A modelagem matemática da hidrologia de bacias hidrográficas é largamente utilizada em estudos de diversos tipos de problemas encontrados na engenharia hidráulica e de recursos hídricos. Nestes últimos 150 anos, muitos pesquisadores realizaram observações e experimentos sobre a natureza do ciclo hidrológico para que pudessem entender e equacionar seu comportamento. Diversos modelos diferentes surgiram baseando-se em equacionamentos físicos e empíricos, sendo que muitos destes modelos clássicos são utilizados até hoje. Para se ter uma visão mais abrangente do tema, uma revisão do estado da arte é apresentada, com uma perspectiva histórica destes modelos e seus criadores, assim como uma classificação fundamentada em suas características. Também são examinados alguns dos sistemas computacionais para modelagem hidrológica de bacias hidrográficas mais utilizados atualmente. São discutidas as hipóteses de uma simplificação do ciclo hidrológico para eventos intensos utilizados em projetos. Cada componente do ciclo hidrológico simplificado é modelado utilizando um dos diferentes modelos hidrológicos propostos, com graus de complexidade distintos. Para cada um destes modelos é realizada uma análise de sensibilidades dos seus parâmetros. Baseado nos avanços tecnológicos mais recentes na ciência da computação foi desenvolvido, em paralelo a esta pesquisa, uma ferramenta computacional que compila todos os conceitos aqui apresentados e tem distribuição acadêmica livre. / The mathematical modeling of the watershed hydrology is widely used in studies of several problems related to hydraulic and water resources engineering. On these last 150 years, many researchers accomplished observations and experiments on the nature of the hydrologic cycle in order to understand and equates its behavior. Several different models appeared basing on physical and empiric equating, and many of these classic models are being used until today. To get a more comprehensive view on the theme, a state of the art revision is presented, with an historical perspective about these models and its creators, such as a classification based on its characteristics are presented. Also some computational systems of hydrologic modeling of watershed are also examined more used now. The hypotheses of a simplification of the hydrologic cycle are discussed for intense events used in projects. Each component of the simplified hydrologic cycle is modeled using one of the different hydrologic models proposed, with distinct grades of complexity. For each one of these models a sensibility analysis of their parameter is performed. Based on the more recent technological progresses in the computational science was developed, parallel to this research, a computational tool that compiles all the concepts here presented and has free academic distribution.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-04-27T13:30:43Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_FaciesPetrografiaGeoquimica.pdf: 18737546 bytes, checksum: 5dc22dc33bda0dbffcb6102df49fd0f3 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-05-02T21:46:18Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_FaciesPetrografiaGeoquimica.pdf: 18737546 bytes, checksum: 5dc22dc33bda0dbffcb6102df49fd0f3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-02T21:46:18Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_FaciesPetrografiaGeoquimica.pdf: 18737546 bytes, checksum: 5dc22dc33bda0dbffcb6102df49fd0f3 (MD5) Previous issue date: 2006-03-22 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A água propriamente dita é um recurso natural imprescindível para a vida, importantíssimo para os metabolismos e processos sócio-econômicos e fundamental para o equilíbrio e manutenção das condições climáticas e do meio ambiente em geral. O bem “água” em seu aspecto ontológico, isto é, como substância em si, bem como entidade sócio-econômica, e as águas da Amazônia, em particular podem ter medido ou calculado, o seu VALOR ECONÔMICO, a ser expresso em unidades monetárias, pautando-se no princípio de que estas águas são um BEM ESTRATÉGICO. Não se restringindo a condição da existência apenas no estado físico líquido da matéria, nem aos princípios de que o valor deste bem se origina ou deriva dos custos econômicos/financeiros para sua obtenção, tratamento, armazenagem e distribuição e nem àquele obtido sob o enfoque da escassez. “O Valor de Não Uso” ou “de Existência” do objeto de estudo é o foco principal desta tese. A Amazônia possui as maiores reservas de água doce, floresta tropical e biodiversidade do planeta. O complexo sistema decorrente desta interação, nos aspectos dinâmico e funcional, bem como estático (estoque) é gerado e a sua manutenção só será possível se não se alterarem de forma expressiva o ciclo hidrológico na região, o qual é de suma importância para o equilíbrio climático da Terra, quando realiza o transporte de calor e umidade, e, mais especificamente, quando se expressa como suporte à existência de atividades produtivas no território brasileiro de grande relevância econômica. Logo é importante que se identifiquem estratégias, se criem mecanismos e se estabeleçam parâmetros para gestão deste imenso recurso natural, apresentando-se também mecanismo e políticas compensatórias, inclusive com a transferência de recursos financeiros que possam promover o desenvolvimento sócio-econômico da região. A pesquisa que sustentou o desenvolvimento dessa tese tem caráter teórico, conceitual e multidisciplinar, envolve conhecimentos de geociências (geologia, meteorologia, hidrologia), economia, engenharias, políticas públicas, ecologia e sociologia, tendo duas vertentes principais: a hidrológica e a econômica. / Water is, in itself, a natural resource that is indispensable for life, extremely important for metabolism and socioeconomic processes and vital for balancing and maintaining climatic conditions and the environment in general. The asset “water” in its ontological aspect, that is, as a substance in itself, as well as a socioeconomic entity, and the waters of Amazonia in particular, may have their ECONOMIC VALUE measured or calculated, to be expressed in monetary units, guided by the principle that these waters are a STRATEGIC ASSET. This thesis does not restrict the condition of water’s existence only to the physical liquid state of the substance, nor to the principles that the value of this asset originates or is derived from economic/financial costs of obtaining, treating, storing or distributing it, nor yet to that which is obtained under the focus of scarcity. “The Value of Non-Use” or “of the Existence” of the object of this study is the principle focus of this thesis. The Amazon region possesses the largest reserves of freshwater, tropical forest and biodiversity on the planet. The complex system resulting from this interaction, in the dynamic and functional, as well as static (stocks) aspects, is generated and its maintenance will only be possible if there is no significant alteration in the regional hydrological cycle, which is vitally important to the Earth’s climatic equilibrium, through carrying heat and humidity, and, more specifically, when it is expressed as support for productive activities in the Brazilian territory that are of great economic relevance. Thus, it is important that strategies be identified, mechanisms be created and parameters be established for managing this immense natural resource, with compensatory mechanisms and policies being presented, including the transfer of financial resources that can promote socioeconomic development for the region. The research that informed the development of this thesis has a theoretical, conceptual and multidisciplinary character, involving knowledge of geosciences (geology, meteorology, hydrology), economics, engineering, public policies, ecology and sociology, with two principal lines of thinking: hydrological and economic.

