Orientador : Prof. Dr. Irani dos Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Geografia. Defesa: Curitiba, 21/03/2016 / Inclui referências : fls. 87-96 / Resumo: O presente trabalho tem como objetivo avaliar o efeito do cenário climático RCP 8.5 (IPCC, 2013) na vazão líquida e sólida nas condições ambientais da bacia hidrográfica do rio Nhundiaquara, localizada na região da serra do mar paranaense. Para avaliar o impacto do cenário climático foi utilizado o modelo hidrológico SWAT (Soil and Water Assessment Tool). O cenário climático RCP 8.5 caracteriza-se pela projeção de alta emissão de gases de efeito estufa na atmosfera e do aumento da temperatura média em até 4,5°C até o final do século XXI. O efeito do cenário climático no ciclo hidrossedimentológico foi avaliado em dois períodos: futuro próximo (2060 a 2080) e futuro distante (2080 a 2100). As variáveis climáticas do cenário foram comparadas com a série histórica observada entre 1994 e 2014. O modelo SWAT foi calibrado e validado para esse mesmo período das séries observadas e aplicado para os períodos futuros. Os dados climáticos relativos ao cenário RCP8.5 apontam aumento da temperatura mínima e máxima (20,6% e 6,3%) respectivamente, e a redução de 15% na altura de precipitação. Além disso indicam mudanças na frequência e volume das chuvas, que se caracterizam por ser menores e mais frequentes no cenário do que na série histórica. Os resultados apontaram que o modelo, devidamente calibrado, representa satisfatoriamente os componentes do ciclo hidrológico na bacia, apresentando índices de eficiência NSE, PBIAS e RSR satisfatórios. A reposta da bacia hidrográfica ao cenário climático RCP 8.5 foi a redução na vazão de até 25%, da vazão sólida em até 20% e na evapotranspiração em até 20%. De maneira geral os resultados apontam que a redução na vazão e na evapotranspiração está associada às mudanças na intensidade e frequência da precipitação, mais do que ao aumento da temperatura. Os resultados mostram ainda que a distribuição da vazão líquida é influenciada fortemente pelo relevo enquanto que a heterogeneidade do transporte de sedimentos é condicionada pela presença de vegetação de floresta. Palavras-chave: Cenários climáticos, Vazão, Transporte de sedimentos, SWAT. / Abstract: This research aims to evaluate the effect of the climate scenario RCP 8.5 (IPCC, 2013) in liquid and solid flow under the environmental conditions of the Nhundiaquara river basin. The study of the evaluation of the impact from climate scenarios has great relevance, because, the climate promotes the initial moisture and energy that controls the water balance in a river basin, and with it, has great influence about the components of the hydrological cycle. Thus, the variability in the climatic system has the potential to cause effect on the discharge and on the sediments formation. The knowledge of those effects is of paramount importance for activities of planning and management in river basins, as well as for scientific contribution concerning the topic. To assess the effect from the variability over climatic factors about the liquid and solid flow of the Nhundiaquara river basin was used the hydrological model SWAT (Soil and Water Assessment Tool). Firstly has been determined the efficiency of the model on simulate the historic condition from the liquid and solid flow on the river basin between 1994 and 2014, to then, simulate the process under the influence of the climatic scenario. The climatic scenario, RCP 8.5, is characterized through the projection of high emission of the greenhouse gases in the atmosphere and the increase of the average temperature, in up to 4,5°C until the end of the XXI century. In this work, its effect on the hydrosedimentological cycle was valued in two future periods: near future - 2060 to 2080 and distant future - 2080 to 2100. The results pointed that the model, properly calibrated, satisfactorily represents the components of the hydrological cycle in the basin, presenting satisfactory efficiency indices NSE, PBIAS and RSR. The result of climate variability between the RCP 8.5 scenario and the historic series measured in the Nhundiaquara river basin, point reduction of 15% in the volume of precipitation, besides changes in the distribution of the frequency and intensity of the rain, which is characterized by being less intense and more frequent in the scenario than the historic series. The variability in the temperature, show increased up to 20% at the minimum temperature, and up to 6% at the maximum temperature, until the end of the XXI century. These modifications are responsible for reducing the flow in the near and distant future up to 25% respectively; in solid flow the reduction is up to 20% for the two periods respectively. Overall the results indicate that the reduction in the flow and evapotranspiration is more related to the reduce on precipitation then the increase of temperature. Furthermore, the results point that the distribution on flow is highly influenced by relieve, and heterogeneity of sediment transport in the basin, is affected by the forest. Keywords: Climate Scenarios, Flow, Sediment Transport, SWAT.