Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, 2012. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2012-11-14T13:45:24Z No. of bitstreams: 1 2012_RenatoRosenberg.pdf: 1232148 bytes, checksum: 7ee6493e483cde5d059b1f542c16560a (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2012-12-05T13:50:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_RenatoRosenberg.pdf: 1232148 bytes, checksum: 7ee6493e483cde5d059b1f542c16560a (MD5) / Made available in DSpace on 2012-12-05T13:50:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_RenatoRosenberg.pdf: 1232148 bytes, checksum: 7ee6493e483cde5d059b1f542c16560a (MD5) / Os Pagamentos por Serviços Ambientais (PSA) são um instrumento econômico apontado como uma das soluções para externalidades de cunho ambiental. Entre as iniciativas brasileiras de programas de PSA, são raras as que não contenham forte intervenção estatal, apesar de haver uma série de oportunidades econômicas para que o instrumento seja utilizado voluntariamente entre agentes privados, e de ser previsto pela teoria econômica. Este estudo tem por objetivo explicar por que os PSA voluntários, praticamente, não ocorrem no Brasil. Para isso, optou-se por investigar o potencial uso do mecanismo nos setores de geração de energia hidrelétrica e de abastecimento público de água. Esses setores são considerados, pela literatura técnica e científica, como os de condições mais favoráveis para o estabelecimento de um programa de PSA. Foi constatado que entraves econômicos e institucionais, tais como o comportamento do “carona” por parte dos usuários, as legislações ambientais com foco em instrumentos de comando e controle, e a baixa participação de empresas privadas, inibem a adoção do mecanismo por parte dos usuários e provedores dos serviços ambientais. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The Payments for Environmental Services (PES) is an economic tool pointed out as one of the solutions to externalities of environmental nature. Among Brazilian initiatives of PES programs, only a few do not contain strong state intervention, although there are a number of economic opportunities for the instrument to be used voluntarily by private agents, and as predicted by economic theory. This study aims to explain why volunteers PES hardly occur in Brazil. For this, we chose to investigate the potential use of the mechanism in the areas of hydroelectric power generation and public water supply. These sectors are considered, by the technical and scientific literature, as providing the most favorable conditions for the establishment of a PES program. Economic and institutional barriers, such as the behavior of the free riding by users, environmental laws focused on command and control and low participation of private enterprises, inhibit the adoption of the mechanism by users and providers of environmental services.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Humanas, Departamento de Geografia, Programa de Pós-Graduação em Geografia, 2012. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2012-12-19T12:00:38Z No. of bitstreams: 0 / Rejected by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br), reason: on 2012-12-19T12:47:45Z (GMT) / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2012-12-19T12:52:31Z No. of bitstreams: 1 2012_FelipeLimaRamosBarbosa.pdf: 502190905 bytes, checksum: b5190c2f14fd3a1ab24c3ff5c778683b (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2012-12-20T13:29:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_FelipeLimaRamosBarbosa.pdf: 502190905 bytes, checksum: b5190c2f14fd3a1ab24c3ff5c778683b (MD5) / Made available in DSpace on 2012-12-20T13:29:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_FelipeLimaRamosBarbosa.pdf: 502190905 bytes, checksum: b5190c2f14fd3a1ab24c3ff5c778683b (MD5) / O Brasil possui uma vasta e rica rede de drenagem cujos recursos hídricos são utilizados para os mais diversos fins, tais como uso urbano, industrial, agropecuário, dentre outros, constituindo-se num bem de domínio público, dotado de valor econômico e natureza limitada (Lei no 9.433/97, art. 1o , I e II). Sendo assim é de suma importância priorizar sua eficiente gestão a fim de garantir a devida disponibilidade quali-quantitativa às gerações futuras. Com isso, a própria Lei das Águas (Lei no 9.433/97, art. 1o , V) preconiza a bacia hidrográfica como unidade territorial de implementação das ações do mencionado diploma. Limitando-se ao contexto espacial do Distrito Federal, o objetivo desse trabalho foi propor um método de delimitação das Unidades Hidrográficas (UH’s), com base em técnicas de geoprocessamento e comparar com o atual e vigente mapeamento das UH’s do Distrito Federal, cujo enfoque era mostrar as limitações e potencialidades do método ora proposto. Essas citadas UH’s são provenientes do Mapa das Unidades Hidrográficas do DF, elaborado pela extinta Secretaria de Meio Ambiente, Tecnologia e Ciência – SEMATEC em parceria com a Companhia de Planejamento do Distrito Federal – CODEPLAN, em 1994. A metodologia de trabalho pode ser dividida em 4 (quatro) momentos: (a) Edição e ajustes dos dados vetoriais altimétricos; (b) Elaboração do Modelo Digital de Elevação (MDE), utilizando o algoritmo Topogrid (HUTCHINSON, 1989) e subsequente etapa de consistência hidrológica (MDEHC); (c) Validação da acurácia posicional altimétrica relativa do MDEHC; (d) extração automatizada das áreas de drenagem e compartimentação vetorial das 36 Unidades Hidrográficas, segundo o material cartográfico de referência. A utilização de MDE como parte integrante do fluxo metodológico visa possibilitar a derivação dos modelos de estimativa do fluxo direcional superficial da água no terreno, e com isso dar maior acurácia no traçados dos divisores d’água. Assim nesse trabalho foi conduzida uma discussão a respeito do método direcional de fluxo D8 e Dʿ em relação ao objeto pesquisado, sendo que o primeiro mostrou melhores resultados para a finalidade de delimitação das UH’s de interesse. A comparação entre as UH’s delimitadas segundo o modelo altimétrico e as relativas ao mapa de referência adotado mostraram, inicialmente, coerência em relação aos valores médios absoluto (5,03 Km2 ) e relativo (3,71%) referente ao cálculo de área, porém apresentaram discrepâncias pontuais com relação a forma das mesmas. A importância dessa dissertação remete à otimização das políticas públicas de gestão dos recursos hídricos, principalmente no escopo do planejamento e ordenamento territorial. Assim, também foi realizado uma comparação entre as UH’s elaboradas e o traçado das atuais Regiões Administrativas (RA’s). Observou-se que ocorriam discrepância entre as mesmas, situação desfavorável a gestão dos recursos hídricos. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Brazil has a vast and rich natural drainage network and this water resource has been utilized for numerous and varied uses, for example: urban use, industrial, farming/ livestock, and other. This Brazilian natural resource has a public domain, with monetary value and is therefore covered under the Legal aspects on Brazilian land use and water law (Law no 9.433/97, art 1o , I e II). It is therefore extremely important to prioritize it’s efficient management to enable the outstanding quali-quantitative availability of this precious natural recourse for the future generations. The Water’s Law, denotes the watershed boundaries’ and uses these boundaries as a territorial land unit to enable the implementation of the prescribed actions for water usage in the above mentioned law. With regard to Distrito Federal’s limits, the aim of this study is to propose a method that’s defines the ydrographic Units (HU’s) using geoprocessing techniques and furthermore compare these HU’s to those actually used on Distrito Federal’s Hydrographic Units map. Those HU’s had came from “Mapa das Unidades Hidrográficas do DF”, created by Scientific, Technologic and Environmental secretary (SEMATEC) and it’s partner Distrito Federal Planning Company (CODEPLAN), prior to1994. The methodology of this study can be subdivided into stages: (a) Editions and adjustments to existing altimetry vetorial data; (b) Digital Elevation Model (DEM)’s generation using Topogrid’s algorithm (HUTCHINSON, 1989) following by hydrological consistency and elaboration of hydrologically corrected DEM (MDEHC); (c) Validation of the relative altimetry position accuracy considering the corrected DEM generated; (d) Automatized Drainage areas’ extraction and delineation of the 36 HU’s according to reference cartography material used in this study. The main use of DEM in this paper study is to gain the best possible altimetry derivations including a flow direction and flow accumulation grid that describes the water’s superficial behavior onto the landscape. Therefore this study has brought forwards a discussion regarding the use of D8 and Dʿ to estimate flow direction grid. The first study had shown better results when compared with the second one, considering the HU’s delimitation of interest. The comparation between HU’s from both products (MDEHC and SEMATEC/CODEPLAN’s reference map) has shown coherence if you consider absolute standard value (5,03 Km2 ) and relative one (3,71%) related to area calculation, nevertheless those ones have shown differences between their polygonal forms. The relevance of this research is to determine and optimize the public policies about water resource management in Brazil, mainly due to sustainable planning and ordering in territorial’s anthropic occupation. So, those UH’s were compared with the Administrative Regions (RA’s) of Distrito Federal and it was realized that there were difference between the form of both, situation not favorable to water resource management.