Orientador: Denis Otávio Vieira de Andrade / Banca: Célio Fernando Baptista Haddad / Banca: Paula Cabral Eterovick / Banca: Fernando Ribeiro Gomes / Banca: Itamar Alves Martins / Resumo: O comportamento de assoalhar é incomum em anfíbios já que tem o inconveniente de aumentar os riscos de perda excessiva de água por evaporação (PEA). No entanto, este comportamento parece ser especialmente relevante em regiões de altitude uma vez que possibilita a termorregulação frente às baixas temperaturas. Algumas espécies de anuros são conhecidas por assoalhar de forma eficiente, inclusive em condições privadas de umidade e geralmente são acompanhadas por uma série de adaptações a fim de reduzir a PEA. Este é o caso de Bokermannohyla alvarengai, um hilídeo endêmico dos campos rupestres que habita áreas acima de 1000 m de altitude no sudeste do Brasil, no qual o comportamento de assoalhar está associado com mudanças fisiológicas na coloração da pele. Os campos rupestres estão sujeitos a grandes oscilações diárias de temperatura com radiação solar intensa durante o dia e queda acentuada da temperatura a noite, e a termorregulação através do assoalhamento poderia então ser vantajosa neste caso. Por outro lado, este tipo de ambiente apresenta fortes restrições hídricas e, portanto, poderia comprometer o uso eficiente do assoalhamento em anuros como uma estratégia termorregulatória. Embora as mudanças de cor na espécie são conhecidas por atuarem na modulação das trocas de calor durante a exposição à radiação solar, com implicações osmorregulatórias, inúmeras questões sobre adaptações comportamentais e fisiológicas que sustentam o assoalhamento em B. alvarengai ainda permanecem inexploradas, e este estudo objetivou preencher essa lacuna de conhecimento. Nesta tese, investiguei aspectos fundamentais do modo de vida de B. alvarengai como dieta, reprodução, padrões de atividade e uso do ambiente, assim como características fisiológicas e morfológicas com especial referência às implicações adaptativas no comportamento de assoalhar. Bokermannohyla alvarengai assoalha ao longo do ano... / Abstract: Basking behaviour is uncommon in amphibians as it has the important drawback of increasing the risk of excessive water loss through evaporation (EWL). However, this behaviour seems to be especially relevant in high elevation regions as it allows thermoregulation in order to face the low temperatures. Some anuran species are known to bask efficiently, even in deprived humidity conditions, and generally are accompanied by several adaptations in order to reduce EWL. This is the case of Bokermannohyla alvarengai, a treefrog endemic of campos rupestres (rocky meadows) that inhabits areas above 1000 m of altitude in Southeastern Brazil, whom basking behaviour is associated with physiological changes in skin coloration. Campos rupestres undergo major daily temperature fluctuations with intense solar radiation during the day and rapid cooling at night, and thermoregulation through basking could be advantageous in such habitat. On the other hand, this environment is subjected to water restrictions that exacerbate problems of EWL and, therefore, compromises efficient use of basking in anurans as thermoregulatory strategy. While colour change in this species is known to be involved in the modulation of heat exchanges during sun exposition, with osmoregulatory implications, many questions remain on the behavioural and physiological adaptations underpinning basking, and this study aims at filling this gap of knowledge. In this thesis, I investigated fundamental aspects of the life history of B. alvarengai, such as diet, reproduction, activity patterns and habitat use, but also physiological and morphological features with special reference to their adaptive implications in basking behaviour. Bokermannohyla alvarengai basks all year-round, even far from water sources, accommodating the conflicting aspects involved in water economy and thermoregulation by a suite of behavioural, physiological, and morphological specializations. Besides the adoption of... / Doutor

Orientador: Ariovaldo Pereira da Cruz-Neto / Banca: Denis Otavio Vieira de Andrade / Banca: Elisabeth Spinelli de Oliveira / Banca: Thomas Puettker / Banca: Ricardo Siqueira Bovendorp / Resumo: O uso de conceitos e metodologia da fisiologia para análise de problemas conservacionistas tem um longo histórico, e sua abordagem vai além de uma descrição de padrões de respostas, incluindo também a compreensão detalhada dos fatores mecanísticos subjacentes aos problemas da conservação. A fragmentação e a degradação do habitat resultam em mudanças no ambiente físico, que afetam diretamente parâmetros fisiológicos associados ao balanço hídrico. Animais que habitam esses ambientes altamente modificados podem estar submetidos a um estresse hídrico, e para estes animais o uso de parâmetros do balanço hídrico como medida da capacidade fisiológica da manutenção da homeostase é de grande importância. Estudos dos efeitos da fragmentação da Mata Atlântica sobre a abundância e riqueza de espécies de roedores mostram a existência de respostas diferencias à fragmentação. A presente tese aborda este padrão de respostas sob uma ótica integrativa, através da análise dos parâmetros associados à manutenção do balanço hídrico, e com o objetivo de fornecer evidências sobre as possíveis causas mecanísticas destas respostas. Para isso utilizamos um clássico protocolo de privação de água, somado à avaliação de efeitos da temperatura e à comparação entre diferentes populações de habitats com características climáticas diferentes. Seus resultados sugerem que as espécies Akodon montensis, Euryoryzomys