Os atuais e persistentes cenários de enchentes da Região Metropolitana de São Paulo, e suas consequências em seu espaço e cotidiano, evidenciam a complexidade dessa problemática. A recorrência das enchentes sugere que, mesmo diante da adoção de medidas de controle, combate e mitigação, tais ações demonstraram-se insuficientes, estando associadas a limitações das metodologias e dos modelos a serem abordados. Este estudo relaciona-se a esta última proposição, testando e aplicando formas de integração das abordagens geomorfológicas, às abordagens oriundas da hidrologia e da hidráulica. O objetivo foi analisar as variabilidades temporal e espacial dos resultados de simulações hidrológicas e hidráulicas e compará-los aos mapeamentos obtidos pela Geomorfologia Antropogênica a partir da cartografia geomorfológica evolutiva na bacia hidrográfica do córrego Três Pontes (SP), de modo a identificar potenciais de complementariedade e integração dessas metodologias. Primeiramente, realizou-se a fotointerpretação e reconstituição das morfologias originais (1962) e das formas antropogênicas (2011), gerando cartografias de perturbação que assumiram diferentes graus de susceptibilidades às inundações e ao escoamento superficial concentrado. Em seguida, modelos hidrológicos (Ven Te Chow SCS e Hidrograma Unitário SCS, pelo ABC6) e hidráulico (pelo HECRAS) foram aplicados nos cenários reconstituídos anteriormente, determinando o aumento da vazão de pico e das áreas inundadas entre os anos estudados para tormentas de diferentes tempos de retornos. Os resultados das modelagens hidrológicas e hidráulicas demonstraram aumento significativo da vazão de pico e uma ampliação expressiva da área inundada na BHTP entre 1962 e 2011. Comparados os limites de áreas inundadas obtidos pela modelagem hidráulica à cartografia de vulnerabilidade à inundação, constatou-se uma compatibilidade de resultados. Por um lado, foram identificadas e discutidas limitações relacionadas aos pressupostos, parâmetros e coeficientes de ambas as metodologias; por outro lado, foram assinalados potenciais de integração entre elas. De modo geral, pode-se afirmar que os resultados obtidos contribuem ao conhecimento hidrológico e geomorfológico urbanos, em especial à área de estudo, e constitui um esforço interdisciplinar de aproximar duas especialidades fundamentais ao planejamento territorial urbano. / The current and persistent flooding scenarios in the Metropolitan Region of São Paulo, and their consequences on its space and life, point out to the complexity of this issue. The recurrence of flooding suggests that, even though policies of control, ordering and mitigation were adopted, its measures demonstrated not to be enough, associated with limitations of the methodologies and hydrological and hydraulic forecast models. This research is related to this last proposition, testing and applying ways in which the approaches of geomorphology, hydrology and hydraulics, can be integrated. Therefore, the study aims to analyze the temporal and spatial variability of hydrologic and hydraulic simulations results and to compare them with the mappings obtained by Anthropogenic Geomorphology from evolutionary geomorphological mapping at the stream Três Pontes basin, in order to identify the dialogues and potentials of integration between these methodologies. Firstly, airphotos and satellite images were interpreted and the original morphologies (1962) and anthropogenic forms (2011) reconstructed and mapped, from which disturbance maps were produced considering different susceptibilities to flooding and concentration of discharges. Afterwards, hydrological models (Ven Te Chow-SCS and Unit Hydrograph-SCS using ABC6 ) and hydraulic models (using HEC-RAS ) were applied considering the same scenarios previously reconstituted and, as a result, the increase on peak discharge and of flooding areas, between 1962 e 2011, were determined for different recurrence intervals. When compared, the boundaries of flooded areas obtained through the hydraulic modeling and the flood susceptibility cartography, demonstrated the compatibilities between the results. Limitations of some parameters, coefficients and assumptions related to both methodologies were identified and discussed, as well as, the potential of integration between the two. As a whole, the obtained results contribute to the urban hydrological and geomorphological knowledge, especially in the studied area, and constitute an interdisciplinary effort to approximate two fundamental territorial planning fields.

