Este trabalho busca estimar a eficiência da economia de água potável no Campus Santa Mônica, Universidade Federal de Uberlândia, utilizando reservatórios de água pluvial para a substituição de água tratada por água de chuva para fins não potáveis. Por meio de informações obtidas junto a Prefeitura Universitária foi possível estimar a demanda diária de água de abastecimento para os Blocos desse Campus, em especial para aqueles com predominância de salas de aulas. A fim de verificar a capacidade de obtenção de água de chuva nas áreas impermeáveis buscou-se no site Hidroweb da Agência Nacional de Águas (ANA) os dados de precipitação diários no período de 1980 a 2015. Com as informações de oferta e demanda de água das principais edificações da área de estudo, construiu-se em Planilhas Eletrônicas, o balanço hídrico diário e a estimativa da eficiência de reservatórios na faixa de volume de 10 a 80m . O período médio de retorno do capital investido variou de 4,1 a 41,3 anos em função das características de cada bloco, tais como: área do telhado, volume do reservatório e demanda. Verificou-se que a escolha do reservatório com base apenas na porcentagem da demanda atendida é ineficaz, o bloco 3Q, por exemplo, apresentou para a demanda 10L/discente.dia uma porcentagem de demanda atendida 32% e 65% superior respectivamente as demandas de 15 e 20L/discente.dia, porém a economia média anual de água potável para a demanda de 20L/discente.dia foi, em média, 9% e 24% maior que as economias médias das demandas de 15 e 10L/discente.dia respectivamente. Além disso, através de uma regressão linear múltipla foram propostas fórmulas para o cálculo da economia anual nos campi da UFU em função do tipo de telhado da cobertura, da população do bloco, do volume do reservatório de armazenamento instalado, da demanda diária por água e da área total da cobertura. Para todos os campi da UFU o coeficiente de correlação R foi superior a 0,83. / This work seeks to estimate the efficiency of the drinking water economy in the Santa Mônica Campus, Federal University of Uberlândia, using rainwater reservoirs to replace rainwater treated water for non potable purposes. By means of information obtained from the University City Hall, it was possible to estimate the daily supply water demand for the Blocks of this Campus Especially those with a predominance of classrooms . In order to verify the capacity to obtain rainwater in the impermeable areas, the daily rainfall data from 1980 to 2015 was searched on the National Water Agency's website (Hidroweb). With the information on water supply and demand Of the main buildings in the study area, it was built on Electronic Sheets, the daily water balance and the estimation of the efficiency of reservoirs in the volume range of 10 to 80m3. The average return period of invested capital ranged from 4.1 to 22.8 years, depending on the characteristics of each block, such as roof area, reservoir volume and demand. It was verified that the choice of the reservoir based only on the percentage of the demand served is ineffective, for example, block 3Q presented a demand percentage of 32% and 65%, respectively, higher than demand Of 15 and 20L / student.day, but the average annual saving of drinking water for the demand of 20L / student.day was on average 9% and 24% higher than the average savings of 15 and 10L / student demands. Day respectively. In addition, through a multiple linear regression, formulas were proposed for the calculation of the annual savings in UFU campuses according to the type of coverage roof, the population of the block, the volume of installed storage tank, daily demand for water and Of the total coverage area. For all UFU campuses the correlation coefficient R was higher than 0.83. / Dissertação (Mestrado)

ARAÚJO, Efraim Martins Araújo. Investigação do processo de geração de escoamento usando análise estatística multivariada em uma grande bacia semiárida: o caso do Orós. 2013. 87 f. : Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências Agrárias, Departamento de Engenharia Agrícola, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola, Fortaleza-CE, 2013. / Submitted by demia Maia (demiamlm@gmail.com) on 2016-06-21T14:21:54Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_emaraújo.pdf: 4677512 bytes, checksum: 0cfa6438717309669ae527e79c45d862 (MD5) / Approved for entry into archive by demia Maia (demiamlm@gmail.com) on 2016-06-21T14:23:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_emaraújo.pdf: 4677512 bytes, checksum: 0cfa6438717309669ae527e79c45d862 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-21T14:23:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_emaraújo.pdf: 4677512 bytes, checksum: 0cfa6438717309669ae527e79c45d862 (MD5) Previous issue date: 2013 / Este trabalho tem como objetivo estudar o comportamento hidrológico na bacia hidrográfica do Orós, localizada no Semiárido brasileiro, com uma área de 24 636 km², o que representa 16,5% da área do território cearense. Para avaliar a variação das respostas hidrológicas das 17 sub-bacias que constituem a bacia do Orós, em função de suas características físicas (solo, declividade, vegetação e geologia), utilizou a análise estatística multivariada. A análise estatística multivariada pela técnica agrupamento hierárquica indicou a existência de quatro diferentes grupos de bacias hidrográficas com características homogêneas no que diz respeito à precipitação média e correspondente resposta hidrológica, o que possibilitou uma regionalização de aspectos relacionados com a geração de escoamento. A análise de fatores, por sua vez, possibilitou a identificação dos pesos (grau de importância) das classes de solo, declividade, vegetação e geologia na geração escoamento. Os resultados mostram que o solo do tipo Vertissolo, com área inferior