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Humanas, Departamento de Geografia, 2007. / Submitted by Bárbara Gomes (barbara.lrg@gmail.com) on 2010-02-04T17:05:41Z No. of bitstreams: 1 2007_PauloRobertodeSousaCarvalho.pdf: 8256857 bytes, checksum: 9dd65a076f64761589fb6416f8480ca1 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2010-02-04T18:45:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_PauloRobertodeSousaCarvalho.pdf: 8256857 bytes, checksum: 9dd65a076f64761589fb6416f8480ca1 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-02-04T18:45:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_PauloRobertodeSousaCarvalho.pdf: 8256857 bytes, checksum: 9dd65a076f64761589fb6416f8480ca1 (MD5) Previous issue date: 2007 / A gestão dos recursos hídricos representa hoje uma das mais importantes vertentes no que tange à gestão ambiental. Tendo em vista os problemas de aumento das demandas localizadas por água e a degradação de sua qualidade, torna-se premente o desenvolvimento de estudos morfométricos de bacias hidrográficas, a fim de fornecer maiores subsídios para sua gestão. O alto curso do rio Preto, objeto da presente pesquisa, é caracterizado por uma forte presença de atividades agrícolas, o que confere um uso intensivo da água. O presente trabalho se propôs a analisar a melhor metodologia de delimitação automática de sub-bacias através de técnicas de geoprocessamento, utilizando os softwares TauDEM e Archydro na análise do Modelo Digital do Terreno (MDT), servindo de base para o desenvolvimento de estudos morfométricos. Os melhores resultados obtidos apontaram a importância do uso de procedimentos de construção de consistência hidrológica, como os representados pela construção de um canyon sobre a calha da drenagem e de um flow path, baseados na geração de produtos intermediários com aprimoramento na determinação das direções de fluxo da drenagem. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The management of the water resources, nowadays, represents one of the most important sides in the environmental management field. Considering the problems of the increasing of the demands for water and the degradation of its quality, the development of morphometric studies of watershed basins becomes imperious in order to provide more subsidies to its management. The high flow of the rio Preto, object of this research, is known by a large amount of agricultural activities, which attributes an intensive use of the water. This research intended to develop a methodology for automatic delimitation of sub-basins through geoprocessing techniques, using software TauDEM and Archydro in the analysis of the Digital Elevation Model (DEM), serving as a base for the development of morphometric studies. The best results aimed had pointed the importance of the use of procedures of construction of hydrological consistency, as represented by the construction of a canyon on the draining network and flow path, established on conception of intermediate products with improvement in the determination of flow directions of the draining.

Uma das questões mais debatidas na atualidade diz respeito à problemática ambiental. A impossibilidade da verificação de muitos dos possíveis efeitos da atividade agrícola no ambiente rural tem levado pesquisadores das mais diversas áreas a buscar alternativas viáveis para uma utilização sustentável do ambiente. O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de uma metodologia diferenciada para lidar com a questão. Utilizou-se, para isto, um estudo de caso em uma unidade de planejamento, a saber, uma bacia hidrográfica, ou microbacia hidrográfica (MBH) como será explanado no decorrer do texto, localizada no município de Maximiliano de Almeida, no Estado do Rio Grande do Sul, com uma área de cerca de 11,96 km2. Para esta bacia foram aplicadas as técnicas vinculadas às Metodologias Multicritério em Apoio à Decisão (MCDA – Multicriteria Decision Aided) visando à formulação de critérios quando do uso do geoprocessamento. Assim, a partir de uma revisão bibliográfica geral sobre os aspectos relacionados ao assunto em pauta, foram realizados os procedimentos metodológicos pertinentes, vinculados ao uso de MCDA e geoprocessamento, os quais resultaram em mapas específicos. A análise dos mapas resultantes corroborou as hipóteses apresentadas. Os resultados obtidos servem, portanto, como indicativos para a utilização desta metodologia nas demais bacias hidrográficas trabalhadas pela Associação Riograndense de Empreendimentos de Assistência Técnica e Extensão Rural – EMATER/RS – tida como parceira neste trabalho.