Submitted by Inácio de Oliveira Lima Neto (inacio.neto@inpa.gov.br) on 2018-10-05T14:50:19Z No. of bitstreams: 2 conchy_taina.pdf: 3315660 bytes, checksum: 2855484baf777bb22ecff63d4f27cf9e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-05T14:50:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 conchy_taina.pdf: 3315660 bytes, checksum: 2855484baf777bb22ecff63d4f27cf9e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-06-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The Janauacá floodplain, located in the central Amazon region (Brazil, AM) and on the left bank of the Solimões river, is a representative system of flood plains in the Amazon region. In the present study, based on in situ data and remote sensing data, it was sought to analyze the temporal dynamics of land use (1972-2016) and its impact on the hydrology of the basin. For this, 5 maps of land use were generated. In sequence, these 5 maps and 2 additional (representing deforested and forested areas) were used as input of a hydrological model (LUMP - FP) that generated 7 simulations (from September 2006 to December 2015) where the same meteorological conditions were maintained. The 5 maps of land use showed high overall accuracy (Kappa index> 0,8). The temporal analysis of the use of the soil emphasized a decrease of the areas of solid forest for an increase of the anthropic classes (pasture and swidden) and of altered vegetation (secondary vegetation). With regard to hydrological modeling, after validation in terms of water level and discharge (NSE> 0,95 for both), the model LUMP - FP was judged as capable of modeling the lake. The analysis of the impact of soil use on hydrology was carried out using three hydrological indicators. The estimates of run-off and rainfall ratios ranged from 0.48 to 0.56, and the estimates of evaporation ranged from 0,348 to 0,350 km³.year-. The model emphasized that these two parameters appeared to be sensitive to seasonality, but there is no significant difference when coverage is changed. However, it has been noted that deforestation leads to a slight decline in the ratio of run-off to rainfall. Refining the analysis, through a temporal analysis of these contributions, it was observed that: i) land changes affected the water balance more strongly in the dry years (and little in the flood years) and during the first part of the hydrological cycle (November to July); ii) changes in land use affected mainly the segment of run-off and river water contributions, and in the dry season, the water table actively contributes to the closure of the hydrological balance. / A várzea de Janauacá está localizada na região central da Amazônia (Brasil, AM), na margem esquerda do rio Solimões, e é um sistema representativo das planícies de inundação da região amazônica. No presente estudo, buscou-se, com base em dados in situ e dados de sensoriamento remoto, analisar a dinâmica temporal do uso do solo (1972-2016) e o impacto deste sobre a hidrologia da bacia. Para isso, foram gerados 5 mapas de uso do solo. Em sequência, estes 5 mapas e dois adicionais (representando desflorestado e florestado) foram usados como input de um modelo hidrológico (LUMP – FP) que gerou 7 simulações (de setembro de 2006 a dezembro de 2015), com as mesmas condições meteorológicas. Os 5 mapas de uso do solo mostraram alta acurácia global (índice Kappa>0,8). A análise temporal do uso do solo realçou uma diminuição das áreas de floresta firme para um incremento das classes antrópicas (pasto e roça) e de vegetação alterada (vegetação secundária). A respeito da modelagem hidrológica, após a validação em termos de nível de água e de descarga (NSE>0,95 para ambos), o modelo LUMP – FP foi julgado como apto a modelar o lago. A análise do impacto do uso do solo sobre a hidrologia foi realizada a partir de três indicadores hidrológicos. As estimativas da razão entre escoamento e chuva oscilaram entre 0,48 e 0,56 e as estimativas da evaporação oscilaram entre 0,348 e 0,350 km³ano-1. O modelo realçou que estes dois parâmetros pareceram sensíveis à sazonalidade, porém sem diferença significativa quando a cobertura é trocada. Todavia, notou-se que o desmatamento conduz a um leve declínio da razão entre o escoamento e a chuva. Refinando a análise, através de uma verificação temporal destas contribuições, foi observado que: i) as mudanças de terra afetaram fortemente o balanço hídrico nos anos secos (e pouco nos anos de cheia) e durante a primeira parte do ciclo hidrológico (novembro a julho); ii) as mudanças de uso da terra afetaram principalmente a parte das contribuições do escoamento e da água advinda do rio, e nas secas, o lençol freático contribui ativamente no fechamento do balanço hidrológico.