Precipitation is considered one of the most important variables in the water cycle constantly being used for the validation of numerical models of weather and climate forecasting, water balance, radiation, among others. Understanding the spatial variability of rainfall in a given region is essential, since its interannual and seasonal pattern is crucial for agriculture and for many sectors of the economy. In this context, the reliability of estimates of rainfall becomes paramount. Brazil, with its continental dimensions, has big problems concerning the distribution of weather stations, the network of stations does not cover the whole territory satisfactorily, thus, estimated errors can significantly influence the analysis of runoff, the water deficit and the energy balance. Thus, hydrologists around the world have developed alternative techniques for obtaining the precipitation values; among these techniques, satellite photos can be highlighted. This study assessed the feasibility of applying estimated rainfall data from remote sensing by TRMM satellite in hydrologic simulation in the Japaratuba river basin, it was also analyzed the direct correlation between the precipitation values obtained through the TRMM and the values measured at the stations. The results indicate that in accumulated time scales, as ten days or monthly, estimates are better accurate than in daily scale. The rainfall-runoff simulation values obtained were 0.7 for Nash-Sutcliffe coefficient and 0.84 for Pearson Correlation, both in a monthly scale. The application in hydrological modeling should be preceded by an evaluation of data quality comparing with the pluviometric stations of the study area. / A precipitação é considerada uma das variáveis mais importantes no ciclo hidrológico, sendo constantemente empregada para a validação de modelos numéricos de previsão de tempo e clima, balanço hídrico, radiação, entre outros. A compreensão da variabilidade espacial da precipitação em determinada região é essencial, uma vez que seu padrão interanual e sazonal é crucial para a agricultura e para diversos setores da economia. Neste contexto, a confiabilidade das estimativas de precipitação torna-se de suma importância. O Brasil, com sua dimensão continental, apresenta grandes problemas com a distribuição das estações meteorológicas, onde a rede de estações não abrange todo o território de forma satisfatória, desta forma, os erros de estimativa podem influenciar significativamente na análise do escoamento superficial, do déficit hídrico e do balanço de energia. Assim, os hidrólogos do mundo inteiro têm desenvolvido técnicas alternativas para a obtenção dos valores de precipitação, dentre essas técnicas pode-se destacar as imagens por satélite. Este estudo avaliou a viabilidade de aplicação de dados de precipitação estimados via sensoriamento remoto por meio do satélite TRMM em simulação hidrológica na bacia do rio Japaratuba, tambem foram analisadas a correlação direta dos valores de precipitação obtidos atraves do TRMM com os valores medidos nas estações. Os resultados indicaram que em escalas temporais acumuladas, como dez dias e mensal as estimativas são melhores que em escala diária, na simulação chuva-vazão foram obtidos valores de 0,7 de coeficiente de Nash-Sutcliffe e 0,84 para Correlação de Pearson em escala mensal. A aplicação em modelagem hidrológica deve ser precedida de uma avaliação da qualidade dos dados frente a postos pluviométricos da região de estudo.

Submitted by Geyciane Santos (geyciane_thamires@hotmail.com) on 2015-12-07T21:26:04Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Hietor Thury Barreiros Barbosa.pdf: 1175425 bytes, checksum: 8796f8dda2460d2eda8171dbac3181a4 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-01-19T19:01:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Hietor Thury Barreiros Barbosa.pdf: 1175425 bytes, checksum: 8796f8dda2460d2eda8171dbac3181a4 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-01-19T19:02:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Hietor Thury Barreiros Barbosa.pdf: 1175425 bytes, checksum: 8796f8dda2460d2eda8171dbac3181a4 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-19T19:02:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Hietor Thury Barreiros Barbosa.pdf: 1175425 bytes, checksum: 8796f8dda2460d2eda8171dbac3181a4 (MD5) Previous issue date: 2013-04-11 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Marked by a well defined alternation between the terrestrial and aquatic stages, the Amazon floodplain has a low climatic seasonality, with daily oscillations on temperature higher than annual and less pronounced variation of the photoperiod throughout the year. These environments are also characterized by the standard uni-modal and predictable flood with large seasonal variation in water level. For the fish fauna of the floodplain, the direct effects of changes in water level include severe changes in community composition and density of the population, conditioned by changes in limnological characteristics and the availability of food. Such seasonal variations in terms of feeding and reproductive responses may be expressed by the condition factor, quantitative indicator of the wellfare in front of the fish conditions of their environment. This study aimed to provide information on the seasonal variation of fish species condition factor in the Jaitêua and São Lourenço lakes that composes the Lago Grande System in the city of Manacapuru, Amazonas State. Data collect were made monthly for the period from July 2006 to July 2007. Once the condition factor were calculated, the comparisons between periods were performed by ANOVA. The comparisons between sexes and between juveniles and adults were made by t test. PCA was used to identify groups of species whose