O objetivo principal deste estudo foi verificar a dinâmica espaço-temporal das variáveis limnológicas de um sistema de áreas alagáveis naturais, em microbacia no Vale do Ribeira de Iguape, rio Jacupiranguinha, sob influências de pulsos hidrológicos distintos, para inferir a capacidade destes sistemas em depurar e ou aprisionar carga de nutrientes potencialmente poluidoras que aportam nestas áreas. Para tanto, foram selecionados 11 pontos de amostragem: 1 e 2 no rio Jacupiranguinha; 3 no córrego Serrana; 4 a 10 no sistema de áreas alagáveis; e 11 saída do sistema, próximo ao rio Jacupiranguinha. Amostras de água foram coletadas em 4 períodos, em todas as estações de coleta, e determinadas as concentrações de nutrientes, DBO, DQO, coliformes fecais e totais. No sedimento foram determinadas as concentrações de nitrogênio total, fósforo total e matéria orgânica. Nas estações do sistema de áreas alagáveis foram coletadas macrófitas aquáticas. Medidas de temperatura, condutividade elétrica, pH, OD foram realizadas utilizando-se sonda multiparamétrica. Realizou-se um levantamento topográfico, estudo batimétrico na planície e foram instaladas réguas hidrométricas na área. As vazões e os níveis hidrométricos do rio Jacupiranguinha tiveram relação direta com a precipitação. As lagoas da planície não apresentam comunicação permanente com o rio, são necessários valores acima de 2,47 m para que ocorra o transbordamento e, consequentemente, a fertilização do sistema de áreas alagáveis. Com a utilização do software PULSO foram observados 5 e 3 pulsos completos, nas cotas topográficas 2,47 m e 2,97 m, respectivamente. A duração de ambas as fases dos pulsos (potamofase e limnofase) foram diferentes, a limnofase prevaleceu no período estudado. O regime de pulsos parece ter um efeito homogeinizador no sistema. Diferenças espaciais e sazonais foram observadas nas variáveis limnológicas da água. O sedimento não apresentou diferenças sazonais e espaciais significativas, entretanto, mostrou-se o compartimento de maior armazenamento de nitrogênio, fósforo e matéria orgânica nas estações das lagoas I e II. Números mais elevados de coliformes foram registrados nos pontos 1 e 2. As macrófitas aquáticas presentes no sistema de áreas alagáveis apresentaram importante participação na determinação dos padrões de ciclagem e aprisionamento de nitrogênio e fósforo total, pois estocam quantidades significativas destes nutrientes em sua biomassa. Em termos de reduções de cargas, no período seco, o sistema de áreas alagáveis apresentou reduções consideráveis levando em consideração a série nitrogenada, fosfatada e DBO. Assim, o regime de pulso mantém a conectividade do rio Jacupiranguinha com o sistema de áreas alagáveis e determinam a dinâmica dos fatores abióticos e bióticos, fundamentais para que esse sistema possa funcionar como armazenador e ou depurador de cargas poluidoras advindas deste rio. Entretanto, recomenda-se a construção de sistema de áreas alagáveis artificial para a complementação do tratamento de esgoto existente na área. / The aim of this study was to verify the spatial and temporal dynamics of natural wetland limnological variables, in Jacupiranguinha river, a micro basin from Ribeira de Iguape Valley, under distinct hydrological pulses. This was made to infer these systems capacity in depurating or retaining potentially polluting nutrients in wetlands. It was selected 11 sample points: 1 and 2 in Jacupiranguinha river; 3 in Serrana’s brook; 4 to 10 in wetland system and 11 in the exit of the system, next to Jacupiranguinha river. Samples were collected in four different periods for nutrients determination, BOD, COD, fecal and total coliforms analysis. In sediment was determined nitrogen and phosphorus concentrations and organic matter. It was collected aquatic macrophytes too. Temperature, electric conductivity, pH and dissolved oxygen were measured with YSI probe. Topography was determined and a batimetric study was made in floodplain; besides, it was installed hydrometric rulers in the area. Discharge and hydrometric levels of Jacupiranguinha river were positively related with precipitation. The floodplain ponds were not permanently connected with fluvial course; it is necessary values above 2,47 meters to overflow the wetland and connect it with the river. With the software PULSO was observed 5 and 3 complete pulses, with respectively 2,47 m and 2,97 m of topographic level. Duration of pulse phases (potamophase and limnophase) was different, and limnophase had predominated. Pulse regime seems to homogenize the system. Seasonal and spatial differences were observed in water limnological variables. The differences in sediment were not significant; however it showed the higher nitrogen, phosphorus and organic matter concentrations in the two ponds. Higher coliform concentrations were registered in points 1 and 2. The aquatic macrophytes present in the studied wetland were very important in nitrogen and phosphorus cycle and retention of these nutrients in their biomass. In terms of load reduction, nitrogen, phosphorus and BOD were considerable reduced in dry season. Thus, pulse regime maintains the wetland connected with Jacupiranguinha river and guide the biotic and abiotic factors dynamics, very important factors for a better operation of the system, serving as nutrient storage and depurative. However, we recommend the construction of an artificial wetland system to complement the waste treatment in the studied area.