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Planaltina, Programa de Pós-Graduação em Meio Ambiente e Desenvolvimento Rural, 2015. / Submitted by Andrielle Gomes (andriellemacedo@bce.unb.br) on 2015-07-06T19:32:23Z No. of bitstreams: 1 2015_LeonardoFernandesGomes.pdf: 1842457 bytes, checksum: 39299d86d46ba6533c97717e2aeda579 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2015-07-16T13:41:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_LeonardoFernandesGomes.pdf: 1842457 bytes, checksum: 39299d86d46ba6533c97717e2aeda579 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-16T13:41:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_LeonardoFernandesGomes.pdf: 1842457 bytes, checksum: 39299d86d46ba6533c97717e2aeda579 (MD5) / Diversos estudos evidenciam os efeitos do pulso sobre as características físicas, químicas e biológicas da água nas planícies de inundação. Nesse aspecto, não há como negligenciar a importância da Amazônia em termos de disponibilidade de recursos hídricos e biodiversidade. No presente estudo foi dada ênfase aos quatro principais grupos da comunidade zooplanctônica (cladóceros, copépodes, protozoários testáceos e rotíferos), sendo avaliados os efeitos do pulso de inundação sobre as características ambientais e biológicas, além do uso de grupos substitutos e resoluções numéricas e taxonômicas. Portanto, os objetivos do primeiro capítulo foram avaliar: (1.1) o efeito do pulso de inundação sobre as características ambientais e biológicas, (1.2) a variação da similaridade ambiental e biológica no ecossistema lacustre entre os períodos de enchente e vazante, (1.3) como os organismos zooplanctônicos respondem aos gradientes ambientais. Para atingir tais objetivos foram realizadas: (1.1) Análises de Componentes Principais (PCA), Análises de Escalonamento Multidimensional Não-Métrico e Análise de Similaridade (Anosim); (1.2) Betadisper; (1.3) Análise de Correspondência Canônica (CCA). Os objetivos do segundo capítulo deste estudo foram avaliar a correlação entre (2.1) a distribuição espacial nos principais grupos zooplanctônicos (cladóceros, copépodes, protozoários testáceos e rotíferos), (2.2) os diferentes níveis numéricos (dados de densidade e presença/ausência de espécies), e (2.3) os níveis taxonômicos (espécies, gêneros e famílias); Para isso foram realizadas análises de Mantel e Procrustes, permitindo uma comparação entre as diferentes matrizes a partir dos dados coletados no Lago Grande do Curai, Pará, Brasil. Os resultados evidenciaram que os grupos do zooplâncton respondem efetivamente às variações no pulso de inundação, porém apenas copépodes e rotíferos apresentaram maior dispersão durante o período da enchente. Além disso muitos táxons foram capazes de responder efetivamente às variações ambientais. Adicionalmente, os resultados do segundo capítulo, mostraram ser fracas as correlações entre os grupos do zooplâncton quando se objetiva compreender a dinâmica ecológica dos mesmos, porém, os resultados para substituições numéricas e taxonômicas (nível de gênero) mostraram alta correlação. / Several studies show the effects of the pulse on the physical, chemical and biological characteristics of water in the floodplains. In this respect, there is no way neglect the importance of the Amazon in terms of availability of water resources and biodiversity. In this study the emphasis was on four main groups of the zooplankton (cladocerans, copepods, rotifers and testate protozoa), as well as evaluating the effects of the flood pulse on environmental and biological characteristics, and the use of substitute groups and numerical and taxonomic resolutions. Therefore, the objectives of the first chapter were to assess: (1.1) the effects of the flood pulse on environmental and biological characteristics, (1.2) the variation in environmental and biological similarity in the lake ecosystem between periods of flooding and flushing, (1.3) and how the zooplankton organisms respond to environmental gradients. To realize those goals were performed: (1.1) Principal Component Analysis (PCA), Non-Metric Multidimensional Scaling and Similarity Analysis (ANOSIM); (1.2) Betadisper; (1.3) Canonical Correspondence Analysis (CCA). The objectives of the second chapter of this study were to evaluate the correlation between (2.1) the spatial distribution among the major zooplankton groups (cladocerans, copepods, rotifers, and testaceans protozoa), (2.2) the different numerical levels (data of density and presence/absence of species), and (2.3) the taxonomic levels (species, the genera, and families); For this, Mantel and Procrustes analyzes were performed, allowing a comparison between the different matrices from the data collected in the Lago Grande do Curuai, Pará, Brazil. The results showed that the zooplankton groups effectively respond to changes in the flood pulse, but only copepods and rotifers presented higher dispersion during the flushing period. Also many taxa were able to respond effectively to environmental variations. Additionally, the second chapter results, shown to be weak correlations between zooplankton groups when the aim is to understand the ecological dynamics of these, however, the results for numerical and taxonomic substitutions (genus level) showed high correlation.

