The importance of monitoring studies in areas with man-made actions is related to the diagnosis of environmental impacts in water source regions, in the search of factors that show, in a simple way, the causes for degradation of multiple uses areas. In Sergipe, the presence of several Irrigated Perimeters in the riverbanks justifies the search of these changes. To this end, it was defined the study in the area of floodplains in Betume and in California’s nonirrigated area. It was performed 34 monitoring campagins from March 2013 to December 2014. It was analysed the physical-chemical parameters and turbidity rates, chlorophyll, DO, DBO and thermotolerant coliforms, both during the dry and wet periods, way more than the limits established by CONAMA/2005’s resolution, class 2. Besides the aforementioned water sources, others were attached to the study, among them: Jacaré River, Santo Antônio River, Pilões River, Papagaio River, Capivara River and Jacaré-Curituba Dam. The Water Quality Index (WQI) revealed a tendency of 54% compromising the quality of water of the Rivers mentioned before, due to the domestic effluent. On the other hand, the Trophic State Index (TSI), the compromising reached 82% of the water quality, through eutrophication of water sources. Besides, through multivariate analysis grouping type, it was demonstrated the relationship between the association of physical-chemical parameters. This association happened to Betume River with Santo Antônio River, Pilões River and São Francisco River. Similarly, during dry weather, Onça Creek with Betume's drainage; and Santo Antônio River with Pilões River, and all of them presented proximity. It can also be highlighted that the application of Factor Analysis to the variable group in the selection of three indicative aspects of water quality of the studied rivers. The Varimax rotation of factors showed that the variables of water quality are mainly related to mineral, nutritional, organic matter and degree of pollution content. Another factor was noticed regarding the handling of cultures in the irrigated perimeters which was the use of pesticides in order to control plagues, and to analyse this aspect, it was collected bimestral water, in 12 campaigns. The results detected active principles used in agricultural practices in the irrigated region, among them: chlorpyrifos, atrazine, ivermectin, cyproconazole, tetraconozole and tebuconazole. The rates presented were below the acceptable, when compared to patterns of acceptable daily ingestion (ADI) of ANVISA and EPA. However, according to European Community, the concentrations of tebuconazole and chlorpyrifos were elevated. Based on these results, it was used the SWAT model, an appropriate tool for modelling, which enables generating Scenarios to the use of these pesticides in rice-growing areas. The results demonstrated low mobility in water and the application of constant pesticide in order to fight rice blast showed a high potential of the transported Terbuconazone, when dissolved in water. The presence of chlorpyrifos occurred during rice inter-harvest, in low concentration, when compared to water movements, due to the mobility in water, and low soil retention. Thus, it was evidenced that the man-made actions referring to changes to the use of soil in hydrographical basins promote changes both in production and quality of water as well as the presence of pesticides in sediment and superficial water. These interferences in the habitat should promote public policies that manage systems of water quality monitoring applied to these regions, thus, preserving and protecting the water supply of possible contaminations of environment and inhabitants. / A importância de estudos de monitoramento em áreas com ações antrópicas, tem colaborado para diagnosticar os impactos ambientais das regiões com mananciais, buscando indicadores que demonstrem de forma simplificada as causas da degradação das áreas de usos múltiplos. Não seria diferente neste estudo, em que Sergipe possui diversos Perímetros Irrigados nas margens dos rios. Para isso, foi definido o estudo na área de várzeas inundáveis no rio Betume e sequeiro no perímetro irrigado Califórnia. Durante o período de março de 2013 a dezembro de 2014 foram realizadas 34 campanhas de monitoramento. Foram analisados os parâmetros físico-químicos e constatado valores de turbidez, clorofila-a, OD, DBO e coliformes termotolerantes, tanto no período seco como chuvoso, fora do limite estabelecido pelo CONAMA/2005, classe 2. Além dos mananciais acima estudados, outros foram anexados ao estudo, entre eles: rio Jacaré, rio Santo Antônio, rio Pilões, rio Papagaio, rio Capivara e Barragem do Jacaré-Curituba. Para Índice de Qualidade da Água (IQA), revelou uma tendência de 54% do comprometimento da qualidade da água destes rios, em virtude dos efluentes doméstico. Para o Índice Estado Trófico (IET), o comprometimento atingiu 82% para qualidade da água, através da eutrofização dos mananciais. Além disso, por meio da análise multivariada do tipo agrupamento, pode demonstrar a relação de associação entre os parâmetros físico-químicos. Esta associação ocorreu para o rio Betume