russatus e Oligoryzomys nigripes possuem diferentes tolerâncias à privação de água, e que esta diferença pode estar relacionada à plasticidade fisiológica inerente a cada espécie. A análise dos componentes envolvidos no balanço hídrico evidenciou diferenças entre A. montensis e E. russatus, tendo a primeira apresentando maior plasticidade dos parâmetros avaliados, resultando em maior tolerância à privação de água. Somada à privação de água, a elevação da temperatura induziu uma... / Abstract: The use of concepts and metodologies of Phisiology to analise conservation issues has long history, and its approach goes further than describing response patterns, including also detailed comprehention of the mechanistic factors underlying conservations problems. Fragmentation and degradation of habitat result in changes on the physical environment, which directly affect physiological traits assotiated with water balance. Animals that inhabit these highly modified environments might be under water stress, and for those animals, using traits of water balance as a measure of physiological capacity for maintening homeostasis is of great value. Studies of the effects of the Atlantic Forest fragmentation on the abundance and richness of rodent species show the existence of differential response to fragmentation. This thesis addresses these patterns of responses under an integrative perspective through the analisis of parameters associated to the maintenence of water balance, and in order to provide evidences about the possible mechanistics causes of these responses. For that we used a classical protocol of water deprivation, added to the effects of temperature and to the comparison among different populations from habitats with distinct climate characteristics. The results suggest that the species Akodon montensis, Euryorysozomys russatus and Oligoryzomys nigripes hold different tolerances to water deprivation, and these differences might be related to the physiological plasticity intrinsic of each species. The analisis of the components involved in water balance revealed differences between A. montensis and E. russatus, the first one presenting a higher plasticity on the evaluated traits, which result on higher tolerance to water deprivation. Added to water deprivation, the rising of temperature induced a series of alterations on the evaluated parameters in A. montensis, imposing higher pressure on the water balance maintenance, triggering ... / Doutor

Orientador: João Francisco Escobedo / Banca: Diego Augusto de Campos Moraes / Banca: Carlos Roberto Pereira Padovani / Banca: Eduardo Nardini Gomes / Banca: Luis Roberto de Almeida Gabriel Filho / Resumo: Neste trabalho são desenvolvidos modelos de estimativa e interpolação espacial para a Evapotranspiração de Referência (EToFAO-56), modelo de Penman-Monteith, na Região do Planalto Ocidental Paulista (composta pelas regiões intermediárias de São José do Rio Preto e Ribeirão Preto do Estado de São Paulo/Brasil): Análise de Componentes Principais (ACP), Regressões Múltiplas (RM) [Regressões Lineares Múltiplas (RLM) e Regressões Não Lineares Múltiplas (RNLM)] e técnicas de Aprendizado de Máquinas (AM) [Multilayer Perceptron (MLP), Adaptative Neuro Fuzzy Inference System (ANFIS), General Regression Neural Network (GRNN) e Support Vector Machine (SVM)], no primeiro capítulo; Krigagem Ordinária (KO) e Mínima Curvatura (MC), no segundo capítulo. O desenvolvimento deste tipo de estudo é de grande importância para otimizar a gestão de recursos hídricos e planejamento da irrigação. A base de dados climáticos utilizada no cálculo de EToFAO-56 é do período de 2013-2017 de 30 localidades da região de estudo. Para a validação dos modelos nos dois estudos foi considerada a EToFAO-56 como referência por meio dos indicativos estatísticos: coeficiente de correlação (r), coeficiente de determinação (R2), Mean Square Error (MSE), Root Mean Square Error (RMSE), Mean Bias Error (MBE), e índice de concordância de Willmott (d). Os resultados do primeiro estudo mostraram os melhores desempenhos em sequência: EToMLP4 (rRMSE = 0,62%), EToANFIS4 (rRMSE = 0,75%), EToSVM4 (rRMSE = 1,19%), EToRLM4 (rRMSE = ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work, estimation and spatial interpolation models are developed for the Evapotranspiration Reference (EToFAO-56), Penman-Monteith model, in the Western Plateau Paulista Region (composed by the intermediate regions of São José do Rio Preto and Ribeirão Preto of the State of São Paulo/Brazil): Principal Component Analysis (PCA), Multiple Regressions (RM) [Multiple Linear Regressions (RLM) and Multiple Nonlinear Regressions (RNLM)] and Machine Learning (ML) techniques [Multilayer Perceptron (MLP) Adaptive Neuro Fuzzy Inference System (ANFIS), General Regression Neural Network (GRNN) and Support Vector Machine (SVM)] in the first chapter; Ordinary Kriging (OK) and Minimum Curvature (MC) in the second chapter. The development of this type of study is of great importance to optimize water resource management and irrigation planning. The climate database used in the calculation of EToFAO-56 is from the 2013-2017 period from 30 locations in the study region. For the validation of the models in the two studies, the EToFAO-56 was considered as a reference by means of statistical indications: correlation coefficient (r), determination coefficient (R2), Mean Square Error (MSE), Root Mean Square Error (RMSE), Mean Bias Error (MBE), and Willmott's agreement index (d). The results of the first study showed the best performance in sequence: EToMLP4 (rRMSE = 0.62%), EToANFIS4 (rRMSE = 0.75%), EToSVM4 (rRMSE = 1.19%), EToRLM4 (rRMSE = 5.23%), EToRNLM4 (rRMSE = 6.39%) and EToACP (rRMSE = 9.32%). The results obtained from the second study showed that the performance (RMSE) of the annual and seasonal EToMC spatial interpolation models ranged from 0.11 to 0.14. / Doutor

