Los Gobiernos Regionales de Lima, Callao y Municipalidad de Lima Metropolitana vienen impulsando desde el año 2011 la creación del Consejo de Recursos Hídricos de Cuenca Chillón, Rímac, Lurín, que será un órgano desconcentrado de la Autoridad Nacional del Agua integrado por actores públicos y privados, y su rol fundamental será planificar el uso del agua en su ámbito. La creación de este tipo de órganos a nivel nacional responde a la implementación de la llamada Gestión Integrada de Recursos Hídricos a la que apunta la ley 29338, Ley de Recursos Hídricos, y su ánimo por promover la activa participación de la población en la toma de decisiones relacionadas con el agua. Dicho propósito está íntimamente vinculado con la gobernanza, entendida como todo mecanismo de interacción entre actores públicos y privados para definir objetivos en torno a aspectos de interés común. Para analizarlo en detalle, la presente investigación plantea un estudio de caso para responder a la pregunta: ¿Cuál ha sido la contribución del proceso de creación del Consejo de Recursos Hídricos de Cuenca Chillón, Rímac, Lurín a la gobernanza del agua en esta última cuenca? Para ello, se recogió información cualitativa sobre el involucramiento de los actores de la cuenca de Lurín con el proceso de creación del citado órgano, a fin de evidenciar si el objetivo de participación amplia que recogen las normas vigentes contrasta o concuerda con la realidad. Se levantó información de campo y se revisó información documental, encontrando que aún hay una tarea pendiente de sensibilización hacia la población de la cuenca de Lurín, respecto a la naturaleza y oportunidades de trabajo coordinado para la gestión del agua que conlleva la creación de un Consejo de Recursos Hídricos. Mientras tanto, en este ámbito los esquemas pre existentes de gobernanza en torno al agua no se han visto influenciados por el citado proceso. / Tesis

A lo largo de las más de cuatro décadas de existencia, la comunidad campesina, organización social legitimada por el Estado, ha ido amoldando su estructura orgánica, economía, cultura, etc., a las exigencias de la época (Robles 2004: 25). Hoy en día, distintos mecanismos son utilizados para adaptarse a las demandas de la modernidad y globalización (Robles 2004: 25). Sin embargo, las comunidades aún mantienen tradiciones y costumbres que conviven con los nuevos mandatos nacionales, ya sean de carácter social, institucional u otros. En tal sentido, el presente proyecto de investigación tuvo como objetivo analizar el aporte de la institucionalidad tradicional comunal a nueva institucionalidad del agua en el Perú, tomando como ejemplo el caso de la comunidad campesina de San Pedro de Casta, situada en las serranías del departamento de Lima. Ello, con el objetivo de conocer los elementos claves a nivel de organización comunal que deben ser implementados/considerados en la nueva institucionalidad del agua del país para el logro de la seguridad hídrica y el desarrollo socioeconómico. La metodología de la presente investigación fue orientada por el enfoque de GIRH, haciendo uso de técnicas cualitativas en el recojo de información, así como teledetección. A partir de los resultados obtenidos, se concluye que la visión territorial ancestral para la ejecución de acciones y aprovechamiento del agua y suelo, así como la organización comunal fundada en su estatuto, son elementos importantes a considerar en la nueva institucionalidad hacia el logro de la seguridad hídrica. No obstante, se resalta la pérdida actual de parte del conocimiento ancestral, lo que ha conducido que hoy en día la comunidad se encuentre en un nuevo proceso de (re)aprendizaje sobre la función y beneficio de muchos de sus elementos y recursos en desuso, incentivado por las actuales legislaciones y organizaciones externas. / Throughout more than four decades of existence, the andean community, a social organization legitimized by the State, has been adapting its organic structure, economy and culture to the demands of the time (Robles 2004: 25). Nowadays, different mechanisms are used to adapt to the demands of modernity and globalization (Robles 2004: 25). However, the communities still maintain social, institutional and other nature traditions and customs that coexist with the new national mandates. In this regard, the present research aimed to analyse the contribution of traditional communal institutionality to new water institutionality of Peru, taking as an example the case of the andean community San Pedro de Casta, located in the mountainous areas of Lima region. This, with the aim of knowing the key communal elements that should be implemented/considered in the new peruvian water institutionality for the achievement