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Humanas, Departamento de Geografia, Programa de Pós-Graduação em Geografia, 2012. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2013-06-12T13:21:37Z No. of bitstreams: 1 2012_WellingtonSantosCardoso.pdf: 4032921 bytes, checksum: f02467d61f0fb07a566dd7e5029f4e85 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-06-14T13:16:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_WellingtonSantosCardoso.pdf: 4032921 bytes, checksum: f02467d61f0fb07a566dd7e5029f4e85 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-14T13:16:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_WellingtonSantosCardoso.pdf: 4032921 bytes, checksum: f02467d61f0fb07a566dd7e5029f4e85 (MD5) / O presente trabalho foi proposta na área do rio São Bartolomeu que se encontra nos limites do território do Distrito Federal a partir da confluência dos rios Pipiripau e Mestre D'Armas, ambos tributários de águas da Estação Ecológica de Águas Emendadas. Este é o maior rio, com 55 km de extensão, cortando no sentido norte-sul. Recebe as águas do Lago Paranoá, através do rio do mesmo nome, e depois segue pelo estado de Goiás, formando a bacia do Corumbá. O tradicional levantamento de solos (pedológico) é baseado na descrição das características dos atributos (solos, paisagem, relevo, declividade) de uma determinada área, de acordo com um sistema taxonômico vigente, assim estabelecendo limites entre as unidades pré-definidas no mapa, permitindo se fazer inferências sobre o comportamento dos solos quanto ao uso e ao manejo. O método tradicional não considera a dependência espacial entre as unidades de mapeamento, a qual pode ser forte, principalmente em se tratando de levantamentos detalhados ou em áreas onde os limites entre os solos não são óbvios. Consequentemente, o modelo discreto, assumido no mapeamento tradicional não é geralmente realístico, porque os limites naturais na paisagem tendem a ser mais graduais que abruptos. Algumas técnicas de Inteligência Artificial vêm sendo utilizadas como suporte para a conffeccao de mapas pedológicos. A utilização da ferramenta do ArcGis não vêem para por fim aos mapeamentos pedológicos clássicos, mais sim vai ser mais uma auxílio, assim podendo possibilitar uma melhor resultado do trabalho, além de otimizar custos e tempo. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work was proposed in the area of the São Bartolomeu which is within the limits of the territory of the Federal District from the confluence of the Pipiripau and Master D'Armas, both tributaries of waters Ecological Station Emendadas. This is the largest river, 55 km long, cutting north to south. Receives the waters of Lake Paranoá, across the river of the same name, and then follows the state of Goiás, Corumbá forming the basin. The traditional soil survey (pedological) is based on the description of the characteristics of attributes (soils, landscape, topography, slope) of a given area, according to a current taxonomic system, thus establishing boundaries between units predefined map, allowing to make inferences about the behavior of soils in the use and management. The traditional method does not consider the spatial dependence between the mapping units, which can be hard, especially when it comes to detailed surveys or in areas where the boundaries between the soils are not obvious. Consequently, the discrete model, made in the traditional mapping is usually not realistic, because the natural boundaries in the landscape tend to be more gradual than abrupt. Some Artificial Intelligence techniques have been used as support for conffeccao of soil maps. The use of the tool for ArcGis not see an end to the classical pedological mapping, but rather will be a further aid, and may enable a better result of the work, while optimizing time and costs.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, 2013. / Submitted by Luiza Silva Almeida (luizaalmeida@bce.unb.br) on 2013-07-18T16:28:46Z No. of bitstreams: 1 2013_RaúlEspinozaVillar.pdf: 13075336 bytes, checksum: d6311c8e72afa24fec890a47b18653e0 (MD5) / Approved for entry into archive by Leandro Silva Borges(leandroborges@bce.unb.br) on 2013-07-18T19:20:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_RaúlEspinozaVillar.pdf: 13075336 bytes, checksum: d6311c8e72afa24fec890a47b18653e0 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-07-18T19:20:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_RaúlEspinozaVillar.pdf: 13075336 bytes, checksum: d6311c8e72afa24fec890a47b18653e0 (MD5) / A bacia amazônica é a mais importante do mundo em termos de superfície e de vazão ao oceano, representando uns 15% do volume d’água chegando aos oceanos e proveniente dos continentes. O fluxo de sedimento do Rio Amazonas foi estimado entre 600 e 1200 Milliões de toneladas. Na bacia do Amazonas, por causa de seu tamanho e de difícil acesso, é demasiado complexo e dispendioso o monitoramento das sub-bacias importantes. Para resolver esses problemas serão exigidos instrumentos alternativos, como imagens de satélite. A principal desvantagem da utilização de sensores ópticos nesta região é a grande quantidade de nuvens, mas este problema pode ser solucionado com a utilização de imagens de alta resolução temporal. Este trabalho tem como principal objetivo controlar os fluxos de sedimentos nos grandes rios da Amazônia, e classificar os diferentes tipos de água presente na bacia, a partir de suas características ópticas. O sensor MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer), a bordo dos satélites TERRA e AQUA, fornecem imagens diárias por cada satélite, fazendo um total de 2 imagens por dia, com resolução espacial de até 250 m. Nesta pesquisa serão usadas imagens compostas de 8 dias com resolução espacial de 250 e 500 m para ambos os satélites, fazendo um total de 4 produtos MODIS (MOD09Q1, MOD09A1, MYD09Q1 e MYD09A1). Estes produtos fornecem dados de reflectância com uma correção atmosférica bastante robusta. A rede de monitoramento ORE-HIBAM vem coletando dados de qualidade de água, a cada dez dias, desde 2003, em diferentes locais da bacia amazônica. Estas amostras são para a medição da concentração de matéria em suspensão (MES) de superfície. Para calibrar estas estações, o projeto HIBAM, em cooperação com entidades regionais, realiza campanhas para a coleta de amostras d’água e medição de diferentes parâmetros. Nessas campanhas foram também realizadas medições de radiometria (reflectância de sensoriamento remoto (Rrs) e coeficiente de atenuação difusa (Kd)) da água. De maneira simultânea às medições de radiometria foram coletadas amostras de água. As medições de Rrs foram relacionados com as concentrações correspondentes de MES, obtendo um coeficiente de correlação (R2 ) de 0,89 para 259 amostras. Da mesma forma foram correlacionados com as medidas de Kd e a concentração de MES, obtendo R2 de 0,93 para 129 amostras. Ambas as medidas com um intervalo de concentrações de 2-621.6 mg/l. As medições de radiometria também foram utilizadas para classificar as águas naturais da Amazônia em 8 classes, dependendo de suas propriedades ópticas. Com as medidas radiométricas de campo foi possível calcular o coeficiente de absorção (a) das águas naturais, estimar a absorção do CDOM (aCDOM) e dos sedimentos (as). Usando estes dados, também foi calculado o coeficiente de espalhamento (b) e retroespalhamento (bb) para diferentes tipos de água, com resultados consistentes com a literatura. A extração da reflectância das imagens MODIS foi realizada de maneira automatizada, mediante a ferramenta computacional MOD3R. Esta ferramenta extrai a reflectância dos pixels correspondentes da água, a partir de uma região previamente designada. Desta forma, pode-se processar e analisar séries históricas a partir de uma grande quantidade de imagens (mais de 500 imagens por estação). Com as imagens MODIS foram criadas 6 estações virtuais ao longo do Rio Madeira. Para esse trabalho foi usada uma razão de bandas (infravermelha / vermelha) e, a partir dos dados de radiometria de campo e de concentração de MES das campanhas, os dados MODIS foram calibrados a partir da relação entre dados de MES e o resultado da razão de bandas. Os dados de MES estimados com as imagens MODIS foram validados com os dados das estações de Fazenda Vista Alegra e Porto Velho, da rede ORE-HIBAM obtendo-se um valor de R2 = 0.78. Assim, foram estimados os valores de MES para cada estação e para um período de 2000 a 2011. Com esses dados, foi calculado um ano médio (12 médias mensais) para as seis