a 1,3% da bacia, responde por 23,95% do escoamento gerado. No caso de declividade, constata-se que os maiores pesos foram encontrados nas regiões mais íngremes, com 52,21% do total para declividades superiores a 20%. Os resultados da análise estatística para as componentes de solo e de declividade corroboraram com o que se observou no estudo hidrológico, em que áreas com declives mais acentuados e solos menos permeáveis geram mais escoamentos, comprovando a eficácia desta ferramenta. Por outro lado, a análise da componente de vegetação não apresentou resultados satisfatórios, dado que não há uma boa discretização da cobertura vegetal na bacia do Orós. Alguns tipos de vegetação ocupam extensas áreas com duas ou mais sub-bacias de diferentes respostas hidrológicas, o que dificulta uma análise estatística apropriada desta componente. Dentre as classes geológicas a metamórfica foi a que apresentou maior carga fatorial, respondendo 25,99% na geração do escoamento superficial. Considerando-se as respostas da análise estatística, que indicam as componentes de solo e declividade como principais responsáveis pelo escoamento, as Unidades de Solo e Declividade (USD), resultante da superposição de mapas utilizando-se ferramentas de SIG, foram conjuntamente analisadas com a estatística multivariada. Os resultados mostraram que a componente de solo tem maior importância que a de declividade nos processos de geração de escoamento na bacia do Orós

Made available in DSpace on 2015-03-26T12:31:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1048332 bytes, checksum: d2cc8bcdce04c4c44c28d4f3c1b64a84 (MD5) Previous issue date: 2009-09-22 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The main form of agricultural land degradation is the soil water erosion which is caused by the action of rain and runoff, being affected by a large number of natural and antropic agents. Moreover, much of the water that flows over the soil surface represents a reduction in the volume of water that reaches the water table. The models are important tools for analysis, since they allow a better understanding of hydrological processes and the assesment of management practices and land use. The aim of this work was to develop and calibrate a hydrologic model to support the impact assessment of the use and management of soil on water availability and soil losses. In 2001, Pruski et al. proposed a hydrologic model to estimate the components of water balance in agricultural areas. The intensity of precipitation is obtained by a function derived from the i-d-f equation, resulting in a profile where the peak rainfall intensity occur in the beginning of precipitation and decreases until the end. The infiltration rate is based on the Green-Ampt-Mein-Larson (GAML) equation. A major limitation of the method is related to the precipitation intensity profile, because it is always associated with a recurrence period and does not properly represent the majority of natural rainfall. With regard to infiltration, the GAML equation is applied without adjustment of the input parameters, which can lead to errors in the infiltration estimate. To make easier the application of the hydrological model was developed a software (Simulação Hidrológica-SH2), whose main limitation is the difficulty of making continuous simulation. In this study we implemented some adjustments to the hydrological model: a) replacement of i-d-f equation by a double exponential equation to represent the precipitation profile; b) the parametrization of the GAML equation to estimate the infiltration rate; c) inclusion of the continuity equation for the simulation of the soil water erosion. The software was integrated with a weather generator (ClimaBR) to allow for daily simulation of hydrological processes, and a module for calculating the soil loss was added. For the evaluation of the model were used monthly and annual rainfall, runoff and soil loss data, obtained from four experimental plots located on the campus of the University of Santa Catarina State - UDESC, in the period from 2003 to 2008. The treatments were the soil without vegetation (SC), conventional tillage (PC), minimum tillage (CM) and no tillage (SD). The simulation was performed with two precipitation synthetic series, one set on a monthly basis (SABM) and another set on a daily basis (SABD). The combination of parameters which resulted in the best fit of the GAML equation was: the replacement of hydraulic conductivity (K0) by the constant infiltration rate (Tie); and the estimated matric potential at the wetting front as a function of hydraulic conductivity in the saturated zone ( Ψf(Kw)). The regression coefficients between the total monthly runoff observed and estimated showed the model has a tendency to underestimate the runoff during the months when major events occur, and to overestimate during the months when minor events were observed. With SABD the coefficients of regression equations were better than the SABM. The model underestimated the average annual runoff for SC, PC and CM, but overestimated for SD. However, were not found statistically significant differences between the observed average annual runoff and average annual runoff estimated by the model. The values of r2 were low. There was no statistically significant difference between the average soil loss rate observed and estimated by the model for the soil without vegetation (SC), but was significant for the other soil tillage. / A principal forma de degradação das terras agrícolas é a erosão hídrica do solo, que é causada pela ação da chuva e do escoamento superficial, sendo afetada por um grande número de agentes naturais e antrópicos. Além disso, grande parte da água que escoa sobre a superfície do solo representa uma redução do volume de água que atinge o lençol freático. Os