La norma de instalaciones sanitarias I.S. 010 (2006) no impide la instalación de elementos que puedan ahorrar energía y agua para el caso de agua caliente, solo presenta indicaciones con respecto al uso de los sistemas de agua, desagüe y de las conexiones a utilizar dentro de una edificación, así como las dimensiones y las herramientas adecuadas según el consumo para el cual se diseñará el edificio. Con base en estos datos mencionados, la investigación presentada tiene como núcleo la aplicación de elementos que permitan la recirculación del agua potable en una vivienda, de tal manera que se evite el desperdicio de agua, puesto que, en la actualidad, el mundo pasa por un grave problema con respecto a los recursos hidrológicos. Asimismo, según estudios realizados por la ONU y presentados por la BBC News: “el aumento de la población anual es cada vez mayor en el mundo y asimismo es un indicativo del aumento del consumo de agua y se prevé que para el año 2050 la mitad del mundo estaría pasando por una gran escasez de agua”. En la actualidad, el sistema de agua caliente en las edificaciones genera pérdidas de agua potable debido a que cuando se abre el grifo de agua, debe pasar un tiempo pronunciado para que el agua alcance el nivel de temperatura requerido por el consumidor. En consecuencia, se genera un desperdicio de agua fría, es así que se tiene planeado implementar este sistema, el cual permitirá ahorrar en agua potable y evitar futuras pérdidas, que medidos anualmente conforman una cantidad en metros cúbicos que no es despreciable. Para la aplicación de estos elementos se plantea presentar los beneficios que implicaría su instalación en edificaciones peruanas. Finalmente, se presenta la instalación de este sistema de recirculación de agua potable aplicable en agua caliente para una edificación denominada PROYECTO CUSCO, ubicada en la ciudad de Cusco, distrito de Wánchaq. En la que se presenta la distribución de este nuevo sistema en el proyecto y se cumple con los requisitos impuestos por la norma I.S. 010 (2006) correspondiente a instalaciones sanitarias del reglamento nacional de edificaciones. Como conclusión, se demuestra que es aplicable la utilización de sistemas de recirculación y que benefician no solo al consumidor sino también al planeta, teniendo más opciones de proteger nuestro entorno para las generaciones futuras.

Climatic variability associated to the ENSO has profound socio-economic impact on the northwestern of South America. In Colombia, the ENSO warm phase, El Niño, decreases precipitation, is associated with droughts and low river flows. In contrast, the cold phase of the ENSO, La Niña, generates the opposite side effect including water overflowing emergencies at the local and the regional scale. In the country every 2 or 4 years, floods can directly affect over 500,000 people. In contrast to the large water availability (more than 5000 m3 per capita) also have been observed 12 severe droughts in the last five decades. These two hydro-meteorological events can be examined using the statistical modeling of Frequency Analysis to prognostic the behavior of a hydrologic variable beyond the known record period. The resulting model serve to the sizing of hydraulic structures, further implemented as firewall against the change-effect of extreme hydrologic events. Often Hydrological Statistics are based on the hypothesis that the data time series are stationary. However, climatic variability and human induced changes on natural resources can also affect the behavior in time-based hydrologic variables. Here this research-work implements non-stationary statistical modeling to improve our understanding of flooding¿s risk as well as the risk associated to droughts in Colombia. This work aims to analyze the non-stationarity estimates of extreme hydrologic indices, and further make detailed comparisons among different non-stationary models. The study site is the Cauca River high basin known as Valle Alto. This inter-Andean river basin has been shown strongly influenced by ENSO and it is interesting research case due the fact that the waterflow regime has been altered by a reservoir located headwaters of the basin. This system has a spatially distributed hydrological dataset for the period 1965-2015. After the stationarity hypothesis was tested, I examined a cross-correlation analyses between the reservoir storages and flooding events. Considering the changes in ratio of regulated basin areas, I propose to use two indices to describe the reservoir influence on the water system: the average runoff and the changes in the antecedent stored volume in the reservoir. Furthermore, the climatic variability was explicitly parameterized in the model using the Oceanic Niño Index, the multivariate ENSO index, the Pacific Decadal Oscillation, El Niño Modoki Index, the South Oscillation Index, the anomaly of Pacific Sea Surface Temperature in the Niño 3 region, and the index of superficial jet stream to the western of Colombia. All the covariates allow to incorporated patterns to a group of distribution functions through gamlss additive models. The models suggest a better fit to both climate and human-induced changes in the hydrologic regimes. I found that the average runoff is an informative index but, incorporate the reservoir changes is better to describe the dependency of the hydrologic variables on the reservoir. Here, the non-stationary models provide evidence of the hydrologic risk of: flood through increases in both frequency and duration during la Niña events and intensification of hydrologic drought when low-level water in the reservoir and El Niño Events occur simultaneously. This risk cannot to be controlled by the actual operation rules at the reservoir, and constitute a significant