Planícies de inundação são áreas sujeitas a fluxo episódico de água, que devido a disponibilidade de água, nutrientes e substrato estável, foram largamente afetadas desde o surgimento e subsequente evolução de plantas vasculares terrestres. Neste contexto, a escassez de exemplos documentados de planícies de inundação formadas anteriormente ao período Siluriano contrasta com décadas de debate acerca dos efeitos da evolução de plantas terrestres em estilos de canais fluviais. Dada a importância de planícies de inundação como sítios de acumulação de partículas sedimentares, intemperismo de minerais silicáticos e desenvolvimento de perfis de solo, esta falta de dados sobre planícies de inundação antigas tem importante impacto na forma como entendemos sistemas transporte de sedimento, o registro climático e ciclos geoquímicos globais do Precambriano e início do Paleozoico. Com o objetivo de aprimorar os modelos existentes de planícies de inundação pré-vegetação, desenvolvidos antes da evolução de plantas vasculares no continente, três exemplos de ambientes aluviais foram investigados com o emprego de análise de fácies e de elementos arquiteturais. Os exemplos escolhidos oferecem a oportunidade de avaliar não apenas a existência destes depósitos sedimentares, mas também de propor um modelo para a deposição deste ambiente sedimentar particular. A Formação Tombador (Supergrupo Espinhaço, BA) é parte de espessa sucessão sedimentar de idade Mesoproterozoica, que inclui depósitos aluviais e costeiros; O Grupo Santa Bárbara e o Grupo Guaritas (Supergrupo Camaquã, RS), que se estendem do fim do Neoproterozoico ao início do Cambriano, representam sucessões aluvias depositadas em rift continental. O estudo destes três exemplos permitiu a determinação de possíveis feições comuns a planícies de inundação pré-vegetação, como depósitos de granulação relativamente mais grossa em comparação a exemplos modernos, melhor preservação de estruturas sedimentares e abundância de facies arenosas representativas de condições de fluxo e sedimentação desconfinadas. Os exemplos de planícies de inundação pré-vegetação utilizadas para compor este modelo simplificado compartilham de semelhanças marcantes a depósitos de rios efêmeros, que são frequentemente citados como explicação para a formação de espessos depósitos de arenitos-em-lençól. A reavaliação de depósitos fluviais pré-vegetação, considerando a possibilidade de que planícies de inundação de granulação grossa, sugere que este ambiente deposicional tem sido bastante negligenciado, e que inferências climáticas obtidas da alternância de estilos fluviais contrastantes pode ser equivocada, uma vez que a alternância de registro de rios perenes e efêmeros podem ser parte de um mesmo sistema deposicional. / Floodplains are areas of unconfined and episodic water flow that, given the generalized availability of water, nutrients and stable substrate, have been extensively affected by the first appearance and subsequent evolution of land plants. In this respect, the scarcity of documented examples of pre-Silurian floodplain deposits contrasts with the continuous and decades-long debate on the effects of land plants evolution on fluvial channel styles. Given the importance of floodplains as sites of sediment storage, silicate minerals weathering and development of soil profiles, this lack of data on ancient floodplains has great implications for our understanding of the source-to-sink systems, the climate record and the global geochemical cycles of the Precambrian and the Early Paleozoic. Aiming at the improvement of the current models regarding pre-vegetation floodplains, which were developed prior to the evolution of vascular land plants, three examples of alluvial environments were investigated trough facies and architectural elements analysis. The used examples offer the opportunity to assess not only the existence of such deposits, but also to propose a model for the deposition of those particular sedimentary environments. The Mesoproterozoic Tombador Formation (Espinhaço Supergroup, Northeastern Brazil) is part of thick sedimentary deposits, which includes alluvial and coastal environments; the Neoproterozoic Santa Bárbara Group and the Cambrian Guaritas Group (Camaquã Basin, Southern Brazil) represents alluvial successions deposited in a continental rift system. The study of the three examples allowed the determination of some common features to pre-vegetation floodplain deposits, like relatively coarser grained deposits in comparison to modern examples, better preservation of sedimentary structures and abundance of sandstone facies representative of sedimentation in unconfined flow settings. The pre-vegetation floodplain deposits used to draw this simplified model share characteristics remarkably similar to ephemeral river deposits, which are frequently evoked to explain the formation of thick successions of sheet-like sandstone deposits. The re-evaluation of pre-vegetation fluvial deposits considering the possibility of coarse grained floodplains suggests that this environment have been greatly overlooked, and that climate inferred from the alternation of contrasting fluvial styles might be misleading, since alternation of deposits representing perennial and ephemeral fluvial deposits can be part of the same depositional system.