com o rio Santo Antônio, rio Pilões e rio São Francisco. Da mesma forma, durante o período seco, ocorreu no riacho da Onça com Drenagem do Betume; no rio Santo Antônio com rio Pilões, em que todos apresentaram proximidades euclidiana. Vale ressaltar também, que a aplicação da Análise Fatorial ao conjunto de variáveis resultou na seleção de três fatores indicadores da qualidade da água dos rios em estudo. A rotação ortogonal Varimax dos fatores mostrou que as variáveis da qualidade da água estão relacionadas principalmente com o conteúdo mineral, nutricional, matéria orgânica e grau de poluição. Ainda sobre o manejo destas culturas nos perímetros irrigados, outro fato constatado foi o uso de agrotóxicos para controle de pragas, sendo assim, foram feitas coletas bimestrais de água, totalizando 12 campanhas. Os resultados detectaram princípios ativos utilizados nas práticas agrícolas da região dos perímetros irrigados, são eles: clorpirifós, atrazina, ivernectina, ciproconazole, tetraconozole e tebuconazole. Apresentaram valores abaixo, quando comparados com os padrões de ingestão diária aceitável (IDA) da ANVISA e EPA. Mas, de acordo com normas da Comunidade Europeia, as concentrações de tebuconazole e clorpirifós foram elevadas. Baseado nestes resultados, utilizou-se o modelo SWAT, ferramenta apropriada para modelagem e possibilita gerar Cenários para o uso destes agrotóxicos na rizicultura. Os resultados demonstraram que a baixa mobilidade na água e aplicação constante do agrotóxico no combate ao brusone apresentou um alto potencial do Terbuconazone de ser transportado quando dissolvido em água. Já a presença do Clorpifiros ocorreu na entressafra do arroz, com baixa concentração, quando comparados ao movimento na água, isto se deve a sua alta mobilidade na água e baixa retenção do solo. Portanto fica evidenciado que as ações antrópicas referentes às modificações do uso do solo nas bacias hidrográficas promovem alterações tanto na produção e qualidade da água, quanto na presença de agrotóxicos nos sedimentos e nas águas superficiais. Estas interferências no habitat devem promover políticas públicas que gerencie sistemas de monitoramento da qualidade da água aplicados nestas regiões, e assim preservar e proteger o corpo hídrico de possíveis contaminações do meio ambiente e dos habitantes.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The rational use of water resources of a river basin is essential for sustainability and socio-economic development. Proper land use and vegetation cover is directly related to the conservation of water resources and the preservation of the environment. An important tool for the representation and understanding of the hydrological behavior of a watershed is modeling. In this sense, from the quantitative monitoring of the flow, used the SWAT (Soil and Water Assessment Tool) model, which is used to study the dynamics of the hydrossedimentological river basin Betume in the Lower São Francisco in the estate of Sergipe. The model uses a specialized database of the basin, consisting of geographical, soil, hydrological and climate information. Had accomplished three scenarios depending on the land use simulating the production of water and sediments. The modeling demonstrated that the dynamics of the basin is mainly based on the base flow stream. Of the three hypothetical scenarios performed, the Reforestation scenario produced the lowest water and sediment production rate, and the Agriculture scenario had the highest rates. Having noticed the changes in land use and occupation influence the water production system and sediments in the basin. Overall, it is noteworthy that the presence of native vegetation ensures the highest water availability for multiple uses of water in the region. / O uso racional dos recursos hídricos de uma bacia hidrográfica é indispensável para sua sustentabilidade e desenvolvimento socioeconômico. O uso adequado do solo e a cobertura vegetal está intimamente relacionada à conservação dos recursos hídricos como a preservação do meio ambiente. Uma importante ferramenta para a representação e compreensão do comportamento hidrológico de uma bacia é a modelagem. Nesse sentido, a partir do monitoramento quantitativo da vazão, se usou o modelo SWAT (Soil and Water Assessment Tool), com o qual se estudou a dinâmica hidrossedimentológica da bacia hidrográfica do rio Betume no Baixo São Francisco Sergipano, o modelo usa um banco de dados especializado da bacia, constituído de informações geográficas, pedológicas, hidrológicas e climáticas. Se realizaram 3 cenários em função do uso da terra simulando a produção de agua e sedimentos. A modelagem demostrou que a dinâmica da bacia se baseia principalmente no fluxo de escoamento de base. Dos 3 cenários hipotéticos realizados, o cenário Reflorestação produziu a menor taxa de produção de água e sedimentos, e o cenário Agricultura apresentou as maiores taxas. Constatando-se que as alterações no uso e ocupação da terra influenciam no regime de produção de água e sedimentos na bacia. Com tudo se ressalta que a presença de vegetação nativa garante a maior disponibilidade hídrica para os múltiplos usos da água na região.

