de critérios legais quanto à sua mitigação. Contudo, na esfera científica o seu impacto é reconhecido. Seguindo evidências de que há uma carência no tratamento de poluição difusa no país, este trabalho se propõe a analisar wetlands construídas como medidas de controle de poluição difusa, através de modelagens, para 4 áreas na bacia do córrego do Mineirinho. A exploração dessa proposta se deu por três abordagens paralelas. Na primeira, as wetlands foram projetadas para tratar o escoamento superficial de uma chuva crítica, de 61 minutos. Na segunda abordagem, foi utilizada uma chuva crítica de 24 horas de duração. Na terceira, utilizou-se o índice de precipitação anual. O escoamento superficial foi calculado conforme os coeficientes de runoff. Atribuíram-se valores de concentrações médias de evento para DBO e Fósforo aos tipos de uso e ocupação, obtendo-se concentrações médias nas águas pluviais a serem tratadas. O modelo P-k-C* foi empregado na primeira e terceira abordagens, para dimensionar os sistemas com base no desempenho de remoção de cargas. Os resultados obtidos demonstraram a aptidão dos sistemas em reduzir cargas e/ou concentrações na bacia, apresentando como principal limitação técnica o espaço demandado para sua implantação. Houve influência majoritária da infiltração na remoção de cargas, que agiu em conjunto com o decaimento de poluentes ao longo dos sistemas. Na primeira abordagem, o modelo P-k-C* apresentou limitações em prever o desempenho dos sistemas por não comportar vazões variáveis. A segunda abordagem foi a mais simples, baseada apenas no armazenamento do evento crítico, entretanto, há uma carência de relações empíricas traçadas experimentalmente para prever seu desempenho. A terceira abordagem se mostrou a mais adequada ao modelo P-k-C*, podendo ser aprimorada de duas formas: adaptações nas constantes cinéticas ou vazões equivalentes, a fim de descrever uma média anual de desempenho. Concluiu-se que wetlands construídas demonstram potencial para o tratamento de poluição difusa, porém há uma necessidade de estudos a fim de se adaptar as ferramentas de modelagem disponíveis. / Nonpoint source pollutions impacts are still a rarely explored theme in Brazil, in which there are no legal criteria for its treatment. Although, in the scientific sphere its impacts are well known. Following evidence that there is a lack of nonpoint source pollution treatment in Brazil, this study proposes to analyze constructed wetlands as a nonpoint source pollution control measure, through modelling, for four different areas in the Mineirinho stream watershed. This proposal was explored through three different approaches. At first, the wetlands were designed to threat a critic rainfall for flood estimation, with detailed hydrographs. On the second approach, the wetlands were design to fully contain a 24-hour critic rainfall. On the third approach, the wetlands were designed to treat the average annual rainfall. The runoff volumes were estimated by runoff coefficients, and event mean concentrations for BOD and TP were assigned to each source area, resulting in the stormwater quality estimation. The P-k-C* model was applied to calculate systems performance on the first and third approaches. The results showed the aptitude of the systems for reducing loads and concentrations in the watershed, although mainly limited by the availability of areas. Infiltration had a major hole in reducing loads, although there were also significant amounts of pollutant removed by the systems. At the first approach, the P-k-C* model presented limitations on describing stormwater treatment, because of its unsteady and intermittent characteristics. The second approach was the simplest, based on containing the whole runoff volume, but it also showed a lack of studies stablishing empiric relations to estimate its performance. The third approach was the most adequate to the P-k-C* model, which usage could be improved by two adaptations in its parameters: kinetic coefficient adaptations or the adoption of equivalent steady flows, to describe the annual wetland performance. The study concluded that constructed wetlands show great promise for treating nonpoint source pollution in the watershed, but there is a need of more studies to regionalize empiric solutions available in the scientific literature, to apply the designing techniques with greater precision.
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Efeito da cobertura do solo e de práticas de controle de erosão nas perdas de água e solo por escoamento superficial / Ground covering and practical erosion control effects in the water and soil losses by run-off