modelos são ferramentas de análise importantes, uma vez que permitem uma melhor compreensão dos processos hidrológicos, a análise do desempenho de práticas de manejo e uso do solo. Assim sendo, o objetivo deste trabalho foi desenvolver e calibrar um modelo hidrológico de suporte à avaliação do impacto do uso e manejo do solo na disponibilidade de água e nas perdas de solo. Em 2001, Pruski et al. propuseram um modelo hidrológico que permite estimar os componentes do balanço hídrico em áreas agrícolas. A intensidade de precipitação é obtida por uma função derivada da equação de chuvas intensas, resultando em um perfil de precipitação onde a intensidade máxima ocorre no início da chuva e decresce até o final. A taxa de infiltração se baseia no modelo de Green-Ampt modificado por Mein-Larson (GAML). Uma das principais limitações do método está relacionada ao perfil de precipitação, pois o mesmo está sempre associado a um período de retorno e não representa adequadamente a maioria das chuvas naturais. No que diz respeito à infiltração, a equação GAML é aplicada sem ajuste dos parâmetros de entrada, o que pode levar a erros consideráveis na estimativa da infiltração. Para facilitar a aplicação do modelo hidrológico foi desenvolvido um software (Simulação Hidrológica-SH2), cuja principal limitação é a dificuldade de fazer simulação contínua. Neste trabalho foram implementadas algumas adequações ao modelo hidrológico: a) substituição da equação de chuvas intensas por uma equação dupla exponencial para representar o perfil de precipitação; b) ajuste dos parâmetros da equação GAML para estimar a taxa de infiltração; c) inclusão da equação da continuidade para a simulação da erosão hídrica. No software foi implementada a integração com um gerador de séries climáticas (ClimaBR) para permitir a simulação diária dos processos hidrológicos, e a inclusão de um módulo para o cálculo da perda de solo. Para a avaliação do modelo foram utilizados dados mensais e anuais de precipitação, escoamento superficial e perda de solo, obtidos de quatro parcelas experimentais localizadas no campus da Universidade do Estado de Santa Catarina UDESC, em Lages (SC), no período de 2003 a 2008. Os tratamentos foram o solo sem cobertura (SC), preparo convencional (PC), cultivo mínimo (CM) e semeadura direta (SD). A simulação foi realizada com duas séries sintéticas de precipitação, uma ajustada em base mensal (SABM) e a outra ajustada em base diária (SABD). A melhor combinação de ajuste da equação GAML foi: a substituição da condutividade hidráulica (K0) pela taxa de infiltração estável (Tie), e a estimativa do potencial matricial na frente de umedecimento em função da condutividade hidráulica na zona de saturação ( Ψf(Kw)). Os coeficientes de regressão entre os valores mensais observados e o estimados mostraram que o modelo apresenta a tendência de subestimar o escoamento superficial nos meses em que ocorrem os maiores eventos, e de superestimar nos meses em que ocorrem os menores eventos observados. Com a SABD os coeficientes das equações de regressão foram melhores do que com a SABM. O modelo subestimou o escoamento médio anual para o SC, PC e CM, mas superestimou para a SD. No entanto, não houve diferença estatística significativa entre o escoamento médio anual observado e o escoamento médio anual estimado pelo modelo. Os valores de r2 para a regressão entre a perda de solo mensal observada e as perdas de solo mensais estimadas pelo modelo foram baixos. Não houve diferença estatística significativa entre a perda de solo média anual observada e a estimada pelo modelo para o solo sem cobertura (SC), mas foi significativa para os demais preparos de solo.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Hydrossedimentological monitoring and modeling have been used as important tools to evaluate and simulate the hydrosedimentological processes in rural watersheds, in order to effectively propose conservation practices in environmentally sensitive locations. The objective of this research was to evaluate the performance of a physically based hydrological model (LISEM - Limburg Soil Erosion Model) in quantifying runoff and erosion in a rural catchment with high spatial variability (horizontally and vertically) physical and hydrological characteristics of the soil. The catchment has an area of 1.19 km2 and is situated in the northeastern region of the Rio Grande do Sul state, Brazil. Soils are characterized by reduction of water flow in the vertical soil profile either by the small thickness (Entisols and Inceptisols) or textural gradient between horizons (Ultisols) - and are associated with variations of relief, which is composed of soft hills in the top section and mountainous in the bottom section of the catchment. The predominant land use is tobacco farming (Nicotiana tabacum L.), where the surface layer of the soil is tilled to form ridges. In the first stage of the study, five slopes of the basin used for tobacco cultivation were sampled to characterize the physical and hydraulic properties at different points in the relief (top, middle slope and lowland) and four soil layers (0.00 to 0.04, from 0.20 to 0.24, from 0.40 to 0.44 and from 0.60 to 0,64 m). Field trials were also conducted to determine the infiltration rate on the slopes, and equations were also established to estimate the saturated hydraulic conductivity in each layer of soil sampled. In the second step, the LISEM model was calibrated to represent the hydrograph and sedimentograph of 20 rainfall events monitored in the river mouth from 2009 to 2012. The results of the first stage show that there is horizontal and vertical variability of physical and hydraulic properties on the slopes, being that the hillsides have a higher saturated hydraulic conductivity due to its coarser texture. Both the hydraulic