of water security and socio-economic development. The methodology of the present investigation was guided by the IWRM approach, making use of qualitative techniques in the collection of information, as also remote sensing analysis. Based on the results, it is concluded that the ancestral territorial vision for the execution of actions and the use of water resources and soil, as well as the communal organization founded on its statute, are important elements to be considered in the new institutional framework towards the achievement of water security. However, the current loss of part of ancestral knowledge is highlighted, which has led the community to a new process of (re)learning about the function and benefit of many of its elements and resources in disuse, encouraged by current legislation and external organizations. / Tesis

El presente trabajo es desarrollado con el objetivo de analizar la modificación del artículo 79° de la Ley de Recursos Hídricos, Ley No. 29338, así como de sus normas complementarias respecto a la pérdida de competencias de la DIGESA como opinante técnico en los procedimientos de autorización de vertimientos que son otorgados por la ANA. Es así como se analiza si esta “simplificación administrativa” que motivó al legislador modificar la normativa, responde a las necesidades del contexto actual peruano. El trabajo concluye con que esta modificación no ha sido acertada en tanto en la realidad no hay un organismo público que se encargue de evaluar si con un determinado vertimiento se está afectando o poniendo en riesgo la salud de las personas, debido a que, como se demuestra, la ANA no cuenta con competencias ni recursos suficientes para ello. / Trabajo académico

A través del presente trabajo académico se abordan las diversas aristas en torno a la modificación del artículo 75° de la Ley de Recursos Hídricos, mediante la publicación de la Ley N° 30640, que dispone la elaboración de un marco metodológico para identificar, delimitar y zonificar las cabeceras de cuenca en el Perú, a cargo de la Autoridad Nacional del Agua (ANA). En ese sentido, además de plantear las diversas posturas surgidas a raíz de la entrada en vigencia de dicha ley, se analizarán las consecuencias jurídicas de la declaración de intangibilidad de las cabeceras de cuenca – facultad de la ANA desde la entrada en vigencia de la Ley de Recursos Hídricos – así como los diversos mecanismos de protección y conservación de áreas que son consideradas ambientalmente vulnerables por contener ecosistemas frágiles que requieren ser preservados, manteniendo el equilibrio entre el desarrollo de actividades de aprovechamiento de recursos naturales y la sostenibilidad ambiental, teniendo en cuenta los niveles de riesgo, a través de los estudios e investigaciones necesarias que permitan sustentar la aplicación de las medidas de protección, así como las situaciones de excepción. Asimismo, también se evaluarán las consecuencias jurídicas de la elaboración del marco metodológico para identificar delimitar y zonificar las cabeceras de cuenca en el Perú, teniendo en cuenta los avances presentados y los posibles criterios a incluirse, teniendo como resultado tanto aspectos positivos, como opciones de mejorar y desafíos por lograr a cargo de la ANA. / Trabajo académico

Memoria para optar al título de Geógrafo / La sobreexplotación de los recursos de aguas subterráneas es un grave problema que afecta a los acuíferos de diversos países, generando problemas de abastecimiento hídrico para diversos fines y para millones de personas en el mundo. En el caso de Chile, la extracción de aguas subterráneas es regulada legalmente por el Código de Aguas de 1981, el cual entrega Derechos de Aprovechamiento de Aguas a perpetuidad. Este estudio trata específicamente de una evaluación de disponibilidad hídrica del Sector Acuífero Chacabuco-Polpaico, ante las solicitudes de otorgamiento de nuevos Derechos Provisionales de aprovechamiento de agua, considerando que este sector acuífero ya fue decretado como Área de Restricción, donde ya no se pueden entregar nuevos derechos definitivos, no obstante se pueden seguir otorgando nuevos derechos en carácter de Provisionales. La evidencia de actual escasez hídrica en el área de estudio queda reflejada en el agotamiento de los cauces, esto motivó la elaboración de una estimación de recarga efectiva del acuífero a través de un estudio, cuyos resultados muestran un Balance Hídrico negativo reflejado en el descenso sostenido de los niveles freáticos del acuífero. Este se explica principalmente por la gran evapotranspiración y la extracción de agua para riego, motivando como recomendación el decretar este Sector Acuífero como una nueva Área de Prohibición en el país.

