COSTA, Alexandre Gomes da. Umidade do solo e disponibilidade hídrica na zona das raízes em condições naturais de caatinga preservada. 2012. 182 f. : Tese (doutorado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências Agrárias, Departamento de Engenharia Agrícola, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola, 2012. Fortaleza-CE, 2012. / Submitted by demia Maia (demiamlm@gmail.com) on 2016-08-02T16:07:05Z No. of bitstreams: 1 2012_tese_cagcosta.pdf: 15315410 bytes, checksum: 38127bb5784afef6034c271f1422f7b4 (MD5) / Approved for entry into archive by demia Maia (demiamlm@gmail.com) on 2016-08-02T16:07:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_tese_cagcosta.pdf: 15315410 bytes, checksum: 38127bb5784afef6034c271f1422f7b4 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-02T16:07:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_tese_cagcosta.pdf: 15315410 bytes, checksum: 38127bb5784afef6034c271f1422f7b4 (MD5) Previous issue date: 2012 / Regarding ecohydrology, the catchment water is distributed over several important compartments. Many studies in semiarid re gions indicate the surface reservoirs as the main water compartments. However, the watershed has greater scope than the water reservoirs contained therein, and water resources in compartments distributed in the watershed (like in soil) should be analyzed not only with regard to ecological uses, but also as spaces of water availability. Therefore, the object ive of this work was to analyze, based on measurements and modeling, the water dynamics in th e soils of a semi-arid basin in preserved Caatinga, and its impact on water availability. Wit h this in mind, it was measured, among others, the soil moisture, every hour, from 2003 to 2010 (2923 days) in the Aiuaba Experimental Basin (AEB, 12 km ²), fully preserved and with average annual rainfall of 560 mm. Monitoring was carried out through three TDR se nsors, one installed in each of the three soil and vegetation associations (SVA) identified in the basin. The research method considered six main steps: i) assessment of the eff ective root depth of preserved Caatinga ii) calibration of humidity TDR sensors iii) space-time representation of soil moisture in each SVA unit iv) analysis of soil water availability in the root zone, v) parameterization of the WASA-SED hydrological model, and vi) parameterizati on of the DiCaSM hydrological model. The results of this research indicate the importance of addressing the temporal analysis of soil moisture and soil water availability in the root zone to maintain the Caatinga biome. More specifically, it was observed that the effecti ve depth of the root system on AEB ranged between 70 and 80 cm in areas with deep soils, but in areas with shallow soils, it was observed that the effective depth of the roots had adapted to the constraints, having been reduced to less than 40 cm. Furthermore, the season al analysis showed that in the dry season, the roots have lengths up to 11 cm smaller, openin g, therefore, secondary pores that facilitate the penetration of what little rain water falls in the dry months (June-December), as well as in the first rains of the wet season. In the two SVAs whose soils are deep and the vegetation is dense, the soil water is 'not available' (ie below the permanent wilting point - WP) during nearly nine months a year (72% of the time), and on ly during three months of the year (25% of the time) the soil water is available. In the re maining 3% of the year (about 10 days) there is gravitational water in these SVAs. In the SVAs whose soil is shallow and whose vegetation is sparse, the dynamics of soil water are different : the time when there is gravitational water, available and unavailable, is practically the same (four months a year). This is due to, among other things, the low soil moisture at the permanen t wilting point of the Udorthent, and to its limited thickness, generating saturation much more frequently than in others that - unlike this one - have deep drainage. The depletion of soil wat er under conditions of moisture below the wilting point was another important result of this research. In the two associations with deep soils and thick vegetation, it was observed – throu ghout the observation period – continuous fall of moisture level until it approached asymptot ically the residual moisture. More detailed analysis showed that the reduction of soil moisture between the WP and the residual moisture level always followed the exponential decay. It was observed, in the association of shallow soil and sparse vegetation, that the moisture did not fall to below the WP, even subjected to the same rigorous climate of the other associations . Considering: (i) that in such a dry soil, the drainage is unlikely, and (ii) that the associated processes of percolation and evaporation should not be responsible for the removal of soil w ater either (since the phenomenon is not observed in SVAs whose soil is shallow and therefor e warmer) , it is raised the hypothesis that the soil drying under these conditions must be caused by water extraction by vegetation. This would strengthen the argument that the Caating a has adapted to survive under water stress. The hydrological models WASA-SED and DiCaSM failed to adequately represent the temporal dynamics of soil water in the AEB. However , the models did satisfactorily reproduce the retention curves of soil moisture, al lowing the representation of the water availability in the root zone for planning purposes . Finally, we managed to evaluate - quantitatively, spatially and