challenge for water management of the whole Cauca river basin. The findings as well as the methods have significant meaning for current hydric resources management and the integrated hydrological risk management of an inter-Andean valley that house over 4.6 million people in the Valle del Cauca, Colombia. / La variabilidad climática asociada a ENSO tiene un profundo impacto ambiental y socioeconómico en Colombia. Aunque el país dispone de más de 5000 m3 de agua por habitante, El Niño disminuye la precipitación y los caudales en los ríos, provocando 12 sequías severas en las últimas cinco décadas. La Niña, genera el efecto opuesto con emergencias por inundaciones y deslizamientos de tierra que pueden afectar a más de 500.000 personas con una frecuencia de 2 a 4 años. El dimensionamiento de estructuras hidráulicas se apoya en la modelación estadística de Análisis de Frecuencias que permite pronosticar el comportamiento de una variable hidrológica más allá del período de registro conocido, basándose en la hipótesis de que los datos son estacionarios. Sin embargo, la variabilidad climática y los cambios inducidos por el ser humano en los recursos naturales pueden provocar tendencias y alteraciones en el comportamiento de las variables hidrológicas en el tiempo, dejando de lado el supuesto de estacionariedad. Este trabajo tiene como objetivo detectar y caracterizar la variabilidad de los eventos extremos del río Cauca por efecto de las variaciones climatológicas y antrópicas, a través de la modelación estadística no estacionaria, para mejorar nuestra comprensión sobre el riesgo de inundaciones y sequías en Colombia. El área de estudio es la cuenca alta del río Cauca conocida como Valle Alto, localizada en una región interandina de interés para la investigación por la alteración en el régimen hidrológico asociada a la operación de un embalse y a la influencia de ENSO. El caso posee datos hidrológicos distribuidos espacialmente para el período 1965-2015. Las variables de extremos anuales son los caudales diarios máximos, los caudales mensuales mínimos, la duración de las crecidas y de los estiajes de cuatro estaciones hidrométricas. Las variables explicativas son siete índices de variabilidad climática de baja frecuencia, la probabilidad de ocurrencia de las fases de ENSO y dos índices de embalse. Se evalúan seis funciones de distribución de probabilidad acumulada para series con asimetría positiva, en los modelos aditivos generalizados de localización, escala y forma. La metodología considera: analizar la estacionariedad; estudiar la correlación entre el embalse y los caudales; evaluar la teleconexión entre los índices climáticos; y comparar modelos no estacionarios. Los resultados muestran que usar el volumen de almacenamiento de agua en el índice de embalse permite representar la alteración antrópica del régimen hidrológico. Además, los mejores modelos no estacionarios emplean simultáneamente covariables climáticas y antrópicas. Los modelos de covariables indican que durante las fases de ENSO, los caudales estimados para una rara probabilidad de excedencia pueden ser diferentes a los obtenidos en el Análisis de Frecuencias estacionario. Se concluye que el riesgo de inundaciones en la estación hidrométrica Juanchito se debe al aumento en la precipitación y en el escurrimiento medio en áreas de la cuenca no reguladas por el embalse, y al efecto de La Niña. Por tal razón el reservorio no logra amortiguar los caudales de crecida. Sin embargo, los incrementos en los caudales mínimos anuales dependen significativamente de la presa, pero se prevé la intensificación de la sequía hidrológica a valores no deseados, cuando ocurren simultáneamente, niveles bajos de almacenamiento en el embalse y eventos El Niño. De tal forma que las reglas actuales de operación del embalse no logran controlar el riesgo de inundaciones y sequías, esto constituye un desafío real para el manejo del agua en toda la cuenca del río Cauca. Los hallazgos, así como los métodos propuestos, son de interés para la gestión de los recursos hídricos y del riesgo hidrológico de un valle interandino que alberga a más de 4.6 millones personas. / La variabilitat climática associada a ENSO té un profunt impacte soci-económic en el noroest de Sudamèrica. En Colombia la fase càlida d'ENSO, ''El Niño'', disminuix la precipitació, s'associa en sequies i cabals baixos en els rius. En contrast, la fase freda de l'ENSO, ''La Niña'', genera l'efecte contrari en emergències per desbordament d'aigua a escala local i regional. Al païs cada 2 o 4 anys, les inundacions poden afectar directament a més de 500.000 persones. En contrast amb la gran disponibilitat d'aigua (més de 5000 M3 per capita) també s'han observat 12 sequies severes en les últimes cinc decades. Aquestos dos events hidro- meteorològics poden ser examinats utilisant la modelació estadistica d' Anàlisis de Freqüències per a pronosticar el comportament d'una variable hidrològica més allà del periodo de registre conegut. El model resultant servix per al dimensionamient d'estructures hidràuliques de protecció front a l'efecte d'events hidrològics extrems. L'Estadistica Hidrològica es basa en hipòtesis que una serie temporal es estacionària. No obstant, la variabilitat climática i els canvis induits pel ser humà en els recursos naturals també poden afectar el comportament de les variables hidrològiques en el temps. Aquest treball d'investigació implementa models estadistics no estacionaris per a millorar la nostra comprensió del risc d'inundacions i sequies en Colombia. El treball té com objectiu analisar la no ESTACIONARIEDAD en els valors estimats d'índexs d'extrems hidrològics, i realisar comparacions detallades entre diferents models no estacionaris. El cas d'estudi és la conca alta del riu