estações. Assim, observamos os processos de transporte de sedimentos como diluição e precipitação ao longo do rio Madeira e do comportamento temporal em cada estação e época do ano, e da influência nos sedimentos do remanso hidráulico causado pelo rio Amazonas, em alguns meses do ano. Na confluência dos rios Ucayali e Maranon é formado o rio Amazonas (peruano). Nessa região existem três estações de amostragem de concentração de sedimentos de superfície, da rede ORE-HYBAM, nos três rios (Marañón, Ucayali e Amazonas). A estação do rio Ucayali teve um problema causado pela pluma de um rio afluente, fazendo com que as amostras nesta estação representem as águas do afluente. O projeto HIBAM realiza campanhas de amostragem de sedimentos e medição do caudal sólido e líquido, assim podem se ligar as amostras de sedimentos de superfície com descarga sólida. Os dados de reflectância infravermelha MODIS foram relacionados com as concentrações médias de superfície, medidas durante as campanhas, obtendo-se boas correlações entre estas duas magnitudes. Usando as relações MES- Reflectância, foram estimadas series de concentração de sedimentos e posteriormente foi estimada a descarga sólida em 3 estações. Nas estações dos rios Marañon e Amazonas, os dados estimados com as imagens de satélite foram validadso com os dados da rede ORE-HIBAM. Para validar o resultado do rio Ucayali foi realizado um balanço de massa entre as três estações, de modo que a descarga sólida dos rios Maranon e Ucayali seja igual à descarga sólida na estação do rio Amazonas. O equilíbrio foi realizado com dados MODIS estimados, em uma série de imagens entre os anos 2000 e 2009, fechando o equilíbrio entre as estações tanto a montante quanto a jusante. Na presente pesquisa foram estimados dados de MES para um intervalo entre 4 e 1832 mg/l, sem achar saturação na reflectância do canal infravermelho, na razão de bandas e no Kd. As estimações de MES, a partir dos dados MODIS, realizadas na presente pesquisa mostraram um erro médio quadrático entre 30 e 40%. Com a utilização da radiometria de campo, este erro diminui cerca de 23%. ______________________________________________________________________________ RÉSUMÉ / Le bassin Amazonien est le grand plus réseau hydrographique du monde en termes d’extension géographique et de débit. Il couvre approximativement 5 % des surfaces émergées, représente 15 % des apports continentaux en eau douce aux océans tandis que son débit sédimentaire est de l’ordre de 800 millions de tonnes par an. Le suivi hydro-sédimentaire des fleuves amazoniens est rendu difficile par la taille du bassin et la puissance des flux à mesurer pour lesquels les méthodes traditionnelles de caractérisation sont peu adaptées. Les données de télédétection optique pourraient représenter une alternative intéressante pour le suivi de paramètres de qualité des eaux, notamment pour des grands bassins « sous » instrumentés comme l’Amazonie. Un obstacle important reste cependant le fort ennuagement typique des zones tropicales humides qui ne peut être dépassé que par l’utilisation d’une très haute résolution temporelle. L’objectif de la présente thèse est de caractériser les flux sédimentaires des principaux fleuves amazoniens à partir du suivi par télédétection des propriétés optiques de leurs eaux. Les capteurs MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) à bord des satellites Terra et Aqua, fournissent des images journalières sur toute la surface terrestre. Nous considérons les produits continentaux composites à 8 jours et à 250 mètres de résolution spatiale. Ces images présentent l’avantage d’être calibrées, corrigées des effets atmosphériques et géoréférencées de manière robuste permettant un traitement automatisé de longues séries temporelles depuis l’an 2000. La caractérisation des flux sédimentaires in situ se base sur les données de réseaux conventionnels de mesure (ORE-HYBAM) et des campagnes de mesure qui ont permis de mesurer, selon des transects amont-aval, les principales caractéristiques des flux hydrologiques (débit, variations spatiales et saisonnières), des matières en suspension (MES) (concentration, minéralogie, granulométrie) et de leurs propriétés optiques (propriétés optiques apparentes AOP – réflectance télédétectée Rrs et coefficient d’atténuation diffus vertical descendant Kd). Un total de 279 mesures de Rrs et 133 de Kd sont analysées afin de déterminer la variabilité des propriétés optiques des MES au sein du bassin versant de l’Amazone et durant les différentes périodes du cycle hydrologique. Une classification non supervisée de Rrs permet de séparer aisément les eaux des plaines d’inondation et les grands types d’eaux fluviales (eaux noires / claires / blanches). La réflectance est bien corrélée avec la concentration en MES dans l’infrarouge (r² = 0.81 – 840 < λ < 900 nm) sur toute la gamme mesurée [2-621 mg/l]. Cependant, Rrs sature rapidement du bleu au rouge dès 100 mg/l. Au contraire, Kd montre une remarquable corrélation avec la concentration en MES (r² > 0.9), sans saturation et pour une large gamme de longueur d’ondes du vert (500 nm) à l’infrarouge (850 nm). Les propriétés optiques inhérentes (IOP) sont aussi étudiées directement (matière organique dissoute colorée – CDOM) ou déduites à partir des mesures des AOP. La moyenne de l'absorption du CDOM à 440 nm varie en fonction des types d’eaux. Pour les eaux noires, aCDOM est de 7.9 m-1, alors qu’il est de l’ordre de 4.8 m-1, pour les eaux blanches. La relation entre aNAP (coefficient d’absorption du matériel particulaire) à 550 nm et la MES est très robuste (r2 =0.91) mais présente une dispersion significative pour les faibles concentrations. L'absorption spécifique des particules non algales (a*NAP), qui est définie comme l'absorption par unité de concentration est évaluée à 0.028 m2/g à 555 nm. La variation de aNAP est modélisée par une exponentielle négative dont l’exposant varie entre 0.006 et 0.015 avec une corrélation négative avec la MES. Le coefficient de diffusion spécifique des particules non algales b*NAP à 555 nm est en moyenne de 0.672 ± 0.18 m2.g-1 et montre une variation spectrale du type λ-0.77 avec la longueur d’onde. Alors que sur l’Amazone et son principal affluent, le Solimões, aucunes variations saisonnières ne sont détectées, on mesure une variation saisonnière de b*NAP au sein du fleuve Madeira qui contribue à hauteur de 50% au débit solide du fleuve Amazone. L’utilisation des données satellitaires de résolution moyenne (hectométrique) est rendu difficile par l’étroitesse des cours d’eau vis-à-vis de la taille des pixels. Le phénomène de mélange spectral peut altérer la réflectance des pixels d’eau en fonction de la proximité d’éléments possédant des signatures spectrales contrastées (végétation de berge). Un algorithme a été développé afin d’identifier de manière automatique les pixels purs d’eaux au sein des scènes MODIS. La réflectance des eaux fluviales calculées par l’algorithme est validée avec les données radiométriques de terrain décrites précédemment, avec une bonne précision et avec un biais compatible avec les études de CAL/VAL précédemment publiées en milieu tropical humide marquée la présence d’aérosols en grande quantité. L’utilisation de cet algorithme permet un traitement automatisée des séries temporelles MODIS sur toutes les stations du réseau HYBAM en Amazonie et sans connaissance a priori des caractéristiques hydrologiques, météorologiques ou de la géométrie d’acquisition. Au Brésil, le fleuve Madeira est étudiée de manière systématique avec les données MODIS Terra et Aqua à partir de la création d’un réseau de stations virtuelles le long du cours d’eau. L’analyse conjointe des données satellitaires, radiométrique de terrain et des données de MES à deux stations (Porto Velho et Borba) met en évidence une hystérésis dans la relation Rrs – concentration en MES. En effet, il apparait que pour une même concentration en MES, la Rrs est inférieure en période de pic de crue, un comportement cohérent avec celui détecté pour le coefficient de diffusion spécifique de la MES comme décrit précédemment. Cette sensibilité est expliquée par une variation du type de MES qui affecte leur propriétés optique bien qu’il ne soit pas possible de conclure sur l’origine exacte de cette variation (variabilité granulométrique, minéralogique ou de la fraction organique). Cependant, l’utilisation d’un ratio Rrs(Infrarouge) / Rrs(Rouge) permet de s’affranchir de cette sensibilité saisonnière et permet un suivi précis de la concentration en MES comme l’atteste la validation avec les données du réseau HYBAM (r = 0.79 – N = 282) pour une large gamme de MES (4 – 1832 mg/ l). L´étude des comportements moyens de la concentration en MES mesurée par satellite au pas de temps mensuel (estimée par une moyenne interannuelle entre 2000 et 2011), d’amont en aval, permet le suivi fin des processus hydro-sédimentaires qui se développent au cours de la traversée du Madeira au sein de la plaine amazonienne jusqu’à sa confluence avec le fleuve Amazone : dilution, sédimentation et resuspension. En particulier, la zone de sédimentation induite par le barrage hydraulique à la