temporally – the soil water availability. This availability is of the same order of magnitude of the availability of an o ptimal surface reservoir. The availability in the soil, in quantitative terms, can be almost five times higher than that of the surface reservoir. However, the security associated with su rface water (90%) is much higher than the water permanence available in the AEB: just 28% in areas with deep soils and 65% in areas with shallow soils. / A água na bacia hidrográfica está distribuída em diversos compartimentos importantes no que se refere à ecohidrologia. Muitos estudos em regiões semiáridas apontam os reservatórios superficiais como principais compartimentos de água. Entretanto, a bacia hidrográfica tem maior abrangência que as bacias hidráulicas nela contida, e os recursos hídricos nos compartimentos distribuídos na bacia hidrográfica (como no solo) devem ser analisados não somente no que se refere aos usos ecológicos, mas também como espaço de disponibilidade hídrica. Portanto, o objetivo do trabalho foi analisar, com base em medidas e modelagem, a dinâmica da água nos solos de uma bacia semiárida de Caatinga preservada e seu impacto sobre a disponibilidade hídrica. Para isso foi medida, entre outros, a umidade do solo a cada hora, de 2003 a 2010 (2923 dias) na Bacia Experimental de Aiuaba (BEA, 12 km²), totalmente preservada e com precipitação média anual de 560 mm. O monitoramento foi realizado através de três sensores TDR, um instalado em cada uma das três associações entre solo e vegetação (SVA) identificadas na bacia. O método de investigação considerou seis etapas principais: i) determinação da profundidade efetiva das raízes da Caatinga preservada; ii) calibração dos sensores de umidade tipo TDR; iii) representação espaço-temporal da umidade do solo em cada unidade de SVA; iv) análise da disponibilidade hídrica do solo na zona das raízes; v) parametrização do modelo hidrológico WASA-SED; e vi) parametrização do modelo hidrológico DiCaSM. Os resultados obtidos nesta pesquisa indicam a importância da abordagem da análise temporal da umidade do solo e da disponibilidade hídrica do solo na zona das raízes para a manutenção do bioma Caatinga. Mais especificamente, foi observado que a profundidade efetiva do sistema radicular na BEA oscilou entre 70 e 80 cm nas regiões com solos profundos, porém, em regiões com solos rasos, observou-se que a profundidade efetiva das raízes adaptou-se às restrições, ficando reduzida a menos de 40 cm. Além disso, a análise sazonal demonstrou que, na estação de estio, as raízes têm comprimentos até 11 cm menores, abrindo, portanto, poros secundários que facilitarão a penetração da água nas eventuais chuvas dos meses secos (junho a dezembro), assim como nas primeiras chuvas da estação úmida. Nas duas SVAs cujos solos são profundos e cuja vegetação é densa, a água no solo encontra-se ‘não-disponível’ (isto é, abaixo do ponto de murcha permanente – WP) em quase nove meses ao ano (72% do tempo); e somente durante três meses ao ano (25%) a água no solo encontra-se disponível. Nos 3% restantes do ano (cerca de 10 dias) há água gravitacional nessas SVAs. Na SVA cujo solo é raso e cuja vegetação é esparsa, a dinâmica da água no solo é diferente: o tempo em que há água gravitacional, disponível e não disponível é praticamente o mesmo (quatro meses ao ano). Isso se deve, entre outros, à baixa umidade do solo no ponto de murcha permanente do neossolo litólico; e à sua restrita espessura, gerando saturação muito mais frequentemente que nos demais solos que – ao contrário deste – dispõem de drenagem profunda. A depleção da água no solo sob condições de umidade abaixo do ponto de murcha foi outro resultado importante desta pesquisa. Nas duas associações com solos profundos e vegetação densa, observou-se – ao longo de todo o período investigado – decaimento contínuo da umidade até que a mesma se aproximasse assintoticamente da umidade residual. Análise mais detalhada demonstrou que a redução da umidade do solo entre o WP e a umidade residual sempre obedecia ao decaimento exponencial. Na associação com solo raso e vegetação esparsa observou-se que a umidade não caía para valores inferiores ao WP, mesmo sujeita ao mesmo rigor climático das demais associações. Considerando-se: (i) que em solo tão seco, a drenagem é improvável; e (ii) que os processos associados de percolação e evaporação tampouco devam ser os responsáveis pela retirada de água do solo (posto que o fenômeno não se observa na SVA cujo solo é raso e, portanto, mais quente); levanta-se a hipótese que o secamento do solo nessas condições deva ser causado por extração de água pela vegetação. Isso reforçaria a tese de que a Caatinga dispõe de adaptação para sobreviver mesmo em condições de estresse hídrico. Os modelos hidrológicos WASA-SED e DiCaSM não conseguiram representar adequadamente a dinâmica temporal da água nos solos da BEA. No entanto, os modelos reproduziram satisfatoriamente as curvas de permanência da umidade dos solos, permitindo representar a disponibilidade hídrica na zona das raízes para fins de planejamento. Por fim, logrou-se avaliar – quantitativa, espacial e temporalmente – a disponibilidade hídrica do solo. Esta é da mesma ordem de grandeza da disponibilidade de um reservatório superficial ótimo. Em termos quantitativos, a disponibilidade no solo chega a ser quase cinco vezes superior à do reservatório superficial, entretanto, a garantia associada da água superficial (90%) é bem superior à permanência da água disponível na BEA: apenas 28% nas áreas com solos profundos e 65% nas áreas com solos rasos.