conductivity and the infiltration rate were effective in identifying the horizontal variability of water flow on the slopes. The hydraulic conductivity can be estimated with good accuracy when variables from subsoil layers, for example, the total sand content, are used. The results of the second stage of the study revealed that the LISEM had a good performance in modeling the hydrograph. However, it was not possible to represent the sedimentograph, and there was an overestimate in sediment production. The model s equations related to erosion do not represent the dynamics that occur in this catchment. / O monitoramento e a modelagem hidrossedimentológica têm sido utilizados como ferramentas importantes para avaliar e simular os processos hidrossedimentológicos em bacias hidrográficas rurais, com o intuito de propor, de forma eficaz, práticas conservacionistas em locais ambientalmente frágeis. O objetivo desta pesquisa foi avaliar o desempenho de um modelo hidrológico de base física (LISEM Limburg Soil Erosion Model) em quantificar o escoamento superficial e o processo erosivo em uma bacia hidrográfica rural com grande variabilidade espacial (no sentido horizontal e vertical) das características físico-hídricas de solo. A bacia hidrográfica possui 1,19 km2 e está situada na região nordeste do estado do Rio Grande do Sul, Brasil. Os solos são caracterizados pela redução do fluxo de água na direção vertical do perfil de solo seja pela pequena espessura (Neossolos e Cambissolos) ou pelo gradiente textural entre horizontes (Argissolos) e estão associados às variações do relevo, que é ondulado na fração superior e montanhoso na fração inferior da bacia. O uso do solo predominante é o cultivo do tabaco (Nicotiana tabacum L.), em que a camada superficial do solo é revolvida para a construção de camalhões. Na primeira etapa do estudo, cinco encostas da bacia utilizadas para o cultivo do tabaco foram amostradas para caracterização das propriedades físico-hídricas em diferentes pontos do relevo (topo, meia encosta e várzea) e em quatro camadas de solo (0,00 a 0,04, 0,20 a 0,24, 0,40 a 0,44 e 0,60 a 0,64 m). Também foram realizados ensaios de campo para determinação da taxa de infiltração básica nas encostas e, ainda, foram construídas equações para estimativa da condutividade hidráulica saturada em cada camada de solo amostrada. Na segunda etapa, o modelo LISEM foi calibrado para representar o hidrograma e o sedimentograma de 20 eventos monitorados no exutório da bacia entre no período de 2009 a 2012. Os resultados da primeira etapa comprovam que há variabilidade horizontal e vertical das propriedades físico-hídricas nas encostas, sendo que a meia encosta apresenta maior condutividade hidráulica saturada devido à textura mais grosseira neste local. Tanto a condutividade hidráulica quanto a taxa de infiltração básica foram eficazes em identificar a variabilidade horizontal do fluxo de água nas encostas. A condutividade hidráulica saturada pode ser estimada com boa precisão quando são usadas variáveis das camadas subsuperficiais do solo como, por exemplo, o teor de areia total. Os resultados da segunda etapa do estudo revelaram que o LISEM apresentou bom desempenho na modelagem do hidrograma. No entanto, não foi possível a representação do sedimentograma, sendo que houve superestimativa da produção de sedimentos. As equações do modelo relacionadas com o processo erosivo não representam a dinâmica que ocorre nesta bacia hidrográfica.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:28:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseJELB.pdf: 1718672 bytes, checksum: 2d711e25884ea18ec2a00592f22b4906 (MD5) Previous issue date: 2002-03-01 / Financiadora de Estudos e Projetos / In the semi-arid North-east region of Brazil occurs the second highest density of dams in the world (or açudes , as they are locally known) which supply water to ca. 40 millions inhabitants, mainly during the dry period, a catastrophic and frequent event in that Brazilian region. The limnological functioning of such water system in the Taperoá II dam (07o11 44 S and 07o13 44 S, 36o52 03 W and 36o50 09 W) was investigated through sampling carried out between September/1998 and September/2000. Sampling was performed at four collecting stations: three of them at the pond margins and one in its pelagic zone, where four depths were selected: surface, 50% and 1% light penetration, and at 4.0m depth. Climatological characteristics of the region (air temperature, evaporation, winds, and rainfall) were analysed, as well as the physical and chemical properties of the water (temperature, dissolved oxygen, pH, electric conductivity, alkalinity, turbidity, transparency, total dissolved inorganic carbon, ammonia, nitrite, nitrate, total phosphorus, orthophosphate, and silicate). Climatic variations due to El Niño event (1997-1998) caused, between September/98 and January/99, a drastic reduction of the available stock of water in the pond, which determined a strong concentration of dissolved salts, an alkaline pH, high electric conductivity and high inorganic nutrient contents. The diluter effect of the increased rainfall in February and March/1999 exerted a reduction of oxygen, conductivity, and dissolved nutrients and caused water acidity. The recovery of the pond hydrometric volume and its stability, maintained the limnological variables almost unchanged up to the next rainy period. A relative thermal stratification occurred between February and April/2000 simultaneously to a chemical stratification. The Principal Components analysis allowed to distinguish the system based on the highest limnological variables here studied and the water volume fluctuation, showing that the interaction of extreme dry season and rainfall in a short period, are the strongest determinants of the