Cauca coneguda com Vall Alta. Esta conca fluvial interandina es fortament afectada per ENSO i és un cas d'investigació interessant degut a que el règim hidrològic ha segut alterat per un embassament ubicat en la capçal de la conca. El cas posseix senyes hidrològiques distribuides espacialment per al periodo 1965-2015. Després de que l'Hipòtesis d'ESTACIONARIEDAD fòra provada, s'analisa la correlacio creuada entre el volum almagasenat en l'embassament i cabals extrems. Considerant els canvis la taxa d' àrea compassada en la conca, proponc utilisar dos índexs per a descriure l'influència de l'embassament en el règim hidrològic: un en funció de l'escorriment mig i altre usant els canvis en el volum almagasenat en el reservori. Ademés, la variabilitat climàtica va ser amb paràmetros adequats en el model empleat: l'Índex Oceànic El Niño, l'Índex Multivariat ENSO, l'Oscilació Decadal del Pacífic, l'Índex El Niño MODOKI, l'Índex d'Oscilació del Sur, l'anomalia de la Temperatura Superficial de l'Oceà Pacífic en la regió de Niño 3, i l'Índex del Corrent en Chorro de l'Occident de Colombia. Totes les covariables permeten aplicar patrons de canvi significatius en diferents funcions de distribució a través dels models aditius GAMLSS. Els resultats dels models sugerixen un millor ajust tant al clima com als canvis induits pel ser humà en el règim hidrològic. S'identifica que l'escorriment mig es un índex informatiu, pero utilisar els canvis en el volum almagasenat es millor per a descriure la dependència entre l'embassament i les variables hidrològiques. Els models no estacionaris presenten evidencies del risc per: aument en la freqüència i duració dels events de La Niña, adicionalment, intensificació de la sequia hidrològica, quan ocorren simultaneament, nivells baixos d'almagasenament en l'embassament i events El Niño. Dit risc no conseguix ser controlat per les regles actuals d'operació en l'embassament i constituixen un desafiament significatiu per al maneig de l'aigua en tota la conca del riu CAUCA. Les troballes, aixina com els métodos proposts, son d'interés per a la gestió actual dels recursos hídrics i la gestió integrada del risc hidrològic d'una vall internada que alberga a més de 4.600.000 persones en la Vall del CAUCA, Colombia. / Sedano Cruz, RK. (2017). Influencia de la variabilidad climática en la modelación estadística de extremos hidrológicos en el Valle Alto del río Cauca, Colombia [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90579

El problema de la escasez de agua es un desafío significativo para la industria minera peruana. Aunque Perú es un país con una gran cantidad de recursos hídricos, la distribución geográfica y la variabilidad climática hacen que algunas áreas sufran de escasez. La minería es una parte significativa de la economía peruana y es la actividad que menos consume agua en el país. La gran minería requiere ciertas cantidades de agua para los diversos procesos, como la extracción, el procesamiento y la transformación de minerales. Esto puede poner una presión considerable sobre los recursos hídricos locales, especialmente en regiones donde ya existe escasez de agua. Este trabajo de investigación presenta un marco teórico para el entendimiento del manejo y almacenamiento de relaves mineros, optimización y gestión del agua, últimas tecnologías de equipos mineros-metalúrgicos y conceptos económicos para evaluación y comparación de alternativas. Así mismo, detalla las tecnologías que usan algunas empresas mineras, que operan en Perú, para optimizar la recuperación de agua en el proceso de manejo y disposición de sus relaves. Los equipos implementados de cada empresa son descritos y comparados bajo aspectos técnicos y económicos; con la finalidad de analizar y seleccionar el que mejor performance, eficiencia y menor costo de capital y operativo genere. Como conclusión de estas evaluaciones, se determina que el espesador de lamas presenta menor CAPEX, pero mayor OPEX, y mayor VAN que el filtro de relave, pero menor que el filtro banda presentado. Finalmente, para la alternativa seleccionada, se detallará el impacto que generó cuando se implementó en la unidad minera donde se encuentra instalada. / The problem of water scarcity is a significant challenge for the Peruvian mining industry. Although Peru is a country with a large amount of water resources, the geographical distribution and climatic variability lead to water scarcity in some areas. Mining is a significant part of the Peruvian economy and is the least water consuming activity in the country. Mining requires certain amounts of water for various processes such as extraction, processing, and mineral transformation. This can exert considerable pressure on local water resources, especially in regions already experiencing water scarcity. This research work presents a theoretical framework for understanding the management and storage of mining tailings, optimization and water management, the latest technologies in mining-metallurgical equipment, and economic concepts for the evaluation and comparison of alternatives. It also details the technologies used by some Peruvian mining companies to optimize water recovery in the handling and disposal of their tailings. The implemented equipment of each company will be described and compared in technical and economic aspects, with the aim of analyzing and selecting the one that generates the best performance, efficiency, and lower capital and operating costs. As a conclusion of these evaluations, It is determined that the thickener has lower CAPEX, but higher OPEX, and higher VAN than the filter press, but lower than the band filter. Finally, about the selected alternative, the impact it generated when implemented in the mining unit where is installed will be detailed.