SARAIVA, Kleiton Rocha. Manejo da irrigação no cultivo da melancia, sob diferentes coberturas e déficits hídricos, utilizando o modelo ISAREG. 2014. 165 f. : Tese (doutorado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências Agrárias, Departamento de Engenharia Agrícola, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola, Fortaleza-CE, 2014. / Submitted by demia Maia (demiamlm@gmail.com) on 2016-08-08T15:03:20Z No. of bitstreams: 1 2014_tese_krsaraiva.pdf: 3484862 bytes, checksum: 1bdb44d33f3f5c2dfe4843e4a7f7f90e (MD5) / Approved for entry into archive by demia Maia (demiamlm@gmail.com) on 2016-08-08T15:04:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_tese_krsaraiva.pdf: 3484862 bytes, checksum: 1bdb44d33f3f5c2dfe4843e4a7f7f90e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-08T15:04:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_tese_krsaraiva.pdf: 3484862 bytes, checksum: 1bdb44d33f3f5c2dfe4843e4a7f7f90e (MD5) Previous issue date: 2014 / A growing shortage of water due to population growth and economic development is increasing the challenges for agriculture, is which wasteful in its use, and thus necessitates effective new solutions for the management of water resources in irrigated areas, mainly located in the semiarid region, where water is limited. Moreover, in the semiarid Northeast of Brazil, predominantly irrigation is still empirical, ie, it is not performed in the appropriated irrigation management, causing wastage of scarce water resources in the region. One alternative to improve this scenario is the use of computer software used in irrigation management. The ISAREG has been used in many countries, being able to assist in the simulation of irrigation. Moreover, with adjustments in the input data it should be possible to quantify water irrigation depths that may allow maintenance of soil moisture at different percentages of storage (the available water capacity, CAD), saving water resources and increasing efficiency irrigation. Another way to reduce the use of water in agriculture is through the use of soil cover, which is a simple technology and the whose benefits on production and crop yields are compelling, especially in situations of low water availability. Added to this, it is the fact that the interaction of these technologies can extend these effects. Therefore, this research aimed to diffuse a rational management of irrigation, in the cultivation of watermelon in semiarid region, from different proposition of the "software" ISAREG and the use of different coverage on the soil to increase efficiency in water use, and reduction in resource use of water. To this end, six (6) research actions were performed in UEPE Unit (Teaching, Research and Extension) IFCE the campus Limon North-Ce, the District Irrigation Jaguaribe-Apodi DIJA. In Research Action I was setting up a field experiment with watermelon crop, aiming at determining the variables used in the simulation of ISAREG software. In Action II a field research was carried out with the DIJA irrigators, regarding irrigation management adopted by them. During the Research Action III simulations using the ISAREG, and the preparation of proposals for irrigation were performed. The Action IV consisted of the analysis of efficiency in the simulation of the ISAREG model process. In the Action V field experiments, with the propositions generated by ISAREG model, and the modal management adopted by the DIJA irrigators versus differentiated coverage conditions in soil were performed. These were conducted under design in randomized complete block, split-plot design with 4 replications. Treatments included a combination of 04 irrigation propositions (three propositions of ISAREG: M1 = 100% maintenance of CAD, M2 and M3 80% 60% and M4, modal water depth irrigators) that constituted the plots and 04 sub-plots, with 03 soil cover conditions (coverage with rice husk with "mulching" white and "mulching" black, called C1, C2 and C3), and the sub-plot 4, the bare soil, called C0. Moisture conditions of the soil and the characteristics of development, production, productivity and post-harvest watermelon crop were analyzed. The results were subjected to analysis of variance, and when significant, were submitted to regression analysis (quantitative, water depths), the average (qualitative, coverage) and trend graphs (interaction between factors) test. The results were also certain financial indicators (TIR and VPL) and calculated the efficiency of water use. Finally, through Action Research VI was eddied a handbook of practical and informative nature, for distribution DIJA to extension agents and public users of these technologies and innovations. In conclusion, among others, can be said that: the factor of water availability (p) was 0.20 in F1, phenological phase 1; 0.19 in stage 2; 0.175 in phase 3; 0.17 to 4; F5 0.19; and 0.205 in F6; irrigators do not practice proper irrigation management, applying daily modal water depth of 6.3 mm; the irrigator applies throughout the life of the watermelon, more water than the indication of the larger water depth ISAREG (100% CAD), generating considerable loss by deep percolation; the larger moisture in the soil were observed in the experimental conditions with larger water depths applied to coverages of rice husk and "mulching" white; the lowest were found in bare soil; In general, plants irrigated M1 irrigated by the depth and covered on soils of rice hulls and "mulching" white plants demonstrated better productive and post-harvest characteristics; financial indicators showed that in all situations analyzed the investment is feasible, however, the highest returns were mainly in plants under M1 and rice husk and "mulching" white, as opposed to the