Carvalho, Marco Antônio Rosa de 29 September 2009 (has links)
Os principais poluentes dos mananciais hídricos nas áreas rurais são a matéria orgânica, os sedimentos, os nutrientes e os pesticidas, transportados principalmente pelo escoamento da água oriunda das terras agricultadas. Devido a esse fato, faz-se necessário o desenvolvimento e aplicação de tecnologias que venham a reduzir descargas de resíduos indesejáveis. Nesse sentido, conduziu-se um experimento na área experimental do Departamento de Engenharia Rural - ESALQ/USP, Piracicaba - SP, com o objetivo de avaliar o efeito de diferentes coberturas do solo, (feijão, capim e solo nu) e diferentes práticas de controle de erosão (sulco de infiltração, terraço de infiltração e rampa (sem práticas de controle de erosão)), buscando-se estimar a capacidade de infiltração de água e perdas de solo por escoamento superficial. O delineamento estatístico adotado foi o de blocos aleatorizados, em esquema fatorial 3x3 (práticas de controle de erosão x cobertura do solo), perfazendo 9 tratamentos com 3 repetições, sendo considerado cada bloco uma repetição. O período de coleta de dados pluviométricos foi de 06 de dezembro de 2007 a 11 de abril de 2008, para tal, utilizou-se um pluviômetro, com 21,1 cm de diâmetro, instalado dentro da área experimental. Observando-se as perdas de solo, em relação às estruturas, tem-se em ordem decrescente de eficiência: Terraço, Sulco e Rampa; e em relação às coberturas, tem-se em ordem decrescente de eficiência: Capim, Feijão e Solo Nu. Observando-se as perdas de água, em relação às estruturas, tem-se em ordem decrescente de eficiência: Terraço, Sulco e Rampa; e com relação às coberturas, tem-se em ordem decrescente de eficiência: Feijão, Capim e Solo Nu. Calculou-se um coeficiente de escoamento (C) corrigido para cada tratamento e foram obtidos os seguintes valores para os respectivos tratamentos: 0,18 (Terraço Feijão); 0,18 (Terraço Capim); 0,24 (Sulco Feijão); 0,26 (Sulco Capim); 0,29 (Rampa Capim); 0,31 (Rampa Feijão); 0,42 (Terraço Solo Nu); 0,44 (Sulco Solo Nu) e 0,52 (Rampa Solo Nu). Devido ao replantio do feijão, houve uma maior movimentação de terra nas parcelas com esta cobertura de solo, favorecendo assim a um aumento na desagregação de solo, conseqüentemente, um aumento no arraste de partículas de solo e uma maior infiltração de água. / The main pollutants of water resources from agricultural areas are organic matter, sediments, nutrients and pesticides, carried out mainly by runoff from farming lands. Considering this fact, it is very important the development and application of technologies to reduce such undesirable residues discharges, that were analyzed in this study. The experiment was carried out in the experimental area at ESALQ / USP, Piracicaba - SP, Brazil, with the objective to evaluate the effect of different ground coverings, wide base terraces and infiltration furrows in slopes, searching esteem the water infiltration capacity and soil losses by run-off. The adopted statistical delineation in the experiment was randomized blocks, in 3x3 factorial diagram (torrent containment structures x ground covering), making 9 treatments with 3 repetitions, being considered each block a repetition. The torrent containment structures have been: infiltration furrows, infiltration terrace and slope (without containment structure) and the ground coverings have been: bean, grass and naked ground (without ground covering). The pluviometric data collection began in December, 06, 2007 and finished in April, 11, 2008, for such, was used a rain gauge, with 21.1 cm of diameter, installed inside of the experimental area. Observing the ground losses, with relationship to the structures, we have in sequence of decreasing efficiency: Terrace, Furrow and Slope; and with relationship to the covering: Grass, Bean and Naked Ground. Observing the water losses, with relationship to the structures, we have in sequence of decreasing efficiency: Terrace, Furrow and Slope; and with relationship to the covering: Bean, Grass and Naked Ground. A draining coefficient average (C) was calculated for each treatment that is for the respective treatments: 0.18 (Bean Terrace), 0.18 (Grass Terrace), 0.24 (Bean Furrow), 0.26 (Grass Furrow), 0.29 (Grass Slope), 0.31 (Bean Slope), 0.42 (Naked Ground Terrace), 0.44 (Naked Ground Furrow) and 0.52 (Naked Ground Slope). Had to the replant of the beans, it had a bigger land movement in the parcels with this ground covering, thus favoring to an increase in the ground disaggregation, consequently, an increase in it drags of ground particles and a bigger water infiltration.
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Optimizing low impact development (LID) practices in subtropical climate / Otimização de técnicas compensatórias de drenagem urbana em clima subtropical

Macedo, Marina Batalini de 17 March 2017 (has links)
The urban drainage in Brazil has been focused historically in the hydraulic conduction of the runoff. From the 1990\'s a paradigm shift was initiated with the study of LID practices, aiming at adapting the local scenario to compensate the urbanization effects on runoff and reestablish the water cycle as close as possible to the natural. However, there is still a gap regarding the integration of qualitative-quantitative variables and their comprehension. In addition, the temperate climate regions have been in the center of the studies, with still few knowledge about other climates influence in its efficiency. Therefore, this research aimed to evaluate the operation of a bioretention structure in a subtropical climate region, regarding mainly its pollutant treatment capacity and water retention, in an integrated way. The results indicate a positive use of the bioretention in reducing the exceedance risks, by reducing the peak flow, the total volume and the pollutant load transferred downstream. However, adaptations the implementation and operation stages are necessary for subtropical climates. The local specific characteristics, such as soil highly weathered and rainfall with high intensities in short intervals of time, affect the water and pollutant retention efficiency. Further studies evaluating different applications locals and scales, and treatment key factors must be performed. / A drenagem urbana no Brasil esteve focada historicamente no tratamento hidráulico para a condução do escoamento superficial. A partir da década de 90 se inicia uma mudança de paradigma com o estudo de técnicas compensatórias (TCs), visando adaptar o cenário local para compensar os efeitos da urbanização sobre o escoamento superficial, de forma a manter o ciclo hidrológico o mais próximo possível do natural. No entanto, existe ainda uma lacuna quanto a integração das variáveis quali-quantitativas e sua compreensão. No mais, as regiões de clima temperado estiveram no centro dos estudos, havendo pouco conhecimento sobre a influência de outros climas em sua eficiência. Assim, a presente pesquisa teve como objetivo avaliar a operação de uma estrutura de bioretenção em uma região de clima subtropical, quanto a sua capacidade de tratamento da poluição difusa e retenção hídrica de forma integrada. Para tal, foram monitorados dois dispositivos em escalas distintas, sendo essas laboratório e campo. Os resultados obtidos indicaram um uso promissor da bioretenção em reduzir os riscos de enchente, reduzindo a vazão de pico e o volume total transferido à jusante, assim como a carga total de poluentes. No entanto, adaptações nas etapas de implantação e operação são necessárias para clima subtropical. As características específicas desses locais, como solos altamente intemperizados e regimes de chuva de alta intensidade em pequeno intervalo de tempo, afetam a eficiência de retenção hídrica e retenção de poluente. Novos estudos avaliando diversos locais, escalas de aplicação, e fatores-chave para o tratamento devem ser realizados.

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