[pt] Apresenta-se nesta dissertação um estudo dos principais mecanismos do modelo de fluxo subterrâneo e do modelo de transporte de poluentes em aqüíferos. Os processos associados ao transporte de poluentes são estudados em detalhe: difusão, dispersão e retenção de contaminantes na matriz porosa do aqüífero. Seguidamente é desenvolvido, com o apoio do software Visual MODFLOW v.2011.1, duas simulações numéricas com dados sintéticos do transporte e remediação de um poluente na zona saturada de um aqüífero composto por três camadas. O objetivo primeiro da simulação computacional do modelo de fluxo subterrâneo e do modelo de transporte de poluentes é avaliar os modelos teóricos estudados e fornecer uma guia metodológica da simulação computacional da dinâmica de aguas subterrâneas e da evolução das plumas poluentes sometidas a condiciones externas; como por exemplo: poços de bombeamento, poços de injeção, infiltrações, etc. Os dados empregados na simulação representam um aqüífero sintético composto por três camadas com uma falha geológica no meio do sistema, o que permite conectar hidraulicamente a camada superficial, representada por um aqüífero freático, com a camada representada por um aqüífero confinado. O segundo objetivo é simular numericamente o processo de remediação de aquíferos poluídos, com a finalidade de estabelecer a efetividade do método. Particularmente foi escolhido o método de remediação Pump-and-Treat, um dos sistemas de tratamento de aqüíferos mais utilizados para este fim, que consiste no bombeamento para a superfície das aguas subterrâneas poluídas para posterior tratamento externo de remoção de contaminantes. / [en] We present in this paper a study of the main mechanisms of the model groundwater flow and transport model of pollutants in aquifers. The processes associated with the transport of pollutants are studied in detail: diffusion, dispersion and retention of contaminants in the aquifer porous matrix. Is then developed with the support of Visual MODFLOW software v.2011.1, two numerical simulations with synthetic data transport and remediation of a pollutant in the saturated zone of an aquifer composed of three layers. The primary goal of numerical simulation of the groundwater flow model and transport of pollutants studied model is to evaluate the theoretical models and provide a methodological guide computer simulations of the dynamics of ground water and the evolution of pollutant plumes sometidas external condiciones; for example: pumping wells, injection wells, infiltration, etc.. The data used in the simulation represents a synthetic aquifer consists of three layers with a fault in the middle of the system, which allows for hydraulically connecting the surface layer represented by a water aquifer, with the layer represented by a confined aquifer. The second goal is to numerically simulate the process of remediation of polluted aquifers, in order to establish the effectiveness of the method. Particularly was chosen remediation method Pump-and-Treat, treatment of the aquifer most systems used for this purpose, which consists of pumping to the surface of the polluted groundwater for further treatment to remove external contaminants.

Made available in DSpace on 2015-03-04T18:51:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 thesisDScFlavioPietrobon v.pdf: 804541 bytes, checksum: 0a2094a38e490fab7d656a7fbb7a3ba1 (MD5) Previous issue date: 2009-08-17 / Universidade Estadual de Santa Cruz / Escoamento hídrico ambiental, em meios superficiais e sub superficiais acoplados, é típico de sistemas de bacias hidrográficas. Neste problema sazonal, o fluxo varia de direção do canal fluvial para o meio poroso, e vice-versa, no tempo. Nesta situação de alternância de direção de fluxo e de acoplamento dos meios de escoamento, poluição e contaminantes podem ser transportados pela água. Lidar com este problema requer o desenvolvimento de um modelo computacional realista para adequadamente simular o escoamento entre estes dois meios e através da superfície de interface. Esta tese aborda esta prévia etapa de projeto. O modelo computacional é robusto em que os resultados numéricos estabilizados superam oscilações fictícias no campo de velocidade, pela abordagem do CAU, em situação de convecção dominante, e controlam, pelo procedimento do SFH, modos espúrios na pressão. O modelo é plenamente acoplado, transiente, em elementos finitos. Soluções numéricas correspondem às da literatura. As soluções obtidas são física e numericamente consistentes. As soluções são convergentes, pela verificação da consistência da formulação numérica e pela estabilização das aproximações polinomiais. Foi verificada a conservação da massa.