Oriunda da etapa de destilação do caldo do caldo da cana-de-açúcar, a vinhaça é um subproduto da produção de etanol. Apesar de seu difundido uso na agricultura canavieira como fertirrigação, sua disposição no solo tem sido questionada quanto a possíveis riscos ambientais. Uma destinação alternativa à vinhaça e seu tratamento anaeróbio, considerado bastante atrativo haja vista a possibilidade de recuperação de energia na forma de biogás, sem interferir em suas qualidades como biofertilizante. Entre os sistemas de tratamento anaeróbios, os reatores de leito fixo têm sido amplamente utilizados devido à sua estabilidade operacional. A modelagem abrangente destes tipos reatores tende a ser complexa de forma que o estudo dos escoamentos em seu interior do reator é vital. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi analisar e simular numericamente a hidrodinâmica de reator de leito fixo de fluxo ascendente tipo APBR (anaerobic packed bed reactor). Em termos gerais, os resultados obtidos por simulação foram confrontados tanto com os correspondentes valores experimentais como com aqueles obtidos a partir dos modelos uniparamétricos comumente usados para representar reatores não ideais. Para tanto, foram empregados dados pré-existentes de ensaios hidrodinâmicos conduzidos no início e no final da operação, com biorreator alimentado com solução-traçador na forma de degrau a vazões de 4,6 L/dia e 2,3 L/dia. Foram considerados os modelos de dispersão de pequena e grande intensidade bem como o modelo de tanques agitados em série. Quanto às simulações numéricas, foi usado o software de CFD (fluidodinâmica computacional)COMSOL Multiphysics ® 4.3b.As curvas DTR obtidas via simulação e com base nos modelos para reatores não ideais foram confrontadas com as curvas obtidas experimentalmente. Para o reator operando com vazão de 2,3 L/dia, nenhum dos modelos propostos mostrou-se adequado quanto ao final da operação, em razão da incapacidade em representar o surgimento de picos de concentração que podem estar associados ao acúmulo de biomassa no interior do biorreator, mas também ao tipo de traçador utilizado para a realização do experimento. As demais curvas DTR sugerem que o reator em questão aproxima-se do tipo pistonado. O simulador CFD representou de forma bem adequada os dados experimentais em comparação com resultados obtidos a partir dos modelos para reatores não ideais. A simulação numérica de biorreatores para tratamento de efluentes mostrou-se, pois, capaz de fornecer informações mais detalhadas e precisas, geralmente úteis a engenharia do processo. Adicionalmente, foi implementado um simulador com base no método de Boltzmann em rede (lattice Boltzmann method, LBM) capaz de simular escoamento laminar bidimensional em regime permanente no interior de um canal. No escopo de uma linha de pesquisa em simulação LBM de biossistemas agroindustriais, trata-se de um esforço inicial quanto à simulação LBM da hidrodinâmica de biorreatores para tratamento de efluentes em geral. / Resulting from sugarcane juice distillation, vinasse is a by-product from ethanol industry. Despite its widespread use as fertirrigation at crops, direct deposition of vinasse into soils has raised environmental issues. Alternatively, it may undergo anaerobic treatment, which is very attractive in view of energy recovery as biogas while preserving vinasse quality as biofertilizer. Among anaerobic treatment systems, fixed-bed reactors come forward due to their operational stability. Their comprehensive modeling is prone to be complex so that the study of fluid flows prevailing inside is fundamental. Accordingly, the goal of this work was to numerically analyze and simulate the hydrodynamics within a particular upflow fixedbed reactor, namely anaerobic packed bed reactor. In general, results from simulations were compared with experimental counterparts as well as against results from well-known single-parameter models for non-ideal reactors. Existing data from hydrodynamic tests were then used, concerning operation at both start-up and shut-down and bioreactor stepwise feeding with tracer solution flow at 4,6 L/day and 2,3 L/day. Non-ideal reactor models comprised either low or high-dispersion together with continuous stirred-tank reactor model while COMSOL Multiphysics ® 4.3b CFD (computational fluid dynamics) software was employed for simulations. Retention time distribution (RTD) curves from simulations and from model calculations were compared to experimental ones. For operation at 2,3 L/day flow, no models proved to be suitable as far as shut-down operation is concerned, due to biomass accumulation inside the bioreactor. Remaining RTD curves suggested that reactor behavior resembles plug-flow type. Compared to non-ideal reactor models, CFD simulations proved to properly reproduce experimental data while being able to provide detailed and accurate information for process engineering towards effluent treatment. Furthermore, a numerical simulator was implemented as based on the lattice Boltzmann method (LBM) in order to deal with two-dimensional steady-state laminar flow inside a channel. As part of research work on LBM simulation of agroindustrial biosystems, aforesaid simulator contributed to LBM simulation of hydrodynamics within bioreactors for wastewater treatment in general.