Desde el siglo XIX se ha resaltado la importancia de incluir forestaciones en la llanura pampeana argentina, atribuyéndoles cualidades únicas para modificar la dinámica hídrica de estos ambientes. Las escasas pendientes, suelos salino-sódicos y capa freáticas de poca profundidad, conforman un ambiente de gran fragilidad que se encuentra amenazado por el avance progresivo de la agricultura e intensa carga animal. Todas estas características condicionan largos períodos de sequías seguidos de inundaciones con severas consecuencias en la producción pecuaria. En estas condiciones los procesos erosivos dependen en gran medida de los cambios de uso del suelo y a las actividades productivas. La demanda de productos forestales a nivel mundial y el apoyo fiscal, ha puesto en la mira estos ambientes para el desarrollo de la actividad forestal. Sin embargo, el efecto de las forestaciones, resulta poco evidente dado que han sido introducidas en chacras y estancias de forma circunscripta y aisladas entre sí. Un entendimiento adecuado de la incidencia de una forestación en el sistema hidrológico, puede favorecer la búsqueda de criterios que mejoren el manejo del agua y por ende, de la actividad productiva muchas veces significativamente afectada por problemas de anegamiento y sequías. Con el objetivo de evaluar la influencia hidrológica de forestaciones de rápido crecimiento de dos localidades en la llanura pampeana, como base para reconocer pautas de manejo del agua en ambientes de llanura, se realizó el presente estudio. Se determinaron y analizaron, durante tres años, los componentes del balance hidrológico sobre forestaciones de Pinus radiata Don y Eucalyptus viminalis Labill de la pampa ondulada y sobre forestaciones de Eucalyptus camaldulensis Dehnh y Eucalyptus viminalis Labill de la pampa deprimida. Con este fin se establecieron los siguientes objetivos específicos: 1) Analizar la redistribución de las precipitaciones bajo plantaciones forestales adultas de Pinus radiata Don, Eucalyptus viminalis Labill y Eucalyptus camaldulensis Dehnh en los dos predios de la llanura pampeana; 2) Modelizar el componente de escurrimiento superficial bajo las condiciones de uso actual de los predios analizados y simular posibles escenarios de cambio de uso en la conversión pastizal-forestación; 3) Evaluar las fluctuaciones del nivel de capa freática a nivel predial, como base para determinar las relaciones de recarga/descarga bajo los usos/coberturas considerados en cada sitio de estudio, y 4) Establecer una metodología sencilla para la estimación de los coeficientes de cultivo de las especies forestales a fin de cuantificar la evapotranspiración de los distintos cultivos evaluados. Los resultados obtenidos en cuanto a la redistribución de las precipitaciones, permitieron concluir que la capacidad de intercepción de los pinos estudiados supera a la de los eucaliptos y que hay una relación directa entre la capacidad de intercepción y la edad de los rodales. Por su parte, la aplicación de la metodología del número de curva a través del modelo hidrológico L-THIA NPS, permitió establecer una importante reducción del escurrimiento superficial anual en la conversión de pastizales por forestaciones. Este modelo demostró ser una poderosa herramienta de diagnóstico en el estudio del comportamiento de los escurrimientos superficiales en situaciones hipotéticas de uso de la tierra. A nivel subterráneo, fue posible verificar que las forestaciones estudiadas en pampa deprimida favorecieron los procesos de infiltración ante períodos de excesos hídricos, a la vez que acentuaron los períodos de déficits al incrementar la descarga del acuífero freático en períodos con baja pluviometría. Las forestaciones de la pampa ondulada en cambio, demostraron atenuar los procesos de descarga en épocas secas o de baja pluviometría al tiempo que favorecieron los procesos de infiltración ante períodos de excesos hídricos. De esta manera, se observó que mientras que algunos rodales actuaron como sitios preferenciales de descarga, otros fueron capaces de facilitar o interrumpir la recarga al ser comparado con otros usos/coberturas. Por último, la metodología desarrollada para el cálculo de la evapotranspiración permitió demostrar que la conversión de pastizales por forestaciones de rápido crecimiento generó un aumento del 51-87% en la evapotranspiración con respecto a la situación natural y tornó los rendimientos hídricos de positivos a marcadamente negativos durante gran parte del tiempo. Esto representó un aporte del 35-67% por encima de la precipitación media anual y dejó el precedente de que el rodal de pino presenta un menor rendimiento hídrico (descarga freática) frente a los de eucalipto y, dentro de estos, que los rodales de E. viminalis enseñan un rendimiento hídrico que supera al de E. camaldulensis. Se concluye finalmente que las forestaciones realizan un uso más exhaustivo del agua frente a las coberturas herbáceas. Sus canopeas determinan altos porcentajes de intercepción que reducen el agua que alcanza el suelo, y una vez que lo hace, se encuentra con un mantillo que reduce la posibilidad de escurrir superficialmente y facilita su infiltración en el suelo. Esta infiltración, facilitada por un aumento de la porosidad y la hidrofobicidad de la materia orgánica, es rápidamente absorbida por la forestación y liberada al ambiente. La existencia de un acuífero libre a menos de 