Orientador: Abel Maia Genovez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-09T02:33:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pio_EberDavi_M.pdf: 6421034 bytes, checksum: c00e5399249b73c0f3b0a7c1f6be1cf8 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Devido a grande dificuldade de se obter dados para pequenas bacias hidrográficas e a importância prática do Método do Hidrograma Unitário Sintético é que surgiu a necessidade de ampliar os estudos já existentes do hidrograma unitário regionalizado, para o Estado de São Paulo. Para tanto, utilizou-se um maior número de bacias hidrográficas e de hidrogramas analisados. Utilizando-se de dados de chuva e vazão do DAEE - SP (Departamento de Água e Energia Elétrica) foram obtidos equações regionalizadas para o Hidrograma Unitário Sintético e também para os coeficientes do Hidrograma Unitário Sintético SNYDER, em função das características fluviomorfológicas das bacias em estudo, podendo-se assim, utilizá-los em locais onde não se dispõe de dados hidrográficos. Foram estudadas 15 pequenas bacias hidrográficas, com áreas variando de 38 a 398 km2. Foram obtidas equações para o hidrograma unitário regionalizado com altos coeficientes de determinação. O mesmo ocorreu com o coeficiente Ct e Cp do hidrograma unitário de Snyder / Abstract: Because of the great difficulty for attainment of data for small Watersheds and the practical importance of the Method of Synthetic Hydrograms Unitary, the need appeared of already enlarging the authors existent of the hydrograms regionalizate unitary for the State of São Paulo. For this to been use the large number of hydrografic watersheds and hydrograms analyseds. Using data of raining and runoff of DAEE - SP (Departament of Water and Electric Energy) the results of this Synthetic Hydrograms Unitary work for the State of São Paulo and also the coefficientes of Synthetic Hidrograms Unitary of SNYDER (1938) in function of the river morfologic caracteristic to be able use them in no hydrological data. To been study 15 small hydrographs basins, to have area variable of 38 at 398 Km2. To been get equation for unitary hydrogram regional with elevateds coefficients of determination. The same happened with the coefficient Ct and Cp of Snyder¿s unitary hidrogram / Mestrado / Recursos Hidricos / Mestre em Engenharia Civil

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A deficiÃncia hÃdrica em regiÃes semiÃridas, como o Nordeste do Brasil, representa um dos principais fatores limitantes ao desenvolvimento econÃmico, com graves consequÃncias sociais. Para garantir a conservaÃÃo dos recursos hÃdricos disponÃveis, à imprescindÃvel o controle de aÃÃes antrÃpicas que impactem negativamente a disponibilidade hÃdrica. Por exemplo, a ocupaÃÃo desordenada do solo e a utilizaÃÃo de prÃticas inadequadas na agricultura intensificam a erosÃo e o transporte de sedimentos, interferindo diretamente na disponibilidade hÃdrica. O assoreamento de reservatÃrios causa a reduÃÃo de sua capacidade de armazenamento e, consequentemente, sua capacidade de regularizar vazÃes com elevada garantia. O aporte de sedimentos a mananciais contribui tambÃm para a degradaÃÃo da qualidade da Ãgua, atravÃs do aumento da turbidez, o que provoca a reduÃÃo da concentraÃÃo de oxigÃnio dissolvido, e do enriquecimento de nutrientes. Adicionalmente, a erosÃo do solo à um dos principais fatores de degradaÃÃo ambiental, provocando a perda de nutrientes das camadas superficiais de solo. Portanto, uma avaliaÃÃo precisa dos fluxos de sedimento ao longo de sua trajetÃria à imprescindÃvel para a identificaÃÃo de Ãreas potencialmente erosivas e de locais onde predominam processos de deposiÃÃo. Para isso, faz-se necessÃrio o conhecimento das condiÃÃes de transporte dos sedimentos atravÃs e entre os diferentes compartimentos da bacia hidrogrÃfica. O potencial de movimento de uma partÃcula no sistema, denominado de conectividade no transporte de sedimentos, destaca-se como fator determinante para a compreensÃo e estimativa dos fluxos de massa sÃlida. De forma a se avaliar o efeito da conectividade sobre a produÃÃo de sedimentos na regiÃo semiÃrida do Brasil, realizou-se simulaÃÃo hidrossedimentolÃgica da bacia hidrogrÃfica de meso-escala do aÃude BenguÃ, CearÃ, utilizando-se o modelo WASA-SED. Constatou-se que, de um modo geral, o balanÃo de Ãgua no solo determina as condiÃÃes de geraÃÃo de escoamento na regiÃo de estudo: muito embora haja uma predominÃncia de iniciaÃÃo do escoamento superficial por processo Hortoniano, na escala de bacia hidrogrÃfica o excesso de precipitaÃÃo à percebido somente em eventos de grande magnitude ou apÃs sequÃncias de eventos