Resumo: A hidrodinâmica estuarina pode ser vista como um condicionador primário da sustentabilidade ecológica e econômica das regiões estuarinas. Ela condiciona os processos físico-químicos, geomorfológicos e biológicos nas áreas entremarés, que por sua vez, definem os padrões de ocorrência e abundância da biota aquática, sujeita a diferentes tempos de submersão e emersão. Este trabalho descreve os efeitos das taxas de inundação no padrão de distribuição da vegetação e de espécies bênticas de interesse comercial em manguezais do Complexo Estuarino de Paranaguá (Paraná, Brasil). A eclividade de 15 perfis transversais ao fluxo principal da maré foi determinada a partir de medidas de profundidade registradas por um CTD (Conductivity, Temperature and Depth) fundeado no início de cada perfil e de medidas da distância percorrida pela linha d’água a cada 15 minutos, durante enchentes de sizígia. Este método, associado com os dados históricos de três marégrafos localizados em diferentes pontos no CEP, possibilitou a estimativa das taxas anuais de inundação ao longo de cada perfil. As altitudes dos perfis, determinadas a partir de um nivelamento geodésico, foram transformadas em altitudes ortométricas paraidentificar suas posições em relação ao nível médio do mar. O Bostrychietum, associação de mac oalgas formada por espécies com diferentes níveis de tolerância, pode ser de fato utilizado como um indicador de níveis de maré, como já indicado, ainda que de forma qualitativa, pela literatura. Seu limite superior de ocorrência está entre os máximos de sizígia e quadratura, mas é afetado pelos regimes de salinidade prevalecentes. O limite inferior de distribuição de Avicennia schaueriana ocorre em elevações coincidentes com os máximos de quadratura, com taxas de inundação variando de aproximadamente 20 a 0% do tempo ao ano. Os limites inferiores de distribuição de Rhizophora mangle e Laguncularia racemosa estão relacionados com taxas de inundação maiores, variando de 40% no setores mais internos do estuário a 80% na desembocadura. Os limites superiores de ocorrência das três espécies são condicionados por taxas de inundação de praticamente 0 a 20%, em altitudes próximas aos máximos de sizígia. Ucides ordatus ocorreu em praticamente toda a extensão dos manguezais e das zonas de transição, mas seu limite inferior de distribuição ocorreu logo após as altas declividades encontradas no limite inferior dos manguezais, em locais com taxas de inundação de 20 a 40% em todas as planícies entremarés estudadas, com exceção daquelas da desembocadura, com taxas de inundação de aproximadamente 70%. O limite inferior de distribuição de Mytella guyanensis correspondeu a taxas de inundação de aproximadamente 70%, e de Crassostrea spp, de aproximadamente 50%. Já o limite superior de distribuição dos bivalves é definido por 30% de tempo de inundação. Esses dados sugerem que as taxas de inundação são importantes para desenvolvimento dos bosques e da fauna associada, mas não determinam primariamente sua ocorrência. A distribuição do caranguejo-uçá está indiretamente relacionada com as taxas de inundação, à medida que estas influenciam a composição dos bosques. Já a distribuição dos bivalves está diretamente relacionada com as taxas de inundação, pois estes animais são mais sensíveis aos estresses de dessecação e só se alimentam quando submersos.

Grandes áreas inundáveis prestam importantes serviços ambientais, como manutenção da biodiversidade e regulação de clima, cheias e ciclos biogeoquímicos, e estão presentes nas mais variadas regiões geográficas, desde úmidas áreas tropicais como a Amazônia, até locais áridos como os grandes deltas internos da África. Complexos processos hidrológicos e hidrodinâmicos ocorrem nestas áreas, onde existe intensa interação entre áreas inundadas, biosfera e atmosfera, e onde ocorrem alterações significativas das ondas de cheia que são por elas propagadas sazonalmente. Neste contexto, o presente trabalho apresenta, através de dois métodos distintos, formas com que podemos aprofundar nosso conhecimento da dinâmica destas grandes áreas inundáveis. Inicialmente, é abordado o efeito causado pela interação rio-planície de inundação na forma dos hidrogramas. Constatou-se, através de observação de diversos hidrogramas defluentes de grandes sistemas inundáveis, que a ascensão destes é tipicamente mais lenta que a recessão, caracterizando uma assimetria negativa. Então, a partir de uma série de abordagens numéricas, analíticas e empíricas, mostrou-se que a este fenômeno é decorrente da inversa relação entre velocidade da onda de cheia (celeridade) e vazão que ocorre nestes ambientes devido ao armazenamento nas planícies. Um estudo de caso com os principais rios da Amazônica evidenciou a relevância da avaliação de assimetria de hidrogramas para compreensão da dinâmica hidrológica em regiões inundáveis. A segunda etapa deste trabalho consistiu no aprimoramento e validação de um modelo acoplado hidrológico-hidrodinâmico distribuído para simulação de bacias com grandes áreas inundáveis, capaz de modelar matematicamente a dinâmica existente e a aumentar nossa capacidade preditiva da inundação destas regiões. Foi realizada uma aplicação na bacia do Alto Rio Níger, no Oeste da África, onde está localizado o Delta Interno do Níger, uma vasta planície no Deserto do Sahel inundada sazonalmente, e onde importantes perdas por evaporação ocorrem. O modelo desenvolvido representou de forma satisfatória vazões, níveis e áreas inundadas ao longo da região, permitindo a identificação de processos relevantes na inundação do Delta. O acoplamento entre uma representação explícita da hidrodinâmica dos canais da planície (armazenamento, bifurcações, remanso) e o balanço vertical hidrológico (infiltração de água da planície para o solo e evapotranspiração) mostrou-se necessário para o satisfatório resultado do modelo. Assim, com esta pesquisa, acredita-se que novos elementos foram contribuídos para a compreensão da hidrologia de grandes áreas inundáveis, a partir da identificação do importante efeito da interação rio-planície na assimetria de hidrogramas, e do