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Com a finalidade de avaliar a qualidade das Ãguas das principais lagoas pertencentes à bacia hidrogrÃfica do rio Cocà (Porangabussu, Opaia, Itaperaoba, Maria Vieira, Messejana, Sapiranga, Maraponga e o Lago JacareÃ). Realizaram-se coletas de Ãgua em trÃs seÃÃes, no perÃodo de agosto/2006 e julho/2007, mensalmente. As variÃveis temperatura, turbidez, pH, CE, DBO5, DQO, OD, SST, SDT, nitrogÃnio amoniacal total, nitrito, nitrato, fÃsforo, alcalinidade, dureza e CTT foram analisadas. Os dados obtidos foram validados, padronizados (Escores Z) e submetidos, ao Programa The Unscrambler versÃo 7.5, para PCA visando reduzir os dados, facilitando na determinaÃÃo da homogeneidade: entre as lagoas e entre os pontos de amostragem de cada lagoa e tambÃm avaliar a interferÃncia da sazonalidade na qualidade da Ãgua dos ecossistemas, facilitando a compreensÃo. Para a homogeneidade entre os ecossistemas apenas a Lagoa de Sapiranga e o Lago Jacareà apresentaram-se heterogÃneos Ãs demais. Provavelmente devido à influÃncia da marà imposta a Lagoa de Sapiranga e ao pequeno aporte hÃdrico do Lago JacareÃ. A homogeneidade das outras lagoas ocorreu em funÃÃo do aporte de matÃria orgÃnica (MO), usos e ocupaÃÃo de suas Ãreas de influÃncias e o efeito de sazonalidade ser comum a todas. A respeito dos fatores que determinam a qualidade da Ãgua dos ecossistemas, existe um padrÃo de poluiÃÃo por parte dos ecossistemas, sempre determinados pelo aporte de (MO), representados pelos esgotos domÃsticos e poluiÃÃo difusa. Essa degradaÃÃo à acentuada em dois perÃodos distintos: nas primeiras chuvas e no perÃodo de estiagem, confirmando a sazonalidade caracterÃstica da regiÃo Nordeste. Assim, à interessante propor que as coletas poderiam ser realizadas semestralmente, ao invÃs de mensal. TambÃm sÃo necessÃrias medidas que controle o aporte de (MO), principalmente, esgotos domÃsticos, jà que a DBO5, DQO, nitrito, nitrogÃnio amoniacal total e fÃsforo total comprometeram significativamente nos resultados propostos pelas componentes principais. Com relaÃÃo ao IET calculado, observa-se que 100% dos pontos de amostragem das lagoas foram classificados como hipereutrÃficos. Analisando o comportamento das variÃveis: DBO5, pH, OD e fÃsforo total com a Res. CONAMA n 357/05 observa-se que quase na totalidade dos casos os parÃmetros estiveram fora dos padrÃes legais. Sendo assim, estes ecossistemas precisam està numa perspectiva de melhoria da qualidade, com uma eficiente intervenÃÃo do poder pÃblico para que a comunidade possa usufrui destes ambientes / This study was to evaluate the quality water of the main lake ecosystems belonging the watershed the river Cocà - CE (Lagoon Porangabussu, Opaia, Itaperaoba, Maria Vieira, Sapiranga, Maraponga and Lake JacareÃ). Were collected from water in three sections of ecosystems, the period of August/2006 and July/2007, monthly. The variable temperature, turbidity, pH, conductivity, BOD5, COD, DO, TSS, TDS, total ammonia, nitrite, nitrate, phosphorus, alkalinity, hardness and CTT were analyzed. The data were validated, standardized (Z scores) and referred to the program The Unscrambler version 7.5, the Principal Component Analysis - PCA to reduce the data, facilitating the determination of homogeneity: between lagoons and between sampling points in each lagoon. Also evaluate the role of seasonality in water quality of ecosystems. The principal component analysis (PCA) was satisfactory in the reduction of information from the database, making them easier to understand. For the homogeneity between ecosystems only Sapiranga lagoon and Lake Jacareà presented as the other heterogeneous. This is possible mainly due to the influence of the imposed tidal lagoon Sapiranga and lake Jacareà your little fluid intake. The homogeneity is possible according to the input of organic matter, use and occupancy of their areas of influence and the effect of seasonality is common to all. Regarding the factors that determine the quality of water ecosystems, we can say that there is a pattern of pollution by ecosystems. Always determined by the input of organic matter, represented by domestic sewage and diffuse pollution. This degradation is enhanced by two distinct periods: the first rains and the dry season, determining the power of the seasonality that is characteristic of the Northeast. Thus, it is interesting to propose that instead of the collections are made at a monthly frequency, could be performed every six months. Also needed are measures to control the input of organic matter, mainly domestic sewage, since the parameters BOD5, COD, total ammonia and nitrite committed significantly the results offered by the principal components. With regard to the EIT calculated, it is noted that 100% of the sampling ponds were classified as hypereutrophic. Analyzing the variables: BOD5, pH, DO and total phosphorus with CONAMA n  357/05 is observed that in almost all cases the parameters were outside the legal standards. Thus, the necessity causes these ecosystems are part of a view to improving the quality of its waters by an efficient public intervention and presence in the community who enjoys these environments.