Ingeniero Civil / El conocimiento existente de las características de la nieve en Chile es escaso, por lo que es difícil determinar y predecir su comportamiento con exactitud. Esta representa un porcentaje importante de los recursos hídricos existentes, pero su incidencia sobre la cantidad de agua disponible no ha sido completamente determinada. Es por esto que se busca avanzar en el conocimiento de las características de la nieve chilena mediante el uso de herramientas que utilicen como datos de entrada mediciones de datos meteorológicos fácilmente recopilables, con el fin de simular la dinámica que gobierna los procesos físicos involucrados en la metamorfosis y acumulación de nieve. SNOWPACK es un modelo numérico que fue desarrollado para caracterizar la nieve con una singularidad por sobre otras herramientas: El modelo hace especial énfasis en representar de manera exhaustiva la microestructura de la nieve (forma y tamaño de granos, su distribución y características) debido a que afecta de manera significativa las propiedades macroscópicas de la cubierta nival (transferencia de calor y agua dentro de la cubierta, gradientes de temperatura, estabilidad mecánica, entre otras.). Estas propiedades afectan en los procesos de depositación, derretimiento y desplazamiento de nieve. Se utilizó el modelo para caracterizar la nieve de tres zonas de Chile: La cordillera del Norte Chico (Región de Coquimbo), la zona central (Región Metropolitana) y en la cordillera templada del centro-sur (Región del Bío Bío). En estas localidades se recopiló información meteorológica y se simularon series de tiempo de distintas propiedades del manto, siendo las más relevantes la temperatura, densidad, tipo de grano y el equivalente agua-nieve (SWE). Posteriormente, con estos resultados se estimó el contenido de frío, el cual es una medida de la energía almacenada en el manto de nieve, por lo que sus variaciones en el tiempo responden a la acción de flujos energéticos, tales como la radiación y los flujos turbulentos de calor latente y sensible entre otros efectos, los que controlan la acumulación de energía en el manto. Con los resultados de las simulaciones (temperatura, densidad y tipo de granos dentro del manto, entre otros.) se pudo caracterizar las diferencias de la nieve en los sitios de estudio, incluyendo el régimen térmico dentro del manto, formación de granos, acumulación de agua (SWE) y el desarrollo del perfil de densidades. Se obtuvo que en los mantos más someros los flujos turbulentos de energía controlan el derretimiento de nieve, como en Tascadero el año 2014, donde los flujos turbulentos corresponden a un 50.6% del balance energético, y en los mantos más profundos los flujos radiativos son más importantes, como en Tascadero el 2013 y 2015, en Valle Nevado y en Valle Hermoso el año 2015, donde los flujos radiativos corresponden al 76.9%, 66.1%, 79.9 % y 83.4 % del balance energético, respectivamente.