desenvolvimento de técnicas de modelagem matemática que evidenciaram a relevância da representação de interações entre hidrologia e hidrodinâmica em modelos de grandes escala. / Large floodable areas provide important environment services, such as biodiversity maintenance and regulation of climate, floods and biogeochemical cycles, and are present throughout different geographical settings, from tropical, wet areas like the Amazon, to arid ones such as the large African Inner deltas. Complex hydrologic and hydrodynamic processes occur in these areas, such as an intense interaction between flooded areas, biosphere and atmosphere, and alterations of flood waves that propagate through it. In this context, this study presents, through two distinct methods, ways with which we can deepen our understanding of the dynamics of such floodable areas. Firstly, the effect of river-floodplain interaction on hydrograph shape is addressed. It was noted, by observing a series of hydrographs routed through floodable systems, that hydrograph ascension is typically slower than the recession, characterizing a negative skewness. Then, through a series of numerical, analytical and empirical approaches, it was shown that this phenomenon exists due to the inverse relationship between flood wave speed (celerity) and discharge that occurs in these environments because of floodplain storage. A case study in main Amazon Basin tributaries was performed and indicated the relevance of hydrograph skewness evaluation for comprehension of hydrological dynamics in floodable areas. The study second step consisted in the development and validation of a distributed, coupled hydrologic-hydrodynamic model for simulation of basins with large floodable areas, able to mathematically model and to improve our prediction capacity of flooding in these areas. An application was performed in Upper Niger River, West Africa, where the Niger Inland Delta is located, which is a vast floodplain in the Sahel Desert that is seasonally flooded, and where important evaporation losses occur. The developed model satisfactorily represented discharges, levels and flooded areas across the basin, allowing the identification of relevant flooding processes in the Delta. The coupling between explicit representation of floodplain channel hydrodynamics (storage, bifurcations, backwater) and vertical hydrological balance (floodplain water infiltration into soil column, and evapotranspiration) proved a necessary model structure for the satisfactorily obtained results. Finally, with this research, we understand that new elements were contributed to the comprehension of hydrology of large floodable areas, from the identification of the river-floodplain interaction effects on hydrograph skewness to the development and application of mathematical modelling techniques, showing the relevance of the interaction between hydrology and hydrodynamic in such areas.

Grandes áreas inundáveis prestam importantes serviços ambientais, como manutenção da biodiversidade e regulação de clima, cheias e ciclos biogeoquímicos, e estão presentes nas mais variadas regiões geográficas, desde úmidas áreas tropicais como a Amazônia, até locais áridos como os grandes deltas internos da África. Complexos processos hidrológicos e hidrodinâmicos ocorrem nestas áreas, onde existe intensa interação entre áreas inundadas, biosfera e atmosfera, e onde ocorrem alterações significativas das ondas de cheia que são por elas propagadas sazonalmente. Neste contexto, o presente trabalho apresenta, através de dois métodos distintos, formas com que podemos aprofundar nosso conhecimento da dinâmica destas grandes áreas inundáveis. Inicialmente, é abordado o efeito causado pela interação rio-planície de inundação na forma dos hidrogramas. Constatou-se, através de observação de diversos hidrogramas defluentes de grandes sistemas inundáveis, que a ascensão destes é tipicamente mais lenta que a recessão, caracterizando uma assimetria negativa. Então, a partir de uma série de abordagens numéricas, analíticas e empíricas, mostrou-se que a este fenômeno é decorrente da inversa relação entre velocidade da onda de cheia (celeridade) e vazão que ocorre nestes ambientes devido ao armazenamento nas planícies. Um estudo de caso com os principais rios da Amazônica evidenciou a relevância da avaliação de assimetria de hidrogramas para compreensão da dinâmica hidrológica em regiões inundáveis. A segunda etapa deste trabalho consistiu no aprimoramento e validação de um modelo acoplado hidrológico-hidrodinâmico distribuído para simulação de bacias com grandes áreas inundáveis, capaz de modelar matematicamente a dinâmica existente e a aumentar nossa capacidade preditiva da inundação destas regiões. Foi realizada uma aplicação na bacia do Alto Rio Níger, no Oeste da África, onde está localizado o Delta Interno do Níger, uma vasta planície no Deserto do Sahel inundada sazonalmente, e onde importantes perdas por evaporação ocorrem. O modelo desenvolvido representou de forma satisfatória vazões, níveis e áreas inundadas ao longo da região, permitindo a identificação de processos relevantes na inundação do Delta. O acoplamento entre uma representação explícita da hidrodinâmica dos canais da planície (armazenamento, bifurcações, remanso) e o balanço vertical hidrológico (infiltração de água da planície para o solo e evapotranspiração) mostrou-se necessário para o satisfatório resultado do modelo. Assim, com esta pesquisa, acredita-se que novos elementos foram contribuídos para a compreensão da hidrologia de grandes áreas inundáveis, a partir da identificação do importante efeito da interação rio-planície na assimetria de hidrogramas, e do desenvolvimento de técnicas de modelagem matemática que evidenciaram a relevância da representação de interações entre hidrologia e hidrodinâmica em modelos de grandes escala. / Large floodable areas provide important environment services, such as biodiversity maintenance and regulation of climate, floods and biogeochemical cycles, and are present throughout different geographical settings, from tropical, wet areas like the Amazon, to arid