pattern of variation of the condition factor is similar. After critical data analysis, there were selected 13 species to study. The seasonal variation of the condition factor was significant for Acestrorhynchus falcirostris, Triportheus albus, Triportheus auritus, Potamorhina altamazonica, Potamorhina latior, Pygocentrus nattereri, Serrassalmus altispinis, Pellona flavipinnis and Hypophthalmus marginatus. Only Schizodon fasciatus, Serrassalmus spilopleura, Plagioscion squamosissimus and Hoplosternum littorale showed no seasonal variation in the condition factor. Despite the influence of reproductive characteristics, we can point at feeding habits as a biological trait that best explained the seasonal variation of the condition factor of fish species in the study area. Based on the local history, the hydrological cycle was considered atypical during the study period. Also, it was observed differences between cycles in the lake and in the main river. For most of the selected species, male and female seasonal variation in the condition factor showed similarities. Comparing juveniles and adults, the variation patterns of the two groups were different for the vast majority of species. / Marcada por uma alternância bem definida entre as fases terrestre e aquática, a várzea amazônica apresenta baixa sazonalidade climática, com oscilações diárias da temperatura superiores à anual e variação pouco pronunciada do fotoperíodo ao longo do ano. Esses ambientes são também caracterizados pelo padrão unimodal e previsível das enchentes com grande variação sazonal do nível da água. Para a ictiofauna da várzea, os efeitos diretos da variação do nível da água incluem severas modificações na composição das comunidades e na densidade das populações, condicionadas pelas alterações nas características limnológicas e na disponibilidade de alimentos. Tais variações sazonais, em termos de alimentação e respostas reprodutivas, podem ser expressas pelo fator de condição, indicador quantitativo do grau de bem-estar do peixe frente às condições de seu ambiente. Esse estudo visou gerar informações sobre a variação sazonal do fator de condição de espécies ictíicas nos lagos Jaitêua e São Lourenço, que compõem o Sistema do Lago Grande no município de Manacapuru, Estado do Amazonas. As coletas dos dados foram efetuadas mensalmente entre o período de Julho de 2006 e Julho de 2007. Calculado o fator de condição, as comparações entre períodos foram realizadas por métodos de ANOVA. Comparações entre sexo e entre juvenis e adultos foram feitas por teste t. Utilizou-se de PCA para identificar grupos de espécies com semelhanças na variação sazonal do fator de condição. Após análise crítica dos dados, foram selecionadas 13 espécies para estudo. A variação sazonal do fator de condição foi significante para Acestrorhynchus falcirostris, Triportheus albus, Triportheus auritus, Potamorhina altamazonica, Potamorhina latior, Pygocentrus nattereri, Serrassalmus altispinis, Pellona flavipinnis e Hypophthalmus marginatus. Apenas Schizodon fasciatus, Serrassalmus spilopleura, Plagioscion squamosissimus e Hoplosternum littorale não apresentaram variação sazonal. Apesar da influência de características reprodutivas, pode-se apontar o hábito alimentar como característica biológica que melhor explicou a variação sazonal do fator de condição das espécies ictíicas na área de estudo. Com base em séries históricas da localidade, o ciclo hidrológico foi considerado atípico durante o período de coleta. Observaram-se também diferenças entre ciclos no lago e no rio principal. Para a maioria das espécies selecionadas, machos e fêmeas apresentam variação sazonal no fator de condição semelhante. Comparando juvenis e adultos, os padrões de variação desses dois grupos foram diferentes para a grande maioria das espécies

Este trabalho apresenta um modelo hidrológico da Bacia da Represa Guarapiranga. Localizada na porção Sudoeste da Região Metropolitana de São Paulo, ela fornece água para abastecimento de cerca de 20% da população. Pode ser considerada uma bacia urbana apesar da diversidade de uso e ocupação da terra. A partir de pesquisa bibliográfica, de informações das empresas que administram o sistema de abastecimento público e de investigação de campo, foi elaborado um modelo conceitual do sistema hidrológico da bacia. O modelo conceitual foi então representado sinteticamente em um diagrama de fluxos e armazenagem hídrica. Finalmente, o diagrama foi representado através de um sistema de equações. Foram identificados e reunidos todos os parâmetros e dados necessários para o teste e eventual calibragem do modelo proposto. Isto torna, desde agora, factível o teste e eventual calibragem, em etapa futura, tendo em vista a simulação de diversos cenários do impacto da variação da precipitação pluvial na bacia sobre o estoque de água para o abastecimento público. / This text presents a hydrological model of Guarapiranga\'s Basin. Localized on southwest portion of Metropolitan Region of São Paulo, it gives water for public supply of almost 20% of the population. It can be considered an urban basin in spite of the diversity of its land use and occupation. Based on bibliographic research, information from the companies that administrate the public system, and field observation, it was made a conceptual model of the hydrological system of the basin. The conceptual model was than synthetically represented on a fluxes and stocks diagram. Finally, the diagram was represented through an equation system. All the parameters and data necessary for test and calibration of the model proposed were identified and assembled. This made, yet now, possible the test and eventual calibration for simulating, in a future stage, various scenarios of pluvial precipitation variability in the basin on the public water supply.