confluence Madeira / Amazone est précisément délimitée lors de la période d’étiage. Au Pérou, nous étudions la zone de confluence Marañon / Ucayali où se forme le fleuve Amazone et où l’ORE HYBAM maintient une station hydro-sédimentaire sur chaque cours d’eau avec le service hydrologique péruvien. La station terrain de l’Ucayali montre des mesures incohérentes pendant plusieurs années du fait de l’influence d’un affluent local à l’amont de la station, rendant impossible l’utilisation de ces données. Pour cette étude, les images MODIS sont calibrées à partir de campagnes de mesures intensives des MES aux trois stations du réseau HYBAM entre 2007 et 2009. La validation est effectuée de manière indépendante de deux manières. D’abord en comparant les MES estimées par satellite et les données du réseau HYBAM (données à 10 jours) aux deux stations montrant des enregistrements valides (fleuves Amazone et Marañon). Ensuite, les données de MES de surface estimées par satellite sont utilisées pour calculer une concentration moyenne sur la colonne d’eau grâce aux données de campagne HYBAM. Les MES moyennes sur la section sont ensuite multipliées par le débit liquide pour calculer un débit sédimentaire à chaque station dans la zone de confluence. La comparaison des débits solides déduit par satellite entre amont (Marañon + Ucayali) et aval (Amazone) montre une excellente robustesse des estimations satellitaires (RMSE de 18 %, biais de 3 % sur 104 mois de données) compatible avec une utilisation opérationnelle des données MODIS pour le suivi des flux sédimentaires au sein du bassin amazonien. La présente thèse démontre pour la première fois que les propriétés optiques des MES au sein d’un grand bassin versant hydrologique sont suffisamment stables spatialement et temporellement afin de permettre un suivi efficace des flux sédimentaires de surface. Nous avons également démontré que les données MODIS, grâce au post-traitement que nous présentons, permettent de suivre robustement la réflectance des eaux de rivières. L’exploitation des images satellitaires permet ainsi de mettre en évidence les processus hydro-sédimentaires sur de larges périodes de temps (> 10 ans) et de mesurer les flux sédimentaires en conjonction avec les réseaux conventionnels de mesure. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The Amazon basin is the largest hydrographical network in terms of geographical extension and discharge. It covers approximatively 5% of the continental surface, represents 15% of the fresh water continental contribution to the ocean, while its solid discharge is of around the 800 millions of ton per year. The hydro-sedimentary monitoring of the Amazonian rivers is limited by the large extension of the basin and the magnitude of the fluxes to measure, for which the traditionally characterisation methods are not well adapted. The optical remote sensing data could represent an interesting alternative for the monitoring of water quality parameters, particularly for large under-instrumented basins like the Amazon. However, a main limitation of this method is the typical nebulosity of the wet tropical regions. This difficulty can only be resolved by using very high temporal resolution of the data. The objective of this thesis is to characterize the sedimentary fluxes of the main amazonian rivers, using the remote sensing monitoring of their water optical properties. The MODIS sensors (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) on board of Terra and Aqua satellites provide daily images on the whole Earth surface. The continental product composites every 8 days and with 250-m spatial resolution are used. The advantage of those images is that they are calibrated, the atmospheric effects are corrected, and they are robustly georeferenced, which make possible an automatized treatment of large temporal series since 2000. The in-situ sedimentary fluxes characterization is based on a conventional measurement network data (ORE-HYBAM) and field campaigns. Those data provided, via upstream-downstream section, main characteristics of hydrological fluxes (discharge, spatial and seasonal variabilities), suspended sediment (SS) (concentration, mineralogy and granulometry) and their optical properties (apparent optical proprieties AOP – remote sensing reflectance Rrs and downwelling diffuse attenuation coefficient Kd). A total of 279 measurements of Rrs and 133 of Kd are analyzed in order to determinate the variability of optical properties of SS into the Amazon basin and during the distinct periods of the hydrological cycle. With a classification not supervised of Rrs , the flood plains water and the main fluvial water types (black water/clear/white) are separated. The reflectance is well correlated with the SS concentration in the infrared (r² = 0.81 – 840 < < 900 nm) over all the measured range [2-621 mg/l]. However, Rrs rapidly saturates from blue to red from 100 mg/l. On the contrary, Kd shows a clear correlation with the SS concentration (r² > 0.9), without saturation and for a large range of wavelength from green (500 nm) to infrared (850 nm). The inherent optical properties (IOP) are also directly studied (colored dissolved organic matter – CDOM) or deduced from AOP measurements. The mean absorption of the CDOM at 440 nm differs according to water types. For black water, aCDOM is 7.9 m-1, while it is of about 4.8 m-1 for white waters. The relation between aNAP (absorption coefficient of the suspended sediment) at 550 nm and the SS is robust (r2 =0.91) but shows a significative dispersion for weak concentrations. The specific absorption of the non- algal particles (a*NAP), which is defined as the absorption per concentration unity is estimated at 0.028 m2/g à 555 nm. The variation of aNAP is modelized by a negative exponential with an exponent that varies from 0.006 to 0.015, with a negative correlation with the SS. The scattering coefficient specific of the non-algal particles b*NAP at 555 nm is in average of 0.672 ± 0.18 m2.g-1 and shows a spectral variation of the -0.77 type with the wavelength. While for the Amazon and its main tributary, the Solimões, no seasonal variation are detected, a seasonal variation of b*NAP is measured for the Madeira river, which contribute in around 50% to the solid discharge of the Amazon mainstream. The utilization of the medium resolution satellital data (hectometric) is complicated due to the river narrowness by comparison to the pixel size. The mixing spectral phenomenon can degrade the reflectance of the water pixels, in relation to the proximity of the elements having contrasted spectral signatures (riverbank vegetation). An algorithm was developed in order to automatically identify the pure water pixels into the MODIS images. The fluvial water reflectance calculated with the algorithm is validated with the in-situ radiometric data previously described, with a good precision and a compatible bias with the CAL/VAL studies previously published in humid tropical environment characterized by the strong quantity of aerosols. This algorithm is used to automatically treat the MODIS temporal series over all the HYBAM network stations in the Amazon basin, and without an a priori knowledge of hydrological, meteorological or acquisition geometry characteritics. In Brazil, the Madeira River is systematically studied with the MODIS Terra and Aqua data from the creation of a virtual stations network along the river. The parallel analysis of the satellital, in-situ radiometric and SS data at two stations (Porto Velho and Borba) put in evidence an hysterisis in the relation Rrs – SS concentration. Indeed, it seems that for a similar SS concentration, the Rrs is lower during the highflow period, a coherent behavior, with regards to the one detected for the SS specific scattering coefficient, as previously described. This sensibility is explained by a variation of the SS type, which affect their optical properties, while it is not possible to conclude about the extract origin of this variation (granulometrical, mineralogical or organic fraction variability). However, the Rrs(Infrared) / Rrs(Red) ratio is used to avoid the seasonal sensibility and make possible the precise monitoring of the SS concentration, as the validation of HYBAM network data has demonstrated (r = 0.79 – N = 282) for a large SS range (4 – 1832 mg/ l). The study of the mean behaviors of the SS concentration measured by satellite with a monthly time step (estimated with a interannual mean between 2000 and 2011), from upstream to downstream, makes possible the precise monitoring of the hydro-sedimentary processes which develop during the cross section of the Madeira in the amazon plains, until its confluence with the Amazon River: dilution, sedimentation and resuspension in particular, the sedimentation zone induced by the backwater to the Madeira/Amazon confluence is precisely delimited during the lowflow period. In Peru, we studied the confluence Marañon / Ucayali zone that is the beginning of the Amazon River, and where the ORE-HYBAM maintains a hydro-sedimentary station in each river with the Peruvian hydrological service. The Ucayali