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-01-04T15:31:02Z No. of bitstreams: 1 2015_RodrigoGomesOtsuki.pdf: 2983930 bytes, checksum: 75b9dabfd6d872620ae648e6e48ce1c8 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-01-07T16:48:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_RodrigoGomesOtsuki.pdf: 2983930 bytes, checksum: 75b9dabfd6d872620ae648e6e48ce1c8 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-07T16:48:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_RodrigoGomesOtsuki.pdf: 2983930 bytes, checksum: 75b9dabfd6d872620ae648e6e48ce1c8 (MD5) / A estimativa de variáveis hidrológicas em bacias sem monitoramento consiste em um dos grandes desafios da Hidrologia. Budyko, climatologista russo, estudou o comportamento da água na natureza e apresentou ideias conhecidas como hipóteses de Budyko. Com base nessas hipóteses foram desenvolvidos diversos métodos que permitem o cálculo de séries de evapotranspiração (E) e vazão (Q) a partir de dados de precipitação (P) e evapotranspiração potencial (E0). O presente trabalho avaliou o desempenho da equação de Fu, uniparamétrica (ω) e baseada nas ideias de Budyko, na estimativa das séries de longo período e anuais de E e Q, em bacias com e sem monitoramento. A metodologia foi aplicada a bacias do semiárido cearense e sub-bacias do rio São Francisco com características climáticas distintas. Para cada bacia, foram calibrados parâmetros ω para as escalas temporais de longo período e anual, tendo sido encontrados resultados semelhantes para as duas escalas. Foram desenvolvidos modelos regionais do parâmetro ω para as duas regiões estudadas, para as escalas temporais anual e de longo período. Os modelos regionais foram elaborados com base em características físicas e climatológicas das bacias, além de técnicas de regionalização como o método dos mínimos quadrados ponderados (WLS). Na escala média de longo período, foram obtidos coeficientes Nash-Sutcliffe (NS) médios elevados, em torno de 0,90 para E e 0,80 para Q nas bacias do semiárido cearense. Para as sub-bacias do rio São Francisco, obteve-se coeficientes médios NS iguais a 0,72 e 0,88 na predição de E e Q, respectivamente. Para a escala anual, os resultados em geral foram inferiores à escala de longo período. Para a predição de E anual, 88% das bacias cearenses apresentaram NS superior a 0,50 e 63% acima de 0,90. Para Q anual, 80 % das bacias apresentaram NS superiores a 0,50, sendo 30% acima de 0,70. Na predição das séries anuais de E das sub-bacias do rio São Francisco, 60% dos NS foram acima de 0,50 e 30% acima de 0,70. Na predição das séries anuais de Q, apenas 56% apresentaram NS positivos. / Estimating hydrological variables at ungauged basins is one the greatest challenges in Hydrology. Budyko, Russian climatologist, studied the water behavior in nature and presented ideas known as the Budyko hypotheses. Based on these hypotheses, several methods have been proposed, allowing the calculation of actual evapotranspiration (E) and streamflow (Q) based on precipitation (P) and potential evapotranspiration (E0). This study explored the use of the Fu’s equation, a uni-parametric model based upon Budyko’s ideas, in the estimation of long-term averages and annual time series of E and Q in gauged and ungauged basins. Two different and heterogeneous regions in Brazil were chosen to evaluate the methodology, one in mostly semiarid basins in the state of Ceará, and the other in more diversified climatic conditions in the São Francisco River basin. For each basin, the solely ω parameter of the Fu equation was calibrated for long-term and annual time scales, and results for both scales were similar. Regional regression models of the parameter ω were developed for the two studied regions for both time scales so one can use the equation for ungauged basins. This study was based on physical and climatological characteristics of the basins as well as Weighted Least Squares (WLS) regionalization techniques. For the long-term scale, the average Nash-Sutcliffe (NS) coefficients were high, being approximately 0,90 for E and 0,80 for Q for the Ceará basins. The estimated average NS coefficients for the São Francisco river subbasins were approximately 0,72 and 0,88 for E and Q, respectively. Regarding the annual scale, results were in general lower than those obtained for the long-term scale. For the prediction of annual E of the Ceará, 88% of the basins had NS greater than 0.50 and 63% had NS greater than 0,90. For the prediction of Q annual series, 80% of the basins had NS greater than 0.50 among which 30% were greater than 0.70. For the prediction of annual E series of the São Francisco sub-basins, 60% of the results were greater than 0.50 and 30% greater than 0,70. On the other hand, on the prediction of annual Q series, only 56% of the São Francisco sub-basins had positive NS.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Humanas, Departamento de Geografia, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-03-01T14:45:11Z No. of bitstreams: 1 2015_MaribelOlayaBetancur.pdf: 4820292 bytes, checksum: 28ee48a4962ac2ad6977ee7d9894f54b (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2016-05-26T17:49:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_MaribelOlayaBetancur.pdf: 4820292 bytes, checksum: 28ee48a4962ac2ad6977ee7d9894f54b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-26T17:49:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_MaribelOlayaBetancur.pdf: 4820292 bytes, checksum: 28ee48a4962ac2ad6977ee7d9894f54b (MD5) / No presente trabalho analisou-se o padrão da distribuição da silvicultura na bacia hidrográfica do Rio Jaguarão localizado na fronteira entre Brasil e Uruguai, nas coordenadas geográficas 31º30’a 34º35’de latitude Sul; e 52º15’a 55º15’de longitude Oeste. Na pesquisa utilizou-se as métricas da paisagem