A utilização de microtubos vem crescendo especialmente em países pobres da Ásia e África, onde organizações internacionais lutam pelo desenvolvimento dos pequenos agricultores por meio da implantação de tecnologias de baixo custo. Dentro desse contexto e com o intuito de oferecer embasamento técnico-científico para o desenvolvimento de uma irrigação de baixo custo e alto nível tecnológico, este trabalho teve como objetivos: desenvolver um modelo matemático para dimensionamento de microtubos em que a perda de carga localizada, a perda de carga no microtubo e a energia de velocidade estivessem explícitos na equação; desenvolver um software para dimensionamento de microtubos, com base no modelo proposto; apresentar os custos e verificar a viabilidade técnica da utilização de microtubos em duas condições de campo: irrigação localizada por gravidade para hortas e irrigação pressurizada para pomares; e realizar simulações hidráulicas para verificar a influência da temperatura no desempenho hidráulico do sistema com microtubos. O modelo matemático que considerou constante o coeficiente K da equação de perda carga localizada pode ser utilizado para representar o fenômeno de perda de energia no microtubo, o mesmo representou melhor este fenômeno do que o modelo que não considera a perda de carga localizada, portanto a perda de carga localizada é um fator que deve ser considerado. O software para o dimensionamento de linhas laterais com microtubos proporcionou precisão e rapidez nos cálculos. Em condição de campo o sistema de irrigação com microtubos apresentou bom desempenho técnico. A proposta de utilização do sistema de irrigação localizada com microtubos por gravidade demonstrou possuir também vantagens econômicas, devido ao baixo custo de investimento, mão-de-obra e operação do sistema. A proposta de utilização do sistema de irrigação localizada com microtubos em pomares apresentou uma redução de 45,7% no custo com linhas laterais e emissores em comparação com tubos-gotejadores. Dentro das condições estudadas, a vazão média foi o parâmetro que sofreu a maior influência com a variação de temperatura. A cada 5ºC de aumento na temperatura da água, a vazão média aumentou em 5%, já a Uniformidade de Distribuição de água sofreu um efeito reduzido, visto que um aumento de 5ºC reduziu em apenas 1,2% o seu valor. / The use of microtubes has been increasing especially in poor countries of Asia and Africa, where international organizations struggle for the development of small farmers through the insertion of low cost technologies. Within this context and with the intention of offering technical and scientific background for the development of a low cost and high technological level irrigation, this work presented the following goals: to develop a mathematical model for microtubes design in which the localized head loss, the head loss in the microtube and the velocity head are clear in the math equation; to develop a software for microtubes design based on the proposed model; to present the costs and to verify the technical viability of the use of microtubes in two field conditions: gravity drip irrigation for vegetable gardens and pressured irrigation for orchards; and to perform hydraulic simulations to verify the temperature influence in the hydraulic performance of the systems with microtubes. The mathematical model, that considered constant the K coefficient of the localized head loss equation, can be used to represent the phenomenon of the power loss in the microtube; it represented this phenomenon better than the model that does not consider the localized head loss, therefore the localized head loss needs to be consider in the phenomenon. The software for the laterals design with microtubes provided precision and swiftness. In the field condition the irrigation system with microtubes showed good technical performance. The proposition for the use of the gravity drip irrigation system with microtubes also showed economical advantages due to the low investment cost, labor and system operation. The proposition for the use of drip irrigation with microtubes in orchards showed a cost reduction of 45.7% with laterals and emitters compared to in line emitters. In the analyzed conditions, temperature variation influenced the average discharge rate of the system. With 5ºC of increase in the water temperature, the average discharge increased in 5%, but temperature variation had little influence in water distribution uniformity, because an increase of 5ºC reduced only 1,2% in your value.