in-situ station shows incoherent measurements during several years, because of the influence of a local tributary upstream of the station, making impossible the utilization of these data. For this study the MODIS images are calibrated from the intensive SS measurements field campaigns in three stations of the HYBAM network between 2007 and 2009. Validation is achieved using two independent ways. First by comparing the estimated SS from satellite and HYBAM network data (ten days data) in two stations showing valid recordings (Amazon and Marañon River ). Second, SS surface satellite data are used to compute a column water mean concentration with HYBAM field campaigns data. The comparison of solid discharges deduced from satellite between upstream (Marañon + Ucayali) and downstream (Amazon) shows a clear robustness of the satellital estimations (RMSE of 18 %, bias of 3 % over 104 data months) compatible with an operational utilization of the MODIS data for the monitoring of the sedimentary fluxes in the Amazon basin. This thesis demonstrates for the first time that the SS optical properties in a large hydrological basin are spatially and temporally sufficiently stable to a efficient monitoring of the surface sedimentary fluxes. In addition, the MODIS data post- treatment that we describe makes possible the identification of the river water reflectance. The hydro-sedimentary processes over large temporally periods (>10 years) are characterized by the satellital images utilization and to measure the sedimentary fluxes in parallel with the measurements conventional networks.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Centro de Desenvolvimento Sustentável, 2008. / Submitted by Jaqueline Ferreira de Souza (jaquefs.braz@gmail.com) on 2009-10-19T17:34:56Z No. of bitstreams: 1 2008_MariaDoCarmoNPereira.pdf: 5135648 bytes, checksum: 02c921e391b77264a926eb240f31358f (MD5) / Approved for entry into archive by Tania Milca Carvalho Malheiros(tania@bce.unb.br) on 2009-10-20T12:12:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_MariaDoCarmoNPereira.pdf: 5135648 bytes, checksum: 02c921e391b77264a926eb240f31358f (MD5) / Made available in DSpace on 2009-10-20T12:12:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_MariaDoCarmoNPereira.pdf: 5135648 bytes, checksum: 02c921e391b77264a926eb240f31358f (MD5) Previous issue date: 2008-03-19 / Este trabalho apresenta uma análise do processo de constituição do Comitê da Bacia Hidrográfica do rio Paraguaçu - CBHP, quanto à composição dos seus membros, sua origem geográfica e o segmento representado, e sua influência na efetivação da gestão participativa dos recursos hídricos da bacia. Partindo-se da revisão de conceitos como: gestão participativa de recursos hídricos, bacia hidrográfica e geopolítica da água, foi feita uma análise espacial da forma de constituição do Comitê de Bacia Hidrográfica, e suas implicações para a gestão participativa e dos conflitos em torno dos usos múltiplos dos recursos hídricos. Foram analisados ainda dados qualitativos adicionais (observação não participante nas reuniões do CBHP, questionário e uma retrospectiva histórica do processo de formação do Comitê) como suporte a analise espacial. Este estudo demonstra que existe uma super-representação no CBHP dos irrigantes do trecho alto da bacia do rio Paraguaçu tendo como conseqüência a hegemonia política de uma região sobre as demais, que configura uma geometria de poder conformada pela existência de pólos concentradores de poder político, que possivelmente expresse polarização econômica. Com base nos resultados, problematiza-se os critérios de composição dos comitês de bacia hidrográfica, baseados na representação por setor de usuários, sem levar em consideração a origem geográfica e a vinculação regional ao território. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work presents an analysis of the process of constitution of the Committee of the water basin of the river Paraguaçu - CBHP, about the composition of its members, their geographic origin and the represented segment, and its influence in the effectiveness of the participatory management of the water resources of the river basin. Literature revision of the main concepts was done such as: participatory management of water resources, river basin, and geopolitics of the water. It was made a spatial analysis of the form of constitution of the Committee of Water Basin, and its implications for the participatory management and of the conflicts around the multiple uses of the water resources. It was also analyzed some qualitative data (non-participant observation in the meetings of the CBHP, questionnaire answers and a historical analysis of the process of formation of the Committee) as support to spatial analysis. This study demonstrates that there is an over-representation in the CBHP of the irrigation segment of the agriculture come from the high portion of the water basin. Thus, there is a political hegemony of a region overall, which means there is a configuration of a power geometry based on the existence of polar regions with strong political power, probably an expression of an economic polarization. Based on these results, the study questions the present criteria of composition of the committees of water basin, based on the representation for sector of users, without taking in consideration their geographic origin and the regional belonging to the territory.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Centro de Desenvolvimento Sustentável, 2008. / Submitted by Suelen Silva dos Santos (suelenunb@yahoo.com.br) on 2009-10-19T16:42:18Z No. of bitstreams: 1 2008_SynaraAparecidaOlendzkiBroch.pdf: 4191216 bytes, checksum: a012b303e7460f5f88092a1851d4c103 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2009-12-03T18:19:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_SynaraAparecidaOlendzkiBroch.pdf: 4191216 bytes, checksum: a012b303e7460f5f88092a1851d4c103 (MD5) / Made available in DSpace on 2009-12-03T18:19:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_SynaraAparecidaOlendzkiBroch.pdf: 4191216 bytes, checksum: a012b303e7460f5f88092a1851d4c103 (MD5) Previous issue date: 2008-07 / O presente trabalho de pesquisa trata sobre a temática referente à gestão transfronteiriça de águas, no contexto de políticas públicas, com vistas ao desenvolvimento sustentável. Enfoca, sobretudo, os aspectos institucionais e legais que embasam o gerenciamento de águas em bacias hidrográficas transfronteiriças, tendo como estudo de caso a Bacia do rio Apa, localizada entre o Brasil e o Paraguai. Na Bacia do Apa há potencial de conflito pelo uso da água do Rio Apa, entre o Brasil e o Paraguai, em especial, devido à problemática ambiental que afeta, também, seus afluentes. Nesse contexto, o objetivo geral desta pesquisa é avaliar em que medida as diferenças político-institucionais relacionadas à gestão de recursos hídricos, no Paraguai e no Brasil, comprometem a gestão de águas transfronteiriças na Bacia Hidrográfica do Apa, a partir da avaliação qualitativa e comparativa das perspectivas de construção da gestão de águas transfronteiriças no Mundo, no Paraguai, no Brasil, e na Bacia do Apa, em função da hidropolítica global, do estado da arte da governança das águas no Brasil, no Paraguai e na Bacia do Apa, de ações e experiências efetuadas na América do Sul, e do Acordo de Cooperação para o Desenvolvimento Sustentável e Gestão Compartilhada da Bacia do Rio Apa. Os resultados obtidos permitem a análise e a busca por alternativas à indução e ao avanço da gestão integrada e compartilhada de recursos hídricos transfronteiriço por meio do estabelecimento de redes de caráter cooperativo para a implantação de uma governança para a gestão hídrica em bacias hidrográficas que compreendem o território de mais de um país. _________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This present work focuses on management of transboundary waters in the context of public policies aiming at sustainable development. Topics as legal and instituional aspects that support the management of water in ponds hidrografic border were used for studying the case of the Apa River Basin, situated between Brazil and Paraguay. It was identified that there is a potential for conflicting due to Apa’s water use. Particularly, such conflicts occurred due to environmental problems that also have impacted its tributaries. In this context, the general aim of this paper is to assess the extent to which political and institutional differences related to the management of water resources, Paraguay and Brazil, undertake the management of transboundary waters in the watershed Apa, from the qualitative and comparative assessment of the prospects of building the management of water world cross-border, in Paraguay, Brazil, and in the Basin of Apa, according to the “hydropoliticies” overall, the state of the art of governance of water in Brazil, Paraguay an Basin of Apa, actions and experiences made in South America, and the agremment on cooperation for sustainable development and management of shared River Basin Apa. The results can be used to analyze and find solutions to encourage the integrated management of transboundary water resources by the network of cooperation in orde to implement water governance in transboundary water bassins.