para identificar mudanças e impactos gerados por essa atividade econômica, que se exibe como um novo elemento transformador da paisagem dessa bacia hidrográfica inserida no bioma Pampa. A silvicultura vem ganhando força nessa região de fronteira, a raiz das políticas internas regionais de desenvolvimento econômico de cada país, que modificou o setor produtivo consolidado na produção de arroz irrigado e na pecuária extensiva. Neste trabalho foram mapeados fragmentos de silvicultura em escala 1:20.000, por meio do método de interpretação visual, 6.730 fragmentos de silvicultura presente na bacia hidrográfica com áreas maiores de 0 até 500 ha, baseando-se em imagens do satélite Landsat 8 e imagens do Google Earth. Para a obtenção das métricas da paisagem foi usada a extensão V-Late 2.0 disponível no software ArcGis 10.1. Foram usados os índices de área, densidade, tamanho, borda, forma e proximidade, para os fragmentos da silvicultura agrupados em 5 classes de áreas, e, para 5 classes de vegetação presentes na bacia hidrográfica. Também se dividiu a bacia hidrográfica em trechos superior, médio e inferior, a partir do perfil longitudinal do Rio Jaguarão. Assim, para complementar as análises anteriores, foram realizadas pesquisas em campo para verificar as informações mapeadas. Finalmente, com as métricas conseguiu-se observar uma homogeneidade da silvicultura na bacia hidrográfica, bem como, a distribuição da silvicultura comercial influenciada pelo relevo. Além disso, comprovou-se pela quantidade de fragmentos pequenos que o uso das árvores de pinus e eucaliptos na bacia hidrográfica respondem historicamente a processos culturais mais que a processos econômicos atuais. ______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this work we analyzed the pattern of distribution of forestry, in the river basin Jaguarão, located on the border between Brazil and Uruguay in the geographical coordinates 31º30'a 34º35'de South latitude; and 52º15'a 55º15'de West Longitude. Using landscape metrics to identify changes and impacts generated by this economic activity, which shows as a new landscape transforming element of this watershed inserted into the "pampa" biome. Forestry has been gaining strength in this border region based on regional internal policies of economic development in each country, which modified the consolidated production sector in the production of rice and extensive livestock farming. In this work we mapped at 1: 20,000, by visual interpretation method, 6730 forestry fragments present in the basin with larger areas of 0 to 500 ha, based on Landsat 8 and Google Earth images. To obtain the landscape metrics we used the V-Late 2.0 extension for ArcGIS 10.1. It used the area index, density, size, border, shape and proximity to the Forestry fragments grouped into five classes, and 5 vegetation classes present in the watershed. Also we divided the watershed by upper, middle and lower stretches using the longitudinal profile of the Jaguarão River. To supplement the previous analysis, it was carried out a visit in field to verify the mapped information. Finally, as conclusion, using the metrics could be observed forestry homogeneity in the watershed and the distribution of commercial forestry influenced by the relief, moreover, proved by the amount of small fragments that it is been used of pine and eucalyptus trees in the watershed historically respond to a cultural processes more than actuality economic processes.

Orientadora : Prof. Dr. Leonardo José Cordeiro Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Geografia. Defesa: Curitiba, 15/04/2016 / Inclui referências : fls. 103-108 / Área de concentração : Espaço, sociedade e ambiente / Resumo: Estudos que abordam a rede de drenagem proporcionam um maior entendimento da evolução da paisagem, sua estabilidade e seu comportamento frente a possíveis alterações. A sensitividade fluvial procura identificar os pontos que estão sujeitos a estas mudanças, que superam as resistências do sistema e são geradas por meio das forças de perturbação. As forças de perturbação são aplicações de energia no sistema, como clima e tectônica, além de interferências bióticas e antrópicas. Desta forma, o objetivo do trabalho foi mapear a sensitividade fluvial nos principais rios que compõem a bacia hidrográfica do rio Sagrado (Morretes/PR), partindo do método denominado de Estilos Fluviais. Para tanto, foi necessário o desenvolvimento de algumas etapas, que consistiam na identificação dos ajustes fluviais, fluxo acumulado, concentração de erosão e conectividade fluvial, além da evolução do uso do solo da bacia. Os dados foram sobrepostos e confrontados, podendo-se apontar os locais de maiores resistências e perturbações nas drenagens. Os resultados evidenciaram que os maiores distúrbios estão localizados nas áreas de planície dos rios Sagrado e Sambaqui, com grandes possibilidades de alterações, como demostram os ajustes fluviais e a concentração de erosão, e por isso, foram classificados como alta sensitividade. Ao contrário, nas altas declividades da Serra do Mar, recobertas por vegetação em estágio médio/avançado, situam-se locais de probabilidade de mudanças pouco significativas, sendo