Submitted by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2016-05-09T17:30:55Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Aplicabilidade de modelos de hidrograma unitário em bacias hidrográficas hidrologicamente distintas.pdf: 14911634 bytes, checksum: 81a2209820b64f7bee6b4bd3366bfaac (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2016-05-09T17:31:29Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Aplicabilidade de modelos de hidrograma unitário em bacias hidrográficas hidrologicamente distintas.pdf: 14911634 bytes, checksum: 81a2209820b64f7bee6b4bd3366bfaac (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2016-05-09T17:31:48Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Aplicabilidade de modelos de hidrograma unitário em bacias hidrográficas hidrologicamente distintas.pdf: 14911634 bytes, checksum: 81a2209820b64f7bee6b4bd3366bfaac (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-09T17:32:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Aplicabilidade de modelos de hidrograma unitário em bacias hidrográficas hidrologicamente distintas.pdf: 14911634 bytes, checksum: 81a2209820b64f7bee6b4bd3366bfaac (MD5) Previous issue date: 2015-08-26 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul - FAPERGS / Eventos extremos de precipitação, combinados com aumento da população, intensificação de atividades agrícolas e uso inadequado do solo, têm culminado em inúmeros problemas relacionados a cheias em bacias hidrográficas. A gestão dos recursos hídricos é considerada bastante desafiadora e o monitoramento hidrológico tem sido uma importante ferramenta. No entanto, o monitoramento hidrológico ainda é um fator limitante de modo que comumente técnicos da área de recursos hídricos se deparam com a ausência de dados no local de interesse. No caso da gestão de cheias em bacias hidrográficas, os dados de vazão são substanciais na compreensão do comportamento hidrológico quando da ocorrência de um evento de chuva intensa. Esta carência de dados hidrológicos tem resultado no desenvolvimento de modelos para estimativa de hidrogramas de escoamento superficial direto (ESD) resultantes de eventos de precipitação. O ESD é o componente mais importante para análise de vazões decorrentes de eventos extremos de chuva. Dentre as técnicas de modelagem de ESD, deve ser destacada a teoria do Hidrograma Unitário (HU) e do Hidrograma Unitário Instantâneo (HUI). O objetivo deste trabalho foi avaliar os modelos de HU Triangular (HUT), HU Adimensional (HUA), HUI de Nash (HUIN), HUI de Clark (HUIC), HUI de Nash Geomorfológico (HUING) e HUI de Clark Geomorfológico (HUICG) para determinação do hidrograma de ESD decorrentes de eventos de precipitação em uma bacia hidrográfica localizada no Rio Grande do Sul e outra em Minas Gerais. As informações básicas para utilização de tais modelos de HU e HUI foram as variáveis topográficas extraídas dos modelos digitais de elevação e dados hidrológicos de cada bacia. Foi estabelecida a curva-chave de cada seção de controle no intuito de converter dados linimétricos em dados de vazões. Com base nos eventos chuva-vazão escolhidos para cada bacia, pôde-se constituir o hietograma de cada evento e o hidrograma correspondente. A separação de escoamento foi realizada usando o método das inflexões, enquanto a determinação das precipitações efetivas (Pe’s) foi realizada pelos métodos do Índice , CN e CN modificado. Foi possível constatar que: i) as suposições da técnica de HU e de HUI foram válidos para a modelagem do hidrograma de ESD para as duas bacias hidrográficas analisadas; ii) houveram diferenças nos hidrogramas de ESD estimados nas duas bacias pelos modelos de HU e HUI empregados; iii) além de ter sido verificado o impacto das diferenças de características fisiográficas entre as bacias, especialmente aquelas vinculadas ao solo, na modelagem de cheias, também foi constatado que a diferença do padrão de chuvas entre as duas regiões exerceu influência na referida modelagem; iv) o método de determinação de Pe exerceu influência significativa sobre os resultados dos diferentes modelos de HU e HUI, especialmente quando da estimativa de vazões de pico; e v) o modelo HUIC foi o que estimou os hidrogramas de ESD para as duas bacias hidrográficas de forma mais satisfatória, seguido do HUIN, sendo que ambos apresentaram substancial superioridade em relação aos modelos de HU tradicionalmente empregados (HUT e HUA) e também aos modelos de HUING e HUICG. / Heavy rainfall events in conjunction with increase in population, intensification of agricultural activities and inappropriate land use, have resulted in countless problems related to floods in watersheds. Water resources management is considered challenging and hydrological monitoring has been a fundamental tool. However, this type of monitoring is a limiting factor such that practitioners and engineers have to commonly deal with the inexistence or lack of information in the site of interest. Streamflow data sets are essential for flood management in watersheds in order to allow the understanding of hydrological behavior due to the occurrence of a heavy rainfall event. Such lack of hydrological data has culminated in the development of models for estimation of direct surface runoff (DSR) hydrographs resulting of rainfall events. DSR is the main component when analyzing stream flows originated from extreme rainfall events. Among the existing techniques available for DSR modeling, it should be highlighted the theory of Unit Hydrograph (UH) and of Instantaneous Unit Hydrograph (IUH). The objective of this study was to evaluate the Triangular UH (TUH), Dimensionless UH (DUH), Nash IUH (NIUH), Clark IUH(CIUH), Geomorphological Nash IUH (GNIUH) and Geomorphological Clark IUH (GCIUH) for estimation of DSR hydrographs resulting of extreme rainfall events in a watershed situated in Rio Grande do Sul State and another located in Minas Gerais State. The basic information for use of the aforementioned UH and IUH models were topographical variables extracted from digital elevation models and hydrological data (rainfall and