Do ponto de vista agronômico, a irrigação com efluente tem a grande vantagem de permitir a economia de água e adubos, uma vez que o efluente é naturalmente rico em nutrientes e matéria orgânica; no entanto, é também neste ponto que surgem as preocupações relacionadas ao ambiente. Se mal planejada esta aplicação, o excesso de nutrientes e matéria orgânica pode causar poluição e provocar alterações nas propriedades do solo, tanto químicas quanto físicas e hídricas. Tendo em vista a problemática acima exposta, o presente trabalho teve como objetivo estudar o efeito da irrigação com efluentes de esgoto tratado nas propriedades físicas e hídricas de um latossolo. A área experimental situa-se no município de Lins-SP e é composta de três parcelas: parcela Água (A), parcela Efluente (E) e parcela Testemunha (T), numa vertente imediatamente ao lado das lagoas. Todo o estudo foi realizado em 8 profundidades, até 1,875m. Determinou-se, em campo, através do método do perfil instantâneo, a condutividade hidráulica do solo em meio não saturado, K(&#952;); da mesma forma, determinou-se em laboratório através do método da carga decrescente, a condutividade hidráulica do solo saturado, Ksat. Avaliou-se também K(&#952;) em laboratório pelo sistema Wind (baseado na evaporação), comparando-o ao método do perfil instantâneo (baseado na drenagem). Analisou-se a porosidade do solo, através da distribuição do diâmetro dos poros obtida a partir das curvas de retenção de água. Os resultados mostraram que houve alterações da condutividade hidráulica do solo em ambas as parcelas irrigadas, com água e com efluente, em relação à parcela tomada como referência. Isto demonstra que, não só o efluente, mas também a irrigação convencional deve ser planejada com precauções na região em estudo, uma vez que a própria água de abastecimento utilizada é rica em sódio. As parcelas irrigadas apresentaram diminuição significativa de K(&#952;) em relação à parcela Testemunha nas umidades elevadas; por outro lado, o K(&#952;) aumentou nas parcelas irrigadas nas umidades baixas, o que sugere uma mudança na estrutura e na porosidade do solo. Em relação à Ksat, identificou-se um decréscimo nas parcelas irrigadas em relação à Testemunha ao longo de todo o perfil de solo. O sistema de laboratório Wind, mostrou-se mais adaptado a solos irrigados com águas sódicas do que o método do perfil instantâneo. A irrigação com efluente e com água (águas sódicas) levou à diminuição da microporosidade, isto é, a classe de poros de diâmetro entre 0,2 µm e 50 µm. Por outro lado o aumento significativo da criptoporosidade (<0,2 µm) foi identificado em todo o perfil de solo estudado. Houve correlações significativas entre os volumes de microporos e criptoporos, a porcentagem de argila dispersa em água e o Na+, o que resultou da ocorrência dos processos de dispersão e expansão dos agregados. / From the agronomic point of view, irrigation using treated sewage effluent has a great advantage in saving water and fertilizers, once effluent is naturally rich in nutrients and organic matter. However, some concerns related to the environment are raised regarding this aspect. The excess of nutrients and organic matter can cause pollution and provoke changes in the soil chemical, physical and hydraulic properties, in case this application is not well planned. The present work aimed to study the effect of irrigation using sewage treated effluent on the physical and hydraulic properties of an Oxisol. The experimental area is located in Lins-SP, and it is composed of three plots: Water plot, Effluent plot and Control plot located on a slope beside the ponds. All the study was carried out in 8 depths up to 1,875 m. The unsaturated soil hydraulic conductivity K(&#952;) was determined under field conditions using the instantaneous profile method. Similarly, saturated soil hydraulic conductivity, Ksat, was determined by using the falling head method. K(&#952;) was also evaluated, under laboratory conditions, by using the Wind system (based on evaporation), which was compared afterwards to the instantaneous profile method (based on drainage). The soil porosity was analyzed by means of the pores diameter distribution obtained from the water retention curve. The results showed that there were changes in the soil hydraulic conductivity in both plots irrigated with water and effluent, in relation to the reference one. This fact demonstrates that not only the irrigation with effluent, but also the conventional one must be managed with precautions in the studied area, once the water supplied to the city is rich in sodium. The irrigated plots presented a significant decrease in K(&#952;) in relation to the Control plot with higher water contents. On the other hand, K(&#952;) increased in the irrigated plots with lower water content, suggesting a change in the soil porosity. In relation to Ksat, a decrease in the irrigated plots in relation to the Control was identified along the whole soil profile. The Wind system showed to be more adapted to soils irrigated with sodium-rich water when compared to the instantaneous profile method. The irrigation with effluent and with water (sodium-rich waters) induced a decrease in the microporosity, that is, the pores class with diameter comprising between 0,2 µm and 50 µm. On the other hand, a significant increase in criptoporosity (<0,2 µm) was identified in the whole soil profile. Significant correlations among micropores and criptopores volumes, water clay dispersion, and Na+, which resulted from the aggregates dispersion and expansion processes.