M3 and bare soil; greater efficiency of water use was observed in the condition M3 with depth cover "mulching" white and the smallest in M4 with bare soil; ISAREG the model when fed properly with all the variables required for it, proved to be efficient in simulating the water balance, even under deficit irrigation in the cultivation of watermelon in DIJA. / Uma crescente escassez de água devido ao aumento populacional e ao desenvolvimento econômico está ampliando os desafios para a agricultura, perdulária no seu uso, necessitando-se que se encontrem novas soluções para a gestão dos recursos hídricos em áreas irrigadas, principalmente nas localizadas na região semiárida, onde a água é limitada. Além disso, no semiárido nordestino predominantemente ainda se irriga empiricamente, ou seja, não se realiza o correto manejo da irrigação, ocasionando o desperdício dos escassos recursos hídricos da região. Uma das alternativas para se melhorar esse cenário é a utilização de softwares computacionais usados no manejo da irrigação. O ISAREG tem sido utilizado em vários países, sendo capaz de auxiliar na simulação de lâminas de irrigação. Além disso, com adequações nos dados de entrada deve ser possível se quantificar lâminas de reposição que possam permitir a manutenção da umidade do solo em diferentes porcentagens do armazenamento (da capacidade de água disponível, CAD), economizando o recurso hídrico e aumentando a eficiência de irrigação. Outra maneira de se reduzir o uso do recurso hídrico na agricultura é através da utilização de cobertura no solo, que é uma tecnologia simples e cujos benefícios sobre a produção e a produtividade das culturas são irrefutáveis, especialmente em situações de baixa disponibilidade de água. Acrescenta-se a isto, o fato de que a interação destas tecnologias pode ampliar estes efeitos. Portanto, a pesquisa objetivou difundir um manejo de irrigação racional, no cultivo da melancia no semiárido, a partir de proposições do “software” ISAREG e da utilização de coberturas no solo visando aumentar a eficiência no uso da água, com redução no uso do recurso hídrico. Para tanto, 6 (seis) ações de pesquisa foram realizadas na UEPE (Unidade de Ensino, Pesquisa e Extensão) do IFCE, campus Limoeiro do Norte-Ce, no Distrito de irrigação Jaguaribe-Apodi, DIJA. Na Ação de Pesquisa I ocorreu a constituição de experimento de campo com a cultura da melancia, visando à determinação das variáveis utilizadas na simulação do software ISAREG. Na Ação II foi realizada uma pesquisa de campo junto aos irrigantes do DIJA, quanto ao manejo da irrigação adotado pelos mesmos. Já durante a Ação de Pesquisa III foram realizadas as simulações com o uso do ISAREG, e a elaboração das proposições de irrigação. A Ação IV constou da análise da eficiência no processo de simulação do modelo ISAREG. Na V foram realizados experimentos de campo, com as proposições geradas pelo modelo ISAREG e com o manejo modal adotado pelos irrigantes do DIJA versus condições diferenciadas de cobertura no solo. Esses foram conduzidos sob delineamento em blocos completos ao acaso, com parcelas subdivididas e com 4 repetições. Os tratamentos consistiram da combinação de 04 proposições de irrigação (três proposições do ISAREG: M1 = manutenção de 100% da CAD; M2 de 80 % e M3 de 60%; e M4, lâmina modal dos irrigantes) que constituíram as parcelas, e 04 sub-parcelas, sendo 03 condições de cobertura no solo (coberturas com casca de arroz, com “mulching” branco e com “mulching” preto, denominadas C1, C2 e C3), e a sub-parcela 4, o solo sem cobertura, denominado C0. Foram analisadas as condições de umidade do solo e as características de desenvolvimento, de produção, de produtividade e de pós-colheita da cultura da melancia. Os resultados foram submetidos à análise de variância e quando significativos, à análise de regressão (quantitativo, lâminas), a teste de médias (qualitativos, coberturas) e a gráficos de tendência (interação entre os fatores). Também foram determinados indicadores financeiros (TIR e VPL) e calculada a eficiência de uso da água. Finalmente, através da Ação de Pesquisa VI foi elaborado um manual de natureza prática e informativa, para distribuição aos agentes de extensão e ao público usuário das tecnologias e inovações, atuantes no DIJA. Como conclusões, dentre outras, pode-se afirmar que: o fator de disponibilidade de água (f) foi 0,20 na F1, fase fenológica 1; 0,19 na fase 2; 0,175 na fase 3; 0,17 na 4; 0,19 na F5; e 0,205 na F6; os irrigantes não praticam o manejo correto da irrigação, sendo a lâmina modal diária de 6,3 mm; o irrigante aplica, durante todo o ciclo da melancia, mais água do que a indicação de maior lâmina do ISAREG (100% da CAD), gerando perda considerável por percolação profunda; as maiores umidades no solo foram verificadas nas condições experimentais com maiores lâminas aplicadas com coberturas de casca de arroz e “mulching” branco; as menores foram verificadas nos solos sem cobertura; em geral, as plantas irrigadas pela lâmina M1 e sobre solos cobertos por casca de arroz e “mulching” branco demonstraram melhores características produtivas e de pós-colheita; os indicadores financeiros demonstraram que em todas as situações analisadas o investimento é viável, no entanto, os maiores retornos ocorreram, principalmente nas plantas sob M1 com casca de arroz e “mulching” branco, em contraposição ao M3 e solo sem cobertura; a maior eficiência de uso da água foi verificada na condição de lâmina M3 com cobertura de “mulching” branco e a menor em M4 com solo sem cobertura; o modelo ISAREG, quando alimentado corretamente com todas as variáveis por ele requeridas, demonstrou ser eficiente na simulação do balanço hídrico, mesmo sob irrigação deficitária, no cultivo da melancia no DIJA.