6m de la superficie del suelo constituye un aporte de agua extra para las forestaciones, que la utilizan activamente cuando las condiciones ambientales son propicias, al punto de generar depresiones de más de 2m de profundidad y convertir sitios naturales de recarga en sitios de descarga neta. Uno de los problemas más alarmantes del consumo de agua por parte de las plantas esta dado por la posibilidad de salinización de los suelos y napas, cuestión que ha sido abordada intensamente por estudios locales y es necesario seguir profundizando. / Since the XIXth Century the importance of including afforestation in the Argentinean Pampas has been highlighted because of its unique capacity to modify the water dynamics of these environments. The low slopes, the saline-sodic soils and the shallow water table constitute a very fragile environment threatened by the progressive advance of agriculture and intense animal use. All these characteristics determine long periods of drought followed by floods with severe consequences to the livestock production. Under these conditions erosive processes depend largely on changes in land use and productive activities. Worldwide demand for forest products as well as fiscal support has turned the attention towards these environments for the development of afforestation. Nevertheless, the effect of afforestation is not clearly evident due to the fact that it has been introduced in farms in a circumscribed and isolated way. A proper understanding of the effect of afforestation in the water system can help to find ways to improve the management of water, and hence, to improve the productive activities that are very often affected by floods and droughts. The aim of the present study is to evaluate the hydrological effects of fast growing afforestation in two localities of the pampean prairie in order to identify criteria for the management of water in plain environments. During a three year period the different components of the water balance were determined and analyzed in afforestation of Pinus radiata Don and Eucalyptus viminalis Labill in the rolling pampa and in Eucalyptus camaldulensis Dehnh and Eucalyptus viminalis Labill in the flooding pampa. With this purpose the following specific objectives were established: 1) To analyze the rain distribution under adult afforestation of Pinus radiata Don, Eucalyptus viminalis Labill and Eucalyptus camaldulensis Dehnh in two localities of the pampean prairie; 2) To model the runoff under current land use conditions and simulate possible scenarios considering a change in land use (conversion from pasture to afforestation); 3) To evaluate fluctuations in the water table at farm level to determine relationships of charge/discharge under the land uses considered in each studied site, and 4) To establish a simple methodology to estimate the crop coefficient in order to quantify the evapotranspiration of the considered afforestation. The results obtained in relation to rainfall indicate that pines have a higher interception capacity than eucalyptus, which is directly related to the age of the stands. Using the methodology of the curve number by means of the hydrological model L-THIA NPS, an important reduction of the annual runoff in the conversion of pasture to afforestation was established. This model proved to be a powerful tool for the diagnosis of superficial water runoff behavior in hypothetical situations of land use. At an underground level, it was confirmed that the afforestation studied in the flooding pampa increased infiltration processes in periods with excess water, and also increased water deficit in periods with low rainfall because of increased phreatic water discharge. In contrast the afforestation of the rolling pampa decreased water discharge during dry seasons or low rainfall and increased infiltration processes in periods of excess water. It was observed that while some stands acted as preferential sites for discharge, others were able to facilitate or interrupt recharge when compared with other land uses or coverage. Finally, the methodology developed to calculate the evapotranspiration demonstrated that the conversion from pasture to fast growing afforestation generated an increase of the evapotranspiration of 51-87% when compared to the natural situation and turned the hydric performance from positive to strongly negative for most of the time. This represented an extra contribution of 35-67% above the median annual precipitation, establishing that the pine stand has a minor water yield (groundwater discharge) than eucalyptus, and within the latter, that the stands of E. viminalis have a higher water yield than E. camaldulensis. Finally it is concluded that afforestation make a more exhaustive use of water when compared with pastures. The canopy intercepts more water and reduces the amount that reaches the soil, the water that reaches the soil does not drain superficially so easily because of the litter and tends to infiltrate in the soil. This infiltration, facilitated by an increase of the porosity and hydrophobicity of organic matter, is quickly absorbed by afforestation and released to the environment. The existence of a phreatic aquifer at less than 6m from the surface constitutes an extra supply of water for afforestation that is used when needed, generating depressions of more than 2m deep and turning natural sites of recharge in sites of net discharge. One of the main problems related to water consumption by plants is the possibility of the salinization of soil and water tables. This issue has been treated in local studies and there is a clear need to keep on studying this matter.