A utilização do solo natural compactado com bentonita empregado em camadas impermeáveis para retenção de contaminantes é bastante usual para aterros sanitários. Neste trabalho são apresentados resultados de ensaios condutividade hidráulica e de resistência ao cisalhamento, realizados em equipamentos triaxiais. Além do solo natural, foram utilizadas misturas solo-bentonita nos teores de 2%, 4% e 6%. O solo arenoso ensaiado é encontrado na Planície Costeira Sul do Estado do Rio Grande do Sul. Os valores de condutividade hidráulica diminuiram tanto com o acréscimo do teor de bentonita, quanto com o aumento da tensão de confinamento. A condutividade hidráulica do solo apresentou uma redução de três ordens de grandeza quando este foi compactado com 6% de bentonita (de \'10 POT.-7\' para \'10 POT.-10\' m/s). Em relação a resistência ao cisalhamento do material, constatou-se que com o acréscimo do teor bentonita de 0 para 6%, a coesão efetiva aumentou (de 2,3 para 12,8 kPa) e o ângulo de atrito efetivo diminuiu (de 22,7º pra 14,0º). / Compacted soil-bentonite mixtures used as impermeable layers for retention of contaminants is quite usual in landfills. This paper presents the results of hydraulic conductivity and shear strength tests conducted in a triaxial apparatus. Natural soil, and soil-bentonite mixtures at 2%, 4% and 6% concentrations were tested. The sandy soil tested is found in the Southern Coastal Plain of Rio Grande do Sul. The hydraulic conductivity decreased with both the increase of bentonite content and increase of confining stress. Compared to natural soil, the hydraulic conductivity of compacted soil-bentonite mixtures at 6% content decreased by three orders of magnitude (from \'10 POT.-7\' to \'10 POT.-10\' m/s). Regarding the material shear strength, it was found that when the natural soil is compared to compacted soil-bentonite mixtures at 6% content, the effective cohesion increased (from 2.3 to 12.8 kPa) and the effective friction angle decreased (from 22. 7º to 14.0º).

A compactação de aterros pode gerar comportamento anisotrópico, a depender do teor de umidade de compactação, entre outros fatores. O principal objetivo deste estudo foi investigar alguns aspectos relacionados à anisotropia inerente induzida pela compactação de um solo laterítico. Após realizar a caracterização mineralógica, geotécnica e microestrutural deste solo, estudou-se a resistência ao cisalhamento, condutividade hidráulica, compressibilidade e deformabilidade. O solo estudado foi classificado como laterítico arenoso (LA\') e apresentou agregação relativa da ordem de 12%. A metodologia desenvolvida no intuito de corrigir o aumento na massa específica seca das camadas inferiores, causado pelo processo de compactação, mostrou-se eficaz. A partir da curva de compactação foram consideradas amostras representativas das três condições de umidade de compactação: ramo seco, umidade ótima e ramo úmido. Corpos de prova foram talhados paralelamente e ortogonalmente às camadas de compactação. Os ensaios de porosimetria revelaram um comportamento bimodal na distribuição do tamanho de poros e também que o teor de umidade de compactação não interferiu no tamanho dos microporos. Para o solo compactado no ramo seco e na umidade ótima, a resistência ao cisalhamento correspondente à direção ortogonal se mostrou superior àquela correspondente à direção paralela às camadas de compactação. Por outro lado, a resistência ao cisalhamento no ramo úmido mostrou-se praticamente independente da direção de talhagem dos corpos de prova. Este comportamento se deve à maior capacidade do solo, em um dado teor de umidade, em absorver a energia aplicada e distribuí-la na direção paralela e ortogonal. Com relação às propriedades elásticas do material, observou-se que o aumento do teor de umidade de compactação contribui para redução da anisotropia de deformabilidade. Dentre as propriedades investigadas, a anisotropia de condutividade hidráulica das amostras correspondente ao ramo úmido foi a mais pronunciada, exibindo fluxo oito vezes maior na direção vertical que na horizontal. Finalmente, as discussões e análises presentadas nesta pesquisa mostraram que o grau de anisotropia depende diretamente do teor de umidade de compactação e que diminui com incremento das tensões aplicadas no solo. / Compacted embankments can have anisotropic behavior, depending on several factors, including the compaction water content. The aim of this study was to investigate some aspects regarding the inherent anisotropy of a lateritic soil, caused by the compaction process. After performing the geotechnical, mineralogical and microstructural characterization, properties of shear strength, hydraulic conductivity, compressibility and deformability were investigated. This soil this soil was classified as lateritic sand. The grainsize distribution curve indicates 12% the fine particle aggregation. The methodology developed in order to correct the increase in dry density of the lower layers, generated by the compression process, was effective. From the compaction curve, representative samples corresponding to the three compaction water content conditions, representing the dry side, the optimal water content and the wet side were considered. Specimens were trimmed parallel and orthogonally to the compaction layers. The porosimetry tests showed a bimodal behavior in the pore size distribution and also that the compaction water content did not influence the size of the micropores. For the compacted soil sample corresponding to the dry side and optimum water content, the shear strength corresponding to the orthogonal direction was higher than that corresponding to the parallel direction to the compaction layers. However, they were almost equal for both the orthogonal and the parallel directions to the compaction layers. This behavior is due to the higher capacity of the soil at a given moisture content, to absorb the energy applied and distribute it in parallel and orthogonal direction. The analysis the values of maximum shear modulus of the material showed that increasing compaction water content reduces the anisotropy degree. Among the investigated properties, the hydraulic conductivity anisotropy of the samples corresponding to the wet branch was the most pronounced, showing permeability eight times higher in the vertical direction than that in the horizontal direction. Finally, the discussions and analyzes presented in this study showed that the degree of anisotropy directly depends on the compaction water content and decreases with increase confining stress applied to the soil specimens.

