Submitted by Eduarda Figueiredo (eduarda.ffigueiredo@ufpe.br) on 2015-03-04T19:09:23Z No. of bitstreams: 2 Tese de Doutorado- Fernanda Maria de Lima Paiva.pdf: 2839806 bytes, checksum: bf92a604233dc48d6b2d13fa0f74c419 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-04T19:09:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese de Doutorado- Fernanda Maria de Lima Paiva.pdf: 2839806 bytes, checksum: bf92a604233dc48d6b2d13fa0f74c419 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012-02 / BEER-FINEP/CTHidro, FACEPE / A Produção de sedimentos hídrica é um agente primário da degradação ambiental, e provoca redução da capacidade de reservatórios, intensificação do transporte de poluentes agregados às partículas de sedimentos e diminuição da produção agropecuária, devido à perda da capacidade produtiva dos solos. Este estudo foi realizado em um curso d’água perene da Microbacia Experimental do Riacho Gameleira, localizada no município de Vitória de Santo Antão – PE. Este estudo teve como objetivo estudar os padrões espaçostemporais da produção de sedimentos, utilizando uma fossa de sedimentação, traçador radioativo (7Be), modelo matemático de predição da produção de sedimentos e analisar as concentrações de nutrientes do solo, quanto aos teores de carbono (C), potássio (K) e fósforo (P), depositados na fossa de sedimentação. Foram instalados na seção hidrossedimentométrica no exutório da microbacia, dois dispositivos para medição de sedimentos, um em suspensão e outro de arrasto, que registraram um total de 50 eventos de produção de sedimentos, em 2010 e 2011. A produção média de sedimentos na microbacia foi estimada em 7,33 ton.ha¹.ano-¹. As perdas de totais de C, K e P registrados nas amostras de solos na área de estudo foram 7,4 g.kg-¹, 2,6 g.kg-¹ e 0,8 g.kg-¹, respectivamente. Pelos resultados dessa pesquisa, o uso do 7Be para estudo de Produção de sedimentos para Bacias do nordeste brasileiro não se mostra viável em virtude da baixa atividade deste isótopo nestes solos.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:09:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2295007 bytes, checksum: 52298de3dc8f0b897353a1ec81ae8e71 (MD5) Previous issue date: 2011-11-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The degradation of water quality and quantity are among the major environmental problems, which the society is facing today. Environmental managers use computer modeling to simulate and to better understand the natural phenomena that occur in watersheds, in order to assist the planning of the use and preservation of natural resources. Among several existing models, there is the WESP model (Watershed Erosion Simulation Program), which wasdeveloped in order to simulate the hydrological response of small basins. Considering these and other facts, the aim of this study is to evaluate the performance of two optimization algorithms to calibrate the WESP model, in order to simulate the runoff-erosion processes within the semiarid area of Paraiba state. This calibration was performed using the optimization methods RPS (Repulsive Particle Swarm) and DE (Differential Evolution),expecting to find the best set of parameters to be used in the modeling. Subsequently, it was performed a comparison between the observed and calculated runoff, and between the observed and calculated sediment yield. The results show that the automatic calibration routine RPS obtained a more satisfactory set of parameters, and converged with a reduced number of interactions, when compared to the DE optimization method. / A degradação qualitativa e quantitativa da água está entre os grandes problemas ambientais enfrentados pela sociedade atual. Gestores ambientais utilizam a modelagem computacional para simular e melhor compreender os fenômenos naturais que ocorrem nas bacias hidrográficas, auxiliando no planejamento de uso e preservação dos recursos naturais. Entre vários modelos existentes, o WESP (Watershed Erosion Simulation Program) foi desenvolvido com a finalidade de simular a resposta hidrológica de pequenas bacias hidrológicas. Considerando estes e outros fatos, o objetivo do presente estudo é avaliar o desempenho de dois algoritmos de otimização na calibração do modelo WESP para simulação de processos hidrossedimentológicos no semiárido paraibano. Esta calibração foi realizada utilizando o método de otimização RPS (Repulsive Particle Swarm) e o método de otimização DE (Differential Evolution), na expectativa de encontrar o melhor conjunto de parâmetros usados na modelagem. Posteriormente, foi realizada a comparação entre as lâminas escoadas observadas e calculadas, e também a comparação dos resultados da produção de sedimentos gerados por estes escoamentos com os valores da produção observada. Os resultados mostram que a rotina de calibração automática RPS obteve um conjunto de parâmetros mais satisfatório, além de convergir com uma quantidade reduzida de interações em comparação com o método de otimização DE.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-09-05T19:13:02Z No. of bitstreams: 1 HUGO MORAIS DE ALCÂNTARA - TESE PPGRN 2013..pdf: 10749707 bytes, checksum: 042c63fe46b2820168cc4a2b33b2f966 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-05T19:13:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HUGO MORAIS DE ALCÂNTARA - TESE PPGRN 2013..pdf: 10749707 bytes, checksum: 042c63fe46b2820168cc4a2b33b2f966 (MD5) Previous issue date: 2013-08-29 / Em regiões tropicais, como o semiárido brasileiro, a redução de áreas de florestas por meio da extração de lenha, da agricultura e pecuária de subsistência, associada à variabilidade espacial e temporal dos regimes climático e hidrológico, têm contribuído significativamente para a degradação ambiental de extensas áreas. Estudos em bacias experimentais têm evidenciado o papel da cobertura vegetal sobre a redução da erosão como um dos principais fatores para a