chuvosos, quando a conectividade hidrolÃgica à elevada. Assim, as condiÃÃes de transporte limitam a produÃÃo de sedimentos, gerando padrÃes espaciais muito semelhantes de escoamento superficial e de produÃÃo de sedimentos. Na escala de bacia hidrogrÃfica, o padrÃo espacial de conectividade mostrou-se fortemente relacionado a caracterÃsticas hidrÃulicas do solo, enquanto que na escala de vertente, caracterÃsticas topogrÃficas locais desempenharam um papel mais importante no transporte de sedimentos. A simulaÃÃo de caracterÃsticas especÃficas do semiÃrido pelo modelo WASA-SED, tais como escoamento do tipo Hortoniano, reinfiltraÃÃo a jusante, redistribuiÃÃo lateral de escoamento e densa rede de reservatÃrios, permitiu a estimativa satisfatÃria dos fluxos de Ãgua e sedimentos tanto na bacia do Benguà (933 kmÂ) como na sub-bacia de Aiuaba (12 kmÂ). Um teste mais rigoroso foi realizado com o uso da tÃcnica de CÃsio-137 como traÃador de erosÃo/deposiÃÃo de sedimentos. A comparaÃÃo entre valores modelados e medidos com 137Cs em uma vertente representativa demonstrou boa correlaÃÃo entre os valores. Apesar de se tratar de um resultado local, tal comparaÃÃo indica que o modelo WASA-SED simule os fluxos de sedimento de maneira satisfatÃria tambÃm na escala de vertente / Water deficit in semiarid regions, such as the Northeastern Brazil, is a major limiting factor to economic development, with serious social consequences. To ensure the conservation of the available water resources, it is essential to control the human activities that impact negatively on water availability. For instance, uncontrolled soil use and improper agricultural practices, tend to intensify erosion and sediment transport processes, with direct impacts on water availability. Reservoirs siltation causes a reduction of the storage capacity and, hence, of the ability to supply water with high reliability. Sediment input to water bodies also contributes to water quality degradation, by increasing turbidity, which results in a reduction of the concentration of dissolved oxygen, and nutrient enrichment. In addition, soil erosion is a major factor of environmental degradation, causing the loss of nutrients of the top soil layers. Therefore, an accurate assessment of sediment fluxes along its pathway is essential for the identification of potentially erosive areas and regions where deposition processes predominate. For such estimation, a good understanding of the conditions of sediment transport through and between the different catchment compartments is necessary. The potential for movement of the soil particles within the system, denominated connectivity in sediment transport, stands out as a determining factor for the understanding and estimation of the flow of solid mass. In order to evaluate the effect of connectivity on sediment yield in the semiarid region of Brazil, a hydrosedimentological simulation of the Benguà meso-scale catchment (CearÃ, Brazil) was carried out with the WASA-SED model. It was found that, in general, water balance in the soil matrix determinates the conditions for runoff generation in the study area: although there is a predominance of surface runoff initiation by Hortonian process, in the catchment scale, excess precipitation is observed only in events of great magnitude or sequences of rain events, when hydrological connectivity is high. Thus, the transport conditions limit sediment yield, generating very similar spatial patterns of runoff and sediment yield. At the catchment scale, the spatial pattern of connectivity was strongly related to soil hydraulic properties, while topographic characteristics played a more important role in sediment transport at the finer scale. The simulation of specific features of semiarid regions by the WASA-SED model, such as Hortonian-type flow, downstream re-infiltration of surface runoff, lateral flow redistribution and dense network of reservoirs, allowed a satisfactory estimate of both water and sediments fluxes in the Benguà catchment (933 km Â), as well as in the Aiuaba sub-basin (12 km Â). A more rigorous test was performed with the technique of Cesium-137 as a tracer of soil erosion/deposition. A comparison between modelled and measured (with 137Cs) values in a representative hillslope showed good correlation between the values. Even though it is a local result, this comparison indicates that the WASA-SED model must be able to simulate sediment fluxes satisfactorily also in the hillslope scale