water level). The stage-discharge rating curve of each outlet was obtained in order to convert water levels into streamflow records. Based on the rainfall-streamflow events, which were chosen for each watershed, it was possible to develop the hyetograph of each event and the corresponding hydrograph. DSR separation was performed through the inflexion method, while the determination of effective rainfalls (Pe’s) was done by means of the methods known as  index, CN and Modified CN. The main results and conclusions were: i) the suppositions of UH and IUH were valid for DSR modeling in the studied watersheds; ii) differences among DSR hydrographs estimated by the different models of UH and IUH were found; iii) there was impact of the differences in physiographical characteristics between watersheds, especially those parameters associated with soil, on flood modeling, and it was also observed that the difference in the rainfall patters between watersheds exerted influence on flood modeling; iv) the method for determination of Pe had substantial influence on the results obtained through the different UH and IUH models, especially when analyzing the estimation of peak stream flows; and v) CIUH was the most satisfactory model to estimate DSR hydrographs for the watersheds, followed by NIUH, and both presented substantial superiority in relation to the UH models, which are traditionally employed (TUH and DUH), and to the GNIUH and GCIUH.

Submitted by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2017-03-23T19:24:33Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação Cristian Veber .pdf: 4396179 bytes, checksum: e16ff0b1e5568507720a03591574c162 (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2017-03-23T19:24:55Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação Cristian Veber .pdf: 4396179 bytes, checksum: e16ff0b1e5568507720a03591574c162 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-23T19:25:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação Cristian Veber .pdf: 4396179 bytes, checksum: e16ff0b1e5568507720a03591574c162 (MD5) Previous issue date: 2016-10-07 / Alterações no meio ambiente e os efeitos naturais e antropogênicos resultantes têm chamado a atenção na comunidade científica em virtude do alto impacto sobre os ecossistemas, especialmente ligado a desastres naturais originados a partir de eventos extremos de precipitação. Uma das técnicas fundamentais, no que se refere ao gerenciamento dos recursos hídricos, do meio ambiente e, consequentemente, do manejo adequado de bacias hidrográficas, é a modelagem hidrológica. Contudo, uma das principais limitações de sua aplicação é a carência de dados hidrológicos, especialmente de vazões. Esta limitação tem estimulado o desenvolvimento e a calibração de modelos hidrológicos que possibilitam a estimativa do escoamento superficial direto (ESD). Neste sentido, as teorias do Hidrograma Unitário (HU) e do Hidrograma Unitário Instantâneo (HUI) têm se destacado no tocante à modelagem hidrológica de cheias. O principal objetivo deste trabalho foi avaliar a aplicabilidade de modelos conceituais (HUI de Clark – HUIC e HUI de Nash – HUIN), modelos sintéticos (HU Adimensional – HUA e HU Triangular - HUT) e modelos geomorfológicos (HUI Geomorfológico de Clark – HUIGC e HUI Geomorfológico de Nash – HUIGN) visando à estimativa de vazões de pico e de hidrogramas de ESD, tomando como base duas pequenas bacias hidrográficas experimentais (sanga Ellert – BHSE e ribeirão Lavrinha – BHRL), com características geomorfoclimáticas e comportamento hidrológico contrastantes. As informações básicas para este estudo foram obtidas a partir dos modelos digitais de elevação e de dados monitorados de chuva e vazão nas referidas bacias. As principais conclusões deste trabalho foram: a) Os modelos HUIC e HUIN foram os que tiveram melhor acurácia nas duas bacias hidrográficas; b) Os modelos HUA e HUT não foram adequados para a BHRL, mas estimaram de forma satisfatória a maioria dos eventos na BHSE; c) O HUIGC se sobressaiu em relação ao HUIGN para a BHSE, mas teve comportamento similar ao HUT e HUA; d) O HUIGN teve desempenho superior ao HUIGC, HUT e HUA para a BHRL. / Alterations in the environment and the resulting natural and anthropogenic effects have attracted attention in the scientific community due to the high impact on ecosystems, especially related to natural disasters originated from extreme precipitation events. Hydrological modeling is one of the main techniques used for the management of water resources, environment and watersheds. However, one of the major limitations of its application is the lack of hydrological data, primarily associated with stream flow. This limitation has stimulated the development and calibration of hydrological models intended for estimation of direct surface runoff (DSR). In this context, the theories of Unit Hydrograph (UH) and Instantaneous Unit Hydrograph (IUH) have stood out for the hydrological modeling of floods. The main objective of this study was to evaluate the applicability of conceptual models (Clark’s IUH - CIUH and Nash’s IUH - NIUH), synthetic models (Dimensionless UH - DUH and Triangular UH - TUH) and geomorphological models (Clark’s Geomorphological IUH - CGIUH and Nash’s Geomorphological IUH -NGIUH) for estimation of peak stream flows and DSR hydrographs, taking as reference two small experimental watersheds (Ellert Creek Watershed - ECW and Lavrinha Creek Watershed - LCW), which have contrasting geomorphoclimatic characteristics and hydrological behavior. The basic information for this study were obtained from digital elevation models and monitorated data (rainfall and stream flow) in these watersheds. The main conclusions of this study were: a) CIUH and NIUH models were those that resulted in the greatest accuracy for both watersheds; b) DUH and TUH models were not suitable for LCW, but estimated hydrographs satisfactorily for most of the events in ECW; c) CGIUH out performed NGIUH for ECW, but presented behavior similar to TUH and DUH; d) NGIUH had performance better than CGIUH, TUH and DUH for LCW.