It analyzes the relationship between territorial dynamics in land use and changes in the hydrological regime in the Central region of Costa Rica. A comparison is made between two years and the results showed that this process has been intense from one year to another. The urban and industrial heavy pressure on the most fertile soils of the country, has led to changes inthe hydrological regime of the two major sub-basins: Virilla and Grande de San Ramón, both of which constitute the Basin of Grande de Tarcoles River. The sub-basin of the Virilla Rivercan not store rainfall, especially considering that a large percentage of its area is covered byland uses of urban type. In contrast, the sub-basin of the Grande de San Ramón River retains a higher percentage of water, having land uses dominated by pasture, crops, and forests. In synthesis, several land uses increase their area, especially urban areas, with the major exception of the forest area which was reduced considerably. / Se analiza la relación entre la dinámica territorial en el uso de la tierra con respecto a los cambios en el régimen hidrológico en la región central de Costa Rica. Se hace una comparación entre dos años y se encontró que tal proceso ha sido muy intenso de un año al otro. La fuerte presión urbanística e industrial sobre los suelos más fértiles del país, ha provocado modificaciones en el régimen hidrológico de las dos principales subcuencas hidrográficas: Virilla y Grande de SanRamón, ambas conforman la cuenca del río Grande de Tárcoles. La subcuenca del río Virilla no logra almacenar el agua pluvial, especialmente si se considera que un alto porcentaje de su área está cubierta por usos de tierra de tipo urbano. Por el contrario, la subcuenca del río Grande de San Ramón logra retener un mayor porcentaje de aguas, al tener usos de la tierra dominados por pastos, cultivos y bosque. En síntesis, varios de los usos de la tierra incrementan su área, en especial el área urbana, con la gran excepción del área de bosques que se redujo considerablemente.

O setor elétrico brasileiro é composto, majoritariamente, por usinas hidrelétricas, cuja operação é realizada de forma centralizada pelo Operador Nacional do Sistema (ONS). Devido às características do setor, foi criado durante a década de 1990 o Mecanismo de Realocação de Energia (MRE) com o intuito de compartilhar o risco hidrológico entre as usinas participantes deste mecanismo, o qual é medido pelo Generation Scaling Factor (GSF). Entre os anos de 2014 e 2015, o Brasil enfrentou um período de escassez hídrica que impactou negativamente o caixa dos geradores hídricos. Estes, insatisfeitos com o cenário, articularam-se junto à Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) e ao Ministério de Minas e Energia (MME) para que o risco hidrológico fosse transferido para os consumidores. A agência reguladora posicionou-se contrária ao pleito dos geradores na primeira fase da Audiência Pública 32/2015, que tratou do tema em questão, entretanto o governo editou a Medida Provisória 688/2015 que possibilitou a repactuação do risco hidrológico mediante um pagamento de prêmio de risco pelos geradores hídricos. Neste contexto, esta dissertação foi desenvolvida com o objetivo principal de avaliar o processo de repactuação do risco hidrológico, a partir dos estudos sobre a evolução da Teoria da Regulação, com foco na atuação dos grupos de interesse. Os resultados indicam possibilidade em aplicar os pressupostos da Teoria dos Grupos de Interesse, principalmente a abordagem de Pelztman (1976), no processo de repactuação do risco hidrológico, demonstrando que: (i) a regulação surge como demanda dos grupos de interesse; (ii) a regulação tende a beneficiar os grupos de interesse que forem mais ativos politicamente; (iii) os agentes envolvidos no processo de regulação atuam para maximizar sua própria utilidade; e (iv) a regulação tende a beneficiar grupos de interesse cujo benefício per capita seja maior. / The Brazilian Power sector consists of hydroelectric plants, whose operation is performed centrally by the mainly National System Operator. Due to the system characteristics, during the 1990s, was created the Energy Reallocation Mechanism in order to share hydrological risk among mechanism\'s participating, which is measured by the Generation Scaling Factor (GSF). Between 2014 and 2015, Brazil faced a water scarcity period that negatively affected the hydropower generators revenue. The generators unsatisfied with this situation have started seek to influence the electricity regulatory agency and the Ministry of Mines and Energy in order to transferred the hydrologic risk to consumers. The regulatory agency has positioned itself against the claim of the generators in the first phase of the Public Hearing 32/2015, but the government has published Interim Measure 688/2015 which allowed the renegotiation of the hydrological risk through a premium risk payment by hydropower generators. In this context, this work was developed with the main objective of analysing the renegotiation process of hydrological risk, such analysis was based on the evolution of regulation theory studies, focusing on the role of interest groups. The results indicate the possibility of applying the assumptions of Theory of Economics Regulation, mainly the Pelztman (1976) approach, on the renegotiation of the hydrological risk process demonstrating that: (i) regulation is supplied in reponse to the interest groups demand for regulation; (ii) regulation is most likely to benefit the interest groups that are more active politically; (iii) agents involved in the regulatory process act to maximize their own utility; and (iv) regulation trends to benefit interest groups which highest per capita benefit.