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / AvaliaÃÃes de produÃÃo de sedimentos em bacias hidrogrÃficas sÃo necessÃrias quando se deseja melhorar a qualidade da anÃlise tÃcnica, contribuindo para uma avaliaÃÃo consistente da disponibilidade hÃdrica e, consequentemente, para a gestÃo dos recursos hÃdricos. O objetivo geral da pesquisa foi avaliar a produÃÃo de sedimentos em bacias hidrogrÃficas sob a influÃncia de diferentes contextos geoambientais. TrÃs pequenas bacias foram monitoradas: a Bacia Experimental de Aiuaba, com Ãrea de drenagem de 12,0 km2, localizada em uma Ãrea de conservaÃÃo ambiental do bioma caatinga, no sertÃo dos Inhamus, sob clima semi-Ãrido; e as Bacias de Pai JoÃo (9,3 km2) e Santo AntÃnio (6,8 km2), localizadas no maciÃo de BaturitÃ, sob clima tropical sub-Ãmido, que se encontram impactadas por aÃÃes antrÃpicas, particularmente agricultura. A caracterizaÃÃo das bacias mostrou que Aiuaba, Pai JoÃo e Santo AntÃnio tÃm respectivamente, percentual de cobertura vegetal natural de 100%, 86% e 76% e regime predominante de escoamento efÃmero, intermitente e perene. Realizou-se monitoramento no ano de 2007, de variÃveis hidrossedimentolÃgicas nestas Ãreas. A estimativa anual de produÃÃo de sedimentos foi feita atravÃs da determinaÃÃo de descargas lÃquidas e sÃlidas afluentes no exutÃrio, e de equaÃÃes de curvas-chave de sedimentos a partir destes dados. Nas bacias de Pai JoÃo e Santo AntÃnio, as cargas de leito foram estimadas por meio de simulaÃÃo com o modelo EB (equaÃÃes de Einstein e Brown), por nÃo ter sido possÃvel a mediÃÃo desta parcela. Realizou-se ainda avaliaÃÃo do modelo HIDROSED2 na estimativa de produÃÃo de sedimentos nas Ãreas. Na bacia de Aiuaba realizou-se simulaÃÃo para o perÃodo de 2003 a 2007 e os resultados foram comparados com os medidos indiretamente (curva-chave). Nas Bacias de Pai JoÃo e Santo AntÃnio o modelo foi apenas calibrado, com base em alguns eventos monitorados em 2007. Na avaliaÃÃo da produÃÃo de sedimentos nas bacias de Aiuaba, Pai JoÃo e Santo AntÃnio, os valores obtidos foram respectivamente 1, 136 e 686 ton.km-2.ano-1. Observa-se que a ordem de grandeza da produÃÃo de sedimentos aumenta com o nÃvel de degradaÃÃo ambiental. Entretanto, nÃo à possÃvel traÃar conclusÃes unicamente em funÃÃo do uso do solo, pois outros fatores influenciam a produÃÃo de sedimentos. Na avaliaÃÃo individual de eventos nas trÃs bacias o modelo HIDROSED2 nÃo apresentou resultados satisfatÃrios para os pequenos eventos. Por outro lado, na estimativa anual e de eventos intensos de produÃÃo de sedimentos o modelo apresentou resultados satisfatÃrios em comparaÃÃo com as medidas. Os resultados sugerem: (1) foi verificada correlaÃÃo direta entre a degradaÃÃo ambiental e a produÃÃo de sedimentos quantificada nas bacias estudadas; (2) a modelagem deve ser aprimorada com base na fÃsica de processos; (3) ainda hà necessidade de monitoramento de variÃveis hidrolÃgicas e sedimentolÃgicas com a elaboraÃÃo de bancos de dados em bacias hidrogrÃficas do Estado do CearÃ, contribuindo para a implantaÃÃo de instrumentos de gestÃo dos recursos hÃdricos. / Sediment yield assessment is necessary in watersheds when it is desired to improve the quality of analysis, contributing for a consistent evaluation of water availability and, therefore, high-quality water resources management. The general objective was to evaluate the sediment yield in watersheds under different geo-environmental contexts. Three small basins had been monitored: the Aiuaba Experimental Basin, with drainage area of 12.0 km2, located in an environmental conservation area of the biome caatinga, in the Inhamus hinterland, under semi-arid climate; and the Basins of Pai JoÃo (9.3 km2) and Santo AntÃnio (6.8 km2), located in the Baturità mountain, under tropical sub-humid climate, which are impacted by anthropogenic actions, particularly agriculture. The basins characterization showed that Aiuaba, Pai JoÃo and Santo AntÃnio have, respectively, 100%, 86% and 76% of natural vegetation cover; and predominant fluvial regimes are ephemeral, intermittent and perennial. In the year of 2007, Hydrological and sedimentological variables were measured in these areas. The annual sediment yield estimate was made using liquid and solid discharges recorded in the basin outlet and the determination of sediment rating curves with these data. In the catchments Pai JoÃo and Santo AntÃnio, the bed load were simulated with model EB (Einstein and Brown equations), for not being possible the direct measurement of this parcel. The performance of model HIDROSED2 was assessed concerning sediment yield. In the Aiuaba basin the model was calibrated and validated using the monitored events. Simulations for 2003 to 2007 were carried out and the results had been compared with the measured ones using rating curves. In the Pai JoÃo and Santo AntÃnio