Memoria (licenciado en ciencias jurídicas y sociales) / Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento / Esta memoria revisa el desarrollo de las intervenciones administrativas orientadas a la protección de caudales mínimos desde la década de 1980 hasta el presente, y critica de la suficiencia o idoneidad de las mismas en el contexto jurídico y político ambiental, especialmente tratándose del denominado Caudal Ecológico Mínimo. La investigación se desarrolla a través del estudio de diversos textos doctrinarios, leyes, reglamentos y minutas, y recurre a un método deductivo, de tipo dogmático jurídico. Entre otras indicaciones sobre la dirección en que debieran orientarse los esfuerzos regulatorios en el ramo, se concluye que, cuando por razones de interés público o de conservación del patrimonio ambiental sea necesario reducir el volumen máximo de extracciones en un cauce o sección del mismo, todos los derechos existentes en él deberían ser reducidos en la medida que corresponda, a través de Planes de Manejo, complementarios a los caudales ecológicos en vigor, por resultar estos insuficientes para la consecución de tales objetivos

Geólogo / Se desarrolla un modelo hidrogeológico conceptual del Sistema Hídrico Parinacota- Cotacotani, ubicado en el altiplano de la XV Región de Arica y Parinacota, en el extremo norte de Chile. Se presenta información hidrogeológica e hidroquímica del área en estudio, tanto superficial como subterránea. La XV Región de Arica y Parinacota se caracteriza por ser una zona de extrema aridez. La distribución temporal de las lluvias en el altiplano responde al régimen de precipitaciones provenientes del invierno altiplánico, por tanto los caudales de los cursos superficiales son mayores entre los meses de diciembre a marzo. Se calculó la precipitación media anual en las cuencas y subcuencas de estudio para el periodo 1984- 2013. La evapotranspiración es la componente de salida más importante del sistema hídrico de la cuenca. El río Lauca muestra un régimen pluvial. La salida del sistema por flujo superficial corresponde al caudal promedio anual aforado en la salida de la cuenca. El caudal promedio anual es de 400 L/s en la estación de aforo Río Desaguadero en Cotacotani, 160 L/s en la estación Río Lauca en Estancia el Lago, 764 L/s en la estación Canal Lauca en Sifón nº 1. Este caudal es utilizado mayoritariamente para riego de bofedales y uso doméstico. Desde el punto de vista geológico, la cuenca hidrográfica del río Lauca se enclava en una cuenca tectónica sedimentaria tipo antepaís en la zona central del orógeno andino. Esta cuenca se encuentra controlada por sistemas estructurales y movimientos tectónicos. La geología estructural existente define y condiciona la formación y geometría de los cuerpos acuíferos. Asimismo, la litología presente afecta y marca la hidroquímica del agua que transita por los acuíferos. En la cuenca de estudio se han identificado 4 unidades hidrogeológicas: La UH1 son acuíferos en depósitos sedimentarios, la unidad UH2 corresponde con los acuíferos en roca muy fracturada, la UH3 es un acuitardo de porosidad primaria y la unidad UH4 es un acuitardo en roca fracturada. La UH5 es una roca casi impermeable. En el sector Parinacota-Cotacotani, la unidad acuífera principal es la UH1. A partir de la prospección geofísica realizada se observa una zona no saturada en las partes más altas de hasta 50 m de espesor, no obstante no se detectó el basamento en la zona central de este sector, implicando que el acuífero UH1 presenta al menos un espesor de 300 m. En la parte occidental y sur del sector existe la ignimbrita Lauca (UH4) que semiconfina la parte inferior de UH1 causando así la formación de un acuífero inferior semiconfinado que se extiende también aguas abajo hacia el sector del Lauca Alto. Hidroquímicamente se ha observado que en la cuenca del río Lauca las aguas son de composición bicarbonatada. Esto evidencia una escasa evolución química del agua subterránea, mostrando un bajo contenido salino y un predominio mayoritario del ión bicarbonato. Por lo tanto, se puede concluir que las aguas subterráneas del área de estudio son relativamente jóvenes. Se analizó la conexión hidráulica entre la cuenca del lago Chungará con la cuenca del río Lauca. A partir de este análisis se pudo concluir que existe un gradiente hidráulico entre las lagunas que permite que el agua circule desde la cuenca del lago Chungará hacia el Lauca. La conexión hidráulica entre la cuenca del lago Chungará con la cuenca del río Lauca por el sector de las lagunas de Cotacotani ha sido apoyada por la respuesta de resistividades eléctricas que muestra el perfil TEM llevado a cabo en la prospección geofísica.

