Embora no Brasil já se reconheça a importância do aporte de cargas difusas como um dos principais responsáveis pela deterioração da qualidade das águas, faltam ferramentas, informações e maiores estudos a respeito, para que, como nos Estados Unidos, a legislação passe a regulamentar esta de fonte de poluição. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a geração de cargas difusas na bacia de Ribeirão da Estiva usando como ferramenta o modelo WinHSPF, uma interface do modelo HSPF, mundialmente utilizado no estudo de cargas difusas, e que nesta versão traz inserido uma ferramenta de aplicação de BMP (práticas ótimas de manejo). A bacia de Ribeirão da Estiva (SP) vem recebendo uma atenção especial por parte da Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo, SABESP, a qual pretende transformá-la numa bacia piloto, com estudos acerca de fontes de poluição, alternativas de tratamento, monitoramento e obtenção de dados, entre outros. Já existe um avançado trabalho em conjunto com a sociedade civil, prefeituras e ONGs da região, visando proteger o manancial de abastecimento público e conscientizar a sociedade quanto a importância da preservação da qualidade da água de nossos mananciais. O modelo foi calibrado e validado, e demonstrou ser uma prática ferramenta para simulação de cargas difusas, principalmente para bases anuais. A aplicação de uma BMP na bacia demonstrou que ações simples e de pequeno porte, não-estruturais e estruturais, podem diminuir em até 80% a concentração dos poluentes no manancial. O modelo WinHSPF demonstrou ser uma ferramenta bastante acessível, prática e eficiente. Devido à sua flexibilidade, pode ser objeto de uso em outras bacias hidrográficas brasileiras, visando aumentar o conhecimento a respeito da geração de cargas difusas e o desenvolvimento de programas de controle de poluição. / Althoug Brazil just recognize the importance of nonpoint sources that is one of principal responsable by water quality deterioration, there aren’t tools, informations and more studies about, and like in Unite States, laws to regulation of these sources. The purpose of this project was to contribute to nonpoint source studies in Ribeirão da Estiva (SP) basin, using WinHSPF, an interface with nonpoint source model HSPF, too many used in the world to study about nonpoint sources. Ribeirão da Estiva basin have been receiving a special attention by sanitation company of São Paulo State, SABESP, that intends transform it in a pitot-basin, with studies about sources pollution, water treatment alternatives, monitoring and data obtain, etc. There is a work with civil society, city how and non governamental organization, to protect the watershed and to make sense about the needs of preservation of water quality. The model was calibrated and validated, and demonstrated to be a pratical tool to nonpoint source simulations, in special to anual simulations. The aplication of a BMP in the basin resulted in simple actions, non-strutural and structurals, that’ll reduce in 80% pollution concentration in source. WinHSPF is a access tool, pratical and eficient. The WinHSPF flexibility permits other studies in differents watersheds, to improve knowledge and development of programs about pollution control in Brazil.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2016-04-27T13:08:01Z No. of bitstreams: 1 PDF - Paulo Roberto Nunes da Silva.pdf: 2435203 bytes, checksum: 670c8330515f71afb6b844aa174e1d9e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-27T13:08:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Paulo Roberto Nunes da Silva.pdf: 2435203 bytes, checksum: 670c8330515f71afb6b844aa174e1d9e (MD5) Previous issue date: 2015-05-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The construction of reservoirs has become a palliative to remedy or alleviate water shortages primarily of semi-arid regions. However, these artificial environments are constantly subjected to human pressures, considerably reducing its quality for human consumption. Thus, the aim of this study is to identify and measure the point and diffuse sources of pollution and its influence on water quality of two reservoirs located in the course of the river Paraíba / PB Basin. The study was conducted in Epitácio Pessoa and Argemiro de Figueiredo reservoir, located in the city of Epitácio Pessoa and Itatuba - PB, respectively. They were delimited 20 sampling sites for each reservoir. Samples of water and sediment in coastal areas were collected, besides the application of characterization of physical habitats protocols in May 2014. In order to measure the phosphorus input through the point and diffuse sources into the water, it used one proposed mathematical model by Vollenweider (1976). The results verified that the surroundings are relatively impacted and may be susceptible to discharges of nutrients and contaminants. The water quality of the reservoirs showed some environmental and microbiological variables changed by the suggested by the classification standards of water bodies and environmental guidelines for its framework of CONAMA (2005) for human drinking water. The Epitácio Pessoa reservoir, said, from protocols such as greater degree of impact, by presenting the largest metric of anthropogenic disturbance, but was seen as less polluted compared to Argemiro