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, 2009. / Submitted by Allan Wanick Motta (allan_wanick@hotmail.com) on 2010-07-20T19:48:30Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao D.S. MULHOLLAND_reduzida.pdf: 6332007 bytes, checksum: 67a0e0f8149f6b51ff6b7759fe714f15 (MD5) / Approved for entry into archive by Lucila Saraiva(lucilasaraiva1@gmail.com) on 2010-07-23T06:02:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao D.S. MULHOLLAND_reduzida.pdf: 6332007 bytes, checksum: 67a0e0f8149f6b51ff6b7759fe714f15 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-07-23T06:02:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao D.S. MULHOLLAND_reduzida.pdf: 6332007 bytes, checksum: 67a0e0f8149f6b51ff6b7759fe714f15 (MD5) Previous issue date: 2009 / Neste trabalho foi realizado o estudo geoquímico de três bacias hidrográficas localizadas no alto curso do rio Paracatu (uma das mais importantes sub-bacias do alto-médio São Francisco). Teve como objetivo criar modelos geoquímicos que auxiliem na identificação das fontes e distribuição dos componentes físico-químicos e metais presentes na água e sedimento, avaliando como a geologia local e as atividades antrópicas influenciam na qualidade dos sistemas aquáticos. A geologia predominante da região abrange o Grupo Vazante, formado, basicamente, por sequência argilosa e argilo-dolomítica onde ocorrem mineralizações de zinco e chumbo e o Grupo Canastra (Formação Paracatu), composto por sequência de filitos e filitos carbonosos com intercalações de quartzitos onde são hospedadas mineralizações de ouro em sulfetos de ferro e arsênio. Os municípios de Paracatu, Guarda-Mor, Vazante e Lagamar, encontrados na área de estudo, têm, respectivamente, 75.216, 6.656, 18.928 e 7.710 habitantes, sendo a população, predominantemente, urbana, não possuindo redes de coleta e tratamento de esgoto e lixo que atendam toda população. A análise das amostras de água utilizou técnicas de ICP/OES, AES, espectrofotometria UV/Visível e métodos volumétricos. A abertura das amostras de sedimento (fração <63 µm) foi realizada por meio de fusão para elementos maiores e ataque ácido para traços. A determinação dos elementos utilizou técnicas de ICP/OES e AAS e a determinação dos minerais utilizou DRX. A interpretação dos resultados utilizou análises estatísticas multivariadas como a análise de principais componentes, regressão múltipla e agrupamento hierárquico, além de índice de geo-acumulação, critérios de toxicidade para sedimentos e Teste T. O estudo pode determinar a principal origem dos compostos na água, sendo que Fe, Mn, SO42- e cor têm origem na oxidação dos sulfetos; HCO3-, Ca, Mg, Zn, Ba na dissolução dos calcários dolomíticos e NH3, NO3-, PO43- e turbidez na entrada de esgotos domésticos. Índices foram calculados para cada grupo de parâmetros, permitindo definir a intensidade destes processos, classificando os pontos de acordo com sua composição química predominante (água de baixa mineralização, elevada mineralização carbonática ou sulfatada e poluída por esgotos domésticos). A Análise de Principais Componentes, interpretada juntamente com a análise mineralógica e o índice de geo-acumulação, possibilitou distinguir, de forma multi-elementar, as distintas influências ocasionadas pelos depósitos minerais na acumulação de metais nos sedimentos das bacias. Os metais que apresentaram maior potencial de toxicidade foram Fe, Mn, Pb e, principalmente, Zn. Entre eles destacam-se os pontos situados no baixo curso do rio Escuro e ribeirão Santa Catarina, que apresentaram elevado potencial de toxicidade para Zn e Pb, e os pontos situados no alto curso do córrego Rico, que apresentaram elevada toxicidade para Fe e Mn. Hg, embora tenha apresentado baixa toxicidade, obteve acumulação considerada como moderada a forte, evidenciando o impacto do garimpo aluvionar no alto curso do córrego Rico. O modelo proposto pode ser utilizado para o monitoramento da qualidade dos sistemas aquáticos da região, além de ser utilizado como base para outras localidades. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work carried out a geochemical study of three watersheds located in the upper course of the Paracatu River (one of the most important sub-basins of the upper-middle São Francisco River). It aimed to establish a geochemical model that can assist in identifying the sources and distribution of physico-chemical components and metals in water and sediments, assessing how the local geology and human activities influence the quality of the aquatic systems. The predominant geology of the region includes the Vazante Group, basically formed of a sequence of slate and dolomitic slate where zinc and lead mineralization occurs, and the Canastra Group (Paracatu Formation) composed of a sequence of phyllite and carbonaceous phyllite with intercalations of quartzites, where gold occurs in iron and arsenic sulfides. The cities of Paracatu, Guarda-Mor, Vazante and Lagamar, located in the study area, have, respectively, 75,216, 6,656, 18,928 and 7,710 inhabitants, with a predominantly urban population. They do not have catchment and treatment systems of sewage and garbage that serve the entire population. Water samples were analyzed using ICP/OES, AES, spectrophotometery (UV/Visible) techniques and volumetric methods. Sediment samples solubilization (fraction < 63 μm) used lithium metaborate fusion for major elements and acid attack for trace elements. The determination of sediment elements also used ICP/OES and AES techniques and the determination of minerals used XRD. The results were interpreted using multivariate statistical analysis, including principal components, multiple regression and hierarchical clustering, as well as the geoacumulation index, sediment toxicity criteria and T Test. The proposed model determined that Fe, Mn, SO4 2-, and color come primarily from sulfide oxidation, HCO3 -, Ca, Mg, Zn, and Ba, from dolomitic limestone dissolution, and PO4 3-, NO3 -, NH3 and turbidity from the input of urban sewage. Indices were created for each group of parameters representing the intensity of these processes and classifying the sampling sites according to their predominant chemical composition (water with low mineralization, high carbonate, or sulphate mineralization and pollution by urban sewage). The Principal Component Analysis, interpreted together with the mineralogical analysis and geo-accumulation index, distinguished, in a multi-elemental approach, the different influences caused by mineral deposits in the sediments metal accumulation. The metals that presented higher toxicity potential were Fe, Mn, Pb and, particularly, Zn. The lower Escuro and Santa Catarina River courses showed high toxicity potential for Zn and Pb, and the upper course of the Rico River displayed high toxicity for Fe and Mn. Hg showed low toxicity, however it displayed moderate to strong accumulation showing the impact of alluvial gold mining in the upper course of the Rico River. The proposed model can be used in regional water quality monitoring, and as a reference for other locations.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2014. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2014-05-20T15:38:39Z No. of bitstreams: 1 2014_SaraFerrigo.pdf: 6240857 bytes, checksum: 6e1c684ed553f542e228fe329ba0fdda (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-05-21T11:26:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_SaraFerrigo.pdf: 6240857 bytes, checksum: 6e1c684ed553f542e228fe329ba0fdda (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-21T11:26:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_SaraFerrigo.pdf: 6240857 bytes, checksum: 6e1c684ed553f542e228fe329ba0fdda (MD5) / A modelagem hidrológica pode auxiliar a compreensão dos processos físicos e a avaliação dos impactos nos recursos hídricos e no meio ambiente, advindos principalmente do desenvolvimento rural e da expansão urbana em bacias hidrográficas. No entanto, a modelagem de um sistema requer etapas indispensáveis para a obtenção de resultados coerentes com a realidade, confiáveis e de qualidade. Considerando essa problemática, o objetivo deste trabalho foi avaliar a representatividade dos parâmetros do modelo hidrológico SWAT (Soil and Water Assessment Tool) obtidos por calibração automática das vazões de uma bacia hidrográfica, para utilização em outras cinco bacias que contribuem para o lago Descoberto no Distrito Federal, analisando conjuntamente a simulação da dinâmica hidrológica. Foi realizada a análise de sensibilidade do modelo a 14 parâmetros escolhidos pelo grau de importância durante a simulação inicial do modelo e pelas dificuldades observadas no processo de simulação das vazões. A calibração dos parâmetros em nível diário para os anos hidrológicos de 2005 a 2010 para a sub-bacia do rio Descoberto (SBRD) foi considerada satisfatória, tendo sido obtido um coeficiente de eficiência de Nash-Sutcliffe (NSE) de 0,4 e um coeficiente de determinação (R²) de 0,44. Na verificação, para o período de 2010 a 2013, obteve-se um NSE de 0,48 e um R² de 0,46. Na SBRD, durante os anos hidrológicos de 2005 a 2010, os erros percentuais entre os valores das vazões observada e simulada, nas estações de chuva e seca, foram respectivamente de 35% e 56%, o que evidenciou que o modelo apresentou maiores dificuldades na simulação do fluxo de base durante o período de estiagem. A verificação da representatividade dos parâmetros calibrados automaticamente para a SBRD em nível mensal foi considerada satisfatória para outras quatro sub-bacias. Apenas a sub-bacia do córrego Olaria não apresentou resultados estatísticos satisfatórios. Os valores obtidos nas simulações para os componentes do ciclo hidrológico foram coerentes com trabalhos experimentais anteriores. Em relação à recarga ao aquífero raso, a diferença entre o observado e o simulado foi de 4,23% na sub-bacia do córrego Capão Comprido (SBCCC). A simulação da carga de sedimentos foi ruim, pois a modelagem levou a apenas 37,4% da carga total de sedimentos medida na SBCCC. Esses resultados mostraram a importância da escolha de parâmetros determinantes para o estudo, além da viabilidade do uso dos parâmetros obtidos por calibração automática em bacias hidrográficas similares. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Hydrological modeling can help the understanding of physical processes and assessment of impacts on water resources and the environment caused by rural development and urban expansion in watersheds. However, modeling water systems requires essential steps for obtaining consistent and reliable results. This study aims to evaluate the representativeness of parameters hydrological model SWAT (Soil and Water Assessment Tool) obtained by automatic calibration of the surface flow from a watershed, for use in other five wathershed that contribute to the Descoberto Lake in the Federal District, including the analysis of hydrological dynamics simulation. Sensitivity analysis of the model was performed for 14 parameters chosen by degree of importance during the initial simulation and the observed difficulties in simulating the flows. The parameter calibration at daily basis for the hydrological years 2005 to 2010 for the River Descoberto (SBRD) was satisfactory. It led to a Nash-Sutcliffe efficiency (NSE) of 0.4 and a coefficient of determination (R²) of 0.44. The validation for the period 2010 to 2013 led to NSE of 0.48 and a R² of 0.46. The percentage errors between the observed and simulated flow values in SBRD during the hydrological years of 2005 to 2010, were 35% and 56% at the rainy and dry seasons, respectively. It was found difficulties to simulate the base flow during the dry season. The validation of the representativeness of the parameters automatically calibrated for SBRD at monthly basis were satisfactory for other four sub-basins. The study found non-satisfactory statistical results only for Olaria Creek. The values obtained in the simulations of hydrological cycle components were consistent when compared to previous experimental works. Concerning to the shallow aquifer recharge, the difference between observed and simulated data was 4.23% for Capão Comprido Creek sub-basin (SBCCC). The simulation of sediment load was not good considering that it led to only 37.4% of the total sediment loads, measured in SBCCC. These results show the importance of the parameters selected for the study, and the feasibility of use of parameters obtained by automatic calibration in similar watersheds.

Orientador: Bernardino Ribeiro de Figueiredo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-08-10T08:19:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Regattieri_SabrinaMaclufCastelloBranco_M.pdf: 6969138 bytes, checksum: c2d6ecf5a11c6991e90eba14f10e1307 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O presente trabalho refere-se ao estudo de águas e sedimentos na sub-bacia do ribeirão Tatu, principal corpo receptor das cidades de Cordeirópolis e Limeira (São Paulo) e um importante afluente do rio Piracicaba. A cidade de Limeira com uma população de 270 mil habitantes hospeda um imenso parque industrial de jóias semifolheadas onde é comum a utilização de banhos com metais pesados, cianeto e outros compostos químicos. Além disso, estima-se que ainda hoje 30% dos esgotos domésticos de Limeira são descartados nos corpos d¿água da cidade sem tratamento. Com a finalidade de traçar um panorama da contaminação industrial e doméstica no ribeirão, foram coletadas amostras de água em quatro ocasiões, setembro/04, abril/05, março/06 e julho/06 para análise. Os parâmetros físico-químicos de qualidade das águas foram medidos in situ, e as amostras de águas foram analisadas por ICP-OES para cátions, cromatografia iônica para ânions e cromatografia gasosa para compostos orgânicos. Também foram realizados ensaios da demanda bioquímica e química de oxigênio e conteúdo de coliformes fecais. Ensaios ecotoxicológicos foram realizados nas campanhas de setembro de 2004 e julho de 2006. Amostras de sedimentos de fundo foram coletadas em setembro/04, abril/05 e julho/06 e analisadas para 30 elementos (nas frações <177 'mu' e <63 'mu') por fluorescência de raios X e para compostos orgânicos por cromatografia gasosa. As composições mineralógicas dos sedimentos foram determinadas por difratometria de raios X. As águas superficiais do ribeirão Tatu se caracterizam por serem pouco oxigenadas e apresentarem composições variando de bicarbonatada-cálcica a águas mistas. As concentrações de elementos maiores em água sugerem contribuições tanto de esgotos domésticos como de efluentes industriais. À jusante da cidade de Limeira foram observadas as maiores concentrações dos metais Cu, Ni e Zn em água, indicando possíveis descartes intermitentes de efluentes industriais. Os valores de cobre extrapolaram os limites da legislação CONAMA na estação à jusante de Cordeirópolis, o mesmo, para os valores de cobre e níquel nas estações de jusante de Limeira. Indicadores de contaminação doméstica como a relação DBO/DQO e conteúdo de coliformes fecais mostraram um comprometimento mais severo deste corpo d¿água a partir da estação à jusante da cidade de Cordeirópolis. O cálculo do Índice de Qualidade de Água (IQA) na campanha de julho de 2006 mostrou que a qualidade da água do ribeirão está comprometida já em sua nascente e a qualidade ruim da drenagem é mantida praticamente em todo o seu curso. Ensaios ecotoxicológicos permitiram avaliar que a água não apresenta toxicidade aguda para o organismo Daphnia similis nas estações na nascente e próximo à foz do ribeirão. Ensaios de toxicidade crônica com Ceriodaphnia dubia, por sua vez, indicaram uma queda na reprodução dos organismos já na nascente, e uma piora considerável na sua foz. Este dado foi confirmado pelo cálculo do Índice de Parâmetros Mínimos para a Preservação da Vida Aquática (IPCMA) que aponta uma qualidade regular na nascente e ruim na foz do ribeirão. Embora as amostras de água tenham sido analisadas também para os compostos benzeno, tolueno, xilenos e etilbenzenos (BTXE) e hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (PAH), apenas as concentrações de tolueno, à jusante das cidades de Cordeirópolis e de Limeira, excederam o limite de detecção da técnica analítica. Em sedimento de fundo foram observadas concentrações elevadas de metais e um claro enriquecimento de Cr, Cu, Ni e Zn na estação à jusante da cidade de Limeira, no segmento em que o rio drena rochas areníticas, sugerindo um aporte antrópico desses metais. As concentrações de cobre, cromo e níquel em sedimento superaram os valores máximos constantes da Legislação CONAMA 344. As concentrações de BTXE e PAH em sedimento situaram-se abaixo do limite de quantificação instrumental com exceção do tolueno que foi detectado nas estações à jusante da cidade de Cordeirópolis e de Limeira também indicando prováveis descartes de efluentes contaminados. Observa-se que a contribuição industrial para a poluição do Tatu ainda é menos severa, porém não menos danosa ao meio ambiente, quando comparada aos índices de descargas domésticas neste ribeirão. Apesar deste ser um panorama comum a outras cidades do Estado de São Paulo, ações de intervenção ambiental são necessárias visto que no ribeirão Tatu o risco da proliferação de vetores, emanação de odores, prejuízo à vida aquática e limitação do uso recreativo e contemplativo são problemas graves que afetam a população / Abstract: The quality of water and sediments of the Tatu River that runs across the Cordeirópolis and Limeira cities, State of São Paulo, Brazil, was investigated as an attempt to assess the probable impact of industrial and domestic pollution on the river, which is a tributary of the Piracicaba River. The Limeira city with a population of 270,000 inhabitants is an important pole of foil jewelry industry where heavy metals, cyanide and other chemicals rich baths are commonly used. Besides, around 30% of residences are estimated to directly discharge domestic sewage into watercourses in the Limeira city. Water samples were collected at four occasions (Sep 2004, Apr 2005, March and July 2006) and were analyzed