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.

Submitted by Liliane Ferreira (ljuvencia30@gmail.com) on 2018-04-04T14:02:36Z No. of bitstreams: 2 Tese - Jaques Everton Zanon - 2018.pdf: 3230898 bytes, checksum: 7e20d6f4c53febb70d99701805d33565 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-04-05T12:50:16Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Jaques Everton Zanon - 2018.pdf: 3230898 bytes, checksum: 7e20d6f4c53febb70d99701805d33565 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-05T12:50:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Jaques Everton Zanon - 2018.pdf: 3230898 bytes, checksum: 7e20d6f4c53febb70d99701805d33565 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-03-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Population synchrony occurs when abundance of different local populations increase and decrease simultaneously along time. In terms of other characteristics that can be measured in ecosystems, such as biomass and nutrient contents, intrinsic and extrinsic processes have also been used to explain synchronic variation patterns. Synchrony may clarify whether regional processes are more important than local processes. This study used epiphytic biomass data (chlorophyll-a) from eight locations collected in a floodplain through 11 years. The goal was to estimate epiphytic biomass synchrony. We anticipated that high synchrony levels would be consistent with the strong impact of floods, which affect different floodplain habitats simultaneously. This is equivalent to the Moran effect. In contrast, low synchrony levels would be consistent with the hypothesis that high environmental heterogeneity of floodplains hampers synchrony. Our results indicated low synchrony and its variation was not correlated with geographic or environmental distances and neither with environmental synchrony. Also, regression models demonstrated low predictive power of local environmental variables in predicting biomass variation in the different sites. In addition, we performed a meta-analysis that confirms the generality of our findings. In conclusion, these results challenge the efficiency of epiphytic biomass as an ecological indicator, at least in floodplain system. / Populações locais, mesmo quando distribuídas em amplas extensões espaciais, variam de forma sincrônica, ou seja, suas abundâncias aumentam e diminuem simultaneamente ao longo do tempo. Em termos de outras características que podem ser mensuradas em ecossistemas, tais como, biomassa e teores de nutrientes, os conceitos de coerência temporal, forças intrínsecas e extrínsecas também têm sido utilizadas para explicar padrões sincrônicos de variação. A magnitude do fenômeno de sincronia pode elucidar se o padrão que processos extrínsecos (e.g., efeitos de fontes difusas sobre as concentrações de nutrientes) são mais importantes que processos intrínsecos (efeitos de fontes pontuais). Nesse estudo nós utilizamos dados de biomassa (clorofila a) do perifíton em 8 locais e 37 meses coletados em uma planície de inundação. O objetivo desse estudo foi de avaliar o padrão de sincronia da biomassa perifítica. Primeiro, nós conjecturamos que elevados níveis de sincronia seriam condizentes com o forte impacto das inundações que influenciam simultaneamente diferentes hábitats de uma planície de inundação, analogamente ao efeito de Moran. Por outro lado, baixos níveis de sincronia seriam condizentes com a hipótese de maior importância da heterogeneidade ambiental (ao longo do espaço), uma vez que planícies de inundação são consideradas um mosaico de manchas de habitats. Em suma nós encontramos baixos valores de sincronia. Variações na sincronia não foram correlacionadas com a distâncias geográfica e ambiental tampouco com a sincronia ambiental. Ainda a nossos modelos GLS demonstraram pouco poder preditivo do ambiente local acerca da biomassa. Como conclusão nosso estudo demonstra o baixo poder preditivo da biomassa perifítica acerca de fatores regionais e locais nos ambientes estudados.