high interannual variability of the sampled variables and of the reduced spatial oscillations of the horizontal and vertical axes of the dam. / A região semi-árida do Nordeste do Brasil conta com a segunda maior densidade de açudes do mundo, responsável pelo abastecimento de 40 milhões de pessoas, principalmente, nos períodos de seca, evento climático freqüente e conseqüentemente catastrófico nesta parte do Brasil. Com o objetivo de analisar o funcionamento limnológico destes sistemas aquáticos foram realizadas no açude Taperoá II (07°11 44 S e 07°13 44 S, 36°52 03 W e 36°50 09 W), amostragens mensais durante o período de setembro de 1998 e setembro de 2000. Estas foram realizadas em quatro estações de coletas: três localizadas na região marginal e uma na região pelágica do açude, sendo nesta em quatro profundidades (superfície, 50%, 1% de penetração de luz e a 4,0 m de profundidade). Foram analisadas as características climatológicas da região (temperatura do ar, evaporação, ventos, precipitação pluviométrica) e aspectos físicos e químicos da água (temperatura, oxigênio dissolvido, pH, condutividade elétrica, alcalinidade, turbidez, transparência da água, carbono inorgânico dissolvido total, amônia, nitrito, nitrato, fósforo total, ortofosfato e sílica). As alterações climáticas decorrentes do fenômeno El Niño 1997-1998 provocaram entre setembro/98 e janeiro/99 redução drástica do volume útil de armazenamento do açude, acarretando forte concentração de sais dissolvido, pH alcalino, elevada condutividade elétrica e altos teores de nutrientes inorgânicos. O efeito diluidor das chuvas concentradas nos meses de fevereiro e março de 1999, provocou redução do oxigênio, acidez do meio, redução acentuada nos valores de condutividade e nutrientes dissolvidos. A recuperação do volume hidrométrico do açude e sua estabilidade manteve as variáveis limnológicas pouco alterados até o período chuvoso seguinte. A relativa estratificação térmica ocorrida entre os meses de fevereiro e abril de 2000 foi acompanhada por estratificação química. A análise de Componentes Principais discriminou o sistema com base nos maiores valores registrados para as variáveis limnológicas estuda e a flutuação do volume do açude, indicando que a interação seca extrema e chuvas concentradas em curto período, são os maiores determinantes da alta variabilidade interanual das variáveis amostradas e as reduzidas oscilações espaciais dos eixos horizontal e vertical do açude.

Submitted by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-02-13T13:07:22Z No. of bitstreams: 1 ABREU_Marcio_2015.pdf: 23193852 bytes, checksum: 4984b40be8f940d0e0e1efe210b0f4ae (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-02-13T13:07:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ABREU_Marcio_2015.pdf: 23193852 bytes, checksum: 4984b40be8f940d0e0e1efe210b0f4ae (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-02-13T13:07:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ABREU_Marcio_2015.pdf: 23193852 bytes, checksum: 4984b40be8f940d0e0e1efe210b0f4ae (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-13T13:07:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ABREU_Marcio_2015.pdf: 23193852 bytes, checksum: 4984b40be8f940d0e0e1efe210b0f4ae (MD5) Previous issue date: 2015-11-03 / Não recebi financiamento / This study aimed to contribute to the understanding of the dynamics of water resources in the watershed of Sorocaba river and establish relationships between availability and water demand. Initially it was proposed a quantitative model of how to distribute the water in the different stages of the water cycle, from the moment of the rains, to flow to your river mouth, considering the intermediate steps between these two events, including human interventions represented by withdrawals of water from springs. For it was carried out the survey and analysis of hydrological data available and estimated those without measurements through the water balance. Set up for the series evaluated the climatological normal temperatures and rainfall and the average flow rate in river mouth, ie the watercourse that is base level of the watershed. The following parameters were estimated: potential and real evapotranspiration, surplus and water deficit. The average rainfall in the basin for the period 2006-2012 was 1,337 mm.year-1 , the average annual temperature 21.2°C, the ETP and ETR 1,011 mm.year-1 and 999 mm.year-1 , respectively, the water surplus 338 mm.year-1 , the average flow in river mouth 360 mm.year-1 and the flow derived and actually consumed by the users of 16 mm.year-1 . The water availability was adopted as the flow with 95% permanence (Q95%), estimated at 24.1 m3 .s-1 and the demands were obtained based on data from granting processes and by other methodologies, enabling a comparison between the results. Demands for major consumptive uses identified in the watershed were calculated with the following results: human supply 6.20 m 3 .s-1 ; industrial 1.83 m 3 .s-1 ; irrigation 3.59 m 3 .s-1 ; and animal consumption 0.24 m 3 .s-1 . The relationship between availability versus demand was considered and the results allowed indicate that the current situation of water resources across its use is very critical. / Este trabalho teve como objetivo contribuir para o entendimento da dinâmica dos recursos hídricos na bacia do rio Sorocaba e estabelecer relações entre a disponibilidade e as demandas. Inicialmente foi proposto um modelo quantitativo de como se distribui a água nas diferentes fases do ciclo hidrológico, desde o momento das chuvas, até a vazão no seu exutório, considerando-se as etapas intermediárias entre esses dois eventos (entrada e saída), incluindo as intervenções antrópicas representadas pelas retiradas de água dos mananciais. Para isso foi realizado o levantamento