A função condutividade hidráulica é um dos parâmetros essenciais para o estudo do fluxo em solos não saturados, permitindo abordar, dentre outros, o avanço da frente de umedecimento e questões como a irrigação e drenagem de solos. Para determinar a condutividade hidráulica não saturada de um solo típico da região Centro-Oeste do Estado de São Paulo, utilizou-se o infiltrômetro de disco. Este equipamento permite conduzir a infiltração de água, estando esta sujeita a um potencial negativo. Com os dados de infiltração acumulada e tempo acumulado obtidos em cada ensaio, foi possível determinar os valores da condutividade hidráulica não saturada e sortividade. Os cálculos foram feitos por diferentes métodos para cada ensaio realizado com o infiltrômetro de disco e comparadas com resultados de ensaios utilizando o permeâmetro Guelph. Observou-se que as condutividades hidráulica não saturadas obtidas com o infiltrômetro de disco tenderam a valores próximos das fornecidas indiretamente por meio do permeâmetro Guelph, com dispersão de aproximadamente uma ordem de grandeza para cada sucção. Também se observou que a condutividade hidráulica não saturada tende a diminuir conforme aumenta a sucção imposta ao solo, mesmo considerando a estreita faixa de sucções usadas nos ensaios. Notou-se ainda pequena variação nas condutividades hidráulicas saturadas calculadas por meio do infiltrômetro de disco, por meio de medidas diretas utilizando o permeâmetro Guelph e ensaios de permeabilidade realizados em laboratório. / The hydraulic conductivity function is essential to the study of water flow in unsaturated soils. From function there can be derived the advancement of the humidification (saturation) front, among other parameters, which is essential to projects of irrigation and drainage of soils. A disk infiltrometer was used to determine the unsaturated hydraulic conductivity of a sample of typical soil from central São Paulo, Brazil. The disk infiltrometer apparatus conducts the infiltration water, which is held at negative potential. Data for cumulative infiltration and elapsed time for each test was used to determine values of unsaturated hydraulic conductivity and sorptivity. Different methodology was applied in the calculations. Data for each experiment carried out utilizing the disk infiltrometer was compared to data obtained utilizing the permeameter of Guelph. It was observed that the unsaturated hydraulic conductivity obtained through the disk infiltrometer yielded values near those obtained indirectly by the permeameter of Guelph, which showed dispersion approximately within one order of magnitude for each suctioning performed. Furthermore, it was observed that the unsaturated hydraulic conductivity tends to diminish in magnitude in an inverse relation to the suction pressure subjected by the soil, even after considering the narrow band of suction pressures carried out in the tests. It was further observed a small variation in the saturated hydraulic conductivities computed from data obtained directly from the infiltrometer disk, the permeameter of Guelph, and other permeability tests done in laboratory.