for their major and trace elements contents (ICPOES and IC), organics (GC) and also submitted to OBD/OQD, microbiological and ecotoxicological tests. The water quality parameters were measured in situ. Bottom sediments were sampled in three occasions (Sep 2004, Apr 2005 and July 2006) for metal and organic compounds determinations by XRF and GC, in the grain size fractions <177 'mu' and < 63 'mu'. The mineral compositions of sediment samples were determined by X Ray diffratometry. Surface water was found to be oxygen poor with characteristics varying from Ca-bicarbonate to mixing waters. The highest Cu, Ni and Zn contents in water were found downstream the Limeira city and may be related to intermittent discharge of industrial effluents. Some indicators of domestic sewage contamination such as OBD/OQD ratios and the fecal coliform contents indicate that the watercourse is severely polluted downstream the Cordeirópolis city. The Water Quality Index was calculated for the Tatu River (Jul 2006) and clearly indicates that the quality of water was low already in the headwaters and remains bad for the entire watercourse. The ecotoxicological tests were tried for samples collected in the headwaters and in the mouth of the river. For both samples, acute toxicity for the Daphnia similis was not found. However, a decreasing reproduction activity was observed during the chronic toxicity essays with Ceriodaphnia dubia for those two water samples, the worst situation observed at the river mouth station. These results were confirmed by the calculation of the Minimum Parameter for the Preservation of Aquatic Life Index that scores regular for headwater and bad quality for water at the river mouth. In addition, water was analyzed for BTXE and PAH but concentrations exceeding the experimental detection limit were found only for toluene at two sites, downstream the Cordeirópolis and the Limeira cities, respectively. Concerning the sediments, elevated concentrations of Cr, Cu, Ni and Zn were found at the station downstream the Limeira city where metal enrichment is unlikely to be related to local lithologies and soils (sandstones) suggesting anthropogenic input of metals. Concentrations of Cu, Cr and Ni in sediments exceed the maximum regulated values (CONAMA 344). The BTXE and PAH contents in sediments fall below the experimental detection limit except for toluene at the sampling stations downstream the Cordeirópolis and Limeira cities. These results led to a conclusion that the industrial contribution to the highly polluted Tatu River is probably less severe than that caused by domestic sewage discharges. Despite this being a common panorama to other cities of the State of São Paulo, some environmental actions are necessary due to the risk of proliferation of disease vectors, emanation of odors, damage to the aquatic life and limitation of the recreation use of surface water all that seriously affecting the population in the region / Mestrado / Geologia e Recursos Naturais / Mestre em Geociências

Este trabalho tem por objetivo conhecer o estado da arte das agências de bacias hidrográficas e/ou entidades delegatárias no Brasil, analisar as experiências nacionais e internacionais de agências de água e propor, sob o ponto de vista legal, um modelo de agência de bacia hidrográfica e/ou entidade delegatária para o Estado do Tocantins contemplando o modelo administrativo, institucional e organizacional. No Tocantins, a política de recursos hídricos bem como a organização institucional do sistema de gerenciamento de recursos hídricos foi definida, em 2002, na lei nº 1.307. Após a edição dessa lei, outras normas já foram aprovadas, em complementação ao arcabouço legal da gestão de recursos hídricos. No tocante ao modelo organizacional, as instituições previstas para compor o sistema de gerenciamento, exceto as agências de bacias, já foram instaladas e encontra-se em funcionamento, apesar de algumas dificuldades. A legislação tocantinense de recursos hídricos adotou um arranjo que considera a agência de bacia com atribuições bem próximas daquelas estabelecidas na lei federal, no que foi acompanhado pela maioria dos estados. Entretanto, sua organização institucional apresenta algumas particularidades por dispor de uma secretaria de estado com a missão de formular as políticas de recursos hídricos, ambiental e de irrigação, além de dispor de uma Autarquia responsável pela implementação da política ambiental e parte da política de recursos hídricos vinculada diretamente ao Gabinete do Governador. O arranjo institucional previsto na legislação de recursos hídricos do Tocantins, contemplando uma Secretaria de Estado, responsável pela formulação da política de recursos hídricos, uma Autarquia diretamente vinculada ao Gabinete do Governador, com a responsabilidade de implementar parte da política de recursos hídricos, e as agências de bacias, será mantido. Será realizada uma alteração no arranjo institucional do estado, no sentido de promover alterações nas estruturas existentes – SRHMA e NATURATINS -, para que assumam também as atribuições destinadas as agências de bacias. Na hipótese das respostas das perguntas anteriores levarem a criação de um organismo para atuar junto com os Comitês de Bacias (Agência ou Entidade Delegatária), de todas as considerações efetuadas, conclui-se que são duas as alternativas que possibilitam, de forma mais consistente, o alcance das finalidades desejadas: a) consórcio público com personalidade jurídica de direito público, no modelo de agência de água; ou b) associação civil, no modelo de entidade delegatária. Caso o Estado do Tocantins adote uma alternativa em que uma única entidade assume o papel de gestor dos recursos hídricos e também as funções de Agência de Bacia, de todas as possibilidades analisadas, a Autarquia é única que possibilitará o alcance das finalidades. Porém, ficarão em aberto as questões relacionadas com a participação da sociedade civil (ou do próprio Comitê) na condução das ações do órgão, uma vez que a legislação não prevê esse tipo de atuação junto as Autarquias. / This paper has the aim of getting to know the state of the art of water basin agencies and/or delegatory entities in Brazil, analyzing national and international experiences of water agencies, and proposing, from the legal point of view, a model of water basin agency and/or delegatory entity for the State of Tocantins, including the administrative, institutional and organizational models. In Tocantins, the water resources policy as well as the institutional organization of the water resources management system was defined in 2002 in Law no. 1.307. After the issuance of such Law, other rules were already approved, complementing the legal framework of the water resources management. Concerning the organizational model, the institutions expected to compose the management system, except for the basin agencies, were already installed and are in operation, despite some difficulties. The water resources legislation of Tocantins state has adopted an arrangement that considers the basin agency with attributions close to those established in the federal law, which was followed by most of the states. However, its institutional organization has some particularities for having a state secretariat with the mission of formulating water resources, environmental and irrigation policies, in addition to having an autocratic state-owned company responsible for the implementation of the environmental policy and part of the water resources policy, being directly connected to the Governor Cabinet. The institutional arrangement provided for in the water resources legislation of Tocantins, including a State Secretariat responsible for the formulation of water resources policies, an autocratic state-owned company directly connected to the Governor´s Cabinet, responsible for implementing part of water resources policy, and the basin agencies, will be kept. An alteration in the institutional arrangement of the state shall be carried out, to promote alterations in the existing structures - SRHMA and NATURATINS -, so that they also assume the attributions of basin agencies. In case the answers for the previous questions lead to the creation of an organism to work with the Basin Committees (Agency or Delegatory Entity), of all considerations done, we conclude that there are two alternatives that can allow, in a consistent way, the achievement of the desired purposes: a) public consortium with legal personality of public law, in the model of water agency; or b) civil association, in the model of delegatory entity. In case the State of Tocantins adopts an alternative in which a single entity assumes the role of water resources manager and also the functions of Basin Agency, of all analyzed possibilities, the autocratic state-owned company is the only alternative that will allow attaining the purposes. However, issues regarding the participation of civil society (or of the Committee itself) in the conduction of such organism actions will remain unsolved, because the legislation does not provide for this type of activity done by autocratic state-owned companies.