ones such as the large African Inner deltas. Complex hydrologic and hydrodynamic processes occur in these areas, such as an intense interaction between flooded areas, biosphere and atmosphere, and alterations of flood waves that propagate through it. In this context, this study presents, through two distinct methods, ways with which we can deepen our understanding of the dynamics of such floodable areas. Firstly, the effect of river-floodplain interaction on hydrograph shape is addressed. It was noted, by observing a series of hydrographs routed through floodable systems, that hydrograph ascension is typically slower than the recession, characterizing a negative skewness. Then, through a series of numerical, analytical and empirical approaches, it was shown that this phenomenon exists due to the inverse relationship between flood wave speed (celerity) and discharge that occurs in these environments because of floodplain storage. A case study in main Amazon Basin tributaries was performed and indicated the relevance of hydrograph skewness evaluation for comprehension of hydrological dynamics in floodable areas. The study second step consisted in the development and validation of a distributed, coupled hydrologic-hydrodynamic model for simulation of basins with large floodable areas, able to mathematically model and to improve our prediction capacity of flooding in these areas. An application was performed in Upper Niger River, West Africa, where the Niger Inland Delta is located, which is a vast floodplain in the Sahel Desert that is seasonally flooded, and where important evaporation losses occur. The developed model satisfactorily represented discharges, levels and flooded areas across the basin, allowing the identification of relevant flooding processes in the Delta. The coupling between explicit representation of floodplain channel hydrodynamics (storage, bifurcations, backwater) and vertical hydrological balance (floodplain water infiltration into soil column, and evapotranspiration) proved a necessary model structure for the satisfactorily obtained results. Finally, with this research, we understand that new elements were contributed to the comprehension of hydrology of large floodable areas, from the identification of the river-floodplain interaction effects on hydrograph skewness to the development and application of mathematical modelling techniques, showing the relevance of the interaction between hydrology and hydrodynamic in such areas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:58:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 341124.pdf: 8999417 bytes, checksum: 658b2a6a304a4c535c3f1d4c77be9a68 (MD5) Previous issue date: 2016 / O rompimento de barragens pode expor o vale à jusante a um risco significativo de danos e perdas de bens materiais e vidas humanas. Qual o risco de uma cota de inundação atingir uma determinada localidade para um evento de rompimento da barragem? O atual estado da arte em engenharia hidráulica requer o emprego da metodologia determinística e não responde a pergunta. E devido à incerteza associada à determinação dos parâmetros de formação da brecha, o presente trabalho propõe o emprego da metodologia probabilística na previsão desses parâmetros e cálculo do risco de cota de inundação atingir determinado local. O presente estudo empregou a metodologia na UHE Tucuruí, em Tucuruí/PA. Três cenários de brecha foram avaliados nas estruturas de terra e enrocamento, empregando a metodologia probabilística e comparando os resultados dos hidrogramas de saída e manchas de inundação com os resultados da metodologia determinística. O estudo de caso mostrou que com a metodologia probabilística é possível calcular o risco de cotas de inundação, referente uma brecha de ruptura, ao longo do vale à jusante. A determinação do risco não era possível utilizando a metodologia determinística, atualmente empregada em estudos de ruptura de barragens. Além disso, o emprego de equações empíricas e recomendações de engenharia isoladamente, se mostram insuficientes para desenvolver estudos de ruptura de barragens para empreendimentos com grandes volumes de reservação, maiores do que 600 hm³.<br> / Abstract: The dam failure could expose the valley downstream to a significant risk of damage and loss of material goods and human lives. So, what is the risk related with the dam breach outflow? The current state of practice for dam breach modeling requires a deterministic assumption of the breach parameters, so that a breach outflow hydrograph can be computed and hydraulically routed downstream. Because of the uncertainty associated with the breach parameters, the present work proposes the use of probabilistic approach to dam breach modeling. This study employed the probabilistic approach at the Tucuruí Dam, Tucuruí /PA. Three scenarios were evaluated for the earth and rock fill dams employing a probabilistic approach, and comparing its results with the deterministic approach. The case study showed the employment of the probabilistic approach allowed the calculation of the exceedance probability peak flows and floodplain, which was not possible using the deterministic approach for dam breach analysis. Also, only the use of empirical equations and engineering recommendations, according with deterministic approach, appears to be insufficient to develop reliable dam breach studies for dams with large stored volumes, more than 600 hm³.