denominadas como baixa sensitividade. Assim conclui-se que a bacia encontra-se em degradação nas planícies, com alterações no uso do solo e grande potencial de crescimento da agropecuária. A elevada quantidade de feições deposicionais e significativas alterações das formas fluviais caracterizam a alta sensitividade, enquanto que em altas declividades, em vales confinados e parcialmente confinados, a sensitividade apresenta-se baixa. A conectividade indica que um pequeno distúrbio gerado a montante na bacia poderá provocar alterações significativas em qualquer outro local do sistema fluvial. Palavras-chave: Resistências, Perturbações, Uso do solo, Estilos fluviais. / Abstract: Studies about drainage network provide a greater understanding of the landscape evolution, its stability and behavior to possible changes. The river sensitivity aims to identify the points that are subject to these changes, which overcome the system resistance and are generated by the disturbance forces. Disturbances forces are applications of energy in the system, such as climate and tectonics, as well as biotic and anthropic interference. Thus, the research's objective was to map the river sensitivity in the major rivers that compose the Sagrado River basin (Morretes/PR), based on the method named River Styles. However, it was required the development of some stages, consisting in identifying the river adjustments accumulated flow, erosion concentration and river connectivity, besides the land use evolution in the basin. The data were overlaid and compared, being able to point out theplaces of greatest resistance and disturbances in drainages. The results showed that the major disorders are located in lowland areas of the Sagrado and Sambaqui rivers, with great possibilities of changes, as demonstrate the river adjustments and the erosion concentration, and therefore were classified as high sensitivity. In contrast, in the high slopes of the Serra do Mar, covered with vegetation in medium/advanced stage, are situated places of probability of minor changes, being named as low sensitivity. So it is concluded that the basin is in degradation in lowland, with changes in land use and great potential for agricultural growth. The high amount of depositional features and significant changes of the river forms characterize high sensitivity, whereas in high slopes in valleys confined and partially confined, the sensitivity appears low. Connectivity indicates that a small disturbance generated upstream in the basin may cause significant changes in any other place of the river system. Keywords: Resistance, Disturbance, Land Use, River Styles.

Orientador : Prof. Dr. Irani dos Santos / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Geografia. Defesa: Curitiba, 03/08/2016 / Inclui referências : fls. 98-113 / Área de concentração / Resumo: Os processos de armazenamento e transferência de carbono orgânico dissolvido (DOC) na paisagem são governados por interações entre processos hidrológicos e biogeoquímicos. Entretanto, a relação explícita no enriquecimento da água armazenada na bacia dada a interação de fontes de DOC, teores de carbono orgânico no solo (SOC) e a dinâmica do aquífero raso ainda é parcialmente compreendida e descrita. Neste estudo, o aquífero raso foi monitorado em uma rede de 12 poços implementados na encosta e nas zonas ripárias da bacia hidrográfica do rio Sagui (0,24 km²), localizada na região sul-brasileira. A concentração de DOC no aquífero raso foi quantificada assim como o teor de SOC, associados com o monitoramento hidrológico do aquífero raso e canal e análises estatísticas para avaliação da relação entre o funcionamento hidrológico da bacia e a variabilidade espaço-temporal da concentração de DOC no aquífero raso. Os poços monitorados exibiram comportamentos distintos com relação aos níveis do aquífero raso, teor de SOC e concentração de DOC, indicando ainda um controle sazonal na produção e armazenamento de DOC. Observou-se uma área de saturação dinâmica na encosta associada ao aquífero raso mais próximo da superfície (50% do tempo com nível freático menor que 0,5 m), rápida ascensão e lentos rebaixamentos. A relação entre a concentração de DOC e nível do aquífero raso assume um decaimento exponencial variável em profundidade para a seção de encosta influenciada pela ocorrência de solos com menores teores de SOC em profundidade, com limite máximo quando o aquífero raso se encontra próximo a superfície (nível freático menor que 0,1 m). Em condições de menor umidade, estes locais apresentam ainda as maiores concentrações de DOC na bacia dada a rápida dinâmica de ascensão e lento rebaixamento do aquífero raso próximo da superfície e do enriquecimento da água devido ao elevado teor de SOC nos horizontes superficiais do solo. Nas zonas ripárias, o aquífero raso apresenta rápidas ascensões e recessões durante a ocorrência de eventos associados a um déficit reduzido de armazenamento no perfil do solo. Nestes locais, observou-se ainda os maiores teores de SOC no perfil o solo, sem decaimento definido com a profundidade. Em períodos de maior armazenamento de água na bacia, as zonas ripárias apresentam as maiores concentrações de DOC em