basins the model only was calibrated, on the basis of some events monitored in 2007. The research provided the following results for Aiuaba, Pai JoÃo and Santo AntÃnio basins, respectively: the sediment yield was 1, 136 and 686 ton.km-2.year-1. It is observed that the order of magnitude of sediment yield increases with the level of environmental degradation. It is not possible to trace final conclusions solely in function of the soil use, because other factors influence sediment yield. In the event evaluation of the three basins, model HIDROSED2 did not present satisfactory results for the small events. On the other hand, in the annual estimate and of intense events of sediment yield, the model presented satisfactory results in comparison with the measurements. The results suggest: (1) there was a direct correlation between environmental degradation and sediment yield, quantified in the studied basins; (2) the improvement of modeling based on the physical processes is needed; and (3) hydrological and sedimentological measurements in catchments with the elaboration of data bases are still necessary for the State of CearÃ. This should contribute for the implantation of management instruments of the water resources.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / For the adoption of water resources management in dry regions where water availability is limited, knowledge of the different processes of the hydrological cycle is needed, especially the precipitation and flow. Therefore, techniques of GIS are essential in studies of hydrological modeling. The study on maximum flow in a watershed is important because the same act on soil erosion, flooding in urban and rural areas, hydraulic works, among others. The Salitre basin is located in the State of Bahia, Brazil, and its Pacui sub-basin is fully inserted in the Campo Formoso municipio. With a drainage area of 987.74 km2, it is one of the main drainage sub-basin of Salitre river. Hence, the objective of this work was to characterize physiographically the Pacui sub-basin, estimate peak flow by USDA-SCS and Dooge methods, and estimate the hourly evapotranspiration in the sub-basin using the algorithm SEBAL (Surface Energy Balance Algorithms for Land) and images from Landsat 7 - ETM. The Global Mapper software was used for the analysis of land numerical model (SRTM). The ENVI 4.3 software was used for georeferencing of data from topographic maps of SUDENE, and the Arcmap 9.2 software was used for watershed delineation. The time of concentration was determined by USDA and Dooge methods. To determine the radiation balance images from the INPE (National Institute for Space Research) were used and processed by Arcmap  software, within algorithm SEBAL was developed. The basin presented low slope and then tends to reduce the flood peak because of the low speed runoff. ArcHidro proved to be an effective tool in the delineation of river basins and the generation of drainage network and compared with those obtained by maps from SUDENE. The algorithm SEBAL proved to be an agile and efficient tool in evapotranspiration estimation. The use of SRTM provided information of parameters as surface albedo, incident long-wave and shortwave radiations, pixel to pixel. Lower rates of hourly evapotranspiration (<0.15 mm.h-1) were recorded in areas of exposed soils, and higher rates were found in irrigated areas and vegetation, expressing the sensitivity of algorithm SEBAL on evapotranspiration estimation in watershed scale. / Para a adoÃÃo de uma gestÃo adequada dos recursos hÃdricos tendo como unidade de planejamento a bacia hidrogrÃfica, o conhecimento dos diferentes processos do ciclo hidrolÃgico se faz necessÃrio, notadamente da precipitaÃÃo, do escoamento e da evapotranspiraÃÃo. Portanto, tÃcnicas de geoprocessamento sÃo imprescindÃveis nos estudos de modelagem hidrolÃgica a nÃvel de bacias hidrogrÃficas. O estudo sobre o escoamento superficial, em uma bacia hidrogrÃfica à importante pelo fato do mesmo atuar sobre a erosÃo do solo, inundaÃÃes em Ãreas rurais e urbanas, obras hidrÃulicas, entre outros. A bacia do rio Salitre esta localizada no Estado da Bahia, e a sub-bacia do rio Pacui esta inserida totalmente no municÃpio de Campo Formoso, com Ãrea de drenagem de 987,74 km2, constituindo umas das principais subbacias de drenagem para o rio Salitre. Nesse contexto, objetivou-se caracterizar fisiograficamente a sub-bacia rio Pacui e bacia do rio Salitre, analisar a estimativa de vazÃo de pico pelos mÃtodos de SCS-USDA e de Dooge, e estimar a evapotranspiraÃÃo horÃria na bacia do rio Pacui utilizando-se o algoritmo SEBAL (Surface Energy Balance Algorithms for Land) e