e a análise dos dados hidrometeorológicos disponíveis e estimados aqueles sem aferições, por meio do balanço hídrico. Definiu-se para a série histórica avaliada as normais climatológicas de temperatura e chuvas e a vazão média no exutório da bacia, ou seja, do curso d’água que representa o seu nível de base. Foram estimados os seguintes parâmetros: evapotranspiração potencial e real, o excedente e a deficiência hídrica. A chuva média na bacia para o período de 2006 a 2012 foi de 1.337 mm.ano-1 , a temperatura média anual 21,2 °C, a ETP e a ETR 1.011 mm.ano-1 e 999 mm.ano-1 , respectivamente, o excedente hídrico 338 mm.ano-1 , a vazão média no exutório 360 mm.ano-1 e a vazão derivada e efetivamente consumida pelos usuários de 16 mm.ano-1 . A disponibilidade hídrica foi adotada como a vazão com permanência de 95% (Q95%), calculada em 24,1 m 3 .s-1 e as demandas foram obtidas com base nos dados dos processos de outorga e por outras metodologias, permitindo uma comparação entre os resultados. Foram calculadas as demandas para os principais usos consuntivos identificados na bacia, com os seguintes resultados: abastecimento humano 6,20 m 3 .s-1 ; industrial 1,83 m 3 .s-1 ; irrigação 3,59 m 3 .s-1 ; e dessedentação animal 0,24 m 3 .s-1 . A relação entre disponibilidade versus demandas foi considerada e o resultado permitiu indicar que a atual situação dos recursos hídricos frente à sua utilização é muito crítica.

A cadeia trófica do Pantanal foi investigada durante um ciclo hidrológico completo (1998-99) por meio da utilização do método de isótopos estáveis múltiplos (d13C e d15N), com o objetivo de identificar as fontes primárias de carbono que regem o fluxo de energia do sistema. Os produtores e consumidores primários foram amostrados em um lago marginal (baía do Castelo), representativo da planície de inundação do rio Paraguai, sendo: algas (sestônicas e epifíticas), plantas vasculares (emergentes, submersas e terrestres), invertebrados (epifíticos, planctônicos e bentônicos) e peixes detritívoros adultos. A maioria das plantas vasculares pertenceu ao grupo fisiológico de plantas C3 (d13Cmédio= -29,5‰), com espécies C4 (d13Cmédio= -12,3‰) em menor abundância. Algas e detritos presentes nas amostras de epifíton e seston foram separados para análise isotópica por gradiente de densidade por centrifugação em solução de sílica coloidal. Os valores da razão C:Clor <100 de cada fração (leve e pesada) e de cada compartimento (epifítico e sestônico), indicaram as amostras relativamente puras em algas (MOPa = alga), cuja composição isotópica variou entre -34,5 e -26,9‰ (média ± dp = -29,3 ± 1,7‰) para d13C e entre -2,1 e 6,0‰ (média= 2,1 ± 2,0‰) para d15N. Não houve diferença significativa entre os valores de d13C de alga e plantas C3. O sinal de d13C de alga apresentou-se mais enriquecido (D13C= apenas -8,3‰) do que o de outras áreas de inundação tropicais da América do Sul, o que poderia ser resultado de uma limitação da disponibilidade do CO2 ou assimilação de ambas as fontes de CID (CO2 e/ou HCO3-). Valores baixos e negativos de d15N indicaram fixação de N2 por Cyanobacteria e os valores mais altos se devem, provavelmente, a fontes mais enriquecidas, como NH4+. Um claro padrão sazonal, relacionado ao ciclo hidrológico e às variações na disponibilidade de fontes inorgânicas, foi observado para alga (para ambos os isótopos), mostrando valores mais empobrecidos durante o período de enchente-cheia e o oposto na fase de vazante-seca, e que se refletiu na variação dos sinais de zooplâncton e de outros consumidores primários e secundários. Surpreendentemente, os valores de d13C dos consumidores primários foram muito mais empobrecidos do que os valores de alga, variando de -43 a -20‰ para d13C e de -2 a 12‰ para d15N. Estes resultados somente poderiam ser possíveis se uma fonte de carbono mais negativa, possivelmente bactérias metanotróficas, estivessem envolvidas, o que é reforçado pelos valores observados para os chironomídeos bentônicos (d13C= de -62 a -49‰; d15N= -5,3 a -0,8‰). Assim, o balanço de evidências sugere uma combinação de ambas as fontes autotróficas (foto e quimioautotróficas) sustentando as cadeias alimentares do Pantanal do rio Paraguai, com o ramo metanotrófico da alça microbiana sendo provavelmente um elo de ligação alternativo entre CH4 e o ciclo do carbono orgânico, diretamente para os níveis metazoários superiores. / The food web of the Pantanal wetland in Brazil was investigated during a complete hydrologic cycle (1998-99) using a multiple stable isotope approach (d13C and d15N) with the goal of identifying the primary carbon sources, which drive the system energy flux. The sampling was done in a representative marginal lake (Baía do Castelo) of Paraguay River floodplain and the sampled primary producers and consumers were algae (sestonic and epiphytic), vascular plants (emergent, submersed and terrestrial), invertebrates (epiphytic, planktonic and benthic), and mature detritivorous fish. The majority of vascular plants belonged to the physiological group of C3 plants (d13Cmean= -29.5‰), besides C4 species (d13Cmean= -12.3‰) with lower abundance. Algae and detritus from epiphyton and seston samples were separated for isotopic analysis by density gradient centrifugation in a colloidal silica solution. C:Chlor <100 ratio values (from both epiphytic and sestonic samples, light and heavy fractions), indicated relatively pure algae (POMa = algae) with signatures of -34.5 to -26.9‰ (mean ± SD = -29.3 ± 1.7‰) for d13C and -2.1 to 6.0‰ (mean= 2.1 ± 2.0‰) for d15N. There was no significant difference between d13C from algae and C3 plants. The d13C of algae was more enriched (D13C= only -8.3‰) than other tropical South American floodplains and could be a result from limiting of CO2 availability or uptaking both DIC sources (CO2 and/or