de Figueiredo. According to the results obtained by mathematical modeling, pollutants that reach the Pessoa waters are diffuse and point source in Argemiro de Figueiredo. / A construção de reservatórios se tornou um paliativo para sanar ou amenizar a escassez de água principalmente das regiões semiáridas. No entanto, estes ecossistemas artificiais estão constantemente submetidos a pressões antrópicas, reduzindo consideravelmente a sua qualidade destinada ao consumo humano. Com isso, o objetivo geral deste trabalho é identificar e mensurar as fontes pontual e difusa de poluição e sua influência sobre a qualidade da água de dois reservatórios situados no curso da Bacia do rio Paraíba/PB. O trabalho foi realizado no reservatório Epitácio Pessoa e Argemiro de Figueiredo, localizado no município de Epitácio Pessoa e Itatuba – PB, respectivamente. Foram delimitados 20 pontos de amostragens para cada reservatório. Foram coletadas amostras de água e de sedimento em áreas litorâneas, além da aplicação de protocolos de caracterização de habitats físicos em maio de 2014. Como forma de mensurar a entrada de fósforo através das fontes pontuais e difusas na água, foi utilizada um modelo matemático proposto por Vollenweider (1976). Os resultados constataram, que os ambientes estão relativamente impactados, podendo estarem susceptíveis a descargas de nutrientes e de contaminantes. A qualidade da água dos reservatórios apresentaram algumas variáveis ambientais e microbiológicas alteradas, mediante as sugeridas pelos os padrões de classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento do CONAMA (2005) para águas de consumo humano. O reservatório Epitácio Pessoa, respondeu, a partir dos protocolos, como maior grau de impacto, por apresentar as maiores métricas de distúrbios antropogênicos, porém foi tido como menos poluído, em comparação a Argemiro de Figueiredo. De acordo com os resultados obtidos pela modelagem matemática, os poluentes que alcançam as águas de Epitácio Pessoa são de origem difusas e pontuais em Argemiro de Figueiredo.

Embora no Brasil já se reconheça a importância do aporte de cargas difusas como um dos principais responsáveis pela deterioração da qualidade das águas, faltam ferramentas, informações e maiores estudos a respeito, para que, como nos Estados Unidos, a legislação passe a regulamentar esta de fonte de poluição. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a geração de cargas difusas na bacia de Ribeirão da Estiva usando como ferramenta o modelo WinHSPF, uma interface do modelo HSPF, mundialmente utilizado no estudo de cargas difusas, e que nesta versão traz inserido uma ferramenta de aplicação de BMP (práticas ótimas de manejo). A bacia de Ribeirão da Estiva (SP) vem recebendo uma atenção especial por parte da Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo, SABESP, a qual pretende transformá-la numa bacia piloto, com estudos acerca de fontes de poluição, alternativas de tratamento, monitoramento e obtenção de dados, entre outros. Já existe um avançado trabalho em conjunto com a sociedade civil, prefeituras e ONGs da região, visando proteger o manancial de abastecimento público e conscientizar a sociedade quanto a importância da preservação da qualidade da água de nossos mananciais. O modelo foi calibrado e validado, e demonstrou ser uma prática ferramenta para simulação de cargas difusas, principalmente para bases anuais. A aplicação de uma BMP na bacia demonstrou que ações simples e de pequeno porte, não-estruturais e estruturais, podem diminuir em até 80% a concentração dos poluentes no manancial. O modelo WinHSPF demonstrou ser uma ferramenta bastante acessível, prática e eficiente. Devido à sua flexibilidade, pode ser objeto de uso em outras bacias hidrográficas brasileiras, visando aumentar o conhecimento a respeito da geração de cargas difusas e o desenvolvimento de programas de controle de poluição. / Althoug Brazil just recognize the importance of nonpoint sources that is one of principal responsable by water quality deterioration, there aren’t tools, informations and more studies about, and like in Unite States, laws to regulation of these sources. The purpose of this project was to contribute to nonpoint source studies in Ribeirão da Estiva (SP) basin, using WinHSPF, an interface with nonpoint source model HSPF, too many used in the world to study about nonpoint sources. Ribeirão da Estiva basin have been receiving a special attention by sanitation company of São Paulo State, SABESP, that intends transform it in a pitot-basin, with studies about sources pollution, water treatment alternatives, monitoring and data obtain, etc. There is a work with civil society, city how and non governamental organization, to protect the watershed and to make sense about the needs of preservation of water quality. The model was calibrated and validated, and demonstrated to be a pratical tool to nonpoint source simulations, in special to anual simulations. The aplication of a BMP in the basin resulted in simple actions, non-strutural and structurals, that’ll reduce in 80% pollution concentration in source. WinHSPF is a access tool, pratical and eficient. The WinHSPF flexibility permits other studies in differents watersheds, to improve knowledge and development of programs about pollution control in Brazil.