FARIAS FILHO, A. L. Utilização de reatores aeróbios como pós-tratamento de lixiviado antigo tratado por lagoas de estabilização. 2010. 84 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2010. / Submitted by João silva (jpauloqxb@gmail.com) on 2016-04-22T13:55:44Z No. of bitstreams: 1 2010_dis_alfariasfilho.pdf: 1242877 bytes, checksum: 070051f4c3080bfb2c9c020a546f6e6f (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-04-22T17:11:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_dis_alfariasfilho.pdf: 1242877 bytes, checksum: 070051f4c3080bfb2c9c020a546f6e6f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-22T17:11:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_dis_alfariasfilho.pdf: 1242877 bytes, checksum: 070051f4c3080bfb2c9c020a546f6e6f (MD5) Previous issue date: 2010-08-03 / The system of stabilization ponds, which is often present in landfills, is usually not efficient to meet environmental standards for disposal of treated leachate on surface waters. This study evaluated the use of submerged aerated reactor (SAR) and sequencing batch reactor (SBR) as post-treatment options for old leachate pre-treated in waste stabilization ponds. The leachate collection took place at the outflow of the last stabilization pond of the treatment system (two anaerobic em series, followed by a facultative pond) located in West Metropolitan Landfill (ASMOC), Caucaia municipality, metropolitan region of Fortaleza, Ceará state. A physical-chemical characterization of the leachate effluent was performed to verify the compliance to reach disposal standards. The SAR was operated in five phases, being divided between synthetic wastewater and leachate, the latter tested with and without dilution. We evaluated the effect of adding an external carbon source, ethanol, for the phase in which the reactor was fed with leachate without dilution. SBR was made of acrylic, in a cylindrical shape with a working volume of 5.0 L and the total time cycle of 24 hours was initially studied. The total time cycles of 12 and 48 hours were also evaluated in the SBR performance, as well as the effect of adding ethanol as carbon source. The reactors were installed at the Laboratory of Sanitation (Labosan) of the Department of Hydraulic and Environmental Engineering (DEHA), Federal University of Ceará (UFC). They were operated in the mesophilic range, with temperature near 27 ° C. Regarding the treated leachate, the physical-chemical characterization confirmed its recalcitrance and complexity, indicating that only the stabilization ponds did not fully meet the standards of disposal. The presence of recalcitrant and toxic compounds in the leachate influent to the SAR during the investigation period decreased COD removal, showing an inhibitory effect on the microorganisms present in the inoculum. However, in another research phase, both the SAR and SBR were stable and efficient on COD and ammonia removals, even when undiluted leachate was used. The addition of ethanol as external carbon source was beneficial to meet the microbial metabolic needs, increasing both the overall efficiency of SAR and SBR in terms of organic matter removal (COD) and operational stability. The SAR and SBR were also quite efficient in the nitrification process. The study with SBR with cycle times of 12, 24 and 48 h showed no considerable difference amongst the constituent removals, so that 12 h was considered as optimal time cycle in order to minimize the costs with reactor volume and aeration time. As a general conclusion of the experiment we can say that the aerobic biological treatment, using either submerged aerated reactor (SAR) or sequencing batch reactors (SBR), can be considered a good alternative for post-treatment of old leachate pre-treated in stabilization ponds, but still requires operational adjustments and associations with physical-chemical or advanced oxidation processes for accomplish all discharge standards. / Os sistemas de lagoas de estabilização, bastante presentes em aterros sanitários normalmente não são suficientes para o atendimento aos padrões ambientais de descarte de lixiviado tratado em águas superficiais. Este trabalho avaliou o emprego das tecnologias aeróbias do tipo reator aerado submerso (RAS) e reator em batelada seqüencial (RBS) como opções de pós-tratamento para lixiviado antigo pré-tratado em lagoas de estabilização. A coleta do lixiviado se deu na saída da última lagoa de estabilização do sistema de tratamento de lixiviado (duas anaeróbias em série, seguidas de uma facultativa) localizadas no Aterro Sanitário Metropolitano Oeste (ASMOC), município de Caucaia, Região Metropolitana de Fortaleza, estado do Ceará. Inicialmente foi realizada uma caracterização físico-química do lixiviado efluente e verificação do atendimento aos padrões de descarte. O RAS foi operado em cinco fases, sendo divididas entre esgoto sintético e lixiviado, este último testado com e sem diluição. Avaliou-se o efeito da adição de fonte externa de carbono, etanol, para a fase em que o reator era alimentado com lixiviado sem diluição. O RBS foi confeccionado em acrílico, em formato cilíndrico, com um volume útil de 5,0L, sendo inicialmente estudado o tempo de operação de cada ciclo de 24 horas. Posteriormente, foram avaliados no RBS os tempos totais de ciclo de 12 e 48 horas, além do efeito da adição de etanol no desempenho do reator. Os reatores foram instalados no Laboratório de Saneamento (Labosan) do Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental (DEHA) da Universidade Federal do Ceará (UFC). Eles foram operados na faixa mesofílica, com temperatura ambiente próxima de 27ºC. Em relação ao lixiviado tratado, os valores encontrados na caracterização físico-química confirmam a recalcitrância e complexidade do lixiviado, indicando que apenas as lagoas de estabilização, não atendem plenamente os padrões de descarte. A presença de compostos recalcitrantes e tóxicos no lixiviado afluente ao RAS durante um dos períodos de investigação causou diminuição na remoção de DQO, mostrando efeito inibitório nos microrganismos presentes no inóculo. Entretanto, em outra fase de investigação, tanto o RAS quanto o RBS se mostraram eficientes e estáveis na remoção de DQO e nitrogênio amoniacal, mesmo tratando lixiviado sem diluição. A adição de etanol como fonte externa de carbono foi benéfica para suprir as necessidades metabólicas microbianas, fazendo aumentar tanto a eficiência global do RAS e RBS em termos de remoção de matéria orgânica (DQO), assim como na estabilidade operacional dos mesmos. O RAS e o RBS foram também bastante eficientes no processo de nitrificação. O estudo no RBS com os tempos de ciclo de 12, 24 e 48 h revelaram que não houve diferença entre os tempos em relação à remoção dos constituintes analisados, fazendo com que se considerasse 12 h como tempo ótimo de ciclo, de forma a minimizar os custos com volume do reator e tempo de aeração. Como conclusão geral do experimento pode-se dizer que o tratamento biológico aeróbio, tanto utilizando reatores aerados submerso (RAS) quanto reatores em batelada seqüencial (RBS), pode ser considerado uma boa alternativa para o pós-tratamento de lixiviado antigos provenientes de sistemas de lagoas de estabilização, mas ainda requer adequações operacionais ou associações com processos físico-químicos ou de oxidação avançados para o enquadramento de todos os constituintes.