A Mata Atlântica, um dos ecossistemas mais ameaçados do planeta, reduzida atualmente a menos de 8% de sua cobertura original, necessita atenção especial em termos de compreensão do seu funcionamento como subsídio para sua melhor conservação. O presente estudo além de expandir a quantidade de estudos realizados nessa região, visou caracterizar o funcionamento hidrológico e a dinâmica do nitrogênio de uma microbacia com cobertura de Mata Atlântica no litoral norte do Estado de São Paulo. Para isso, foram monitorados alguns processos hidrológicos, entre eles: escoamento superficial, umidade do solo (0,15, 0,30, 0,50 e 0,90 metros de profundidade), água subterrânea, transprecipitação, precipitação e vazão, entre os anos de 2008 e 2009. Com o intuito de elucidar os processos hidrológicos que geram escoamento direto, mediu-se a condutividade hidráulica do solo (Ksat) nas mesmas profundidades da umidade do solo, com um permeâmetro de carga constante. Adicionalmente foi utilizado um sistema de injeção em fluxo (FIA) para a análise de nitrogênio inorgânico (N-NH4 + e N-NO3 -) e para a análise do nitrogênio total dissolvido (NTD) foi utilizado o TOC (Total Organic Carbon Analyser). A precipitação total no ano de 2008 foi de 1716 mm, aproximadamente 33% foi interceptada pela floresta e 67% chegam à superfície do solo. O deflúvio total foi de 681 mm, dessa forma o coeficiente de deflúvio foi de aproximadamente 40% da precipitação, sendo o restante perdido por evapotranspiração (1035 mm.ano-1). Já o ano de 2009, a precipitação foi de 3003 mm, sendo quase 60% a mais em relação a 2008, e aproximadamente 32% foi interceptada pela floresta e 68% chegam à superfície do solo. O coeficiente de deflúvio foi de aproximadamente 48% da precipitação, sendo 52% perdidos por evapotranspiração. O fato de haver predomínio de intensidades de chuva de 0 a 5 mm.h-1 permite inferir que quase a totalidade das chuvas pode se infiltrar no solo já que Ksat a 0,15 m de profundidade geralmente está acima dos valores de intensidade de chuva. O que está de acordo com o baixo valor obtido no coeficiente de escoamento superficial. Todos os processos hidrológicos apresentaram baixas concentrações de nitrogênio inorgânico. O aporte de nitrogênio no sistema hidrográfico pela precipitação no ano de 2008 foi de 3,79 kg N ha-1 ano-1, e a perda via fluvial foi de 0,67 kg N ha-1 ano-1, gerando um ganho líquido de 3,12 kg N ha-1 ano-1. No ano de 2009 o ganho foi de 1,39 kg N ha-1 ano-1 de nitrogênio, com um aporte de 1,84 kg N ha-1 ano-1 e uma perda via fluvial de 0,45 kg N ha-1 ano-1. Com os resultados obtidos, podemos concluir que o escoamento de base foi à principal via hidrológica que compõe o deflúvio, e apesar da precipitação ter sido maior em 2009, as proporções de interceptação, escoamento superficial e evapotranspiração se mantiveram inalteradas. Em termos de nitrogênio, as baixas entradas e saídas monstraram que a microbacia possui ciclo de nitrogênio bastante conservativo. Com exceção do escoamento superficial e da transprecipitação, o nitrogênio orgânico predominou em relação ao inorgânico / The Atlantic rainforest is one of the most endangered ecosystems of our planet, this once huge forest area presents only 8% of its original distribution and need special attention in terms of the comprehension of its functioning as a mean to improve conservation goals. In this context, the present study contributes to increase the quantity of studies carried out in this region aimed to describe the hydrological functioning and the nitrogen dynamics of a small catchment covered by Atlantic rainforest sited on north coast of Sao Paulo State, Brazil. To reach these goals, hydrological processes such as surface runoff, groundwater, streamflow, precipitation, net precipitation, soil water storage at 0,15, 0,30, 0,50 and 0,90 m, water table fluctuations, were monitored during two years (2008 and 2009). Aiming to clarify soil hydrological processes the soil saturated hydraulic conductivity was measured in the field at the depths of water storage measurements using a constant head permeameter. In addition, a flow injection system was used to determine inorganic (N-NO3 - and N-NH4 +) concentrations in the water of these hydrological processes. For organic nitrogen calculations, total dissolved nitrogen was determined by Total Organic Carbon Analyser. For 2008, the annual precipitation (P) was 1716 mm, being 33% intercepted by the forest canopy. The remaining 67% reached the soil surface. The annual water yield (Q) was 681 mm and the runoff coefficient was 40% of annual rainfall being the rest, 1035 mm, lost as evapotranspiration. For 2009, annual precipitation was 2009, a value 60% higher than in 2008. Of this amount, 32% was intercepted by forest and 68% reached the forest floor. Runoff coefficient was 48% of annual rainfall and the difference between these processes was lost as evapotranspiration. The predominance of low intensity rainfall (0 5 mm h-1) provide basis to infer that most rainfall events infiltrate the soil because Ksat at 0,15 m always exceeds this rainfall rates. In this way, very low surface runoff coefficients were calculated from the plots. For nitrogen, the results of inorganic nitrogen concentrations showed very low values in all hydrological processes. The rainfall input of nitrogen in 2008 was 3,79 kg ha-1 yr-1 and output by streamflow was 0,67 kg ha-1 yr-1. Calculations show a net gain of 3,12 kg ha-1 yr-1. For 2009, the net gain was about 1,39 kg ha-1 yr-1. Annual rainfall input was estimated as 1,84 kg ha-1 yr-1 and nitrogen streamflow outputs was 0,45 kg ha-1 yr-1. From these results, the following conclusions can be drawn: (a) baseflow is the main source of water for the annual water yields. Despite the fact of higher annual precipitation in 2009, interception losses as well as surface runoff and evapotranspiration maintained the same values. For nitrogen, low deposition rates (inputs) as well as low outputs via streamflow demonstrate that the forest within the watershed presents a conservative nitrogen cycle. Except for net precipitation and surface runoff, organic nitrogen predominated against inorganic nitrogen