Além de conhecer o comportamento hidrológico atual de um sistema de rios e planícies, é importante poder prever seu comportamento futuro frente a possíveis impactos decorrentes de atividades antrópicas e face a cenários de variabilidade climática. A modelagem matemática constitui a ferramenta ideal para esse propósito. No caso de sistemas hidrológicos de grande escala, caso o interesse do estudo seja simular padrões espaçotemporais de inundação na planície, as metodologias tradicionais atualmente empregadas não são adequadas. Nesta Tese é apresentado um sistema computacional de simulação desenvolvido com esse propósito, o qual é composto pelo acoplamento de um modelo hidrodinâmico 1D (modelo IPH4), aplicado para simular o escoamento na calha principal dos rios, e um modelo 2D do tipo raster, para a simulação da inundação na planície. Esse modelo discretiza a planície em uma grade regular e simula o escoamento pela planície conforme a topografia e a diferença de níveis de água entre elementos da grade. Um módulo específico simula as trocas laterais canal e planície, conforme a diferença de nível de água, as quais podem acontecer ao longo de toda a extensão dos canais. Outro módulo realiza o balanço vertical entre precipitação e evapotranspiração na planície. Um conjunto de rotinas computacionais foi desenvolvido para agilizar a preparação dos dados de entrada de forma coerente e georreferenciada, principalmente quanto à conexão entre as discretizações do canal e da planície. Como estudo de caso, foram simulados 3965 km de canais de drenagem e 219.514 km2 de planícies (Pantanal) da Bacia do Alto Paraguai, por um período de 11 anos e 4 meses (set/1995 a dez/2006). A despeito da escassez de dados para caracterização física, os resultados obtidos foram satisfatórios, tanto em termos do regime de vazões e variação de nível d’água nos canais de drenagem quanto em termos de áreas inundadas e padrões espaçotermporais de inundações na planície. Nesse último aspecto, o sistema desenvolvido foi capaz de simular o pulso sazonal de inundação do Pantanal. Foram obtidos valores de área inundada coerentes com estimativas de outros autores e manchas de inundação que diferenciaram áreas permanentemente inundadas, devido ao extravasamento de água dos canais, daquelas áreas inundadas sazonalmente pela ocorrência de precipitação. Esse resultado evidenciou a necessidade da consideração dos processos hidrológicos verticais para a simulação das inundações sazonais. Estatísticas de desempenho obtidas pela comparação entre manchas de inundação simuladas e estimadas por satélite em outro estudo foram consideradas equivalentes às obtidas na literatura para estudos de planícies de menor escala e com maior disponibilidade de dados. / Besides understanding the current hydrologic behavior of a river and floodplain drainage system, it is important to be able to predict its future conditions in light of possible impacts due to anthropogenic activities and climate variability. Mathematical modeling is the ideal tool for this purpose. For large scale hydrologic systems, if the objective is to simulate spatiotemporal inundation patterns over floodplain, the traditional methodologies currently being used are not adequate. This Thesis presents a computational simulation system developed for this purpose, which is composed by coupling a 1D-hydrodynamic model (IPH4 model), to simulate flow routing along main channels, and a 2D-raster based model, to simulate floodplain inundation. This floodplain model discretizes the floodplain into a regular grid and simulates the flow over floodplain according with its topography and water level differences between grid elements. A specific module simulates lateral water exchanges between channel and floodplain according with water level differences, which may occur along the whole channel flowpath. Another module performs the vertical water balance between precipitation and evapotranspiration over floodplain. A set of computational routines was developed aimming at facilitating input data preparation in a coherent and georreferenced way, mainly focused on establishing connections between channel and floodplain discretizations. As study case, a total of 3965 km of main channels and of 219.514 km2 of floodplains (Pantanal) of the Upper Paraguay River Basin was simulated for a period of 11 years and 4 months (set/1995 to dez/2006). In spite of data scarcity regarding physical characteristics, the results obtained were satisfactory, in terms of flow regime and water level variation in main channels and also in terms of inundated areas and spatio-temporal inundation patterns over floodplain. Regarding this last issue, the developed system was able to simulate the Pantanal seasonal flood pulse. Calculated inundated areas were coherent with estimates from others authors, and in the inundation maps obtained it was possible to distinguish permanent flooded areas, due to main channel flow spilling, from areas seasonally inundated due to precipitation. This result showed the importance of taking into account the vertical hydrologic proccesses for simulating seazonal floodplain inundation. Performance measures obtained by comparing simulated floodplain maps with those from other study estimated using satellite images were considered similar to the reported values in literature, which in turn refer to modeling lower scale sites with larger data availability.