Diante do agravo da condição das águas, tanto em qualidade e quantidade, há urgência de se controlar não somente a poluição hídrica pontual, mas também a de origem difusa, que é aquela distribuída ao longo da superfície do solo por inúmeros agentes poluidores, e que afluem aos corpos dágua, preferencialmente, por ocasião dos eventos de precipitação. Esse trabalho teve como objetivo proceder à simulação da poluição difusa hídrica gerada na bacia do Córrego do Mineirinho, São Carlos SP, por meio de dois modelos hidrológicos: SWMM (Storm Water Management Model) e L-THIA (Long Term Hydrologic Impact Assessment), que foram comparados quanto ao volume de escoamento e produção de cargas anuais de poluição difusa. Foram exploradas as vantagens e desvantagens encontradas na aplicação de cada modelo, em três cenários de uso e ocupação do solo de base, atual e futuro. O mapa de uso e ocupação foi construído por meio de identificação visual de imagem digital de satélite e vetorização manual das feições. Pode-se dizer que, em relação às estimativas de escoamento superficial e das cargas difusas, ambos os modelos perceberam alteração drástica de volume entre o cenário de base e o atual, enquanto que, entre este cenário e o futuro, também houve aumento, mas não da monta do que ocorreu entre os cenários anteriores. De maneira geral, o SWMM sobrestimou os resultados do L-THIA, exceto para o cenário de base. Os modelos produziram variações distintas nas respostas, sendo que, pelo SWMM, os impactos no volume de escoamento e na produção cargas devidos à mudança do uso do solo foram mais elevados. Fica evidente a necessidade de dados observados se para efetuar uma calibração dos modelos visando a uma maior correspondência entre os resultados modelados e a realidade da bacia. Conforme os resultados obtidos, para modelagem em as bacias desprovidas de dados observados e para fins de planejamento e estimativas preliminares, recomenda-se optar pelo modelo L-THIA, por ser mais simples e por requerer menos dados de entrada, já que a maior quantidade de parâmetros exigidos por modelos mais complexos, que devem ser objeto de calibração, pode levar a maiores incertezas. / The aggravation of the water condition concerning both quality and quantity has led to an urgent need of monitoring, not only point sources, but also diffuse sources of pollution. The latter is distributed over the soil surface by numerous polluting agents and flows to the water bodies during precipitation events. In this context, this dissertation deals with the simulation of diffuse water pollution generated in Mineirinhos stream basin, São Carlos SP, by using two hydrological models: SWMM (Storm Water Management Model) and LTHIA (Long-Term Hydrologic Impact Assessment), which were compared in terms of volume flow and annual loads of diffuse pollution. The advantages and disadvantages encountered in the application of each model were explored in three land use scenarios: baseline, current and future. The land use maps were elaborated through the visual identification of a satellite image and manual vectorization of the features. Both models drastically changed the runoff and diffuse loads between the baseline and current scenarios, whereas, between current and future scenarios, the increase was not so high. In general, SWMM overestimated the results of L-THIA, except for the baseline scenario. The models produced different variations in their responses, and the SWMM highly impacted on the volume flow and loads. The need for monitored data to calibrate models was evident, so that a greater correspondence between the modeled results and the reality of the basin could be achieved. The results allowed to concluding that L-THIA is recommended for an ungauged basin, as it is simpler, and more complex models, with a greater number of parameters, may lead to greater uncertainties.