imagens do Landsat 7 â ETM. Utilizou-se os softwares Global Mapper, para anÃlises do modelo numÃrico do terreno (SRTM), ENVI 4.3, para georeferenciamento dos dados tendo como base as cartas topogrÃficas da SUDENE e do software ArcMap 9.2 para delimitaÃÃo automÃtica de bacias. O tempo de concentraÃÃo foi determinado pelos mÃtodos USDA e de Dooge. Para determinar o balanÃo de radiaÃÃo utilizou-se de imagem da regiÃo obtida junto ao INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) e processadas na ferramenta Ãlgebra de mapa no software ArcMap onde foi desenvolvido o algoritmo SEBAL. A bacia apresenta baixa declividade, portanto tende a uma reduÃÃo dos picos de descargas devido à baixa velocidade de escoamento superficial. A extensÃo ArcHidro mostrou-se uma ferramenta eficaz na delimitaÃÃo de bacias e na geraÃÃo de rede drenagem, comparando com as obtidas pelas cartas da DSG/SUDENE. O algoritmo SEBAL mostrou-se uma ferramenta Ãgil e eficiente na estimativa da evapotranspiraÃÃo. A utilizaÃÃo do SRTM proporcionou ganhos de informaÃÃes nos parÃmetros albedo da superfÃcie, radiaÃÃo de ondas longas incidente, radiaÃÃo de onda curtas incidente, pixel a pixel. Menores taxas de evapotranspiraÃÃo horÃria (< 0,15 mm.h-1) foram registradas em Ãreas de solos expostos e as maiores nas Ãreas irrigadas e vegetaÃÃo no geral, expressando a sensibilidade do algoritmo SEBAL na estimativa da evapotranspiraÃÃo em escala de bacias hidrogrÃficas.

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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 partir de setembro de 1999 até novembro de 2000 estudou-se a várzea da margem direita da planície de inundação do Ribeirão do Feijão, com objetivo de verificação da várzea funcionando como filtro natural na contenção de matéria orgânica utilizando-se para esse estudo, um modelo de simulação desenvolvido com o software Stella. Foram coletados dados climatológicos oriundos de estação climatológica automática (temperatura do ar, umidade relativa, precipitação, radiação solar, velocidade e direção do vento e pressão barométrica), em piezômetros instalados na várzea (em número de 9) e coleta de amostras de água no rio, dados limnológicos: físicos (temperatura da água, turbidez, oxigênio dissolvido, condutividade e profundidade); químicos (fósforo total, fósforo total dissolvido, silicato, nitrogênio total, nitrato, nitrito e amônia), além de dados obtidos pelo estudo da literatura e trabalhos próximos da área de estudo já publicados. A partir do estudo da inter-relação dos processos existentes na várzea de inundação do Ribeirão do Feijão, elaborou-se modelo de simulação. As conclusões que se obtiveram indicam bom comportamento do modelo de simulação e, também, que estudos em escala de tempo mais reduzida sejam utilizados em trabalhos futuros para estudos de várzeas. Outra conclusão refere-se ao funcionamento da várzea como filtro natural, onde houve armazenamento de carbono (matéria orgânica). Constatou-se grande amplitude da variação diária da altura da lâmina d\'água devido à evapotranspiração. Recomenda-se a preservação desse rio porque 40% da água de superfície que abastece a cidade de São Carlos é oriunda desse manancial. / From September 1999 up to November 2000 a wetland of the right margin of Feijão river floodplain was studied with the objective to verify its activity as an natural filter to retain organic matter making use of a simulation model constructed with the help of the Stella software. Were collected climatological data from an automatic climatological station (air temperature, air moisture, rain, solar radiation, speed and wind direction and atmospheric pressure), from piezometers installed within the wetland (number of 9) and samples collected of river water, limnological data: physical data (water temperature, turbidity, dissolved oxygen, conductivity and depth); chemical data (total phosphorus, total dissolved phosphorus, silicate, total nitrogen, nitrate, nitrite and ammonium), moreover data obtained from literature and papers published of sites near the study area. From the interrelationship of processes occurring within the Feijão river floodplain wetland was constructed the simulation model. The obtained conclusions indicate the good simulation model behavior and show that time scales should be shorter in future wetland studies. Other conclusion refer to wetland conduction as a natural filter where occurred carbon storage (organic matter). Great amplitude of water table diary variation have been verified within the wetland due to evapotranspiration. Is possible to recommend the river preservation because 40% of the surface city supply is from this site.