comparação a encosta. Nestes períodos as zonas ripárias e encostas apresentam reduzido déficit de saturação e uma situação de conectividade quasi-permanente onde as frações de DOC produzidas entre eventos são mobilizadas continuamente das áreas saturadas da encosta para a zona ripária. Este estudo indica que, em bacias hidrográficas de cabeceira em condições subtropicais, a dinâmica das áreas fontes de carbono orgânico dissolvido estão relacionadas ao comportamento do aquífero raso e os mecanismos de geração de escoamento. Palavras-chave: carbono orgânico dissolvido, aquífero raso, mecanismos de geração de escoamento, hidrologia de encosta. / Abstract: Storage and fluxes of dissolved organic carbon (DOC) are governed by interactions between hydrological and biogeochemical processes in landscape. However, the relationship of DOC enrichment in catchment water storage are poorly described due uncertainties on the interaction of shallow groundwater dynamics and soil organic carbon. We monitored a network of 12 shallow groundwater wells on hillslopes and riparian zone in a 0.24 km² catchment in southern Brazil. We used DOC analysis and soil organic carbon measurements together with groundwater and stream gauging and statistical analyses to evaluate relationships between catchment functioning and the spatiotemporal variability of DOC concentration. Riparian zone and hillslopes had a contrasting behaviour in relation of groundwater level, SOC content and DOC concentration showing a marked seasonality on DOC yield and storage. We observed a highly dynamic saturation area (50% with water table level below 0,5 m) in the lower foot slopes where groundwater was characterised by a rapidly rising and a slowly decaying during storm events. In the hillslopes, the relationship between DOC concentration and GW level follows an exponential function with depth and highly affected by soils with lower SOC contents in depth and higher DOC concentrations when GW shows a water table level within 0,1 m of the soil surface. During the driest period, the lower foot slopes shows higher DOC concentrations due the persistence of GW at or very near saturation and the water enrichment due the highest SOC content on superficial layers of soil. In the riparian zone, GW shows quickly rising and falling limb on the hydrograph during rainfall events associated with a reduced water storage deficit. Riparian zone soils were characterized with the highest SOC contents with no explicit relation between depth and decaying. During the wettest period, the riparian zones showed highest DOC concentration than hillslopes. In these periods, both riparian zone and hillslopes showed a reduced water storage deficit and a quasi-permanent hydrological connectivity where DOC production between rainfall events are transported continuously from saturated areas on hillslopes to riparian zones. This study demonstrated that DOC spatial sources in headwater systems in subtropical environments are linked with streamflow generation processes and GW dynamics. Keywords: dissolved organic carbon, shallow groundwater, streamflow generation processes, hillslope hydrology.

Orientador : Prof. Dr. Fabiano Antônio de Oliveira / Coorientador : Prof. Dr. Irani dos Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Geografia. Defesa: Curitiba, 27/04/2016 / Inclui referências : fls. 130-136 / Resumo: A inserção de elementos antrópicos nas bacias de drenagem faz crescer a complexidade dos sistemas hidrográficos, alterando profundamente a dinâmica natural do ciclo hidrológico. Inserido no contexto da Hidrologia Urbana, o presente trabalho discute e investiga, sob a luz da abordagem sistêmica, os efeitos da configuração urbana no balanço hídrico da bacia hidrográfica do rio Belém, com área de drenagem de 42,6 km², localizada no município de Curitiba/PR. Foi utilizado o modelo Aquacycle para simulação do balanço hídrico urbano diário, o qual foi desenvolvido na Universidade de Melbourne para simular o ciclo urbano da água como um todo integrado (sistema de águas pluviais, residuais e abastecimento público de água potável). Trata-se de um modelo pouco utilizado pela comunidade científica internacional e com aplicação ainda inédita no Brasil. Além da simulação do balanço hídrico para a bacia hidrográfica, foram gerados resultados para 14 unidades de resposta hidrológica delimitadas na área de estudo. Dentre os dados necessários para modelagem estão uso da terra, uso da água, dados climáticos e dados para calibração. O mapeamento do uso da terra mostrou que 72% da superfície da bacia encontra-se impermeabilizada, sendo que a proximidade da unidade de resposta hidrológica com a área central da cidade aumenta o grau de impermeabilização. De maneira geral, a área de estudo apresenta predominância de ocupação de telhados (33%), seguido de áreas pavimentadas (26%), jardins (18%), ruas (13%) e espaços públicos abertos (10%). Aquacycle apresentou desempenho satisfatório na simulação do balanço hídrico urbano. A calibração do modelo mostrou resultados afetos ao controle e gestão de recursos hídricos na região como 40% de perda da água tratada no sistema de abastecimento público, afluência de 46% do esgoto gerado na