Esse trabalho identificou, testou e aprimorou modelos de propagação de vazão simplificados a fim de verificar as vantagens e desvantagens dos modelos. As soluções apresentadas por esses modelos foram testadas com um modelo hidrodinâmico completo, considerado nesse trabalho como resultados ideias. Os modelos hidrodinâmicos simplificados testados foram: Um modelo não linear de Onda Cinemática, o modelo Muskingum-Cunge linear, duas versões do modelo Muskingum-Cunge não linar, o modelo Muskingum-Cunge modificado por Todini e o modelo IPHS1. O modelo hidrodinâmico completo utilizado nesse trabalho foi o modelo HEC-RAS. Desenvolveu-se ainda uma metodologia para representar o efeito da planície de inundação. Essa metodologia foi implementada nos modelos hidrodinâmicos simplificados. Para avaliar o comportamento dos diferentes modelos de propagação disponíveis foram criados testes numéricos em que foram aplicados os diferentes modelos, com variação de características dos hidrogramas sintético de entrada, das características do leito do rio e da planície de inundação, e dos critérios de discretização temporal e espacial. A avaliação dos resultados foi feita através dos erros de conservação de volume, de vazão de pico e de tempo de ocorrência da vazão de pico. Além disso, também foram considerados, em alguns testes, os critérios de aplicabilidade de Ponce para onda cinemática e difusão além da formulação do Δx ideal proposto por Fread. Os resultados mostram que o modelo Muskingum-Cunge Todini, modificado para representar o efeito da planície de inundação, é muito promissor. Esse modelo apresentou resultados que se aproximaram muito dos resultados obtidos pelo HEC-RAS, enquanto os outros modelos hidrodinâmicos simplificados apresentaram resultados piores. Com relação aos critérios de aplicabilidade, recomenda-se o uso de um Δx três vezes menor do que o valor sugerido por Fread. Além disso, pode-se concluir que os modelos simplificados podem ser utilizados fora dos limites de aplicabilidade sugeridos por Ponce. / This work has identified, tested and improved simplified flood routing models to verify the advantages and disadvantages presented. The solutions provided by these models were tested by using a full hydrodynamic model considered in this work as an ideal result. The simplified hydrodynamic models used were: A variable parameter kinematics wave model, the Muskingum-Cunge flood routing model, the variable parameter Muskingum-Cunge flood routing model (three and four points scheme) the Muskingum-Cunge modified by Todini (MCT) and the model IPHS1. The full hydrodynamic model used was HEC-RAS. It was also proposed a procedure to represent the effect of the floodplain rivers. To evaluate the behavior of different flood routing models numerical tests were created and were applied to then. The characteristics of synthetic inflow hydrographs, the characteristics of riverbed and floodplain, and the criteria for temporal and spatial discretization were perturbed. The evaluation of the results was made through the errors of conservation of volume, peak flow and time of occurrence of peak flow. Moreover, it was also considered, in some tests, applicability criteria recommended by some authors for different models, such as models of kinematic flood wave and diffusive flood wave. The results show that the Muskingum Cunge Todini, modified to represent the effect of the floodplain flow is very promising. Finally, it is also shown that this model closely approaches the full Saint Venant equation solution (HEC-RAS). The others models were worse than HEC-RAS and MCT. About applicability criteria, it recommends the use of the Δx three times smaller than the value suggested by Fread. Moreover, the simplified hydrodynamic models can be used outside limits of applicability suggested by Ponce about kinematic and diffusive wave.