Orientador: Pedro Wagner Gonçalves / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-08-10T13:06:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ribeiro_StellaRegina_M.pdf: 5110953 bytes, checksum: a891c8396ff7e81289fa61f793407c0f (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Esta pesquisa consiste em um trabalho desenvolvido em escola pública municipal da cidade de Campinas em parceria com duas professoras que ministravam as disciplinas de Geografia e Ciências no Ensino Fundamental para alunos de 5ª série. Foram realizadas atividades de formação continuada nas quais objetivo era investigar o ensino tratando questões ambientais. Houve um esforço de tratar o ciclo da água de forma sistêmica utilizando distintas fontes de informação desde científicas a populares. O ciclo da água foi tratado a partir do local (microbacia de drenagem). O pressuposto do trabalho defende integração curricular por meio de debate e pesquisa colaborativa. Mostra-se a existência de dificuldades no tratamento do ciclo da água embora notem-se avanços em relação ao ensino apoiado em modelos extremamente simplificados. Atividades de campo mostraram-se especialmente enriquecedoras para professores e alunos começarem a refletir sobre o modelo de ciclo da água / Abstract: This research consists in a work developed at a public school in Campinas, SP. There was a partnership with two teachers, one geographer and other science teacher, who teach to 11 years old kids. Activities from continuing teacher were developed and the objective was investigate the teaching of addressing environmental studies. There was an effort to treat the water cycle upon systemic approch using different sources of information (scientific and popular ideas). We defend the curricular integration by means of collaborative research. We show up that there are difficulties to understand the cycle of water though we observe advances in teaching. These advances are concerning with field trip activities / Mestrado / Mestre em Ensino e Historia de Ciencias da Terra

Nowadays, the hydrologic modeling has become an essential tool for predicting the hydrodynamic behavior in a watershed due to the importance of the detailed estimative of the water balance for environmental management in a sustainable manner. However, the phenomena involved in this cycle have large spatial and temporal variations, which complicates their estimation. In this context, the objectives set for this study is the evaluation of the production of water - river Poxim açu , using the SWAT hydrological model (Soil and Water Assessmente Tool) . The calibration model was manually performed for a period in the year 2012, considering some relevant geological aspects of the basin under study, resulting in a calibration option from related to groundwater flow parameters and obtaining results NSE (0,73), PBIAS (-9,86) and RSR (0.52) . Were performed validation procedures which observed similarities between the results of water production with the results obtained by Silva (2013) for the same watershed in 2011. The model was used for predictive simulation of filling the dam Syndicalist Jaime Umbelino de Souza at river Poxim-açu, besides being subjected to simulations with rainfall data from rainfall stations in the municipalities of Itaporanga D´Ajuda and Aracaju to reviews of water production responses. The result was satisfactory, with fit temporal very good between recorded predictive filling and filling. The study concludes that the SWAT model applies satisfactorily in performing predictive simulations of water production in the basin of Poxim-açu river in Sergipe. Also concludes that the model applies satisfactorily in hydrological studies of the watershed in question. Regarding at Regional Development and the Environment, the study recommends more detailed research on the hydrogeological aspects of the region, aiming at quantitative and qualitative preservation of existing large underground spring, which represents an important meaning for human supply of Aracaju population and to maintaining the balance of coastal agroecosystems. / Nos dias atuais, a modelagem hidrológica tornou-se ferramenta essencial para predição do comportamento hidrodinâmico em uma bacia hidrográfica devido à importância que tem a detalhada estimativa do balanço hídrico para a gestão ambiental de modo sustentável. Entretanto, os fenômenos envolvidos neste ciclo apresentam grandes variações espaçotemporais, o que dificulta a sua estimativa. Neste contexto, o objetivo estabelecido para o presente estudo é o da avaliação da produção de água do rio Poxim-açu, utilizando o modelo hidrológico SWAT (Soil and Water Assessmente Tool). A calibração do modelo foi realizada manualmente para um período compreendido no ano de 2012, considerando-se alguns aspectos geológicos pertinentes a bacia em estudo, resultando em uma opção de calibração a partir dos parâmetros relacionados ao fluxo das águas subterrâneas e obtendo-se resultados de NSE (0,73), PBIAS (-9,86) e RSR (0,52). Realizou-se procedimentos de validação onde se observou similaridades entre os resultados da produção de água com os resultados obtidos por Silva (2013) para a mesma bacia hidrográfica no ano de 2011. O modelo desenvolvido foi utilizado para simulação preditiva do enchimento da barragem Sindicalista Jaime Umbelino de Souza, no rio Poxim-açu, além de ter sido submetido a simulações com dados de chuvas das estações pluviométricas dos municípios de Itaporanga D´Ajuda e de Aracaju para avaliações das respostas da produção de água. O resultado obtido foi satisfatório, com muito bom encaixe temporal entre o enchimento preditivo e o enchimento registrado. O estudo conclui que o modelo SWAT é aplicável satisfatoriamente na realização de simulações preditivas da produção de água na bacia hidrográfica do rio Poxim-açu em Sergipe. Conclui também que o modelo é aplicável satisfatoriamente em estudos hidrológicos da bacia hidrográfica em questão. Em relação ao Desenvolvimento e Meio Ambiente regional, o estudo recomenda que se aprofundem pesquisas quanto aos aspectos hidrogeológicos da região, com vistas à preservação quanti-qualitativa do grande manancial subterrâneo existente, que representa importante significado para o abastecimento humano da população Aracajuana e para a manutenção do equilíbrio de agroecossistemas litorâneos.