área de estudo diretamente no rio Belém e ligação direta à rede de esgoto de 15% do escoamento superficial gerado em áreas impermeáveis da bacia. A avaliação dos componentes do ciclo hidrológico frente à configuração urbana nas unidades de resposta hidrológica evidenciou relação do incremento de áreas impermeáveis com o aumento do escoamento superficial, com a diminuição na recarga do aquífero freático via infiltração natural da água pluvial e com a diminuição da evapotranspiração. Por outro lado, o escoamento de base é bastante afetado pela contribuição das perdas na rede de distribuição de água tratada e pelo lançamento de esgoto na rede de drenagem. Nota-se que apesar do Belém ser um importante rio curitibano, apresenta ainda sérios problemas de gestão dos principais componentes do balanço hídrico urbano. Palavras-chave: Urbanização; Aquacycle; Balanço Hídrico; Rio Belém. / Abstract: The insertion of anthropic elements in catchment drainage increases the complexity of hydrologic systems, changing strongly natural dynamics in hydrological cycle. Inserted in context of Urban Hydrology, this study discusses and investigates, in systemic approach, the effects of the urban configuration in water balance in Belém river drainage basin, with 42.6 km² drainage area, located in Curitiba / PR. We used the Aquacycle model for simulating daily urban water balance, which was developed at Melbourne University to simulate the urban water cycle as an integrated whole (rain water, wastewater and public drinking water system). This model is not commonly used by the international scientific community and its application is a novelty in Brazil. In addition to the simulation of water balance for the river basin, were generated results for 14 hydrologic unit response defined in the study area. Among the needed data for modeling are: land use, water use, climate and calibration data. Mapping of land use shows that 72% of the drainage basin surface is waterproofed, and that the proximity of the hydrologic unit response to the central area in the city increases the degree of waterproofing. In general, the study area has predominantly occupying roofs (33%), followed by paved areas (26%), gardens (18%), streets (13%) and public open spaces (10%). Aquacycle showed satisfactory performance in the simulation of urban water balance. Calibration of model presented results assigned to the water resources control and management in the region, as 40% loss of treated water in the public water system, inflow of 46% of the sewage generated in study area directly to Belém river and 15% of surface runoff generated from waterproofed areas connected to the sewage system. Evaluation of the components in hydrological cycle considering urban configuration in hydrologic unit response showed a relation between the increase in waterproofed areas, the increase of surface runoff, the decrease of groundwater recharge via natural rainwater infiltration into the soil and the decrease of evapotranspiration. On the other hand, the base flow is greatly affected by the contribution of leakages in treated water distribution system and by the sewage discharge in drainage network. We note that despite Belém to be an important river in Curitiba, still presents serious management problems of the main components in urban water balance. Keyword: Urbanization; Aquacycle; Water Balance; Belém River.

Orientador : Prof. Dr. Naldy Emerson Canali / Co-orientador : Prof. Dr. Edivaldo Lopes Thomaz / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciencias da Terra, Programa de Pós-Graduaçao em Geografia. Defesa: Curitiba, 23/04/2010 / Inclui referências / Resumo: Esta pesquisa teve como objetivo avaliar a dinâmica do uso do solo e sua influência na produção de sedimentos na bacia do Arroio Boa Vista. Trata-se de uma micro bacia hidrográfica localizada na Região Centro Sul do Estado do Paraná, na borda oeste do Segundo Planalto Paranaense. Mensurou-se a produção de sedimentos nos diversos tipos de uso do solo como: Faxinal, Mata de Araucária, Mata ecundária, Reflorestamento de Eucalipto, Erva Mate, Pastagem, e Agricultura. Foram estimadas as contribuições relativas de sedimentos nos locais de conexão entre estrada e canal fluvial. Foram avaliadas também a compactação, a exposição e a estabilidade de agregados do solo nos diversos tipos de uso. Estes procedimentos nortearam a pesquisa ao longo do ano de 2008 e 2009. O monitoramento nas áreas de plantio de Tabaco foram realizados desde setembro de 2007 a março de 2010 (30 meses), justificou-se esta diferenciação de período de monitoramento em relação aos demais tipos de uso, por o cultivo do tabaco ter seu início no mês de setembro e término no mês de março. Neste sentido, foram monitoradas três safras, destacase também que neste período o manejo do cultivo do tabaco foi modificado, havendo uma rotatividade entre o Sistema de Plantio Convencional (SPC), o Sistema de Plantio Direto Sem amalhão (SPDSC) e o Sistema de Plantio Direto Com Camalhão (SPDCC). Utilizouse de técnicas de mensuração dinâmica (Calhas de Gerlach) e técnicas de mesurações voluméricas (pinos de erosão e anéis volumétricos). De posse dos dados, foi possível identificar as áreas