ANDRADE, C. F. Estudo de planícies de inundação através da análise dos parâmetros hidráulicos do canal principal e sua influência na avaliação do risco fuzzy de enchentes. 2006. 213 f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil: Recursos Hídricos) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2006. / Submitted by João silva (jpauloqxb@gmail.com) on 2016-04-22T17:11:47Z No. of bitstreams: 1 2006_cfandrade.pdf: 3571106 bytes, checksum: 760955faf016a3160ff081f16ad30e09 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-04-22T17:28:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_cfandrade.pdf: 3571106 bytes, checksum: 760955faf016a3160ff081f16ad30e09 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-22T17:28:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_cfandrade.pdf: 3571106 bytes, checksum: 760955faf016a3160ff081f16ad30e09 (MD5) Previous issue date: 2006-09-22 / In order to analyze flood plains in natural channels, subject to the propagation of a flood wave, formulated a mathematical model based on the equations of hydrodynamics, together with the fuzzy theory. The model is able to assess, on the basis of hydraulic and hydrologic parameters of the basin, the behavior of the control variables relevant to the flow. The model is also able to evaluate the fuzzy risk for such areas susceptible to flooding during heavy rains. For the solution of partial differential equations contained in the model, we used the method of finite differences, and to the solution of algebraic equations resulting nonlinear, was used with the Iterative Method of Newton-Raphson. A computer program QUARIGUA (Quantitative Analysis of Flood Risk in Urban Rivers), coded in FORTRAN 90 language, and developed for this research, was used to perform the simulations. The computer program QUARIGUA was organized in a modular fashion, with two main modules, namely the deterministic module, where the depth of the results of the flow and channel flow is calculated as discrete values, and the fuzzy module, based on the theory fuzzy risk, where the depth of the results of the flow and channel flow are calculated as membership functions. To evaluate the behavior of the control variables, various scenarios for the main channel, a bowl of fictitious flood, as well as the waves of full, were considered and different simulations were performed using the computer program QUARIGUA. The introduction of fuzzy logic in the hydrodynamic model, for calculating the membership functions related to the control variables, provides a suitable and readily effective procedure for the analysis of risk fields in a full wave propagation process and hence also provides a more consistent risk assessment of areas near the banks of natural channels. We were also carried out some specific simulations for analysis of flood risk behavior, and warranty, depending on the hydraulic and hydrologic characteristics of the channel, evaluating thus how certain changes in the roughness coefficient, or the channel slope, for example, may affect the behavior of the hazard function. The results show that the process of spreading a flood wave, as well as the behavior of risk functions and assurance, are highly influenced by the hydraulic and hydrologic parameters of the channel. Moreover, the results also show that the proposed model is a consistent alternative procedure for the assessment of flood risk, and therefore provides important information for analysis and planning of risk areas of employment actions. / Com o objetivo de analisar planícies de inundação em canais naturais, sujeitos à propagação de uma onda de cheia, formulou-se um modelo matemático, baseado nas equações da hidrodinâmica, conjuntamente com a teoria fuzzy. O modelo é capaz de avaliar, em função dos parâmetros hidráulicos e hidrológicos da bacia, o comportamento das variáveis de controle pertinentes ao escoamento. O modelo é também capaz de avaliar o risco fuzzy para tais áreas susceptíveis a inundação, durante chuvas intensas. Para a solução das equações diferenciais parciais contidas no modelo, foi usado o Método das Diferenças Finitas, e, para a solução do sistema de equações algébricas não lineares resultantes, foi usado com o Método Iterativo de Newton–Raphson. Um programa computacional QUARIGUA (Análise Quantitativa do Risco de Enchente em Rios Urbanos), codificado em linguagem FORTRAN 90 e desenvolvido para esta pesquisa, foi usado para efetuar as simulações. O programa computacional QUARIGUA foi organizado de uma maneira modular, com dois módulos principais, a saber, o módulo determinístico, onde os resultados da profundidade do escoamento e da vazão do canal são calculados como valores discretos, e o módulo fuzzy, baseado na teoria de risco fuzzy, onde os resultados da profundidade do escoamento e da vazão do canal são calculados como funções de pertinência. Para avaliar o comportamento das variáveis de controle, vários cenários para o canal principal, de uma bacia de inundação fictícia, bem como para as ondas de cheia, foram considerados e diferentes simulações foram realizadas através do programa computacional QUARIGUA. A introdução da lógica fuzzy no modelo hidrodinâmico, para calcular as funções de pertinência vinculadas às variáveis de controle, proporciona um procedimento adequado e prontamente eficaz para a análise dos campos de risco presentes no processo de propagação de onda de cheia e, portanto, também proporciona uma avaliação mais consistente de áreas de risco próximas às margens de canais naturais. Foram realizadas ainda algumas simulações específicas para a análise do comportamento do risco de inundação, e da garantia, em função das características hidráulicas e hidrológicas do canal, avaliando, assim, de que maneira determinadas alterações no coeficiente de rugosidade, ou na declividade do canal, por exemplo, podem afetar o comportamento da função de risco. Os resultados mostram que o processo de propagação de uma onda de cheia, bem como o comportamento das funções de risco e de garantia, são altamente influenciados pelos parâmetros hidráulicos e hidrológicos do canal. Ademais, os resultados também mostram que o modelo proposto representa um procedimento alternativo consistente, para a avaliação do risco de inundação, e, portanto, fornece importantes informações para a análise e o planejamento das ações de ocupação de áreas de risco.