Além de conhecer o comportamento hidrológico atual de um sistema de rios e planícies, é importante poder prever seu comportamento futuro frente a possíveis impactos decorrentes de atividades antrópicas e face a cenários de variabilidade climática. A modelagem matemática constitui a ferramenta ideal para esse propósito. No caso de sistemas hidrológicos de grande escala, caso o interesse do estudo seja simular padrões espaçotemporais de inundação na planície, as metodologias tradicionais atualmente empregadas não são adequadas. Nesta Tese é apresentado um sistema computacional de simulação desenvolvido com esse propósito, o qual é composto pelo acoplamento de um modelo hidrodinâmico 1D (modelo IPH4), aplicado para simular o escoamento na calha principal dos rios, e um modelo 2D do tipo raster, para a simulação da inundação na planície. Esse modelo discretiza a planície em uma grade regular e simula o escoamento pela planície conforme a topografia e a diferença de níveis de água entre elementos da grade. Um módulo específico simula as trocas laterais canal e planície, conforme a diferença de nível de água, as quais podem acontecer ao longo de toda a extensão dos canais. Outro módulo realiza o balanço vertical entre precipitação e evapotranspiração na planície. Um conjunto de rotinas computacionais foi desenvolvido para agilizar a preparação dos dados de entrada de forma coerente e georreferenciada, principalmente quanto à conexão entre as discretizações do canal e da planície. Como estudo de caso, foram simulados 3965 km de canais de drenagem e 219.514 km2 de planícies (Pantanal) da Bacia do Alto Paraguai, por um período de 11 anos e 4 meses (set/1995 a dez/2006). A despeito da escassez de dados para caracterização física, os resultados obtidos foram satisfatórios, tanto em termos do regime de vazões e variação de nível d’água nos canais de drenagem quanto em termos de áreas inundadas e padrões espaçotermporais de inundações na planície. Nesse último aspecto, o sistema desenvolvido foi capaz de simular o pulso sazonal de inundação do Pantanal. Foram obtidos valores de área inundada coerentes com estimativas de outros autores e manchas de inundação que diferenciaram áreas permanentemente inundadas, devido ao extravasamento de água dos canais, daquelas áreas inundadas sazonalmente pela ocorrência de precipitação. Esse resultado evidenciou a necessidade da consideração dos processos hidrológicos verticais para a simulação das inundações sazonais. Estatísticas de desempenho obtidas pela comparação entre manchas de inundação simuladas e estimadas por satélite em outro estudo foram consideradas equivalentes às obtidas na literatura para estudos de planícies de menor escala e com maior disponibilidade de dados. / Besides understanding the current hydrologic behavior of a river and floodplain drainage system, it is important to be able to predict its future conditions in light of possible impacts due to anthropogenic activities and climate variability. Mathematical modeling is the ideal tool for this purpose. For large scale hydrologic systems, if the objective is to simulate spatiotemporal inundation patterns over floodplain, the traditional methodologies currently being used are not adequate. This Thesis presents a computational simulation system developed for this purpose, which is composed by coupling a 1D-hydrodynamic model (IPH4 model), to simulate flow routing along main channels, and a 2D-raster based model, to simulate floodplain inundation. This floodplain model discretizes the floodplain into a regular grid and simulates the flow over floodplain according with its topography and water level differences between grid elements. A specific module simulates lateral water exchanges between channel and floodplain according with water level differences, which may occur along the whole channel flowpath. Another module performs the vertical water balance between precipitation and evapotranspiration over floodplain. A set of computational routines was developed aimming at facilitating input data preparation in a coherent and georreferenced way, mainly focused on establishing connections between channel and floodplain discretizations. As study case, a total of 3965 km of main channels and of 219.514 km2 of floodplains (Pantanal) of the Upper Paraguay River Basin was simulated for a period of 11 years and 4 months (set/1995 to dez/2006). In spite of data scarcity regarding physical characteristics, the results obtained were satisfactory, in terms of flow regime and water level variation in main channels and also in terms of inundated areas and spatio-temporal inundation patterns over floodplain. Regarding this last issue, the developed system was able to simulate the Pantanal seasonal flood pulse. Calculated inundated areas were coherent with estimates from others authors, and in the inundation maps obtained it was possible to distinguish permanent flooded areas, due to main channel flow spilling, from areas seasonally inundated due to precipitation. This result showed the importance of taking into account the vertical hydrologic proccesses for simulating seazonal floodplain inundation. Performance measures obtained by comparing simulated floodplain maps with those from other study estimated using satellite images were considered similar to the reported values in literature, which in turn refer to modeling lower scale sites with larger data availability.