fontes de sedimentos, com perdas na seguinte ordem: Faxinal, com perda de água de 1,9% e perda de solo 0,144 (t/ha), Mata Araucária, perda de água de 1,4% e perda de solo de 0,152 (t/ha), Mata Secundária, com perda de água de 1,8% e perda de solo em torno de 0,163 (t/ha), Erva Mate, com uma perda de água de 1,9% e perda de solo de 0,336 (t/ha), Pastagem, com uma perda de água de 4,2% e perda de solo em torno de 1,05 (t/ha), Reflorestamento de eucalipto, com perda de água de 3,4% e perda de solo de 1,27 (t/ha). Destaca-se que essas áreas, exceto a erva mate, eram utilizadas como locais de criação de animais de forma extensiva, e como os animais (eqüinos) são utilizados nas tarefas diárias das lavouras de tabaco, estes acabam influenciando nas perdas de água e solo. Conclui-se portanto, que as perdas de solo dessas áreas sofrem influência do calendário agrícola da bacia, pois em períodos de entre safra esses tipos de usos sofrem maior pressão dos animais, potencializando as perdas de água e solo. No tocante a fumicultura, conclui-se que o Sistema de Plantio Convencional, onde faz-se a remobilização do solo para eliminar as ervas daninhas produz maior perda de água e solo (média 22% e 59,1 t/ha respectivamente), já o Sistema de Plantio Direto Com Camalhão produziu uma perda média de água e solo em torno de 10,6% e 4,63 t/ha respectivamente. O Sistema de Plantio Direto Sem Camalhão apresentou menor valor de perda de água e solo em relação aos demais manejos (6,0% e 1,61 t/ha), no entanto, esta forma de cultivo implica em uma menor rentabilidade, devido a falta do camalhão. Já as estradas apresentaram os maiores valores de perda de solo, mas ressalta-se que não foi possível individualizar as perdas de água e solo das estradas, devido ao contato dos sedimentos oriundos dos diversos usos que margeiam as estradas. / Abstract: This research aimed to evaluate the dynamics of land use and its influence on sediment production in the Arroyo Boa Vista basin. This is a micro-hydrographic basin located in South Central Region of Paraná State, on the westernmost edge of the Second Paraná Plateau. The sediment production was measured in the several types of land use as Faxinal, Araucaria Forest, Secondary Forest, Eucalyptus eforestation, Mate Herb, Pasture, and Agriculture. The relative contributions of sediment at points of connection between road and river channel were estimated. The compression, exposure and stability of soil aggregates were also evaluated in the different types of use. These procedures guided the research over the years 2008 and 2009. Monitoring in the tobacco growing areas was made from September 2007 to March 2010 (30 months), this distinction in monitoring period in comparison with other types of use was justified, for tobacco cultivation having its beginning in September and its end in March. In this sense, three crops were monitored, the fact that in this period the management of tobacco cultivation was modified is also in evidence, with a rotation between Conventional Planting System (CPS), No-Ridge Straight Planting System (NRSPS) and With-Rigde Straight Planting System (WRSPS). Dynamic measuring techniques were used (Gerlach gutter pipes) and voluméricas measuring techniques (erosion pins and volumetric rings). With the data in hands, it was possible to identify the source areas of sediments, with losses in the following order: Faxinal with water loss of 1.9% and soil loss of 0.144 (t / ha), Araucaria Forest, water loss of 1,4% nd soil loss of 0.152 (t / ha), Secondary Forest, with water loss of 1.8% and soil loss around 0.163 (t / ha), Mate Herb, with water loss of 1.9% and soil loss of 0.336 (t / ha), Pasture with water loss of 4.2% and soil loss around 1.05 (t / ha), Eucalyptus Reforestation, with water loss of 3.4% and soil loss of 1.27 (t / ha). It is in evidence that these areas, except the one of mate herb, were used as breeding sites in an extensive way, and how the animals (equines) are used in the daily tasks of farming tobacco, these end up influencing in the water and soil losses. We came, therefore, to the conclusion that the soil losses in these areas are influenced by the agricultural calendar of the basin, because in periods between harvest these types of uses suffer of greater pressure from the animals, increasing water and soil losses. Regarding to the tobacco industry, it is concluded that the conventional planting system, where the remobilization of soil is done to eliminate weeds produces greater loss of water and soil (in average 22% and 59.1 t / ha respectively), but he With-Rigde Straight Planting System produced an average loss of water and soil around 10.6% and 4.63 t / ha respectively. The No-Ridge Straight Planting System showed a lower water and soil loss rate in relation to the other dealings (6.0% and 1.61 t / ha), however, this form of cultivation implies a lower profitability due to lack of the ridge. The roads showed the highest rates of soil loss, but it is emphasized that it was not possible to individualize water and soil losses in the roads, due to the contact of the sediments from the several uses that border the roads.

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