A busca de ferramentas que contribuam com a melhoria da interpretação de informações referentes aos diversos usos do solo e suas conseqüências aos corpos aquáticos é tarefa importante tendo em vista que as qualidades do solo e da água sempre afetaram a civilização humana. O presente trabalho teve como objetivo a quantificação, com enfoque de primeira aproximação, a partir de dados existentes, da erosão, da produção de sedimentos e de alguns parâmetros do ciclo hidrológico de um compartimento da bacia hidrográfica do rio Mogi-Guaçu, região central do estado de São Paulo, submetida a diferentes usos do solo. Foi construída a base de dados digital e foram delimitadas duas microbacias hidrográficas, uma sub-bacia hidrográfica, duas bacias de drenagem e duas sub-bacias de drenagem que abrangeram os municípios de Luiz Antônio, São Carlos, Rincão, Santa Lúcia e Américo Brasiliense. A área de estudo incluiu, no município de Luiz Antônio, uma parte da Estação Ecológica de Jataí, importante unidade de conservação do estado. A perda de solo anual foi estimada utilizando-se a equação universal de perda de solo (EUPS) e a produção de sedimentos e os parâmetros do balanço hídrico a partir do modelo soil and water assessment tool (SWAT – 2000). A metodologia desenvolvida, em função da aplicação desses modelos computacionais de maneira simultânea, foi eficaz na caracterização ambiental da área de estudo, na simulação de cenários ambientais e na identificação de áreas mais vulneráveis, gerando respostas complementares. O SWAT foi sensível às mudanças de cenários de uso do solo e ao conjunto de dados disponíveis relacionados à área de estudo. / The search for tools that contribute to enhance the interpretation of information about the diverse uses of soil and their consequences on aquatic bodies is an important task, since the qualities of soil and water have always affected human civilization. The goal of the present work was to quantify, by a first approximation and based on existing data, the erosion, the production of sediments and several parameters of the hydrological cycle of a compartment of the hydrographic basin of the Mogi Guaçu river situated in the central region of the state of São Paulo, Brazil and subjected to different soil uses. A digital database was constructed and two hydrographic microbasins, two drainage basins, and two drainage sub-basins were delimited, covering the municipalities of Luiz Antônio, São Carlos, Rincão, Santa Lúcia and Américo Brasiliense. In the municipality of Luiz Antônio, the study area included part of the Jataí Ecological Station, one of the state’s important conservation units. The annual soil loss was estimated based on the universal soil loss equation (USLE), while sediment production and hydric balance parameters were estimated using the soil and water assessment tool (SWAT – 2000). Thanks to the simultaneous application of these computational models, the methodology developed here proved effective in the environmental characterization of the study area, in the simulation of environmental scenarios, and in the identification of the most vulnerable areas, generating complementary responses. The SWAT proved sensitive to the changes in soil use scenarios and to the set of available data on the study area.

Durante los últimos veinte años, la frontera agrícola del valle del Chira (Piura, Perú) se ha expandido considerablemente y, en paralelo, atraviesa por recurrentes episodios de escasez hídrica. Ambos aspectos que hoy caracterizan el valle son, en parte, producto del incentivo a la agroindustria en valles costeños y de las reformas en las políticas hídricas que rigen en el país. Así, los usuarios agrarios –que componen un grupo heterogéneo compuesto por pequeños y medianos agricultores, así como empresas agrícolas– desarrollan una serie de estrategias para acceder al agua de uso agrario en una cuenca con un río declarado como agotado. A partir del caso de la Comisión Miguel Checa, en el ámbito del valle del Chira, y con el empleo de una metodología cualitativa, se identifica que las estrategias desarrolladas por los usuarios son: inversión para el control de la infraestructura, autodefinición del derecho de agua, traslocación del derecho de agua, redes de soporte, organización alterna para el control interno y manifestaciones colectivas. El desarrollo de estas estrategias da cuenta de que la institucionalidad de la gestión del agua de uso agrario en el Perú es híbrida y plurilegal, ya que presenta una estructura compuesta por tres campos reguladores (campo de instituciones administrativas públicas de agua, de organizaciones de usuarios y local o de micro-sistemas de riego) que se hallan interconectados y en ocasiones entran en conflicto por la definición del acceso al agua en términos de derecho de uso; no obstante, ninguno de estos campos supera su estado de fragilidad y tampoco viabiliza cabalmente la seguridad hídrica de los usuarios. / During the last twenty years, the agricultural frontier of the Chira valley (Piura, Peru) has expanded considerably and, in parallel, is suffering from recurrent episodes of water scarcity. Both aspects that today characterize the valley are, in part, product of the incentive to the agribusiness in coastal valleys and the reforms in water policies that govern in the country. Thus, agricultural users - who make up a heterogeneous group composed of small and medium farmers, as well as agricultural companies - develop a series of strategies to access water for agricultural use in a watershed with a river declared as depleted. Since the case of the Miguel Checa Commission, in the Chira Valley area, and using a qualitative methodology, the strategies identified are investment for infrastructure control, self-definition of the right to Water, translocation of water law, support networks, alternate organization for internal control and collective manifestations. The development of these strategies shows that the institutionality of water management for agricultural use in Peru is hybrid and plurilegal, since it is composed of three regulatory fields (public water administrative institutions, user organizations And local or micro-irrigation systems) that coexist, intersect, and sometimes conflict with each other on the definition of access to water in terms of rights. Nevertheless, none of these fields exceeds its fragility neither does it fully enable the water security of the users. / Tesis