Desde o início das investigações sobre o fundo do mar, considerável progresso no entendimento do ambiente marinho foi conquistado. A tecnologia e as ferramentas de mapeamento e análise desenvolvidas para estudar o fundo oceânico permitem que se descreva, com um certo grau de detalhamento, o relevo e, até mesmo, estruturas internas de camadas de sedimentos de diferentes tamanhos, que estão lá no fundo do mar, depositados ao longo de milhões de anos de história do planeta. O grande mistério, que até os dias de hoje ainda não foi completamente explicado, é o modo como esses sedimentos são transportados para o fundo do mar e geram depósitos no fundo oceânico, a centenas de quilômetros da costa? Acredita-se que os canyons que existem no fundo do mar sejam as vias expressas de transporte de boa parte desses sedimentos, já que se constata a existência de um grande volume de material depositado na parte terminal dos sistemas canalizados. A proposta dessa investigação experimental partiu de reprodução, em laboratório, dos processos que poderiam estar envolvidos na formação dos canyons. A teoria mais aceita existente na literatura, atribui a atuação de correntes de densidade durante as regressões do nível do mar como sendo o principal fator que desencadeou a formação dos canyons. A hipótese desse trabalho inclui, além da atuação das correntes de densidade, a atuação de um fluxo de aquífero mais intenso aflorando na região do talude. O fluxo de aquífero mais intenso é justificado pela ocorrência de um aumento de gradiente hidráulico, produzido durante o rebaixamento do nível do mar, durante as fazes de regressão. A simulação física é uma ferramenta poderosa e robusta, utilizada há mais de um século no dimensionamento de aviões, foguetes, pontes, torres, descarregadores de barragens, vertedores e muitos outros tipos de estruturas. A mesma ferramenta pode ser utilizada para gerar modelos do processo de transporte sedimentar em escala reduzida. Esse tipo de estudo parte do conhecimento dos elementos envolvidos no fenômeno investigado – no caso específico, o fundo do mar, a água e os sedimentos – e dos processos aos quais esses elementos possivelmente estão sujeitos no ambiente natural. Esta pesquisa, fundamentada na modelagem física, tentou reproduzir um fluxo de aquífero que aflora no talude e, concomitantemente, a atuação de correntes de densidade, produzindo assim em laboratório um ambiente análogo ao natural durante as fases de regressão do nível do mar, com base em teorias da bibliografia. A metodologia experimental adotada partiu da construção de um depósito cuja geometria representa um V talude com cerca de 1,5 metro de largura, 0,6 metro de comprimento e 0,25 metro de altura. O talude possui rampas com declividades entre 15 e 30 graus. Os sedimentos utilizados foram carvão mineral com fração de areia grossa, areia grossa de origem siliciclástica e calcário com frações de silte e argila. Os sedimentos de frações de areia foram utilizados na construção dos taludes testados, e o calcário, na produção das correntes de densidade. Os experimentos simularam escoamentos em meio poroso dentro do talude, reproduzindo um fluxo de água subterrânea de sistema aquífero que aflorou na região do declive, tendo sido medidas as vazões do aquífero e os respectivos gradientes hidráulicos. Foram também simuladas correntes de densidade com diferentes concentrações e intensidades, bem como obtidos valores médios de espessuras, velocidades e concentrações de sedimentos. Através da simulação, foram produzidas sequências de processos de erosão do talude, que iniciaram com escorregamentos – gerados a partir do aumento da vazão dentro do aquífero reproduzido – e terminaram com a geração de canyons – através da atuação simultânea de correntes de densidade. Os resultados mostraram que existe um significativo elo de ligação entre esses dois processos – fluxo de água subterrânea de sistema aquífero e correntes de densidade –, de tal modo que ambos são necessários para que ocorra a formação dos canyons e para que um grande volume de material seja efetivamente erodido e transportado. As correntes de densidade sozinhas, dentro da escala de simulação, não possuem capacidade de erosão e transporte de sedimentos muito significativa. O sistema de transporte via correntes só é efetivo quando existe um fluxo de aquífero atuando concomitantemente. A observação dos processos de erosão e deposição durante os experimentos, bem como análise do banco de imagens obtidas permitiram a construção de um modelo de formação e evolução de canyons. A formação passa por sequências ordenadas, onde o desenvolvimento de um knickpoint desencadeia um processo de erosão remontante, escavando um sulco que evolui para um canyon formado por uma cabeceira conectada a plataforma bem como depósitos associados. Os dados gerados na simulação física foram comparados com dados do ambiente natural, descritos em trabalhos acadêmicos publicados, e logrou-se provar que os parâmetros medidos estão dentro de valores passíveis de ser encontrados no ambiente natural. Além disso, o cálculo de extrapolação permitiu identificar canyons naturais análogos aos produzidos em laboratório. Os parâmetros dinâmicos das correntes de densidade, bem com as concentrações volumétricas de sedimentos e as faixas de tamanhos de grãos extrapolados estão também dentro de escalas medidas em protótipos análogos. As escalas encontradas seriam de 1:5000 na vertical (com exagero de 2 a 3 vezes) e 1:10000 e VI 1:15000 na horizontal. Assim, é possível que os resultados obtidos neste trabalho venham a elucidar um pouco as dúvidas que estão pendentes há muito tempo acerca do objeto de estudo. / Since the beginning of the deep sea research, considerable progress has been achieved in understanding the marine environment. The technology and tools developed for mapping and analyzing the ocean floor allow a detailed description