Neste estudo foi analisada a previsibilidade hidroclimática na bacia do Alto Paraguai no curto e longo prazo. Nestas últimas décadas, a região foi marcada por uma forte variabilidade climática, passando por um período extremamente seco durante a década de 1960 e por um período extremamente úmido a partir do início da década de 1970. Desta forma, avaliar a previsibilidade hidroclimática é muito importante para o gerenciamento dos recursos hídricos na bacia, e, conseqüentemente do ecossistema que depende deste recurso. A previsibilidade de longo prazo da Bacia do Alto Paraguai foi analisada mediante técnicas estatísticas dado que a região do Brasil Central é considerada de baixa previsibilidade de longo prazo mediante modelos dinâmicos. O objetivo da análise foi o de explorar possíveis relações entre os fenômenos climáticos globais (representados pelos índices climáticos) sobre o clima da BAP com valor prognóstico. Os resultados da análise mostraram que o fenômeno que tem a maior capacidade de modulação do clima na Bacia do Alto Paraguai é a Oscilação Decadal do Pacífico (PDO). A PDO se caracteriza por fases de aproximadamente 25 anos nas quais o índice que a representa se encontra acima ou abaixo do valor normal. A duração das fases do PDO é definida por alterações climáticas abruptas que se encontraram muito bem representadas no Pantanal, com mudanças bruscas nas vazões coincidentes com as mudanças de fase do PDO, e vazões significativamente acima ou abaixo da média durante a duração de cada fase do PDO. Outros fenômenos que foram relacionados ao clima da Bacia do Alto Paraguai foram “El Niño/ La Niña” e a Oscilação do Atlântico Norte (NAO). Ambos os fenômenos foram relacionados com as anomalias na temperatura no Atlântico Norte Tropical (NTA) que, por sua vez, foi relacionada com o clima da BAP. Os resultados mostraram que, quando existe o Fenómeno “El Niño” ou a NAO se encontra abaixo do Normal, acontecem anomalias positivas no NTA, e conseqüentemente secas na região da BAP e o efeito contrario nos índices opostos. Também foi encontrada uma correlação com o Modo Anular do Sul (SAM) que permitiu estabelecer um modelo de previsão simples para demonstrar os benefícios da incorporação da informação climática na previsão de longo prazo. Para avaliar a previsibilidade hidroclimática de curto prazo na Bacia do Alto Paraguai foram avaliados diversos modelos alternativos: modelo de Regressão Linear, modelo de diferenças (variação do anterior), modelo ARMA, modelo empírico de propagação por ponderação da persistência e o modelo hidrológico distribuído para grandes bacias (MGB). O modelo conceitual MGB, citado no item anterior, foi utilizado de acordo com a disponibilidade de dados de chuva: previsão baseada em chuva nula, previsão baseada na chuva observada com dados pluviométricos obtidos a partir dos pluviômetros da Agência Nacional de Águas e a partir de estimativas do satélite TRMM e previsão baseada na chuva prevista no modelo atmosférico BRAMS. Previamente à analise da previsibilidade das vazões, foi analisada a previsibilidade atmosférica na região utilizando o modelo BRAMS com diferentes condições de contorno inferiores. Os resultados da previsão atmosférica com o modelo BRAMS mostraram que há um impacto significativo nas simulações ao introduzir características físicas mais realistas na superfície do modelo na região do Pantanal em todas as variáveis avaliadas (temperatura, umidade, vento e precipitação). O impacto positivo foi tanto maior quanto mais próximo estiver o ponto de observação do Pantanal e quanto mais ao Sul estiver localizado o posto (sendo esta a direção preferencial do vento na região). No entanto, dentro do próprio Pantanal, alguns problemas nas características da simulação (Ex, inexistência de dados para caracterizar corretamente a espessura da camada de água) ou na própria estrutura do modelo, geraram erros na simulação dos fluxos da radiação e temperatura. Também foi verificado que os dados de chuva existentes na bacia são equivalentes a chuva estimada pelo satélite TRMM. Desta forma, é possível o