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:00:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2024.pdf: 1516619 bytes, checksum: 559f00a5ee70ef674bdcda2deba9658d (MD5) Previous issue date: 2006-12-15 / The all-purpose of the present paper is to evaluate the hydrological behavior of some real experimental lots of different uses and occupation. For trial, three pilot urban lots were implanted in real scale and measuring 12 (twelve) meters front by 30 (thirty) meters depth each one, reproducing the urban standard characters of coast side of Bertioga / São Paulo. One lot was kept in natural conditions, with no edification; another one got 75% of its area, related to floor and edification, waterproofed, called common lot. The third one, identical to the conventional lot and called sustainable, got two microreservoirs (with total useful volume of 1,5m³) installed on its inside. The lots were grounded elevating their land level on 0,6m, and the lots soil and grounding characterized on their granulometria. The precipitation was continuously recorded, minute by minute, with a pluviograph installed on central lot. The effluent outflows were individually measured with a triangular spillway with fine walls, lab calibrated. The visual analysis of the hydrograms concludes that the convencional lot responds much faster than others, for its greater outflow peeks and smaller ascending time. The presence of micro reservoir on sustainable lot has considerably reduced outflows related to conventional one, with a consequently sensible reduction of outflowing coefficient of superficial outflow average of 0,72 (conventional lot) to 0,10 (sustainable lot). The delay time of conventional lot was mostly third part of sustainable lot s time because of micro reservoirs effect. / A pesquisa teve como objetivo geral analisar o comportamento hidrológico de lotes experimentais reais submetidos a usos e ocupações diferenciadas. Para isto foram implantados três lotes urbanos pilotos em escala real e medindo cada um deles 12 (doze) metros de frente por 30 (trinta) metros de profundidade, reproduzindo as características médias urbanas da área litorânea do município de Bertioga/São Paulo. Um lote foi mantido em condições naturais, sem qualquer edificação, outro recebeu impermeabilização de 75% da área, correspondente à edificação e piso, chamado de lote convencional. No terceiro, idêntico ao convencional e denominado sustentável, instalaram-se dois microrreservatório com volume útil total de 1,5 m3. Os lotes foram aterrados elevando o nível de sua superfície em 0,60 m, sendo os solos dos lotes e do aterro caracterizados quanto à sua granulometria. A precipitação foi registrada continuamente, de minuto a minuto, por meio de um pluviógrafo instalado no lote central. As vazões efluentes dos lotes foram medidas individualmente por meio de um vertedor triangular de parede fina, o qual foi calibrado em laboratório. Em cada lote, junto aos vertedores, foram instalados sensores de nível para leitura da lâmina sobre a crista do vertedor. Observou-se pela análise visual dos hidrogramas que o lote convencional responde muito mais rapidamente que os outros dois, pelo maior número de picos de vazão e menor tempo de ascensão. A presença de microrreservatório no lote sustentável abateu as vazões consideravelmente em relação ao convencional, com a conseqüente sensível redução do coeficiente de escoamento superficial médio de 0,72 (lote convencional) para 0,10 (lote sustentável). O tempo de retardamento do lote convencional foi aproximadamente um terço do lote sustentável devido ao efeito dos microrreservatórios.

Grandes áreas inundáveis prestam importantes serviços ambientais, como manutenção da biodiversidade e regulação de clima, cheias e ciclos biogeoquímicos, e estão presentes nas mais variadas regiões geográficas, desde úmidas áreas tropicais como a Amazônia, até locais áridos como os grandes deltas internos da África. Complexos processos hidrológicos e hidrodinâmicos ocorrem nestas áreas, onde existe intensa interação entre áreas inundadas, biosfera e atmosfera, e onde ocorrem alterações significativas das ondas de cheia que são por elas propagadas sazonalmente. Neste contexto, o presente trabalho apresenta, através de dois métodos distintos, formas com que podemos aprofundar nosso conhecimento da dinâmica destas grandes áreas inundáveis. Inicialmente, é abordado o efeito causado pela interação rio-planície de inundação na forma dos hidrogramas. Constatou-se, através de observação de diversos hidrogramas defluentes de grandes sistemas inundáveis, que a ascensão destes é tipicamente mais lenta que a recessão, caracterizando uma assimetria negativa. Então, a partir de uma série de abordagens numéricas, analíticas e empíricas, mostrou-se que a este fenômeno é decorrente da inversa relação entre velocidade da onda de cheia (celeridade) e vazão que ocorre nestes ambientes devido ao armazenamento nas planícies. Um estudo de caso com os principais rios da Amazônica evidenciou a relevância da avaliação de assimetria de hidrogramas para compreensão da dinâmica hidrológica em regiões inundáveis. A segunda etapa deste trabalho consistiu no aprimoramento e validação de um modelo acoplado hidrológico-hidrodinâmico distribuído para simulação de bacias com grandes áreas inundáveis, capaz de modelar matematicamente a dinâmica existente e a aumentar nossa capacidade preditiva da inundação destas regiões. Foi realizada uma aplicação na bacia do Alto Rio Níger, no Oeste da África, onde está localizado o Delta Interno do Níger, uma vasta planície no Deserto do Sahel inundada sazonalmente, e onde importantes perdas por evaporação ocorrem. O modelo desenvolvido representou de forma satisfatória vazões, níveis e áreas inundadas ao longo da região, permitindo a identificação de processos relevantes na inundação do Delta. O acoplamento entre uma representação explícita da hidrodinâmica dos canais da planície (armazenamento, bifurcações, remanso) e o balanço vertical hidrológico (infiltração de água da planície para o solo e evapotranspiração) mostrou-se necessário para o satisfatório resultado do modelo. Assim, com esta pesquisa, acredita-se que novos elementos foram contribuídos para a compreensão da hidrologia de grandes áreas inundáveis, a partir da identificação do importante efeito da interação rio-planície na assimetria de hidrogramas, e do desenvolvimento de técnicas de modelagem matemática que evidenciaram a relevância da representação de interações entre hidrologia e hidrodinâmica em modelos de grandes escala. / Large floodable areas provide important environment services, such as biodiversity maintenance and regulation of climate, floods and biogeochemical cycles, and are present throughout different geographical settings, from tropical, wet areas like the Amazon, to