O gerenciamento integrado de recursos hídricos envolve partes com usos conflitantes entre si. Portanto o gerenciamento eficiente dos reservatórios é importante para atender múltiplos objetivos operacionais: abastecimento hídrico, navegação, geração hidroelétrica, requisitos ambientais e controle de cheias. Recentemente desenvolvimentos na previsão numérica climática, dados de radares meteorológicos e aquisição de dados hidrológicos e meteorológicos on-line resultaram em um crescente interesse em processamento de importação de dados. Implementando controle preditivo com horizonte de previsão de curto prazo, é possível prever condições de estresse ou de pico de vazão, que auxilia os tomadores de decisão a agir antecipadamente, assim minimizando os impactos negativos destes eventos. Para eventos de cheia, os operadores podem verter previamente água do reservatório alocando volume de reservação adicional para mitigar os danos de inundação nas margens à jusante do corpo d\'água. Neste cenário, para obter estimativas do escoamento a jusante referentes às mudanças de vertimento do reservatório, é necessário um modelo de escoamento robusto e rápido. Avaliou-se neste contexto cinco modelos diferentes quanto suas potencialidades de implementação em um modelo de controle preditivo para o reservatório de Três Marias, localizado na bacia do Alto São Francisco, Brasil. Estes modelos são: i) SOBEK que utiliza a equação hidrodinâmica de Saint-Venant; ii) SPRNT que utiliza a equação hidrodinâmica de Saint-Venant utilizando técnicas de aceleração para cálculo; iii) MGB-IPH (Modelo Hidrológico de Grandes Bacias - Instituto de Pesquisas Hidráulicas), modelo chuva-vazão semi-distribuído que utiliza o método de Muskingum-Cunge para determinar o escoamento nos canais de interesse; iv) um modelo de onda difusiva; e v) um modelo simplificado de propagação de ondas em reservatório, equivalente à onda cinemática. Os dois últimos modelos estão implementados no pacote de ferramentas do RTC-Tools, a ferramenta de cálculo de controle em tempo real. Em geral os resultados entre os modelos simplificados do RTC-Tools e o modelo mais sofisticado SOBEK são comparáveis, no entanto os dois métodos com abordagem hidráulica, SOBEK e o modelo difusivo do RTC-Tools, apresentam difusão numérica por causa da baixa resolução espacial. No modelo de propagação de vazão por reservatórios simples a adoção de advecção pura através de um retardamento temporal mostrou-se uma correção eficiente para a difusão numérica excessiva apesar da baixa resolução espacial. Do ponto de vista de controle preditivo, esta abordagem possui melhor \"custo-benefício\" entre robustez, eficiência computacional e precisão. / Integrated Water Resources Management involves parties with conflicting interests. Therefore an effective reservoir management is important to meet multiple operating objectives such as water supply, navigation, hydroelectricity generation, environmental obligations and flood protection. Recent upcomings in numerical weather forecast, radar data and online data acquisition resulted in an interest for data import processes. By implementing a predictive control approach over a short-term forecast horizon, it is possible to foresee stress conditions or peak flow events and support decision-makers to take actions before these events happen to minimize their negative impacts. In the case of flood events, this technique enables the operators to pre-release water from a reservoir for allocating additional storage before the flood event occurs in order to mitigate flood damage along downstream river reaches. In this scenario, a robust and fast routing model is required to obtain quick and reliable estimates of downstream flow conditions related to release changes of the reservoir. In this context, five different models are assessed concerning their implementation in a predictive control of the Três Marias reservoir located at the Upper River São Francisco in Brazil: i) a fully dynamic model using the software package SOBEK; ii)SPRNT a fully dynamic model using acceleration calculation techniques; iii) a semi-distributed rainfall-runoff model with Muskingum-Cunge routing for the flow reaches of interest, known as MGB-IPH (Modelo Hidrológico de Grandes Bacias - Instituto de Pesquisas Hidráulicas); iv) a diffusive wave model and v) Kinematic Wave equivalent simplified reservoir routing. The last two models are implemented in the RTC-Tool toolbox, a software for real-time control applications. In general, we find comparable results between the simplified models in RTC-Tools and the more sophisticated SOBEK model and a lower performance of the MGB model. However, both hydraulic modelling approaches, i.e. the SOBEK model as well as the diffusive wave model in RTC-Tools, suffer from too much numerical diffusion in case of course grids. In the reservoir routing approach, the introduction of pure advection by time lags offers an efficient solution for excessive numerical diffusion even on courser grids. From the predictive control point of view, this approach shows the best compromise in terms of robustness, computational efficiency and accuracy.