Planícies de inundação são áreas sujeitas a fluxo episódico de água, que devido a disponibilidade de água, nutrientes e substrato estável, foram largamente afetadas desde o surgimento e subsequente evolução de plantas vasculares terrestres. Neste contexto, a escassez de exemplos documentados de planícies de inundação formadas anteriormente ao período Siluriano contrasta com décadas de debate acerca dos efeitos da evolução de plantas terrestres em estilos de canais fluviais. Dada a importância de planícies de inundação como sítios de acumulação de partículas sedimentares, intemperismo de minerais silicáticos e desenvolvimento de perfis de solo, esta falta de dados sobre planícies de inundação antigas tem importante impacto na forma como entendemos sistemas transporte de sedimento, o registro climático e ciclos geoquímicos globais do Precambriano e início do Paleozoico. Com o objetivo de aprimorar os modelos existentes de planícies de inundação pré-vegetação, desenvolvidos antes da evolução de plantas vasculares no continente, três exemplos de ambientes aluviais foram investigados com o emprego de análise de fácies e de elementos arquiteturais. Os exemplos escolhidos oferecem a oportunidade de avaliar não apenas a existência destes depósitos sedimentares, mas também de propor um modelo para a deposição deste ambiente sedimentar particular. A Formação Tombador (Supergrupo Espinhaço, BA) é parte de espessa sucessão sedimentar de idade Mesoproterozoica, que inclui depósitos aluviais e costeiros; O Grupo Santa Bárbara e o Grupo Guaritas (Supergrupo Camaquã, RS), que se estendem do fim do Neoproterozoico ao início do Cambriano, representam sucessões aluvias depositadas em rift continental. O estudo destes três exemplos permitiu a determinação de possíveis feições comuns a planícies de inundação pré-vegetação, como depósitos de granulação relativamente mais grossa em comparação a exemplos modernos, melhor preservação de estruturas sedimentares e abundância de facies arenosas representativas de condições de fluxo e sedimentação desconfinadas. Os exemplos de planícies de inundação pré-vegetação utilizadas para compor este modelo simplificado compartilham de semelhanças marcantes a depósitos de rios efêmeros, que são frequentemente citados como explicação para a formação de espessos depósitos de arenitos-em-lençól. A reavaliação de depósitos fluviais pré-vegetação, considerando a possibilidade de que planícies de inundação de granulação grossa, sugere que este ambiente deposicional tem sido bastante negligenciado, e que inferências climáticas obtidas da alternância de estilos fluviais contrastantes pode ser equivocada, uma vez que a alternância de registro de rios perenes e efêmeros podem ser parte de um mesmo sistema deposicional. / Floodplains are areas of unconfined and episodic water flow that, given the generalized availability of water, nutrients and stable substrate, have been extensively affected by the first appearance and subsequent evolution of land plants. In this respect, the scarcity of documented examples of pre-Silurian floodplain deposits contrasts with the continuous and decades-long debate on the effects of land plants evolution on fluvial channel styles. Given the importance of floodplains as sites of sediment storage, silicate minerals weathering and development of soil profiles, this lack of data on ancient floodplains has great implications for our understanding of the source-to-sink systems, the climate record and the global geochemical cycles of the Precambrian and the Early Paleozoic. Aiming at the improvement of the current models regarding pre-vegetation floodplains, which were developed prior to the evolution of vascular land plants, three examples of alluvial environments were investigated trough facies and architectural elements analysis. The used examples offer the opportunity to assess not only the existence of such deposits, but also to propose a model for the deposition of those particular sedimentary environments. The Mesoproterozoic Tombador Formation (Espinhaço Supergroup, Northeastern Brazil) is part of thick sedimentary deposits, which includes alluvial and coastal environments; the Neoproterozoic Santa Bárbara Group and the Cambrian Guaritas Group (Camaquã Basin, Southern Brazil) represents alluvial successions deposited in a continental rift system. The study of the three examples allowed the determination of some common features to pre-vegetation floodplain deposits, like relatively coarser grained deposits in comparison to modern examples, better preservation of sedimentary structures and abundance of sandstone facies representative of sedimentation in unconfined flow settings. The pre-vegetation floodplain deposits used to draw this simplified model share characteristics remarkably similar to ephemeral river deposits, which are frequently evoked to explain the formation of thick successions of sheet-like sandstone deposits. The re-evaluation of pre-vegetation fluvial deposits considering the possibility of coarse grained floodplains suggests that this environment have been greatly overlooked, and that climate inferred from the alternation of contrasting fluvial styles might be misleading, since alternation of deposits representing perennial and ephemeral fluvial deposits can be part of the same depositional system.