La cuenca hidrográfica según FAO/RLAC (1998), es una unidad territorial formada por un río con sus afluentes y por un área colectora de las aguas. En la cuenca están contenidos los recursos naturales básicos para las múltiples actividades humanas, como agua, suelo, vegetación y fauna. Todos mantienen una continua y particular interacción entre ellos y con los aprovechamientos y desarrollos productivos del hombre. El manejo inadecuado de los recursos naturales origina problemas que afectan seriamente la capacidad productiva de los sistemas agropecuarios y finalmente repercuten a mediano y largo plazo en la calidad de vida de los habitantes. Desde un punto de vista hidrográfico, el área de estudio, corresponde a la cabecera de la cuenca del Arroyo Pillahuinco Grande perteneciente al partido de Coronel Pringles, provincia de Buenos Aires. Esta área, posee gran influencia sobre los caudales que circulan por el cauce, ya que las características particulares de sus suelos, vegetación y topografía, ligados al uso del territorio determinan que gran parte de la precipitación pluvial se transforme en escorrentía. Los recursos que dispone el hombre para paliar la degradación ambiental, se encuentran en la ingeniería agro-hidrológica y medioambiental a través de los proyectos de restauración agro-hidrológica de las cuencas. Con la aplicación de medidas de control del agua superficial en el área serrana de la cuenca del Arroyo Pillahuinco Grande, se estaría aumentando el recurso hídrico disponible para los cultivos en épocas deficitarias, los caudales punta disminuirían y con ello el riesgo de inundación en la ciudad. La hipótesis del trabajo plantea que las prácticas de restauración agro-hidrológicas propuestas constituyen un método integral en el control del escurrimiento superficial. Para ello se propuso el objetivo general de determinar el efecto de la restauración agro-hidrológica sobre el escurrimiento superficial en el área serrana de la Cuenca del Arroyo Pillahuinco Grande. Teniendo como objetivos particulares: caracterizar ambientalmente el área serrana de la cuenca del Arroyo Pillahuinco Grande, elaborar una base de datos cartográfica temática digital para su potencial disponibilidad pública, modelizar la respuesta hidrológica del área serrana de la cuenca del Arroyo Pillahuinco Grande ante diferentes eventos de precipitación para la condición actual, proponer medidas de restauración agro-hidrológica coherentes con el tipo de producción actual tendientes a disminuir la escorrentía superficial, ajustar las medidas propuestas ante diferentes eventos de precipitación para la condición restaurada y comparar la respuesta del escurrimiento superficial según la condición actual y restaurada del área ante diferentes eventos de precipitación. Para abordar los objetivos se utilizaron diversas metodologías, basadas en el uso de información antecedente, toma de datos a campo y el procesamiento de los mismos a través de Sistemas de Información geográfica (SIG) y los modelos hidrológicos Lthia Gis NPS y Hec Hms, ambos basados en el método de transformación precipitación-escorrentía del Número de Curva elaborada por el Soil Conservation Service de los Estados Unidos. Los modelos permitieron establecer el funcionamiento hidrológico de la cuenca y sus subcuencas, obteniendo la zonificación espacial de la lámina de escorrentía, los hidrogramas caudales pico y volumen total de escorrentía para la condición actual y para las medidas propuestas, ante diferentes eventos de precipitación. La utilización de SIG permitió establecer medidas de restauración agro-hidrológica haciendo una evaluación multicriterio de las condiciones presentes en la cuenca. La comparación de los hidrogramas para la condición actual y restaurada ante los eventos de precipitación demuestra una marcada influencia de la morfometría sobre los volúmenes escurridos y los caudales picos. Una mayor disminución de los valores de lámina escurrida podría lograrse convirtiendo el pastizal serrano en bosques protectores, lo que trae aparejado, por un lado, una reducción del área con producción ganadera a niveles que pueden no poseer sustentabilidad económica y por otro, la disminución de la biodiversidad natural del ambiente.

Submitted by ROGÉRIO GEROLINETO FONSECA null (rogeriogfonseca@yahoo.com.br) on 2018-01-03T14:27:02Z No. of bitstreams: 1 RISCO_HIDROLOGICO_PRECIPITACOES_EXTREMAS_ENCHENTES_E_ALAGAMENTOS_NA_CIDADE_DE_ITUIUTABA_MG.pdf: 10330534 bytes, checksum: b95ceb5e240dacedaa2b614729085529 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Aparecida Puerta null (dripuerta@rc.unesp.br) on 2018-01-05T10:43:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 fonseca_rg_me_rcla.pdf: 9246593 bytes, checksum: cbd5879270cf75f0e834161707e18c48 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-05T10:43:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 fonseca_rg_me_rcla.pdf: 9246593 bytes, checksum: cbd5879270cf75f0e834161707e18c48 (MD5) Previous issue date: 2017-11-10 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / As inundações constituem um dos impactos ambientais mais observados nas áreas urbanas. A incidência destes eventos varia conforme as características climáticas e socioambientais das cidades. Esta pesquisa teve como objetivo principal avaliar o risco a enchentes, a alagamentos e ao escoamento superficial concentrado na área urbana de Ituiutaba (MG), a partir de suas condicionantes físicas e de suas características socioespaciais, inerentes ao processo de urbanização. Para isto, realizaram-se análises do geossistema urbano; da variabilidade pluvial com enfoque na recorrência das precipitações extremas; das ocorrências de transtornos associados ao impacto pluvial e da percepção do problema por parte da população atingida e do poder público municipal. Verificou-se que os impactos hidrometeóricos concentram-se durante os meses da primavera e do verão, quando as chuvas são mais abundantes. Em média, treze episódios chuvosos com volume a partir de 30mm/24h acontecem a cada ano, representando, assim, um potencial de danos ao ambiente urbano. De forma mais esporádica, acontecem ainda precipitações mais intensas, por