of the relief and even the internal structures of sediment layers of different sizes that are there, in the bottom of the sea, deposited over millions of years of planetary history. The great mystery, which to this day has not yet been fully explained, is the way these sediments are transported to the seabed. How do sediments of varying sizes reach distances hundreds of miles beyond the coastline and generate deposits on the ocean floor? It is believed that the canyons that exist on the seabed are the express ways through which the transport of a good part of these sediments occurs, given that there is a great volume of material deposited in the terminal parts of these channeled systems. Thus, the focus of speculation and interest has been directed to canyons and density currents, which serve, respectively, as the pathway and the vehicle for sediments. The major obstacle to investigating the role of canyons and currents in the sediment transfer process is the difficulty in observing and measuring phenomena in the natural environment. Besides the scale problem, there is also the rarity of occurrence of events. In fact, it is practically impossible to predict when and where a density current will occur. And if it were possible to predict, how could it be measured? With what equipment? Physical simulation is a powerful and robust tool, used for more than a century in the scaling of aircraft, rockets, bridges, towers, dams, spillways and many other structures. The same tool can be used to generate small scale models of the sediment transport process. This type of study is based on the knowledge of the elements involved in the phenomenon investigated – in this case, the seabed, water and sediments – and the processes to which these elements are possibly subject in the natural environment. This research, based on physical modeling, allowed to reproduce in a laboratory, in a reduced scale, processes similar to those that possibly occur in the seabed. The experimental methodology adopted was based on the construction of a deposit whose geometry represents a slope about 1.5 meters wide, 0.6 meters long and 0.25 meters high. The slope has declivities between 15 and 30 degrees. The sediments used were mineral coal of a coarse sand fraction, coarse sand of siliciclastic origin and limestone with fractions of silt and clay. The sediments of sand fractions were used in the construction of the experimental slopes, and the limestone, in the production of the density currents. The experiments simulated water flows in porous medium within the slope, reproducing an VIII aquifer flow. Density currents were also simulated, since they are generally considered as an important mechanism of sediment transport in the natural environment. began with slides – generated from an increasing flow rate within the simulated aquifer – and ended with the generation of canyons – through the simultaneous action of density currents. The results show that there is a significant link between these two processes – aquifer flow and density currents –, in such a way that both are necessary for the formation of canyons to occur and for a large volume of material to be effectively eroded and transported. Density currents alone, within the simulation scale, do not have very significant sediment transport capacity. The density currents transport system is only effective when there is an aquifer flow acting concomitantly. The observation of the erosion and deposition processes during the experiments, as well as the analysis of the bank of images obtained allowed the construction of a model of formation and evolution of canyons. The formation passes through ordered sequences, where the development of a knickpoint triggers a process of erosion remontante, digging a groove that evolves to a canyon formed by a bedside connected to the platform as well as associated deposits. The data generated in the physical simulation were compared with data from the natural environment, described in published academic papers, which proved that the measured parameters are within the value range that can be found in the natural environment. In addition, the upscaling of the results allowed the identification of natural canyons analogous to those produced in the laboratory. The dynamic parameters of the density streams as well as the volumetric sediment concentrations and the extrapolated grain size ranges are also within scales measured in similar prototypes. The scales found would be 1: 5000 vertically and 1: 10000 and 1: 15000 horizontally. Thus, it is possible that the results obtained in this work will elucidate some doubts that have long been pending about the object of study.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2003-11Bitstream added on 2014-06-13T18:42:28Z : No. of bitstreams: 1 piza_fjbt_dr_botfca.pdf: 375441 bytes, checksum: 9a3ad380a8fc638fb01355a7e90e969b (MD5) / Este trabalho tem como objetivo principal propor e avaliar a construção de um dispositivo mecânico automático para regularização de fluxo em tomadas de água em reservatórios, principalmente para fins de abastecimento, alimentação de pequenas centrais hidrelétricas (PCH), sistemas de irrigação, controle de enchentes e escadas para piracema. Desde os primórdios da civilização, os métodos de captação de água em seus cursos naturais vêm se aprimorando, a fim de melhor aproveitar os recursos disponíveis e, neste aprimoramento constante equipar os sistemas de maior precisão operacional. Um dos maiores problemas que afetam os sistemas de tomada de água é a grande variação do nível nos reservatórios devido à sazonalidade das chuvas e respectivas secas e enchentes. Atualmente, este problema é contornado nos grandes reservatórios por meio da observação das chuvas em toda a bacia de contribuição e controles automáticos do nível de água nos reservatórios, abrindo e fechando as comportas dos vertedores. Este