A previsão hidrológica possibilita a identificação antecipada de eventos de cheia potencialmente causadores de inundação, o que é de grande importância para a atuação de entidades como a Defesa Civil. Quando se deseja estender a antecedência no tempo em relação a estes eventos, principalmente nos casos onde a bacia de interesse é relativamente rápida, torna-se necessária a incorporação de previsões quantitativas de precipitação (QPF) na modelagem hidrológica, as quais podem ser obtidas a partir de modelos numéricos de previsão do tempo. Entretanto, a falta de acurácia atribuída a estas previsões de chuva, dadas de forma determinística, vem promovendo sua substituição por sistemas de previsão meteorológica por conjunto (EPS - Ensemble Prediction Systems), cuja finalidade é a geração de possíveis estados futuros da atmosfera para considerar as incertezas associadas ao seu estado inicial e às deficiências na representação física dos modelos de previsão do tempo. Neste contexto, o presente estudo teve por objetivo avaliar uma metodologia de previsão de cheias por conjunto na bacia do Taquari-Antas/RS até a cidade de Encantado (19.000 km²), localizada na região Sul do Brasil. Para tanto, foi utilizado o modelo hidrológico MGB-IPH acoplado a diferentes sistemas de previsão, sendo eles: (i) EPS Regional ETA, de curto prazo (até 72 horas) com 5 membros de diferentes parametrizações; (ii) EPS Global ECMWF de médio prazo (até 10 dias) com 50 membros de condições iniciais perturbadas, incluindo perturbação estocástica nos parâmetros de ajuste do modelo e; (iii) Previsão Determinística do Modelo Regional ETA (até 7 dias). A avaliação das previsões consistiu em dois hindcastings distintos, envolvendo uma análise visual de eventos singulares ocorridos em 06/06/2014 e 21/07/2011 além de uma análise estatística no período de Mar/2014 - Nov/2014. Durante a análise visual foi possível identificar, a partir de antecedências de 5 a 6 dias, uma persistência na previsão dada pelo crescente número de membros do conjunto de médio prazo (ECMWF) com superação dos limiares de referência, na medida em que se aproximavam os eventos de cheia. Apesar da grande incerteza na magnitude das previsões hidrológicas para o conjunto de curto prazo, a vazão máxima foi relativamente bem prevista por pelo menos 1 membro em quase todas as antecedências, enquanto que a previsão do timing dos eventos foi considerada de boa confiabilidade. Durante a avaliação estatística foi possível notar uma falta de espalhamento nos conjuntos, com tendência de subestimativa de acordo com o aumento da antecedência. Em uma comparação com previsões determinísticas, as previsões por conjunto demonstraram maior acurácia principalmente até 72 horas de antecedência, com destaque para a maior probabilidade de detecção dos limiares de referência e manutenção de falso alarme a níveis reduzidos. Além disso, verificou-se também que a agregação de previsões efetuadas em tempo anterior naquelas atuais acarreta em ligeira ampliação do espalhamento do conjunto e maiores probabilidades de detecção dos limiares de alerta para os membros mais elevados, apesar da redução no desempenho em termos de acurácia e viés. De forma geral, as previsões por conjunto apresentam potencial para servir como uma informação complementar em sistemas de alerta contra cheias, possibilitando uma melhor preparação dos agentes envolvidos durante a ocorrência destes eventos. / Hydrological forecasting plays an important role for issuing flood warnings, allowing for anticipation and better preparation of authorities at the occurrence of such events. In order to extend lead time in a flood forecast, especially when the catchment response time is relatively fast, it may be useful to couple a hydrological model to quantitative precipitation forecasts (QPF), usually obtained directly from numerical weather prediction (NWP). However, deterministic (i.e. single) QPF are usually referred to many errors and lack of accuracy, mainly caused by uncertainties on initial state of the atmosphere and on physical representation of weather forecasting models. To address these shortcomings, it becomes necessary to take into account the uncertainties associated to rain forecasts, which can be represented by Ensemble Prediction Systems (EPS). The purpose of such systems is to provide different trajectories of the atmosphere by perturbations on its initial condition and on parameterization schemes of the models, generating an ensemble of forecasts that can be used as input to hydrological modelling (HEPS). In this context, the present study aimed to assess a methodology of ensemble flood forecasting on Taquari-Antas basin up to the city of Encantado/RS (19.000 km²), located in southern Brazil. Therefore, the hydrological model MGB-IPH was coupled to different forecasting systems: (i) Short Range EPS ETA (up to 72 hours), a regional model with 5 members of different parameterization schemes; (ii) Medium Range EPS ECMWF (up to 10 days), a global model with 50 members of perturbed initial conditions and stochastic perturbation in the model parameters; (iii) Deterministic ETA Model (up to 7 days). The forecasts were evaluated by two different hindcastings, which includes a visual assessment of singular events occurred on 2011 and 2014 and a statistical analysis for the period between Mar/2014 and Nov/2014. It was possible to identify a forecast persistence on medium-range for the selected events, by the increasing number of members exceeding the reference thresholds from lead times up to 5 - 6 days. On the short range, although large uncertainties in the magnitude of hydrological forecasts were found, the peak discharge was well forecasted - at least for a single member - in nearly all lead times, whereas the prediction of the peak timing was considered reliable. Regarding to statistical evaluation, an inadequate spread in the ensemble was observed from short- to medium-range, with a tendency of underestimation for longer lead times. In a comparison with deterministic forecasts, the ensemble forecasts showed higher accuracy especially up to 72 hours in advance, including highlights on greater probability of detection (POD) above the reference thresholds even with low false alarm rates. It also was found that the a combination of previous forecasts on the recent ones leads to a slight increase of ensemble spread and POD for higher members, despite the performance reduction in terms of accuracy and bias. In summary, the hydrological ensemble forecasts demonstrated a good potential to serve as an additional information within a Flood Alert System.