La presente tesis muestra el modelamiento hidrológico e hidráulico de la quebrada Malanche, ubicada en el distrito de Punta Hermosa, con la finalidad de obtener el mapa de amenazas para crear un ambiente de conciencia frente a este fenómeno y generar planes para evitar o mitigar el impacto de este fenómeno. Se presenta un marco teórico que aborda conceptos relacionados al estudio, la metodología de la investigación y el desarrollo del modelo. Para el modelo hidrológico, se obtuvo los parámetros principales de la quebrada, fue necesario la adquisición de los datos históricos de precipitación de 24h máxima para elaborar su hidrograma. Asimismo, se usó el software Hyfran para el análisis estadístico de dicha data. El modelo hidrológico fue realizado con el software HEC-HMS 4.4 con ArcGIS 10.5 y su extensión HEC-GeoHMS. Así, se pudo determinar los caudales máximos para periodos de retorno de 25, 50, 100, 200 años. El modelo hidráulico fue desarrollado con FLO-2D PRO, el cual simula flujo de lodos. Para ello, se necesita al hidrograma calculado, a la topografía digital del terreno, la rugosidad del canal y de la planicie de inundación, hidrogramas sólidos y parámetros reológicos. De esta manera, FL0-2D nos reporta tirantes y velocidades del flujo de lodo para cada periodo de retorno. Su calibración consistió en verificar que los tirantes del modelo sean muy similares a las marcas de flujo de lodo registradas en campo. A partir de ello, se logró elaborar mapas de amenazas. / Mud flows are natural phenomena with great destructive power, very common in Peru. Affected areas are spaces delimited by a certain break, resulting in the main impacts in the delta. The damage they cause is considerable for their great energy, destroying or razing everything in its path, even demolishing structures of armed concrete. The present thesis shows the hydrological and hydraulic modeling of the Quebrada Malanche, located in the district of Punta Hermosa, developed with the purpose of obtaining the hazard map, which will allow the creation of an environment of awareness to natural phenomena and generate plans for the construction of structures that avoid or mitigate the impact of this phenomenon. A theoretical framework is presented that addresses the basic concepts related to the study of hydrology and hydraulics, the research methodology and the development of each model. For the hydrological model, the characterization of thr Quebrada Malanche was carried out and its main parameters were obtained, as well as the acquisition of historical data on maximum 24-hour rainfall. Hyfran software was also used for statistical analysis of this data. Thus, the hydrological model was made with the HEC-HMS version 4.4 software in collaboration with ArcGIS version 10. 5 and its HEC-GeoHMS extension. Thus, it was possible to determine the maximum flows under the return periods of 25, 50, 100, 200 years. The hydraulic model was developed with FLO-2D PRO software, which simulates non-Newtonian fluid flow. To do this, the input parameters to the hygrogram calculated in the hydrological model, the digital topography of the terrain, estimated values of the roughness of the channel and the floodplain, solid hygrograms and rheological parameters such as viscosity and yieldion effort were taken as input parameters. In this way you get the simulation for each established scenario, so, the FL0-2D program reports straps and speeds of the sludge flow for each return period. The calibration of the numerical model consisted of trying to match the straps of the model with the flow marks registered in the field and by analyzing their topography. From validation and with program outputs, a threat map can be developed to help mitigate the effects of sludge flow in areas surrounding the Malanche Quebrada. / Tesis

[ES] Actualmente, el 54% de la población mundial vive en ciudades y se espera que en 2050 este porcentaje aumente al 68% (UNDESA, 2019). Una parte importante de esta población urbana se concentra en megaciudades, definidas como áreas urba-nas con más de 10 millones de habitantes. En América Latina, las principales megaciudades son Sao Paulo y Ciudad de México, con más de 20 millones de habitantes en cada una. Buenos Aires, Río de Janeiro, Lima y Bogotá son mega-ciudades aún en desarrollo (Cepal, 2013). La presente tesis doctoral tiene como objetivo identificar y analizar los impactos que la dinámica de crecimiento urbano de una megaciudad induce sobre el com-portamiento de las componentes del ciclo hidrológico. La investigación desarro-llada incorpora el efecto del cambio climático de forma conjunta con el efecto del cambio de uso de suelo urbano. Para ello, se ha planteado una metodología de agregación de parámetros hidrológicos en superficies urbanas que se ha aplicado a la megaciudad de Bogotá, utilizando el modelo hidrológico TETIS y el modelo de cambios de uso de suelo LCM, bajo los escenarios oficiales de cambio climático vigentes en Colombia. Los resultados obtenidos muestran que el análisis conjunto de cambio de uso de suelo y cambio climático proporciona herramientas valiosas para comprender el comportamiento hidrológico de la cuenca en la que se sitúan las megaciudades y predecir su evolución futura. En el caso de la megaciudad de Bogotá se ha obser-vado que el