Made available in DSpace on 2014-07-29T16:24:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOaO FONSECA DE OLIVEIRA.pdf: 1294832 bytes, checksum: 022b50e9a3fc392dd2bef5f7fcc5d895 (MD5) Previous issue date: 2008-02-21 / This work was developed mainly aiming the determination of the erodibility and the critical shear stress in non-paved roads, focusing on the reduction of the eminent risks of occurring erosion in these roads, based upon a drainage system dimensioning using local resistance values. In order to achieve these values a yield simulator was built, which model consists of an improved version of the equipment proposed by Griebeler (2005), utilized in superficial yield testing directly at the drainage channel of the road and in collecting the eroded material. The simulator was installed in soils of roads of Goiânia (E1), Baliza (E2), Doverlândia (E3) and Morrinhos (E4, E5 e E6) , all of which are in the state of Goiás. The tests were performed with three repetitions for each passage of the vicinal roads. For each test were utilized five channels with different crescent volumetric flow rates, in a way to simulate the ascending curve of a yielding hydrogram, where each channel was collected in a proper recipient, for later determination of the amount of eroded material (debris). Samples were also collected from non-deformed soil, utilizing an Uhland sampler, aiming to determine the density of the soil. Furthermore, the declivity of the road and samples for characterizing the granulometric curves and determining the Atterberg limits were also measured and collected. The results found showed erodibility (g.cm-2.min- 1.Pa-1) and critical shear stress values respectively of 0.0036 and 2.00 for E1; 0.0099 and 2.06 for E2; 0.0582 and 3.93 for E3; 0.0073 and 3.78 for E4; 0.0075 and 4.87 for E5; and, 0.0054 and 3.74 for E6. These values appear highly elevated for the condition of roads, indicating high erosion risk, a fact that can be observed from the conservation state in which they can be found. The soils of the roads were classified as Sandy loam (E1), Sandy (E2), Clay loam (E3), Sandy clay (E4), Sandy loam (E5) and Sandy clay loam (E6). The classification of the soils of the roads, with little clay material, which works as a cementer, helps explain the elevated values obtained for the erodibility and critical shear stress. The soil density values (g.cm-3) observed were, respectively for roads E1 to E6, 1.58; 1.64; 1.53; 1.41; 1.63 and 1.60. Through the simulation performed using the Roads Griebeler (2005) software and utilizing the values observed in the field, the fact that road E1 obtained the greatest space management, mainly due to its lower erodibility. However, for the remaining roads, the software pointed out the need to build drains nearby, further indicating the need to make alterations in their drainage channels as well as their consisting material, so that their erodibility would be reduced. The composition of the material can be made through the mixture of a greater quantity of cementing material, such as clayey soil, to the material of the road, enhancing the soil s resistance to the erosive process. The model has proven to be highly sensitive to the alterations in the erodibility of the soil and in the declivity of the road. / Este trabalho foi desenvolvido tendo como objetivo principal a determinação da erodibilidade e da tensão crítica de cisalhamento em estradas não pavimentadas, visando a redução dos riscos de ocorrência de erosão nestas estradas com base em dimensionamentos de sistemas de drenagem através de valores locais de resistência. Para a obtenção destes valores foi construído um simulador de escoamento, cujo modelo consiste em um aperfeiçoamento do equipamento proposto por Griebeler et al. (2005), utilizado para testes de escoamento superficial diretamente no canal de drenagem da estrada e para a coleta de material erodido. O simulador foi instalado em solos de estradas de Goiânia (E1), Baliza (E2), Doverlândia (E3) e Morrinhos (E4, E5 e E6), todas no estado de Goiás. Os testes foram realizados com três repetições para cada canal de estrada. Em cada teste foram utilizadas cinco vazões diferentes e crescentes, de modo a simular a curva ascendente de um hidrograma de escoamento, sendo cada vazão coletada em um recipiente próprio, para posterior determinação da quantidade de material erodido. Foram coletadas amostras de solo indeformadas, utilizando um amostrador Uhland, visando à determinação da densidade do solo. Coletou-se também, amostras para a caracterização das curvas granulométricas e determinação dos limites de Atterberg e determinou-se, ainda, a declividade da estrada. Os resultados encontrados mostraram valores de erodibilidade (g.cm-2.min-1.Pa-1) e de tensão crítica de cisalhamento (Pa) respectivamente de 0,0036 e 2,00 para a E1; 0,0099 e 2,06 para E2; 0,0582 e 3,93 para E3; 0,0073 e 3,78 para E4; 0,0075 e 4,87 para E5; e, 0,0054 e 3,74 para E6. Estes valores mostram-se bastante elevados para a condição de estradas, indicando alto risco de erosão, fato este observado pelo estado de conservação destas em campo. Os solos das estradas foram classificados como Franco arenoso (E1), Arenoso (E2), Franco argiloso (E3), Argilo arenoso (E4), Franco arenoso (E5) e Franco argilo arenoso (E6). A