Em países com condições ambientais, sócio-culturais e econômicas favoráveis à aplicação de processos anaeróbios para tratamento de esgotos sanitários, o reator UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) possui muitas vantagens, dentre os reatores anaeróbios, por permitir instalação, operação e manutenção a baixos custos, apresentar baixa geração de lodo, ser capaz de suportar sobrecargas hidráulicas e orgânicas e possuir eficiência de remoção de demanda química de oxigênio entre 70% e 80%. Contudo poucos estudos são reportados na literatura quando o reator é submetido a variações cíclicas diárias, de cargas orgânicas e hidráulicas, em períodos curtos de duração - iguais ou menores que 24 h. Para compreender os prováveis amortecimentos e atrasos nas respostas de reatores UASB quando submetidos a essas variações, desenvolveu-se um modelo matemático simplificado baseado no regime de escoamento contínuo de um tanque de mistura completa, no modelo cinético tipo Monod para remoção de DQO (Demanda Química de Oxigênio) e equacionamentos empíricos reportados na literatura. Esse modelo indicou que, mesmo apresentando baixa eficiência na remoção de demanda química de oxigênio, o reator possui capacidade de amortecer as variações impostas de vazão e respondeu com grande sensibilidade à variação de velocidade específica máxima de degradação de substrato, indicando que esse parâmetro cinético deve ser o parâmetro de calibração do modelo matemático. / In countries with favorable environmental, social, cultural and economical conditions, the use of anaerobic processes in treatment of domestic sewage. The UASB reactor (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) has many advantages, among the anaerobic reactors, allows the installation, operation and maintenance with low costs; presents low sludge generation; is capable to support organic and hydraulic overloads and has COD removal efficiencies between 70% and 80%. However few studies are reported in the literature about reactors submitted to cyclical daily variations of organic and hydraulic loads in short periods of time - equal to or shorter than 24 hours. Aiming to understand the probable dampening and the delays in the response of the UASB reactors when submitted to these variations, it was developed a simplified mathematical model based on the continuous flow pattern of a completed stirred tank and in the Monod kinetic model for COD (Chemical Oxygen Demand) removal and empirical kinetic equations reported in the literature. The model indicated that, even when presenting low efficiency in the removal of COD, the reactor has a capacity to dampen the forced flow variations, and responded with great sensivity to the variation of qmáx., indicating that this kinetic parameter may be the calibration parameter of the mathematical model.

Poucos estudos são reportados na literatura sobre o comportamento dinâmico do reator UASB submetido a variações cíclicas diárias, de cargas orgânicas e hidráulicas, em períodos curtos de duração - iguais ou menores que 24h, com os quais verifica-se queda na eficiência do reator, causada pela provável flotação dos grânulos, problemas com geração de odor e alta concentração de sólidos suspensos no efluente. Para melhor compreender a resposta dinâmica desses reatores submetidos a essas variações, foi desenvolvido o modelo MMS baseado no modelo hidrodinâmico de mistura completa em reatores em série, modelo cinético de primeira ordem para consumo de substrato e para crescimento da biomassa e equacionamentos empíricos reportados na literatura. Esse modelo indicou a capacidade do reator de amortecer as variações impostas e a influência da cinética na eficiência de remoção da matéria orgânica. Para calibrar e validar o MMS, foi avaliado o desempenho de um reator UASB (160 L) no tratamento de esgoto sanitário municipal da cidade de São Carlos. Durante o período de operação, o reator foi submetido a variações senoidais cíclicas, de cargas orgânica e hidráulica, em valores inferiores e superiores a 40% e 60% da vazão afluente de 16,0 L/h. A produção média de gás metano e a eficiência média de remoção de DQO alcançadas pelo reator foram de aproximadamente: 1,83 L/h e 61% para vazão afluente de 16 L/h, TDH de 10 h e velocidade ascensional de 0,23 m/h; 2,24 L/h e 48% para variação cíclica de 40% e 2,97 L/h e 40% para variação cíclica de 60%. O MMS indicou faixa de valores para a DQO efluente com diferença em relação aos resultados observados experimentalmente - de 37% para vazão afluente constante de 16 L/h e 59% e 56% para variações senoidais cíclicas de 40% e 60% da vazão afluente, respectivamente – devido à limitação do modelo em considerar o arraste de sólidos no efluente que ocorreu ao longo de toda a operação do reator e mais acentuadamente quando foram aplicadas variações da vazão afluente. O modelo ADM1 proposto por Batstone et al.(2002a,b)apresentou menor similaridade com os resultados observados experimentalmente por não contemplar a variação horária e diária de alguns parâmetros de entrada, mas apenas a média aritmética dos valores. / There are no extensive reports on the dynamic behaviour of UASB reactor submitted to cyclical daily variations of organic and hydraulic loads of short periods of time - equal to or shorter than 24 hours - that can damage the reactor efficiency due to probable granule flotation, odor generation and high concentration of suspended solids in the effluent. Aiming to understand the dynamic response of these reactors when submitted to these variations, it was developed the MMS model based on the N-continuous flow stirred tank reactors (CSTR) in series model, first order kinetics model for substrate consumption and biomass growth and empirical equations reported in the literature. The model indicated the reactor capacity on dampening the imposed flow rate variations and the influence of the kinetics in the organic matter removal efficiency. It was evaluated the response of a UASB in bench scale (160 L) treating sanitary sewage of São Carlos city in order to calibrate and validate the MMS. During the operation, the reactor was submitted to cyclical sinusoidal variations of organic and hydraulic loads in lesser and higher values of 40% and 60% of the influent flow rate of 16 L/h. The reactor achieved mean methane production and mean COD removal efficiency of: 1,83 L/h and 61% to influent flow rate of 16 L/h, HRT of 10 h and upflow velocity of 0,23 m/h; 2,24 L/h and 48% to sinusoidal variation of 40%; 2,97 L/h and 40% to sinusoidal variation of 60%. The MMS model results indicated a range of effluent COD values with a difference of 37% to influent flow rate of 16 L/h, 59% and 56% to sinusoidal variations of 40% and 60%, respectively, in comparison with the experimental observed data. This probably occurred due to the model limitation in considering and predicting the solids washout in the effluent that was verified during all the operation, and also more significant when the sinusoidal variations were applied. The ADM1 reported by Batstone et al. (2002a,b) presented lesser similarity with the experimental observed results due to the fact that it does not consider hourly and daily variations of some input parameters, but only the arithmetical mean of the values.