conservação de pequenas bacias rurais, mas em geral não consideram as relações do homem com o ambiente. Esta tese tem como o principal problema de pesquisa a conservação e/ou recuperação ambiental de pequenas bacias hidrográficas rurais na região do semiárido brasileiro. A hipótese que norteia o trabalho é que uma metodologia que considere cenários futuros de uso e ocupação do solo e as relações do homem com o meio ambiente resultará em uma maior possibilidade de implementação das estratégias conservacionistas. O objetivo deste trabalho é a proposição de metodologia para a seleção de estratégias de conservação e/ou recuperação de pequenas bacias hidrográficas do semiárido, na perspectiva dos recursos hídricos, através de modelagem ambiental, considerando a aceitabilidade social dessas estratégias pelas comunidades rurais que ocupam as bacias. A metodologia proposta enfatiza a necessidade de uma caracterização ambiental considerando fatores climáticos, hidrológicos, políticos, econômicos e sociais, para embasar um planejamento conservacionista realista, viável e que esteja em sintonia com as necessidades dos produtores rurais. Advoga-se o uso de entrevistas e reuniões com os produtores e de modelos de simulação ambiental como ferramental. Os modelos podem contribuir na localização de áreas críticas e fornecer subsídios para a identificação de potenciais estratégias para a redução dos processos erosivos em diferentes escalas espaciais. A metodologia foi aplicada em uma pequena bacia hidrográfica do semiárido do estado da Paraíba. Estratégias candidatas de conservação e recuperação da bacia foram identificadas por meio de reuniões com grupos focais de produtores rurais. O modelo hidrossedimentológico SWAT foi usado com o objetivo de estimar a produção de sedimentos e a lâmina escoada. Foram simulados, com dados climáticos do período de 1998 a 2012, quatro cenários de uso e ocupação do solo montados de acordo com o levantamento de opiniões dos produtores rurais, tendo sido contempladas as estratégias com maior aceitabilidade social. O envolvimento da sociedade nas discussões e negociações ajuda a incorporar, no planejamento de uso dos recursos naturais, aspectos ambientais, culturais e sociais. Os resultados das simulações indicam uma estimativa anual da produção de sedimentos para o cenário atual de uso e ocupação do solo superando de 1,7 a 2,7 vezes os limites de tolerância de perda de solo estabelecidos em nível mundial, porém as estratégias de alterações de uso e ocupação do solo podem reduzir quase totalmente a produção anual de sedimentos e aumentar a produção de água na bacia em até 55,0%. Uma vantagem da metodologia proposta é que, através de uma lista de indicadores socioeconômicos e ambientais, a comunidade pode participar ativamente da pesquisa de campo, tornando-se parte integrante do gerenciamento dos recursos naturais. / In tropical regions, such as the Brazilian semiarid region, the reduction of forest areas by extracting firewood, subsistence agriculture and livestock, associated with spatial and temporal variability of the climatic and hydrological regimes, have significantly contributed to environmental degradation of extensive areas. Research in experimental basins have shown the role of vegetation on erosion reduction as a major factor for the conservation of small rural basins, but generally do not consider the relationship between human society and the environment. This thesis has as its main research problem the conservation and/or environmental remediation of small rural watersheds in the semiarid region of Brazil. The hypothesis that guides the work is that a methodology that considers future scenarios of land use and occupation and the communities’ relationships with the environment will result in a greater possibility of implementation of conservation strategies. The objective of this work is to propose a methodology for the selection of strategies for conservation and/or restoration of small watersheds, from a water resources viewpoint through environmental modeling, considering the social acceptability of these strategies by rural communities that occupy the basins. The methodology emphasizes the need for environmental characterization considering climatic, hydrological, political, economic and social aspects, to support a realistic and feasible conservation planning, considering the farmers’ needs. It advocates the use of interviews and meetings with farmers and environmental simulation models as methodological tools. Models can help in locating critical areas and provide tools for identifying potential strategies to reduce erosion at different spatial scales. The methodology was applied in a small watershed in semiarid region of the State of Paraíba. Candidate strategies for the conservation and restoration of the basin were identified through meetings with focus groups of farmers. The SWAT hydrological model was used to estimate sediment production and runoff. Four scenarios of land use and occupation were simulated using climate data for the period 1998-2012. The scenarios were selected according to the opinions of farmers, having been contemplated strategies with greater social acceptability. Society involvement in the discussions and negotiations helps to incorporate environmental, cultural and social aspects in the planning process. Simulation results show an estimate of annual sediment yield at the current scenario of the use and occupation of land exceeding 1.7 to 2.7 times the tolerance limits established for soil loss worldwide, but the restoration strategies can reduce almost totally the annual sediment yield and increase water production in the basin up to 55.0%. An advantage of the proposed methodology is that through a list of socioeconomic and environmental indicators, the community can actively participate in the field research, becoming an integral part of natural resource management.