Orientadores: Alvaro Penteado Crósta, Archimedes Perez Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-20T12:01:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GelerRoffe_Tatiana_D.pdf: 15272397 bytes, checksum: bf09c202cab7336cc64657ab797e6966 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Modelos matemáticos de predição de erosão e produção de sedimentos tem um grande potencial para uso em estudos da degradação e manejo dos recursos naturais, pois permitem estimar os impactos causados pela atividade agrícola. Este trabalho trata da aplicação do modelo hidrológico SWAT (Soil Water Assessment Tool), com a finalidade de previsão dos riscos de erosão devido às mudanças no uso da terra, na bacia do rio Chambas na província Ciego de Ávila, em Cuba. Este modelo tem sido utilizado de forma eficaz em estudos da dinâmica ambiental na representação da variabilidade espacial e temporal de processos hidrosedimentológicos em bacias hidrográficas. O método desenvolvido para modelagem descreve a dinâmica da perda de solo devido à enxurrada produzida pela água e às mudanças no uso da terra. Este permite a avaliação dos riscos de erosão do solo, utilizando um modelo implementado em um Sistema de Informação Geográfica (SIG) em modo raster. O mapeamento de cobertura e uso da terra foi realizado com base na utilização de técnicas de sensoriamento remoto e processamento digital das imagens. O estudo baseou-se no desenvolvimento de diferentes cenários de previsão de comportamento das taxas de erosão do solo, segundo mudanças da cobertura e uso da terra. Tendo em conta este procedimento, o mapeamento da erosão atual e/ou a sua predição no tempo e no espaço, desempenha um papel importante na determinação da variabilidade espacial dos fenômenos, tornando-se uma ferramenta essencial para o planejamento na conservação dos solos. Os resultados obtidos permitem avaliar a aplicabilidade do modelo na modelagem do escoamento superficial e produção de sedimentos em bacias hidrograficas em escala média com predominio de uso agrícola. Esta foi avaliada através dos resultados da simulação em uma escala de tempo mensal e anual sem calibração durante um período de 20 anos de simulação para três cenários de estudo. Foram utilizadas diferentes condições de uso e ocupação do território. A análise dos resultados das simulações no âmbito destes cenários permitiu identificar as mudanças e contrastes que ocorreram e potenciais dos processos hidrosedimentológicos na bacia, o cálculo dos volúmes do fluxo de escoamento e as taxas na produção de sedimentos anual e mensal e a sazonalidade destes processos. Neste sentido se desenvolveu uma metodologia para o cálculo e a avaliação da erosão dos solos por meio da utilização das ferramentas de geoprocessamento. Posteriormente, pretende-se aplicar esta metodologia para outras regiões do país, constituindo-se numa poderosa ferramenta para o prognóstico dos riscos à erosão nas regiões agrícolas de manejo inadequado e também, como instrumento para a tomada de decisões relativas aos impactos da erosão, acelerada pela atividade humana / Abstract: Mathematical models for predicting erosion and sediment production has great potential for use in studies of the degradation and planning of natural resources, that allow estimating impacts caused by agricultural activity. This work deals with the application of the hydrological model SWAT (Soil Water Assessment Tool), in order to forecast the risks of soil erosion due to land use changes, in the Chambas river basin, Ciego de Avila province, Cuba. This model has been successfully used in studies of environmental dynamics in the representation of spatial and temporal variability of hydro-sedimentological processes in watersheds. The method developed for modeling, describes the dynamic in the loss of soil due to runoff produced by water and changes in land use. This allows us to assess the risks in soil erosion, using a model implemented in a Geographic Information System (GIS) raster mode. In determining the mapping of land cover/land use will be use remote sensing techniques and digital image processing. The study is based on the development of different scenarios to predict behavior in the rates of soil erosion when the Land cover /land use change. Taking into account this procedure, the mapping of the existing erosion and/or its prediction in time and space, plays an important role in determining the spatial variability of the phenomena, becoming an essential tool for soils conservation planning. The results obtained allow evaluating the applicability of the model in modeling runoff and sediment yield in medium scale watersheds with predominance of agricultural use. This was evaluated through simulation results on a monthly and annual time scale without calibration over a period of 20 years of simulation to three study scenarios. We used different stages of use and occupation of the territory. The analysis of simulation results under these scenarios, allowed identifying changes and contrasts, occurring and potential in hydro-sedimentological processes in the watershed, the calculation of flow rates of runoff and sediment yield annual and monthly and the seasonality of these processes. In this sense, was developing a methodology that enables using geoprocessing tools for the calculation and assessment of soil erosion and its subsequent generalization to other regions. This provides a powerful tool for forecasting the risk of erosion in agricultural regions, which facilitates decision making about the negative effects of accelerated erosion by human activity / Doutorado / Análise Ambiental e Dinâmica Territorial / Doutor em Geografia