HCO3-). Low and negative values of d15N denoted N2-fixing by Cyanobacteria and higher values were probably related to more enriched DIN sources, as NH4+. Clear seasonal pattern, related to the hydrologic cycle and variations of inorganic sources availability, was observed for algae (for both isotopes), showing more depleted values during rising-flood period and the opposite in the falling-dry, that reflected in the mixing zooplankton signals as well in the other primary and secondary consumers. Surprisingly the d13C values of the primary consumers were much more depleted than the values of the algae, ranging from -43 to -20‰ for d13C and from -2 to 12‰ for d15N. These results would only be possible if a more depleted source of carbon, possibly methanotrophic bacteria, were also involved, which is strengthened by the values of benthic chironomidae (d13C range= -62.4 to -49.4‰; d15N= -5.3 to -0.8‰). Thus the balance of evidence suggests a combination of both autotrophic sources (photo and chemoautotrophic) in sustaining the food webs of Pantanal wetland (mainly Pantanal of Paraguay river), with the methanotrophic branch of microbial loop being probably an alternative link between CH4 and organic carbon cycle directly through metazoan levels.

Este trabalho visa analisar a redução da poluição hídrica a partir do monitoramento de medidas não convencionais de reservação d\'água aplicadas em lotes urbanos a partir da eficiência individual e global integrada no lote. Prioriza também monitorar a quantidade e a qualidade da poluição e do despejo das águas pluviais a partir do seu escoamento. A inclusão dessas medidas em lotes residenciais e/ou comerciais oferece oportunidades de melhorias no controle das cheias, além de favorecer a recarga do aqüífero e diminuir o impacto no ciclo hidrológico em sua própria fonte geradora. Dentre os dispositivos ou medidas instaladas destacam-se: trincheira de infiltração e poço profundo, telhado verde com reservação, reservatório de retenção do escoamento superficial proveniente das águas pluviais e tratamento de águas residuárias com biodigestor visando o reúso do efluente para fins não potáveis. As estruturas de aproveitamento e de reúso favorecem a retenção e a detenção da água no lote e contribuem para diminuir o fluxo em direção aos dispositivos da micro e macrodrenagem. Para cada uma das aplicações adotou-se monitoramento com equipamentos de precisão, como: linígrafos digitais, estação meteorológica, análise de qualidade da água. Os dados gerados contribuem para conferir indicadores, além de preencher uma lacuna deixada pela sugestão de implantação de dispositivos na fonte para adequação e otimização do sistema de drenagem e controle alternativo. Os resultados obtidos pelo monitoramento indicam que a adoção de tais práticas permite uma eficiência integrada na retenção do escoamento de até 80% quando comparada com uma residência sem controle do uso da água. Este cenário, ocupado tendencial ou convencionalmente, resultou lâminas de escoamento de até 90% da precipitação total. Durante um ano em operação, com análise de aproximadamente 120 eventos naturais, não induzidos, em seis meses de dados avaliados, os eventos resultaram em eficiência no desempenho das medidas instaladas. Portanto, o efeito combinado das medidas potencializa a retenção do escoamento e otimiza a capacidade de reservação d\'água em áreas particulares. Recomenda-se, entre outras atividades, o desenvolvimento de um sistema de gestão integrada e descentralizada de águas urbanas, com enfoque em drenagem seletiva a partir do aproveitamento de águas pluviais. / This paper aims to analyze the reduction of hydropollution through monitoring non conventional reservation of water applied in urban lots starting from individual and global efficiency integrated to the lot. It also prioritizes the monitoring of both quality and quantity of pollution and the rain flow from its draining. The inclusion of these measurements on residential and/or commercial lots offers opportunities of improvement on controlling floods besides improving the refilling of the aquifer and on diminishing the hydrological impact on its own generation source. Among the appliances and actions taken towards the goal some can be highlighted: infiltration trenchers and deep well, reservoir with retention of superficial flow that originates from the rain and treatment of residual water for non-drinking use. The structures of reutilization of water favor the detention and retention on the lot and contribute to diminish the flow into the appliances directed to micro and macro-drainage. To each of the applications, monitoring with precision equipment such as digital limnigraphs, weather stations and analysis of quality of the water were applied. The generated data contributed to the storage of indicators and also filled in a gap left by the suggestion of setting the appliances on the source for adapting and optimizing the draining system and an alternative control. The results obtained by the monitoring indicate that their implementation on the lots allow an efficiency of up to 80% on the retention of the flow when compared to a home without water use control. This scenery filled in conventionally on a trend resulted in flowing laminas of up to 90% of the total amount of rain. During the one year of this operation, were analyzed approximately 120 natural, non-induced events and in six months of evaluated data was shown that there is efficiency presented in the installed appliances. So, the combined effect of the procedures improves the control of the flow and increases the capacity for water storage on private areas. It is recommended the development of an integrated and decentralized management system of urban waters focusing on selective draining based on the use of rain water.