sistema é bem sofisticado e funciona muito bem, operando inclusive em sincronia com os sistemas de controle de outros reservatórios à montante e à jusante. Porém, em pequenos reservatórios utilizados para abastecimento, irrigação ou pequenas centrais hidrelétricas, este seria um sistema muito oneroso e sofisticado. Assim, este trabalho propõe a utilização de um sistema de regulagem mecânico automático simples e de baixo custo para regularização da vazão nas tomadas de água e outros lugares onde se fizerem necessários os controles de vazões. / This research has as main objective to propose and to evaluate the construction of an automatic device for flow regularization in sockets of water in reservoirs, mainly for ends of provisioning, feeding of Small Hydroelectric Plan (SHPs), overhead irrigations, control of inundations and stairways of fish for shoal. Since the origin of civilization, the methods of reception of water in their natural courses are coming perfecting, in order to take better advantage of the available resources and, in this constant refinement to equip our systems of larger operational precision. One of the largest problems that affect the systems of impounding of water is the great variation of the level in the reservoirs due to seasonal rains and respective droughts and inundations. Nowadays, this problem is solved in the great reservoirs through the check of rains in the whole contribution basin and automatic controls of the level of water in the reservoirs, opening and closing the floodgates of the drains. This system is very sophisticated and it works very well, operating also together with the systems of control of other reservoirs to amount and the downstream. However, in small reservoirs used for provisioning, irrigation or small central hydroelectric, this would be a very onerous and sophisticated system. So, this research proposes the use of a simple hydromechanic system and of low cost for regularization of the flow in the capitation point of water and other places where controls of flows might be necessary.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-12-07Bitstream added on 2014-06-13T21:04:37Z : No. of bitstreams: 1 justi_al_dr_botfca.pdf: 1464797 bytes, checksum: a79a1ddbc75eabba724aecaf37843196 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / A redução do atrito em tubulações pode contribuir com a redução dos custos de bombeamento, sendo esse um importante componente dos custos totais de um sistema de irrigação, sou de fertirrigação. A aplicação de vinhaça nos canaviais contempla tanto a fertilização da cultura como uma alternativa legal ao destino desse resíduo resultante da produção de etanol, com frequente sua aplicação utilizando condutos e aspersores de grande porte, exigindo elevada pressão de operação. Teve-se como objetivo no presente trabalho analisar o efeito do uso de um polímero redutor de atrito hidrodinâmico no escoamento de água e de vinhaça. O experimento foi conduzido no Laboratório de Ensaio de Equipamentos para Irrigação do Departamento de Engenharia Rural pertencente à Faculdade de Ciências Agronômica da UNESP de Botucatu – SP, sendo testados em esquema fatorial 2 x 2 x 3 x 4, dois líquidos (água e vinhaça), duas condições de aditivo (sem polímero e com 10 ppm de polímero), três diâmetros de tubos de polietileno (25,19 e 13 mm) e quatro vazões (0,352, 0,225, 0,125 e 0,050 L s-1), havendo quatro repetições. Realizou-se também o cálculo do raio hidráulico dos tubos e comparada a perda de carga observada nos ensaios com a estimada pela equação de Darcy-Weisbach utilizando o diâmetro e o raio hidráulico. Nos ensaios realizados evidenciaram diferenças significativas em todas as fontes de variação (uso de polímero, variação de vazão e diâmetro), confirmando a tendência da perda de carga aumentar com a redução do diâmetro do tubo e com o aumento da vazão. Em relação aos líquidos, a vinhaça apresentou maior perda de carga que a água (18,4%) e, em relação ao aditivo, a presença dele promoveu a redução da... / The reduction of hydrodynamic friction in pipes contributes to reduction of pumping costs, which is an important component of total cost of an irrigation system, it is only to apply water or fertilizer application through irrigation water. In sugarcane, the vinasse application includes both fertilization of culture as a legal alternative to the fate of this waste of ethanol production. However, often its application in sugarcane using pipes and sprinklers large, requiring high pressure operation. As a result, this study aimed to analyze the effect of using a polymer drag reduction in flow of water and vinasse. The experiment was conducted in the Laboratory Testing Equipment for Irrigation in Rural Engineering Department belonging to Agricultural Sciences Faculty, Botucatu - SP, being tested in a factorial 2 x 2 x 3 x 4, two liquids (water and vinasse) two conditions additive (without polymer and 10 ppm polymer), three diameters of polyethylene pipes (1, ½ and ¾ inches) and four levels of flow (0.352, 0.225, 0.125 and 0.050 L s-1), having four replicates. Was also performed to calculate the hydraulic radius of tubes and compared to pressure drop observed in test with that calculated by Darcy-Weisbach equation using the diameter and using the hydraulic radius. The tests carried out significant differences in all sources of variation, confirming trend of pressure drop increase with reducing the tube diameter and increasing the flow. Regarding the liquid, vinasse showed higher head loss than water (18.4%) and in respect of additive, its presence also caused a head loss reduction (25.7%). However, the use of polymer to reduce costs of pumping proved uneconomical, both in distribution of vinasse as a system in driving the large sprinkler or by ducts in the area of industrial distillation until the area of application in the culture of sugar cane sugar