arid ones such as the large African Inner deltas. Complex hydrologic and hydrodynamic processes occur in these areas, such as an intense interaction between flooded areas, biosphere and atmosphere, and alterations of flood waves that propagate through it. In this context, this study presents, through two distinct methods, ways with which we can deepen our understanding of the dynamics of such floodable areas. Firstly, the effect of river-floodplain interaction on hydrograph shape is addressed. It was noted, by observing a series of hydrographs routed through floodable systems, that hydrograph ascension is typically slower than the recession, characterizing a negative skewness. Then, through a series of numerical, analytical and empirical approaches, it was shown that this phenomenon exists due to the inverse relationship between flood wave speed (celerity) and discharge that occurs in these environments because of floodplain storage. A case study in main Amazon Basin tributaries was performed and indicated the relevance of hydrograph skewness evaluation for comprehension of hydrological dynamics in floodable areas. The study second step consisted in the development and validation of a distributed, coupled hydrologic-hydrodynamic model for simulation of basins with large floodable areas, able to mathematically model and to improve our prediction capacity of flooding in these areas. An application was performed in Upper Niger River, West Africa, where the Niger Inland Delta is located, which is a vast floodplain in the Sahel Desert that is seasonally flooded, and where important evaporation losses occur. The developed model satisfactorily represented discharges, levels and flooded areas across the basin, allowing the identification of relevant flooding processes in the Delta. The coupling between explicit representation of floodplain channel hydrodynamics (storage, bifurcations, backwater) and vertical hydrological balance (floodplain water infiltration into soil column, and evapotranspiration) proved a necessary model structure for the satisfactorily obtained results. Finally, with this research, we understand that new elements were contributed to the comprehension of hydrology of large floodable areas, from the identification of the river-floodplain interaction effects on hydrograph skewness to the development and application of mathematical modelling techniques, showing the relevance of the interaction between hydrology and hydrodynamic in such areas.

Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-05-24T18:47:11Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) MARCELO RICARDO BEZERRA DE MIRANDA.pdf: 7199974 bytes, checksum: 40435e458f6dcefcfc87584f1dab0adf (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-24T18:47:11Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) MARCELO RICARDO BEZERRA DE MIRANDA.pdf: 7199974 bytes, checksum: 40435e458f6dcefcfc87584f1dab0adf (MD5) Previous issue date: 2015-08-31 / Vitória de Santo Antão sofreu a maior inundação de sua história em 2005, ocorrendo episódios também em 2010 e 2011. Considerando tanta recorrência decidimos investigar as causas que determinam esses sucessivos fenômenos, com o objetivo de verificarmos se esse município é vulnerável à inundação. Como recorte temporal de análise usamos o último decênio por conter o maior episódio e maior disponibilidade de dados. As bases metodológicas utilizadas foram uma combinação entre: o modelo de ecodinâmica de Tricart, com o método desenvolvido por Alves et al., resultando na construção do Mapa de Perigo de Inundação. Utilizamos também o estudo do Índice de Anomalia de Chuvas visando caracterizar os padrões pluviométricos desses episódios, possibilitando analisar o comportamento da Bacia Hidrográfica mediante fenômenos extremos. Com o Mapa de Perigo de Inundação foi possível comprovar a existência de vulnerabilidade à inundação exatamente sobre o médio curso, justificando as recorrentes inundações. Entretanto, é importante afirmar que conforme os resultados morfométricos a Bacia Hidrográfica do Rio Tapacurá em seu estado natural não seria capaz de gerar inundações, esses dados nos levou a estabelecer outros parâmetros sobre a motivação. Concluímos que a densa ocupação na área natural do rio aliada as transformações promovidas a partir de pontes e casas em seu leito, e pelo confinamento de tributários como os Riachos: Roncador, Estrada Nova, dos Borges e Canal da Mangueira contribuíram para aumentar o risco de inundação, além da impermeabilização do solo que potencializou os efeitos da pluviosidade, principalmente durante os eventos extremos. / Vitória de Santo Antão suffered the biggest flood in its history in 2005, also occurring episodes in 2010. Considering recurrence so we decided to investigate the causes that determine these successive phenomena in order to check whether the municipality is vulnerable to flooding. As time frame analysis used the past decade to contain the longest episode and greater data availability. The methodological bases used were a combination of: the ecodynamics model Tricart with the method developed by Alves et al., resulting in the construction of Flood Hazard Map. We also use the study Rainfall Anomaly Index to characterize rainfall patterns of these episodes, making it possible to analyze the behavior Basin by extreme phenomena. With the Flood Hazard Map was possible to prove the existence of vulnerability to flooding exactly on the middle course, explaining the recurring floods. However, it is important to state that as the morphometric results Basin Tapacurá River in its natural state would not be able to generate floods, these data led us to establish other parameters on motivation. We conclude that the dense occupation in the natural area of the river combined with the transformations promoted from bridges and houses in his bed, and the tributaries of confinement as the Creeks: Roncador, Estrada Nova, Dos Borges and Da Mangueira contributed to increasing the risk of flooding, in addition to soil impermeable that potentiated the effects of rainfall, especially during extreme events.