mayor efecto en las componentes del ciclo hidrológico se produce por el cambio de usos de suelo, el cual se ve incrementado por las acciones inducidas por el cambio climático. La utilización de modelos numéricos que consideren todos estos aspectos es de especial relevancia a la hora de definir los planes, políti-cas y programas de desarrollo en entornos densamente urbanizados. / [CA] Actualment, el 54% de la població mundial viu a ciutats i s'espera que el 2050 aquest percentatge augmenti al 68% (UNDESA, 2019). Una part important d'a-questa població urbana es concentra en megaciutats, definides com a àrees urba-nes amb més de 10 milions d'habitants. A Amèrica Llatina, les principals mega-ciutats són Sao Paulo i Ciutat de Mèxic, amb més de 20 milions d'habitants a cadascuna. Buenos Aires, Rio de Janeiro, Lima i Bogotá són megaciutats encara en desenvolupament (Cepal, 2013). Aquesta tesi doctoral té com a objectiu identificar i analitzar els impactes que la dinàmica de creixement urbà d'una megaciutat indueix sobre el comportament dels components del cicle hidrològic. La investigació desenvolupada incorpora l'efecte del canvi climàtic de forma conjunta amb l'efecte del canvi d'ús de sòl urbà. Per això, s'ha plantejat una metodologia d'agregació de paràmetres hidrolò-gics en superfícies urbanes que s'ha aplicat a la megaciutat de Bogotà, utilitzant el model hidrològic TETIS i el model de canvis d'ús de sòl LCM, sota els escenaris oficials de canvi climàtic vigents a Colòmbia. Els resultats obtinguts mostren que l'anàlisi conjunta de canvi d'ús de sòl i canvi climàtic proporciona eines valuoses per comprendre el comportament hidrològic de la conca on se situen les megaciutats i predir-ne l'evolució futura. En el cas de la megaciutat de Bogotà s'ha observat que l'efecte més gran en les components del cicle hidrològic es produeix pel canvi d'usos de sòl, el qual es veu incrementat per les accions induïdes pel canvi climàtic. La utilització de models numèrics que considerin tots aquests aspectes és especialment rellevant a l'hora de definir els plans, polítiques i programes de desenvolupament en entorns densament urbanit-zats / [EN] Currently 54% of the world population lives in cities and it is expected that by 2050 this percentage will increase to 68% (UNDESA, 2019). An important part of this urban population is concentrated in megacities, defined as urban areas with more than 10 million inhabitants. In Latin America, the main megacities are Sao Paulo and Mexico City, with more than 20 million inhabitants. Buenos Aires, Rio de Janeiro, Lima and Bogotá are megacities still in development (Cepal, 2013). This doctoral thesis aims to identify and analyse the impacts that the dynamics of urban growth of a megacity induce on the behaviour of of the hydrological cycle components. The research carried out incorporates the effect of climate change together with the effect of urban land use change. To do this, a methodology for aggregating hydrological parameters in urban areas has been proposed. This methodology has been applied to the megacity of Bogotá, using the TETIS hydro-logical model and the LCM land use change model, under the official climate change scenarios in force in Colombia. Results obtained show that the joint analysis of land use change and climate change provides valuable tools to understand the hydrological behaviour of the basin in which the megacities are located and predict their future evolution. In the case of the megacity of Bogotá, it has been observed that the greatest effect on the components of the hydrological cycle is produced by the land use change, which is increased by the actions induced by climate change. The use of numeri-cal models that consider all these aspects is of special relevance when defining development plans, policies and programs in densely urbanized environments. / Romero Hernández, CP. (2022). Análisis del impacto del crecimiento de las megaciudades sobre el ciclo hidrológico bajo escenarios de cambio climático. Aplicación a la cuenca del río Bogotá (Colombia) [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/191025

A primeira parte deste trabalho consistiu na instalação de pluviógrafos e linígrafos e levantamento de eventos hidrológicos com a obtenção de dados da distribuição espacial de precipitações observadas e hidrogramas resultantes. Experimentos de infiltração de água no solo foram realizados a partir de infiltrômetro de disco a fim de caracterizar a variabilidade espacial da condutividade hidráulica na bacia, obtendo-se dois conjuntos de dados que mostraram ser lognormalmente distribuídos com médias iguais a 15,8 mm/h e 5,47 mm/h. Estudo teórico foi conduzido na segunda parte do trabalho compreendendo o desenvolvimento de modelo hidrológico. A concepção do modelo parte da premissa de que toda a área da bacia possa ser representada por células derivadas de um modelo numérico de terreno (MNT), especificando-se em cada célula o equacionamento hidráulico-hidrológico. As heterogeneidades do solo e da precipitação foram estudadas através de simulação do modelo considerando-se distribuições espaciais diferentes para a condutividade hidráulica saturada e eventos de chuva. Os resultados mostraram que as diferenças entre as vazões de pico podem ser maiores que 100% , considerando-se