classificação dos solos das estradas, com pouco material argiloso, que funciona como cimentante, ajuda a explicar os elevados valores obtidos para a erodibilidade e tensão crítica de cisalhamento. Os valores de densidade (g.cm-3) do solo observados foram de 1,58; 1,64; 1,53; 1,41; 1,63 e 1,60, respectivamente para as estradas de E1 a E6. Pela simulação realizada com o software Estradas (Griebeler et al., 2005), utilizando os valores observados em campo, pode-se observar que o maior espaçamento foi obtido para a estrada E1, em vista, principalmente, da sua menor erodibilidade. Nas demais estradas o software indicou a necessidade de desaguadouros bastante próximos indicando a necessidade de alterações nos canais de drenagem das estradas bem como no seu material constituinte, de modo que sua erodibilidade seja reduzida. A composição do material pode ser feita pela mistura de uma maior quantidade de material cimentante, como solo argiloso, ao material da estrada, aumentando a resistência do solo ao processo erosivo. O modelo mostrou-se bastante sensível às alterações na erodibilidade do solo e na declividade da estrada.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:13:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carlos Henrique Orsi.pdf: 1050981 bytes, checksum: 04c595bd725a75ff4c7d08c180f10951 (MD5) Previous issue date: 2012-08-23 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The region of the lower Araguaia River is influenced by a flood pulse that causes changes in the environment. This study aimed to identify the spatial effects (main river and tributaries) on the assembly structure of fish. Samples were taken every two months between March and September 2009, at 14 sites (7 in the Araguaia River and 7 in tributaries), fishes were collected with gill nets exposed for 24 hours, for the analysis effort was standardized and indexed in catch per unit of effort in number and biomass, then the attributes of the assembly and the total abundance were set and spatial distribution patterns were identified through factorial analysis. The beta diversity was estimated as the rate of renewal of species. An ordination analysis indicated the formation of three axes and their scores were retained for a PerManova analysis. Analysis of the indicator species was performed to determine if there were local indicator species. Species richness and abundance of fish were higher in the channel of the Araguaia River during the dry season. The diversity in the channel of the Araguaia River in low water seasons and dry seasons differed from the tax on water and flood in relation to the abundance in number of individuals and beta diversity showed that the Araguaia River and tributaries have their assemblages in a non-random status. The evenness showed no significant differences between sites and seasons. The evaluation of indicator species identified a number of species that stick out among the others, mainly in the main channel in the dry season, these facts may be related to environmental changes between seasons, flooding its banks and several structures along the river, providing new habitats and causing some species seek more favorable environments to their needs during the different seasons. / A região do baixo rio Araguaia sofre a influência de um pulso de inundação que causa modificações no ambiente. O presente trabalho teve por objetivo identificar os efeitos espaciais (calha e tributários) na estrutura da assembleia da ictiofauna. As amostras foram realizadas bimestralmente entre março e setembro de 2009, em 14 locais (7 no rio Araguaia e 7 em tributários), os peixes foram coletados com redes de espera expostas por 24 horas, sendo que para as análises, o esforço foi padronizado e indexado em captura por unidade de esforço em número e biomassa, em seguida os atributos da assembleia e abundância total foram calculados e posteriormente os padrões de distribuição espacial foram identificados através de análises bifatoriais. A diversidade beta foi estimada como a taxa de renovação de espécies. Uma análise de ordenação indicou a formação de 3 eixos e seus escores foram retidos para análise de PerManova. A análise de espécies indicadoras foi realizada para determinar se existiam espécies indicadoras de locais. A riqueza de espécies e abundância de peixes foram maiores na calha do rio Araguaia durante a estação seca. A diversidade na calha do rio Araguaia nas estações vazante e seca divergiu dos tributários nas estações enchente e cheia em relação à abundância em número de indivíduos e a diversidade beta mostrou que o rio Araguaia e os tributários apresentam suas assembleias de forma não aleatórias. A equitabilidade não apresentou diferenças significativas entre os locais e as estações. A avaliação de espécies indicadoras permitiu identificar algumas espécies que sobressaem em relação às outras, principalmente na calha principal na estação seca, tais fatos podem estar relacionados às mudanças no ambiente entre as estações, alagando as margens e várias estruturas ao longo do rio, disponibilizando novos habitats e fazendo que algumas espécies procurem ambientes mais propícios as suas necessidades durante as diferentes estações do ano.

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.

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.