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-03-07T18:50:05Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Jaciel S. Sousa.pdf: 7017334 bytes, checksum: 1ba51c7d2ee00b586ca5712e604f0337 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-03-07T18:50:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação_Jaciel S. Sousa.pdf: 7017334 bytes, checksum: 1ba51c7d2ee00b586ca5712e604f0337 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-07T18:50:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_Jaciel S. Sousa.pdf: 7017334 bytes, checksum: 1ba51c7d2ee00b586ca5712e604f0337 (MD5) Previous issue date: 2017-06-30 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / The study of flooding pulses, especially those that occur in the rivers of the Amazon region, has socioeconomic importance, given that many municipalities are allocated in their margins. Thus, the intent of the present study was to map the flooding areas in the channel of the Solimões/Amazonas river in the portion belonging to the state of Amazonas. The result was the mapping and quantification of the flooded areas in the channel of the Solimões/Amazonas River regarding the flood months of the temporal series from 2001 to 2012. Also as result was the validation of the rainfall data from the ECMWF global model using the rainfall data of 14 physical meteorological stations belonging to INMET, for a 10 year temporal series, from 2001 to 2013. Finally, it was possible to obtain the morphological characterization of the hydrographic sub-basins for 16 municipalities located in the channel of the Solimões/Amazonas River. Considering the limitations of the MODIS sensor with cloud interference, the mapping for the study area was done using 66 maps correspondent to the temporal series from 2001 to 2012. However, the area quantified as flooded does not represent the real flooded area for the channel of the Solimões/Amazonas River. Instead, it shows the capture of higher or lower incidence of clouds over the study targets. The ECMWF model presented positive and significant correlation for the 14 studied locations, and can be used as alternative for rainfall studies in regions with lower density of physical meteorological stations. The characterization of the sub-basins showed that, in general, they can be classified as large, with slow hydrological responses in the drainage process. / O estudo dos pulsos de inundação, em particular os que ocorrem nos rios da região Amazônica, possui importância socioeconômica, pois diversas cidades são alocadas em suas margens. Desta forma, o objetivo do presente estudo foi mapear áreas de inundação, na calha do rio Solimões/Amazonas, na porção pertencente ao estado do Amazonas, baseando-se em séries temporais MODIS, dados pluviométricos e características fisiográficas das sub-bacias hidrográficas. Os resultados obtidos neste estudo foram: o mapeamento e a quantificação de áreas inundadas na calha do rio Solimões/Amazonas, para os meses de cheia na série temporal de 2001 a 2012; a validação dos dados de precipitação pluvial do modelo global ECMWF pelos dados pluviométricos de 14 estações meteorológicas físicas do INMET, para uma série temporal de dez anos (2001 a 2013); e, por fim, a caracterização morfométrica de sub-bacias hidrográficas para 16 municípios localizados na calha do rio Solimões/Amazonas. Apesar das limitações do sensor MODIS, o mapeamento da área de estudo resultou em 66 mapas correspondentes à série temporal de 2001 a 2012. Contudo, a área inundada apresentada no mapa não representa a área real da cheia para calha do rio Solimões/Amazonas e, sim, a captação de maior ou menor incidência de nuvens sobre os alvos em estudo. O modelo ECMWF apresentou correlação positiva e significativa, para as 14 localidades estudadas, podendo ser utilizado como uma alternativa para estudos de precipitação pluvial, em regiões com baixa densidade de estações meteorológicas físicas. A caracterização das sub-bacias mostrou que, de modo geral, elas podem ser classificadas como grandes, com respostas hidrológicas lentas.