volta de 90mm/24h, com potencial de impacto muito maior. Os arquivos das ocorrências do Corpo de Bombeiros e as reportagens publicadas pela imprensa local constituíram importantes fontes para o mapeamento e análise dos impactos. Como consequência desses eventos, tem-se na área central da cidade e bairros adjacentes, que são mais impermeabilizados, as ocorrências de escoamento superficial concentrado e os alagamentos. Além disso, a rede de galerias pluviais é insuficiente para drenar os locais onde os problemas são mais evidentes, principalmente em quatro áreas, sendo estas as avenidas José João Dib, Minas Gerais, Dezessete e Prof. José Vieira de Mendonça. Na primeira, observam-se alagamentos devido à deficiência na drenagem do escoamento superficial, que não consegue direcionar as águas para dentro da canalização do Córrego São José. Nos demais locais o problema é o escoamento superficial concentrado, que forma um fluxo ao longo das vertentes, suficiente para arrastar pessoas e veículos, além de provocar danos na pavimentação de ruas e calçadas. No tocante à população afetada pelas inundações, a maior parcela é formada por pessoas de baixa renda, cujas residências são mais vulneráveis ao acúmulo/escoamento de água em superfície. Este cenário demanda a atuação efetiva da administração pública no sentido de elaborar planos estratégicos para a gestão das águas pluviais. / Floods are one of the most observed environmental impacts in urban areas. The incidence of these events varies according to the climatic and socio-environmental characteristics of the cities. The main objective of this research was to evaluate the risk to the overflows, the floods and the concentrated surface runoff in the urban area of Ituiutaba (MG), based on its physical conditioning aspects and its socio-spatial characteristic, which are inherent in the urbanization process. For that purpose, some analyzes of the urban geosystem, the rainfall variability with focus on the recurrence of the extreme precipitations, the occurrences of disturbances associated with the rainfall impact and the perception of the problem by the affected population and the municipal public power were carried out. It was found that the hydrometeoric impacts are concentrated in the spring and summer months, when the rains are more abundant. On average, thirteen rainy episodes with a volume from 30mm/24h happen each year, which represents a potential for damages to the urban environment. More sporadically, there are some intense precipitations, around 90mm/24h, with a much greater potential impact. The Fire Department's archives and the news published in the local press were important sources for the mapping and analysis of the impacts. As a consequence of these events, there are in the city centre area and adjacent neighborhoods, which are more waterproofed spaces, the occurrences of concentrated surface runoff and flooding. In addition, the rain gutter network is insufficient to drain the places where the problems are more evident, mainly in four areas, which are the avenues José João Dib, Minas Gerais, Dezessete and Prof. José Vieira de Mendonça. At the José João Dib Avenue, floods are observed due to the deficiency in drainage of the surface runoff, that cannot direct the water into the canalization of the São José stream. In the other avenues, the problem is the concentrated runoff which forms a flow along the slopes that is enough to drag people and vehicles as well as cause damage to the paving of streets and sidewalks. With regard to the population affected by the floods, the majority is made up of low-income people, whose homes are most vulnerable to surface water accumulation / runoff. This scenario demands an effective action from the public administration in an effort to elaborate strategic plans for the management of the rainwater. / CNPq: 134118/2015-4

Orientador: Glauco de Souza Rolim / Banca: Alexandre Barcellos Dalri / Banca: Maurício dos Santos Simões / Resumo: O clima é o fator importante que influencia a cana-de-açúcar e seu estudo é fundamental para entender as exigências climáticas da safra. A estimativa é feita com dados históricos e representa uma condição atual, já a previsão é a estimativa feita para o futuro, ou seja, com dados disponíveis atuais simular uma condição futura. O presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de modelos agro-meteorológicos regionais para fazer a previsão da produtividade em toneladas de cana por hectare (TCH) e qualidade da matéria prima em relação á total de açúcar recuperável (ATR) da cana em uma escala mensal. Foram utilizados dados climatológicos mensais (temperatura do ar, precipitação, deficiência e excesso hidricos, evapotranspiração potencial e real do solo, armazenamento de água no solo, radiação solar global) do ano anterior, para prever TCH e ATR do próximo ano por meio de regressão linear múltipla. A combinação de dados climatológica mensal foi feito buscando um menor erro médio percentual absoluto possível com valor-p inferior a 0,05, e modelos com maior antecipação possível. Dados de 12 anos da região de Jaboticabal, de um grande produtor de cana no Estado de São Paulo, foram utilizados para análise, sendo o período de 2002-2009 utilizados para calibração e 2010-2013 para validação. Observou-se que todos os modelos calibrados foram significativos e precisos, pois os maiores valores de erro médio percentual absoluto (MAPE) foram de 4,06% na previsão do TCH (C) de julho. O modelo calibrado para novembro teve a presença de variável déficit hídrico em todos os ambientes, mostrando a importância dessa variável na cultura. Modelos mensais testadas neste trabalho apresentaram desempenhos significativos em sua previsão. Por exemplo, a previsão do TCHMAI no ambiente AB (MAPE = 1,89% e R adj = 0,90), considerando um valor médio de 90,6 t ha-1 na região, o modelo erra cerca de... / Abstract: The climate is the important factor of influence for sugarcane and its study is fundamental for understanding the climatic requirements of the crop. The estimate is made with historical data and is a current condition, as the forecast is the estimate made for the