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:29:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseNMCN.pdf: 1178647 bytes, checksum: d18af7301e74a6724d6021f399155f9d (MD5) Previous issue date: 2003-06-30 / Financiadora de Estudos e Projetos / The phytoplankton communities of five lakes in the floodplain of Turiaçu River (MA) were analysed for taxonomic composition and evaluated regarding temporal dynamics. Changes on phytoplankton densities were analysed as well as the variations in physical and chemical water characteristics along a hydrological cycle, attempting to correlate them to the flood pulse and the consequent water level fluctuations. Samplings were carried out in lakes Cabeludo, Caboclo, Arrodiador, Bate Terra and Quebra Pote, five periods of representative phases: dry, water rising, flooding, water lowing and a second dry. Qualitative samples were taken by horizontal hauls with a 20 µm phytoplankton net, and quantitative samples were taken at the surface and at 20 cm above the bottom with a Van Dorn bottle. Samples were preserved with in 4% formalin and the phytoplankton was identified and enumerated in settling chambers under a Zeiss inverted microscope. Turbulence, rainfall and water level fluctuations were considered the main controlling factors of the successional dynamics. The lakes are shallow and nutrient rich, being eutrophic during the dry period and mesotrophic in the other hydrological phases. The phytoplankton communities of the five lakes are represented by 139 taxa belonging to 9 Classes: 22 Bacillariophyceae, 34 Chlorophyceae, 1 Cryptophyceae, 33 Cyanophyceae, 2 Dinophyceae, 20 Euglenophyceae, 1 Xanthophyceae and 25 Zignematophyceae. Most taxa are new records for Maranhão State. Cyanophyceae was the numerically dominant group in three periods: water rising (March), water lowing (August) and dry (December), with relative abundances varying from 23.13% in Lake Caboclo during the water raising period to 65.72% of the total, at the same lake, in the dry period. Bacillariophyceae were the most abundant organisms in the flooding period (May), with relative abundances varying from 38,14 % in Lake Bate-Terra to 49,70% in Lake Caboclo. The most abundant species of Cyanophyceae and Bacillariophyceae were Planktolyngbya circumcreta and Aulacoseira granulata, respectively. Total phytoplankton densities varied from 1725 ind.mL-1 in Lake Arrodiador, in the flood period, to 8272 ind.mL-1 in Lake Cabeludo, at the dry period. The highest densities occurred in dry periods, related to the greater nutrient availability and to the concentration factor resulting from the water level decrease. There was a tendency to higher species richness, lower dominance, higher equitativity and higher diversity of phytoplankton during water rising and water lowering. / As comunidades fitoplanctônicas de cinco lagos da planície de inundação do rio Turiaçu (MA) foram analisadas para a composição taxonômica e avaliadas de acordo com sua dinâmica temporal. As variações na densidade do fitoplâncton também foram avaliadas, assim como as mudanças nas características físicas e químicas da água dos lagos, ao longo de um ciclo hidrológico, buscando correlacioná-las com o pulso de inundação e as conseqüentes variações no nível de água dos lagos. As amostragens foram realizadas nos lagos Cabeludo, Caboclo, Arrodiador, Bate Terra e Quebra Pote, em cinco épocas representativas dos períodos: de seca, enchente, cheia, vazante e de um segundo período de seca, tendo sido realizadas coletas qualitativas, por meio de arrastos horizontais, com rede de 20 µm de abertura de malha e coletas quantitativas do fitoplâncton total, na superfície e 20 cm acima do fundo, com Garrafa de Van Dorn. As amostras foram preservadas em formalina 4% e quantificadas em câmaras de sedimentação, sob microscópio invertido Zeiss. A turbulência, a precipitação e as variações no nível d água foram consideradas os principais fatores controladores da dinâmica sucessional. Os lagos são rasos e suas águas ricas em nutrientes, sendo os lagos eutróficos nos períodos de seca e mesotróficos nos outros períodos hidrológicos. As comunidades fitoplanctônicas dos cinco lagos estão representadas por 139 táxons, distribuídos em 9 Classes: 22 Bacillariophyceae, 34 Chlorophyceae, 1 Cryptophyceae, 33 Cyanophyceae, 2 Dinophyceae, 20 Euglenophyceae, 1 Xanthophyceae e 25 Zignematophyceae. A maioria dos táxons são novas ocorrências para o estado do Maranhão. Cyanophyceae