graus de resolução máximo e mínimo quanto à precipitação, e reafirmaram o consenso de que o conhecimento da distribuição espacial da chuva é fundamental na calibração de modelos hidrológicos distribuídos. / In first part of this work consists on the installation of pluviographic, water-height graphs and surveying of hydrological events with obtained data from spatial distribution of precipitation observed and resultant hydrograms. Experiments of water infiltration in the soil were done by an infiltrometer disc to characterize the spatial variability of hydraulic conductivity and the losses of infiltration in the basin obtaining two sets of data that showed to be lognormally distributed in average equal to 15.8 mm/h and 5.47 mm/h. A theoric study was conduced in the second part of work comprehending the development of hydrologic model distributed. The conception of the model proceed from the premise that allbasin area can be represented by cells derived from a Digital Terrain Model (DTM) specifying in each cell the hydraulic equation - hydrologic. The soil heterogeneity and the precipitation were studied by model simulation considering spatial distributions different to the hydraulic conductivity satured of the soil and to pluvial events. The results pointed out the differences among peak outflow can be more than 100% considering minimum and maximumresolution degrees as the precipitation and affirmed the consensus that the acquaintance of the pluvial spatial distribution is fundamental in the adjustment of hydrologic models distributed.

Visando conciliar pressões antrópicas para o desenvolvimento das atividades sócio-econômicas com a conservação dos ecossistemas, os serviços ambientais associados aos recursos hídricos são claros benefícios e índices quantitativos que podem ser tomados como parâmetros na tomada de decisões para o uso da terra. No Brasil o Código Florestal prescreve as Áreas de Preservação Permanente (APPs) ao longo das margens dos rios, em topos de morro e áreas de alta declividade como setores onde estes serviços serão potencialmente expressivos. Os efeitos da extensão da vegetação ripária podem variar conforme as características geomorfológicas e extensão da bacia, com os ainda escassos resultados de estudos indicadores da faixa segura de vegetação ripária necessária para minimizar os efeitos das vazões máximas e prover a disponibilidade hídrica em bacias hidrográficas com relevância para o abastecimento humano, como é o caso da bacia do rio Piracicaba, e em bacias de pequena escala, onde também se concentra a agricultura familiar e são as efetivas áreas de mananciais dos grandes reservatórios. O objetivo desta tese foi avaliar o impacto causado pelas APPs ripárias e de áreas íngremes (reflorestamento ripário e de áreas íngremes) no regime hidrológico da bacia do rio Piracicaba ( ~12000 km²) e na sua sub-bacia, Ribeirão das Posses (12 km²) a partir de simulações com o modelo hidrológico distribuído SWAT. A avaliação do efeito das APPs nas bacias foi realizada a partir de simulações numéricas com o modelo SWAT calibrado e validado, com referência aos regimes de vazão e evapotranspiração dos principais ecossistemas dominantes. As simulações foram compostas de cenários variando-se as faixas de extensão do reflorestamento ripário e reflorestamento das áreas íngremes em pequena escala (Ribeirão das Posses, Extrema, MG) e mesoescala (Rio Piracicaba). Os cenários com reflorestamento (ripário e áreas íngremes) reduziram o escoamento superficial em ambas as bacias e aumentaram o escoamento básico em Posses, reduzindo este em Piracicaba. Os resultados dos cenários com maior reflorestamento ripário indicaram para as bacias do Ribeirão das Posses e do Rio Piracicaba, respectivamente, uma queda de aproximadamente 24% e 4% do escoamento superficial, e no escoamento básico um aumento de 2% e redução de 2%. A redução do escoamento superficial reduziu as vazões extremas máximas em aproximadamente 13% no exutório e 28% na cabeceira do Ribeirão das Posses, enquanto no Rio Piracicaba a redução foi de aproximadamente 4% em toda a bacia. As vazões de estiagem no Ribeirão das Posses aumentaram na cabeceira e no exutório em 19 e 9%, respectivamente, enquanto no Rio Piracicaba a vazão de estiagem teve uma redução de até 2%. Os resultados sugerem que as APPs, nas formas de reflorestamento ripário e nas áreas íngremes em pequena escala, mostram uma redução do escoamento superficial e da vazão média anual, mas que em termos de serviços ambientais reflete-se favoravelmente na redução dos eventos de inundação devido à diminuição dos pulsos hidrológicos extremos, e no aumento da vazão de estiagem devido ao aumento do escoamento básico. Na mesoescala mostrou-se analogamente uma qualidade favorável de serviço ambiental nas vazões máximas, mas desfavorável na vazão de estiagem, o que, todavia, deve ser analisada em conjunção com o ajuste dos parâmetros de recarga do aquífero raso e profundo do modelo nesta escala. O estudo indica as APPs como promotoras de serviços ambientais hidrológicos dominantemente favoráveis, a contar pela possibilidade real de recomposição florestal em bacias de menores escalas, com ênfase na influência dos processos nas imediações da rede de drenagem onde habitam as populações rurais que poderiam se beneficiar dos