future, ie, with current available data simulate a future state. The present work aimed developing regional agro-meteorological models to make the yield forecasting of tons of sugarcane per hectare (TCH) and quality in relation to total recoverable sugar (ATR) of sugarcane in a monthly scale. We used monthly climatological data (air temperature, Precipitation, Water Deficiency and Surplus, Potential and Actual evapotranspiration, Soil Water Storage, Solar Global irradiation) of the previously year to forecast TCH and ATR of the next year using multiple linear regression. The combination of monthly climatological data was made searching a small mean absolute percentage error possible with p-value less than 0.05, and models with greater possible anticipation. Data of 12 years of Jaboticabal, a major sugarcane producer in the State of São Paulo, were used for analysis, being the period from 2002 to 2009 used for calibration and from 2010 to 2013 for validation. We observed that all models calibrated were significant and accurate, because the higher values of mean absolute percentage error (MAPE) were of 4.06% in the forecasting of the TCH(C) of July. The model calibrated for November had the presence of water deficit variable in every environment, showing the importance of this variable in the crop. Monthly models tested in this work showed significant performances in their forecasting's. For example, the forecast of the TCHMAY in the AB environment (MAPE = 1.89% and R2 adj = 0.90) considering an average value of 90.6 t ha-1 in the region, the model misses about 1.7 t ha-1.In this case the anticipation for forecasting TCHMAY was eight months because the last climatological ... / Mestre

Made available in DSpace on 2015-04-09T12:28:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-10-03Bitstream added on 2015-04-09T12:47:56Z : No. of bitstreams: 1 000813726_20181003.pdf: 402995 bytes, checksum: 7ffd02dec6f8d8a27c4c94e9dc3f0e8d (MD5) Bitstreams deleted on 2018-10-05T13:35:39Z: 000813726_20181003.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2018-10-05T13:36:45Z : No. of bitstreams: 1 000813726.pdf: 2738857 bytes, checksum: 298fd04a8f00bf0143fae58eb8ea98c0 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / BEPE / O comportamento de assoalhar é incomum em anfíbios já que tem o inconveniente de aumentar os riscos de perda excessiva de água por evaporação (PEA). No entanto, este comportamento parece ser especialmente relevante em regiões de altitude uma vez que possibilita a termorregulação frente às baixas temperaturas. Algumas espécies de anuros são conhecidas por assoalhar de forma eficiente, inclusive em condições privadas de umidade e geralmente são acompanhadas por uma série de adaptações a fim de reduzir a PEA. Este é o caso de Bokermannohyla alvarengai, um hilídeo endêmico dos campos rupestres que habita áreas acima de 1000 m de altitude no sudeste do Brasil, no qual o comportamento de assoalhar está associado com mudanças fisiológicas na coloração da pele. Os campos rupestres estão sujeitos a grandes oscilações diárias de temperatura com radiação solar intensa durante o dia e queda acentuada da temperatura a noite, e a termorregulação através do assoalhamento poderia então ser vantajosa neste caso. Por outro lado, este tipo de ambiente apresenta fortes restrições hídricas e, portanto, poderia comprometer o uso eficiente do assoalhamento em anuros como uma estratégia termorregulatória. Embora as mudanças de cor na espécie são conhecidas por atuarem na modulação das trocas de calor durante a exposição à radiação solar, com implicações osmorregulatórias, inúmeras questões sobre adaptações comportamentais e fisiológicas que sustentam o assoalhamento em B. alvarengai ainda permanecem inexploradas, e este estudo objetivou preencher essa lacuna de conhecimento. Nesta tese, investiguei aspectos fundamentais do modo de vida de B. alvarengai como dieta, reprodução, padrões de atividade e uso do ambiente, assim como características fisiológicas e morfológicas com especial referência às implicações adaptativas no comportamento de assoalhar. Bokermannohyla alvarengai assoalha ao longo do ano... / Basking behaviour is uncommon in amphibians as it has the important drawback of increasing the risk of excessive water loss through evaporation (EWL). However, this behaviour seems to be especially relevant in high elevation regions as it allows thermoregulation in order to face the low temperatures. Some anuran species are known to bask efficiently, even in deprived humidity conditions, and generally are accompanied by several adaptations in order to reduce EWL. This is the case of Bokermannohyla alvarengai, a treefrog endemic of campos rupestres (rocky meadows) that inhabits areas above 1000 m of altitude in Southeastern Brazil, whom basking behaviour is associated with physiological changes in skin coloration. Campos rupestres undergo major daily temperature fluctuations with intense solar radiation during the day and rapid cooling at night, and thermoregulation through basking could be advantageous in such habitat. On the other hand, this environment is subjected to water restrictions that exacerbate problems of EWL and, therefore, compromises efficient use of basking in anurans as thermoregulatory strategy. While colour change in this species is known to be involved in the modulation of heat exchanges during sun exposition, with osmoregulatory implications, many questions remain on the behavioural and physiological adaptations underpinning basking, and this study aims at filling this gap of knowledge. In this thesis, I investigated fundamental aspects of the life history of B. alvarengai, such as diet, reproduction, activity patterns and habitat use, but also physiological and morphological features with special reference to their adaptive implications in basking behaviour. Bokermannohyla alvarengai basks all year-round, even far from water sources, accommodating the conflicting aspects involved in water economy and thermoregulation by a suite of behavioural, physiological, and morphological specializations. Besides the adoption of... / FAPESP: 2009/15712-0 / BEPE: 2013/14974-7