foi a classe numericamente mais abundante em três períodos: enchente (março), vazante (agosto) e seca (dezembro), com abundâncias relativas que variaram de 23,13% no lago Caboclo no período de enchente, a 65,72% do total, neste mesmo lago, no período de seca. Bacillariophyceae foi a classe mais abundante no período de cheia (maio), com abundância relativa variando de 38,14 % no lago Bate-Terra a 49,70% no lago Caboclo. As espécies mais abundantes das classes Cyanophyceae e Bacillariophyceae foram Planktolyngbya circumcreta e Aulacoseira granulata, respectivamente. As densidades totais do fitoplâncton variaram de 1.725 ind.mL-1 no lago Arrodiador, no período de cheia, a 8.272 ind.mL-1 no lago Cabeludo, no período de seca. As maiores densidades ocorreram nos períodos de seca, relacionadas à maior disponibilidade de nutrientes e ao fator de concentração, pela redução no nível de água. As comunidades tenderam a uma maior riqueza de espécies, menor dominância, maior uniformidade e maior diversidade nas fases de enchente e vazante.

Esse trabalho identificou, testou e aprimorou modelos de propagação de vazão simplificados a fim de verificar as vantagens e desvantagens dos modelos. As soluções apresentadas por esses modelos foram testadas com um modelo hidrodinâmico completo, considerado nesse trabalho como resultados ideias. Os modelos hidrodinâmicos simplificados testados foram: Um modelo não linear de Onda Cinemática, o modelo Muskingum-Cunge linear, duas versões do modelo Muskingum-Cunge não linar, o modelo Muskingum-Cunge modificado por Todini e o modelo IPHS1. O modelo hidrodinâmico completo utilizado nesse trabalho foi o modelo HEC-RAS. Desenvolveu-se ainda uma metodologia para representar o efeito da planície de inundação. Essa metodologia foi implementada nos modelos hidrodinâmicos simplificados. Para avaliar o comportamento dos diferentes modelos de propagação disponíveis foram criados testes numéricos em que foram aplicados os diferentes modelos, com variação de características dos hidrogramas sintético de entrada, das características do leito do rio e da planície de inundação, e dos critérios de discretização temporal e espacial. A avaliação dos resultados foi feita através dos erros de conservação de volume, de vazão de pico e de tempo de ocorrência da vazão de pico. Além disso, também foram considerados, em alguns testes, os critérios de aplicabilidade de Ponce para onda cinemática e difusão além da formulação do Δx ideal proposto por Fread. Os resultados mostram que o modelo Muskingum-Cunge Todini, modificado para representar o efeito da planície de inundação, é muito promissor. Esse modelo apresentou resultados que se aproximaram muito dos resultados obtidos pelo HEC-RAS, enquanto os outros modelos hidrodinâmicos simplificados apresentaram resultados piores. Com relação aos critérios de aplicabilidade, recomenda-se o uso de um Δx três vezes menor do que o valor sugerido por Fread. Além disso, pode-se concluir que os modelos simplificados podem ser utilizados fora dos limites de aplicabilidade sugeridos por Ponce. / This work has identified, tested and improved simplified flood routing models to verify the advantages and disadvantages presented. The solutions provided by these models were tested by using a full hydrodynamic model considered in this work as an ideal result. The simplified hydrodynamic models used were: A variable parameter kinematics wave model, the Muskingum-Cunge flood routing model, the variable parameter Muskingum-Cunge flood routing model (three and four points scheme) the Muskingum-Cunge modified by Todini (MCT) and the model IPHS1. The full hydrodynamic model used was HEC-RAS. It was also proposed a procedure to represent the effect of the floodplain rivers. To evaluate the behavior of different flood routing models numerical tests were created and were applied to then. The characteristics of synthetic inflow hydrographs, the characteristics of riverbed and floodplain, and the criteria for temporal and spatial discretization were perturbed. The evaluation of the results was made through the errors of conservation of volume, peak flow and time of occurrence of peak flow. Moreover, it was also considered, in some tests, applicability criteria recommended by some authors for different models, such as models of kinematic flood wave and diffusive flood wave. The results show that the Muskingum Cunge Todini, modified to represent the effect of the floodplain flow is very promising. Finally, it is also shown that this model closely approaches the full Saint Venant equation solution (HEC-RAS). The others models were worse than HEC-RAS and MCT. About applicability criteria, it recommends the use of the Δx three times smaller than the value suggested by Fread. Moreover, the simplified hydrodynamic models can be used outside limits of applicability suggested by Ponce about kinematic and diffusive wave.