serviços mais direta e frequentemente. / Aimed at reconciling human pressures for the development of socio-economic activities with the conservation of ecosystems, ecosystem services associated with water resources are benefits and quantitative indices that can be taken as parameters in decision-making for land use. In Brazil, its Forest Code prescribes the Permanent Preservation Areas (PPAs) along rivers banks, steep areas and areas of high slope as sectors where these services will be potentially significant. The effects of the size of riparian vegetation may vary depending on geomorphological characteristics and extension of the basin. There are few studies indicators of the safe range of riparian vegetation necessary to minimize the effects of peak flows and provide water availability in relevant river basins for water supply, like Piracicaba river basin, and in small scale watershed, which also focuses on the family farms and are also effective watershed areas of large reservoirs. The objective of this thesis was to evaluate the impact of the riparian and steep PPAs areas in the hydrological regime of the Piracicaba river basin (~ 12000 km²) and its sub-basin, Ribeirão das Posses (12 km²), in Extrema, MG, by means of numerical simulations. Evaluation of the effect of PPAs in the watersheds was carried out using the hydrological model SWAT (Soil and Water Assessement Tool) calibrated (for streamflow and evapotranspiration of the main ecosystems of the basin) and validated (for streamflow). Scenarios were composed of varying extension of riparian reforestation and afforestation of steep areas in small scale (Ribeirão das Posses) and in mesoscale (Piracicaba). The (riparian and steep area) reforestation scenarios reduced surface runoff in both watersheds and increased baseflow in Posses but reduced it in Piracicaba. The results of the annual average scenarios with greater riparian reforestation indicated a runoff decrease of 24% in Ribeirão das Posses and of 4% in Piracicaba. As for the baseflow, it increased by 2% and decreased by 2%, respectively in the two watersheds. The reduction of runoff reduced the maximum streamflows in the mouth in 13% and in 28% at the head of the Ribeirão das Posses. While in Piracicaba, these were reduced to approximately 4% in the entire watershed. Low flows in Posses increased the head and mouth in, respectively, 19% and 9%, while in Piracicaba drought streamflow had a modest reduction of up to 2%. The results suggest that the PPAs, in the forms of riparian and steep reforestation on a small scale, show a reduction of runoff and mean annual flow, but in terms of environmental services reflects favorably on the reduction of flood events due the reduction of extreme hydrological pulses, and the increase of low flow due to increased base flow. The mesoscale showed analogously a favorable quality in providing environmental services in peak flows, but unfavorable as to dry season flow, which however should be analyzed in conjunction with adjusting the parameters of the model of low and deep aquifer recharge at this scale. The study suggest the PPAs as promoters of environmental hydrological services dominantly favorable, emphasizing the benefits of reforestation in smaller scale watersheds, influencing processes nearby the drainage area, where rural populations could be benefited from services more directly and frequently.

Se ha estudiado la dinámica del fitoplancton en las lagunas costeras de Aiguamolls de l'Empordà. El fitoplancton esta sujeto principalmente al control "bottom-up", la variabilidad hidrológica y la disponibilidad de nutrientes tienen una mayor influencia en la composición y distribución de tamaños del fitoplancton, que el zooplancton. La concentración de materia orgánica disuelta es el factor ambiental más correlacionado con el crecimiento de la biomasa fitoplanctónica. Dada la proximidad entre las lagunas costeras y el mar, donde la ocurrencia de Proliferaciones de Algas Nocivas es cada vez más frecuente, se realizan un inventario general de las especies más abundantes del fitoplancton y se llevan a cabo análisis extensivos de la toxicidad. La mayoría de especies de dinoflagelados encontradas son potencialmente nocivas. Hay pocas especies en común entre el mar y las lagunas, sin embargo, existen especies productoras de PANs características de los ambientes lagunares. / The phytoplankton dynamics in the coastal lagoons of Empordà salt marshes was studied. The phytoplankton was mainly subject to the "bottom-up" control, the hydrologic variability and the nutrients availability have a greater influence in the composition and size distribution of the phytoplankton, than zooplankton. The concentration of dissolved organic matter was the environmental factor more correlated with the phytoplanktonic biomass growth. Due to the proximity between the coastal lagoons and the sea environment, where the occurrence of Harmful Algae Blooms is frequent, a general inventory of the most abundant species of the phytoplankton was made and an extensive monitoring of the toxicity was carried out. Most of dinoflagellates species found were potentially harmful. There were few species in common between the sea and the lagoons, nevertheless, some HABs species, characteristic of coastal lagoons, were found.