estabelecimento de um sistema de previsão razoável baseado simplesmente em dados obtidos por sensoriamento remoto, previsões numéricas e alguns postos fluviométricos chave. Os resultados da previsão hidroclimática mostraram que as metodologias estatísticas apresentaram os melhores resultados com antecedências menores ao tempo de traslado da onda nas bacias (geralmente 2-3 dias no Planalto e 1-2 meses no Pantanal). Estes resultados são semelhantes aos resultados de outros pesquisadores, já que os modelos estatísticos exploram melhor as relações entre séries. Para tempos maiores, o modelo conceitual utilizado (MGB) mostrou-se melhor, já que consegue extrair informação dos dados climáticos. A inclusão da informação obtida pelo modelo meteorológico mostrou-se muito importante para a previsão no Pantanal, já que permitiu melhorar consideravelmente a antecedência da previsão. Em muitos casos a informação do modelo meteorológico mostrou-se melhor que os próprios dados medidos nos postos pluviométricos da bacia. Desta forma, além de ferramenta para realizar previsões o modelo meteorológico mostrou-se como um auxiliar muito eficiente para melhorar o entendimento da dinâmica do Pantanal. / This thesis present the results of the research about the short and long term hydroclimatic forecast capability in the Upper Paraguay Basin (UPB). Over recent decades, climate has varied markedly over this region of South America, with an extremely dry period during the 1960s and a very wet period beginning in the 1970s. More recently, a period in which river flows have been very low has been observed since 1998. Due to this strong variability it is very important to evaluate the forecast capability for the management of Water Resources in the basin, and, consequently, of the rich ecosystem that depends on these resources. The forecast capability in the long term in the UPB was analyzed using statistical techniques because the long term numerical climate models are considered to be of low forecastability in this region. The objective of the analysis was to explore possible relationships between global climate phenomena (represented by climate indices) on the climate of the UPB with a forecast view. The results of the analysis showed that the index (between the ones analyzed) that has the largest capability to modulate the climate in the UPB is the Pacific Decadal Oscillation (PDO). The PDO if characterized by phases of approximately 25 years in which the index that represents the phenomena is founds above or below the normal value. The duration of the phases of the PDO is defined by abrupt climatic shifts that had been well characterized in the Pantanal, with the abrupt changes in outflows coincident with the changes in the phase of the PDO, and outflows significantly above or below of the average value during the duration of each phase of the PDO. Other phenomena that had been related to the climate of the UPB was the ENSO or “El Niño/La Niña” phenomena and the North Atlantic Oscillation (NAO). Both phenomenas are related to anomalies in the temperature in the Tropical North Atlantic (NTA) that, in turn, are related to the climate of the BAP. The results indicated that, when the “El Niño” or NAO are below the normal value, positive anomalies in the NTA are observed, and, consequently droughts in the region of the UPB are found and opposite effects when the phenomena is¨La Niña¨ or the NAO above the normal value exits. The Southern Annular Mode (SAM) also helped to establish a simplified forecast model that showed the benefits of incorporating climate data in the analysis. To evaluate the short term hydroclimatic forecastability in the UPB several alternative models had been evaluated: a linear regression model, difference’s model (similar to the previous one), ARMA model, empirical persistence model and the distributed hidrológic model for large basins (MGB-IPH). The MGB-IPH model was used in accordance with the availability of rain data: forecast based on no-rain, forecast based on the rain observed in rain gauges of the National Water Agency of Brazil (ANA) and from estimates of satellite TRMM and forecast based on the rain foreseen in the Brazilian Regional Atmospheric Model (BRAMS) Prior to the flow forecast analysis it was analyzed the meteorological forecast capability with BRAMS. The results of the meteorological forecast with BRAMS indicated that introduced a large impact in the simulations when a more realistic description of physical characteristics in the surface of the model was incorporated in the region of the Pantanal, in all the evaluated variables (temperature, humidity, wind and precipitation). The improvement of the simulation was larger as closer to the Pantanal and to the South was the evaluated point (northerlies are the preferential winds in the region). However, inside of Pantanal wetland, some problems due to the characteristics of the simulation (For example, inexistence of data to correctly characterize the thickness of the water layer) or in the model own structure, generated errors in the simulation of the radiative fluxes and temperature. It was also verified that the existing rain data in the basin was equivalent to the rain estimated from Tropical Rainfall Modeling Mission (TRMM) satellite, so, it was possible to conclude the possibility of establishment of a reasonable forecast system based in the data obtained from remote sensing, numerical forecasts and some key rain and flow gauges. The results of the hydroclimatic forecast indicated that the statistical methodologies presented the best results with lead time shorter than the lag time of the basins (generally 2-3 days in the Planalto region and 1-2 months in the Pantanal). These results result are coincident with the results of other researchers, since the statistical models explore the relations between series better. For longer lead times, the used conceptual model (MGB-IPH) revealed to be better, since it can extract information from meteorological data. The information obtained from the meteorological model allowed a better forecast in the Pantanal, since it improved the lead time of the forecast. In many cases the information of the meteorological model revealed to be better that the measured data in the rain and flow gauges of the basin in such a way, that beyond a tool to produce forecasts, the meteorological model showed that could be an excellent tool to understand the dynamics of the Pantanal.

O presente trabalho tem como objetivo explorar as dificuldades bem como os benefícios da utilização de arquiteturas Streams para a simulação de eventos hidrológicos baseados nas equações de águas rasas. Pra tal, é criado embasamento sobre modelagem hidrológica e os algumas classes de modelos existentes, arquiteturas heterogêneas e mais especificamente do modelo bidimensional usado baseado nas equações de Saint-Venan. Com isso é construida a linha de tempo referente às otimizações aplicadas ao modelo inicialmente serial até sua versão otimizada para GPUs, exibindo cada passo tomado em forma de algoritmo para chegar ao objetivo. Com estas otimizações foi obtido um speedup de quatro vezes para pequenas áreas e de 10 vezes com uma resolução média para uma grande área com um alto nível de detalhamento, quando comparado com uma versão de 24 threads. / This study aims to explore the difficulties and the benefits of using Streams architectures for the simulation of hydrological events based on shallow water equations. For this purpose, is created foundation on hydrological modeling and some classes of existing models, heterogeneous architectures, and more specifically the two-dimensional model based on the equations used Saint-Venan. A timeline is constructed relating the applied optimizations beginning from the first serial model optimized for a GPU version showing each step taken in the form of an algorithm to reach the best performance. With these optimizations a speedup about 4 times was obtained for small areas and 10 times with a middle level of detailing for a large area with a high level of detailing. These results were produced comparing the GPU performance with a CPU and 24 threads version.