O objetivo principal desta pesquisa foi desenvolver um modelo de simulação dinâmica para a valoração ecológica de serviços ecossistêmicos hídricos, baseado em princípios de Dinâmica de Sistemas com o auxílio do software STELLA. A hipótese básica adotada foi que: a valoração ecológica dos serviços ecossistêmicos deve contar com uma ferramenta integradora dos elementos envolvidos na modelagem ecológica como requisito básico para compreensão da dinâmica ecossistêmica que gera fluxos de serviços ecossistêmicos hídricos (SEH). Os SEH são os benefícios gerados a partir das complexas interações, entre os componentes do ciclo hidrológico e que tem a ver com a preservação tanto em quantidade como em qualidade da oferta de água. O modelo foi desenvolvido, através de uma análise sistêmica dos processos ecossistêmicos compreendidos dentro do ciclo hidrológico, foram determinadas as principais variáveis e suas respectivas inter-relações, de acordo com a estrutura desse ciclo. Essa estrutura foi representada no diagrama causal, que serviu de base à elaboração do diagrama de estoque e fluxo, por meio do qual se estabeleceu o modelo matemático que permitiu efetuar a simulação numérica. A escala temporal de aplicação do modelo é diária e foram efetuadas 365 simulações, o que permitiu estimar fluxos anuais de SEH. O modelo foi parametrizado na sub-bacia das Posses, Município de Extrema, Minas Gerais; aqui esta sendo implementado o primeiro projeto piloto, baseado na relação floresta-água, de pagamentos por SEH do Brasil. Foram examinados 36 cenários, com o objetivo de avaliar o impacto que têm variáveis como: textura de solo, altura da vegetação, índice de área foliar e profundidade do lençol freático na geração dos fluxos de SEH em água na superfície, infiltrada e armazenada; porém foi avaliado como estes incidem de forma quantitativa na manutenção da oferta de água disponível. O modelo desenvolvido permitiu aumentar a compreensão dos fluxos de SEH, o que representa uma ferramenta de elevado potencial de aplicação nas fases de definição de âmbito, de avaliação de alternativas e monitoramento de esquemas de pagamentos por SEH no Brasil. / The main objective of this research was to develop a dynamic simulation model to valuate ecological hydrological ecosystem services. The principles of System Dynamics were applied using the software STELLA. A basic hypothesis was adopted: ecological valuation of ecosystem services must use a tool to integer all the elements involved in ecological modeling, as a basic requirement to understand the ecosystem dynamic that generates water fluxes as hydrological ecosystems services (HES). HES are the benefits generated from complex interactions that occur within the hydrologic cycle; those interactions deals with the preservation of available water, in quantity and quality. The model was developed after a systemic analysis of the ecosystem processes involved in the hydrologic cycle; pointing out the main variables and the interrelations that constitute it. Then, the structure of those relations was represented in a causal diagram; becoming the base to built up the stocks and flows diagram. This later diagram established the mathematical model that allowed the numerical simulation. The time step of the model is one day during 365 days, estimating annual water HES. The model was parameterized at Poses sub-watershed, Extrema County, Minas Gerais. In Extrema was established the first payment for HES project in Brazil, based on the relationship between forest land and water availability. Thirty six scenarios were studied considering surface, infiltrated and stored water services fluxes; affecting the availability of water. The objective of those scenarios was to evaluate the impact that variables such as: soil texture, vegetation height, leaf area index and groundwater depth have on water flux generation. The model developed enables to increase the understanding of HES fluxes, becoming a tool with a broad spectrum of applications during the stages of assessing and scoping alternatives for payment of environmental services and to monitor HES programs in Brazil.

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