Esse trabalho identificou, testou e aprimorou modelos de propagação de vazão simplificados a fim de verificar as vantagens e desvantagens dos modelos. As soluções apresentadas por esses modelos foram testadas com um modelo hidrodinâmico completo, considerado nesse trabalho como resultados ideias. Os modelos hidrodinâmicos simplificados testados foram: Um modelo não linear de Onda Cinemática, o modelo Muskingum-Cunge linear, duas versões do modelo Muskingum-Cunge não linar, o modelo Muskingum-Cunge modificado por Todini e o modelo IPHS1. O modelo hidrodinâmico completo utilizado nesse trabalho foi o modelo HEC-RAS. Desenvolveu-se ainda uma metodologia para representar o efeito da planície de inundação. Essa metodologia foi implementada nos modelos hidrodinâmicos simplificados. Para avaliar o comportamento dos diferentes modelos de propagação disponíveis foram criados testes numéricos em que foram aplicados os diferentes modelos, com variação de características dos hidrogramas sintético de entrada, das características do leito do rio e da planície de inundação, e dos critérios de discretização temporal e espacial. A avaliação dos resultados foi feita através dos erros de conservação de volume, de vazão de pico e de tempo de ocorrência da vazão de pico. Além disso, também foram considerados, em alguns testes, os critérios de aplicabilidade de Ponce para onda cinemática e difusão além da formulação do Δx ideal proposto por Fread. Os resultados mostram que o modelo Muskingum-Cunge Todini, modificado para representar o efeito da planície de inundação, é muito promissor. Esse modelo apresentou resultados que se aproximaram muito dos resultados obtidos pelo HEC-RAS, enquanto os outros modelos hidrodinâmicos simplificados apresentaram resultados piores. Com relação aos critérios de aplicabilidade, recomenda-se o uso de um Δx três vezes menor do que o valor sugerido por Fread. Além disso, pode-se concluir que os modelos simplificados podem ser utilizados fora dos limites de aplicabilidade sugeridos por Ponce. / This work has identified, tested and improved simplified flood routing models to verify the advantages and disadvantages presented. The solutions provided by these models were tested by using a full hydrodynamic model considered in this work as an ideal result. The simplified hydrodynamic models used were: A variable parameter kinematics wave model, the Muskingum-Cunge flood routing model, the variable parameter Muskingum-Cunge flood routing model (three and four points scheme) the Muskingum-Cunge modified by Todini (MCT) and the model IPHS1. The full hydrodynamic model used was HEC-RAS. It was also proposed a procedure to represent the effect of the floodplain rivers. To evaluate the behavior of different flood routing models numerical tests were created and were applied to then. The characteristics of synthetic inflow hydrographs, the characteristics of riverbed and floodplain, and the criteria for temporal and spatial discretization were perturbed. The evaluation of the results was made through the errors of conservation of volume, peak flow and time of occurrence of peak flow. Moreover, it was also considered, in some tests, applicability criteria recommended by some authors for different models, such as models of kinematic flood wave and diffusive flood wave. The results show that the Muskingum Cunge Todini, modified to represent the effect of the floodplain flow is very promising. Finally, it is also shown that this model closely approaches the full Saint Venant equation solution (HEC-RAS). The others models were worse than HEC-RAS and MCT. About applicability criteria, it recommends the use of the Δx three times smaller than the value suggested by Fread. Moreover, the simplified hydrodynamic models can be used outside limits of applicability suggested by Ponce about kinematic and diffusive wave.

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.