As inundações periódicas na bacia hidrográfica do rio Cuiabá levaram a população a buscar meios para controlar as ocorrências de inundação, o que estimulou a construção da UHE Manso, atualmente sob responsabilidade da empresa Eletrobrás Furnas, em importante afluente desse rio. A partir de então, muito se tem discutido sobre a segurança proporcionada pela contenção de cheias do Aproveitamento Múltiplo de Manso (APM Manso) nas comunidades a jusante, especialmente na região metropolitana do Vale do Rio Cuiabá. O presente trabalho se propõe a avaliar a influência do reservatório de Manso na atenuação das cheias na bacia do Cuiabá. Foram analisados cenários hidráulicos a fim de comparar o impacto dos eventos extremos que ocorreram antes e após a operação da usina nas hipóteses da existência e inexistência do reservatório, e de cheias de projeto com diversos períodos de retorno na sub-bacia do rio Manso. O amortecimento hipotético do APM Manso foi simulado pelo método de Puls, e a translação da onda de cheia foi calculada pelo modelo hidrodinâmico CLiv. Em suma, foi constatado que o reservatório evitou uma cheia que atingiria grandes magnitudes em 2006. Quanto às inundações de maior prejuízo observadas anteriormente à construção da usina, duas delas seriam substancialmente atenuadas com a existência do reservatório; no entanto, uma terceira atingiria os níveis de alerta definidos pela Defesa Civil Estadual. Por fim, concluiu-se que, nas condições ideais de simulação, o APM Manso é capaz de reduzir a frequência das cheias consideradas de risco para as comunidades a jusante para períodos de retorno entre 50 e 100 anos. Apesar do amortecimento verificado, para que haja mitigação dos impactos de maneira racional, diversos outros cuidados devem ser tomados, em especial os relacionados ao planejamento para a ocupação apropriada das áreas de planície de inundação, a fim de que a segurança da população não dependa exclusivamente do reservatório. / The constant floods in Cuiabá river basin had led population to seek ways to control the overflow occurrences, encouraging the construction of Manso hydroelectric power plant, nowadays under responsibility of Eletrobras Furnas Company, in an important tributary of this river. Much has been discussed about the safety provided by the flood attenuation of Manso Multiple Use reservoir (MMU) in downstream communities, mainly in the metropolitan region of Cuiabá River Valley. In this context, this dissertation reports on the evaluation of the influence of Manso reservoir on the flood attenuation in Cuiabá basin. Hydraulic scenarios were analyzed in order to compare the impact of extreme events that occurred before and after hydroelectric power plant operation in the case of existence and non existence of the reservoir, and the impact of design flood with many return periods in Manso river sub-basin. The hypothetical flood-control of the MMU was simulated by level pool routing method, and the wave propagation was calculated by CLiv hydrodynamic model. It was verified that the reservoir avoided an inundation of great magnitudes in 2006. Regarding the major inundations that occurred before the hydroelectric power plant construction, two of them would have been substantially attenuated by the existence of the reservoir, and a third one would have reached the alert levels defined by the State Civil Defense. Finally, it was concluded that, under perfect simulated conditions, MMU is able to reduce the flood frequency considered risky to communities downstream in return periods between 50 and 100 years. Despite the verified flood-control, for the purpose of mitigating the impacts in wise manners, many other precautions must be taken, especially those related to planning for appropriate occupation in flood plain areas, so that population safety does not depend exclusively on the reservoir.