Made available in DSpace on 2015-06-17T19:34:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-01-30. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-18T12:47:10Z : No. of bitstreams: 1 000829007.pdf: 1337174 bytes, checksum: 048435f654d48a3db75d0e6b50eb566f (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Esta pessoa avaliou o desempenho de um sistema que combinou os processos anaeróbio e aeróbio para o tratamento de esgoto sanitário de baixa carga orgânica, utilizando uma nova configuração de reator compartilhamento anaeróbio/aeróbio, operado sob diferentes Tempos de Detenção Hidráulica (TDHA). A combinação dos processos anaeróbio e aeróbio visa aproveitar as vantagens de cada um, minimizando possíveis aspectos negativos, já a configuração em compartilhamento visa à implantação do sistema em pequenas áreas urbanas e rurais. Foi utilizado um reator compartimentado construído com tubulação de Policloreto de vinila (PVC), composto por quatro câmaras, sendo três anaeróbias e uma aeróbia, sendo que a esta última (câmara aeróbia) foi adicionada uma camada constituída por aneis de bambu, além do fornecimento de ar por meio de um compressor e difusores de ar microporosos. O desempenho do sistema foi avaliado em quatro diferentes TDHs (33; 22; 16,5 e 8,25 horas para o sistema completo), aqui caracaterizado como fases, por meio de análises físico-químicas, bacteriológicas e microbiológicas. A eficiência média de remoção de matéria orgânica em temos de Demanda Química de Oxigênio chegou a 77% e a maior eficiência de remoção foi obtida com TDH de 22 horas (79%). Em termos de Demanda Bioquímica de Oxigênio, a eficiência média de remoção foi de 70%. A eficiência de remoção de Sólidos em Suspensão esteve em torno de 90%. o reator avaliado apresentou estabilidade operacional, alta remoção de matéria orgânica, sólidos em suspensão e com relação à remoção de Nitrogênio, o RCAA, não atingiu os padrões exigidos pela Legislação Federal no que diz respeito à remoção de N-Amoniacal, porém as baixas concentrações de Nitrato e Nitrito ocorridas na ultima fase de monitoramento, podem inferir a possibilidade de remoção de Nitrogênio pela desnitrificação, o que pode ser promissor na... / This research evaluated the performance of a system that combined anaerobic and aerobic processes, for the treatment of low strength sanitary sewage using a new configuration of anaerobic/aerobic baffled reactor, which operated under different hydraulic retention periods (HRP). The combination of the anaerobic/aerobic processes aimed to take the maximal advantages of each, minimizing the negative aspects, and the configuration through clambers aimed to built the system in small urban and rural areas. The baffled reactor was built using Polyvinyl Chloride (PVC) and it was composed by four chambers (three anaerobics and one aerobic). In the aerobic chamber was added a bamboo ring layer, with constant air supply, provided by an air compressor and diffuser. The system's performance was evaluated under four different HRPs (33; 22; 16,5 and 8,25 hours for the complete system), divided in Phases. Regarding the organic matter average removal percentages, in terms of Chemical Oxygen Demand, the reactor reached a average removal of 77% and the highest removal percentage was obtained with a HRP of 22 hours (79%). The Biochemical Oxignen Demand average percentage was 70% and the Total Suspended Solids was 90%. The reactor in question showed operation stability, effective organic matter and optimal solids removal. Regarding the Nitrogen removal, the reactor did not reached the standards required by the Federal Legislation. However the low Nitrate and Nitrite concentrations occurred in the last phase of monitoring, which may infer the possibility of nitrogen removal, in the ammonia form, through desnitrification. This may be promising to Ammonia Nitrogen removal if an extra anaerobic chamber is installed, after the aerobic chamber. Regarding the microorganism community evaluated through molecular biology techniques (PCR and DGGE), it was observed a big diversity settlement of the Bacteria Domain communities, having the inoculum a considerable influence...

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-06-26T19:17:09Z No. of bitstreams: 1 610557.pdf: 997024 bytes, checksum: cf720ef33f0550f45e9943fd3273a3c2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-26T19:17:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 610557.pdf: 997024 bytes, checksum: cf720ef33f0550f45e9943fd3273a3c2 (MD5) Previous issue date: 1972-09 / Pesquisa de um modelo para simular vazões diárias, com base na teoria das cadeias de Markov. Para esse fim, a sucessão histórica das vazões é analisada como processo de 1a. e 2a. ordem, sendo que, em ambos os casos determina-se a ergodicidade da cadeia e sua distribuição estacionária. Analisa-se um ajustamento teórico para as linhas das matrizes markovianas, usando-se os índices de Pearson e testando-se as distribuições gama, normal e lognormal. São observados separadamente os períodos "seco" e "molhado" do ano hidrológico e as séries simuladas são comparadas com as históricas correspondentes, com a finalidade de indicar o processo melhor ajustável ao período observado. / Research of a model to simulate dayly flows under the base of Markov's chains theory. To reach this goal, a historic sucession of mentioned flows is analysed as a first and second order process prevailing that, for both cases, the chain ergodicity is determined and its stationary distribution is observed. A theoretic adjustment for markovian matrix lines is analysed through Pearson's indexes, drying out gama, normal and lognormal distributions. Dry and wet periods of the hydrologic year are observed separately, while simulated series are compared with the corresponding historics in order to point out the best adjustable process for the period under analysis.