O uso de imagens de satélite tem aprimorado o estudo da dinâmica do uso do solo. Os mapeamentos da cobertura da terra se tornaram instrumentos fundamentais na avaliação das alterações na paisagem provocadas pela ação antrópica e sua influência sobre o planejamento regional e urbano. A utilização de ferramentas computacionais como os Sistemas de Informação Geográfica e os modelos hidrológicos têm auxiliado essas avaliações. O modelo hidrológico SWAT (Soil and Water Assessment Tool), desenvolvido pelo Departamento de Agricultura norte-americano, é um modelo de base física e parâmetros distribuídos, auxiliado por uma interface gráfica de software GIS. Por seu valor ambiental e econômico, a caracterização ambiental da área de drenagem da Represa de Itupararanga, com 936,54 \'KM POT.2\', localizada no estado de São Paulo, tem fundamental importância e a utilização de dados atuais permite que o estudo da área seja mais preciso no que diz respeito aos seus resultados. A partir de imagens do sensor Liss 3 do satélite ResourceSat-1, foi produzido o mapa atual de uso e ocupação do solo através da classificação supervisionada de máxima verossimilhança, validada por coletas de campo de ponto de controle com índice Kappa de 0,64 e índice de exatidão global de 71%. Os parâmetros morfológicos demonstraram que a área de estudo é bem drenada e possui baixa probabilidade de enchentes. A modelagem hidrológica foi calibrada para o período de janeiro de 2005 a dezembro de 2008 e resultou em coeficiente de eficiência de 0,41 e tendência percentual de 0%. A validação alcançou resultado de 0,301 e 5,5% para estes avaliadores, valores de ajuste considerados aceitáveis. Foram encontrados os valores de 9,66 e 1,5 para nitrogênio e fósforo, respectivamente, em kg/ha.ano, para os valores de poluição difusa, resultados elevados na comparação entre pesquisas com este foco. A comparação entre cenários identificou a necessidade de adotar práticas conservacionistas através do planejamento da ocupação para tornar sustentáveis as atividades dentro bacia e atenuar as pressões sobre os recursos naturais. / The use of satellite images has improved the study of the land use dynamics. Land cover mapping have become fundamental tools in the assessment of landscape changes caused by human action and its influence on regional and urban planning. Computation tools such as Geographic Information Systems and hydrological models have supported these findings. The hydrological model SWAT (Soil and Water Assessment Tool), developed by U. S. Agriculture Department, a model physically based and semi-distributed parameters with a GIS graphical interface. Due your environmental and economic value, the morphologic characterization of Itupararanga watershed, with 936,54 \'KM POT.2\', located in São Paulo state, have fundamental relevance and use of current data alows the study be more accurate. From images of Liss 3 sensor of ResourceSat-1 satelite, the current land use map was produced through supervised classification by maximum likelihood method and validated by control points on field collection, resulting in Kappa coefficient of 0.64 and overall accuracy rate of 71%. The morphological parameters showed that watershed is well drained and has low probability of flooding. The hydrological modeling was calibrated from January of 2005 to December of 2008 and had efficient value of 0.41 and trend rate of zero. Validation reached results of de 0.301 and 5.5% for these coefficients, considered acceptable for adjust values. Were found values of 9.66 and 1.5 for nitrogen and phosphorus, in kg/ha.year, respectively, for the values of diffuse pollution, high results in comparison between studies with this focus. The comparison between scenarios indentified the need to adopt conservation pratices through occupation planning to make the activities inside the basin and mitigate the pressure on natural resources.

A redução dos impactos da poluição difusa é ainda pouco explorada no Brasil, havendo ausência de critérios legais quanto à sua mitigação. Contudo, na esfera científica o seu impacto é reconhecido. Seguindo evidências de que há uma carência no tratamento de poluição difusa no país, este trabalho se propõe a analisar wetlands construídas como medidas de controle de poluição difusa, através de modelagens, para 4 áreas na bacia do córrego do Mineirinho. A exploração dessa proposta se deu por três abordagens paralelas. Na primeira, as wetlands foram projetadas para tratar o escoamento superficial de uma chuva crítica, de 61 minutos. Na segunda abordagem, foi utilizada uma chuva crítica de 24 horas de duração. Na terceira, utilizou-se o índice de precipitação anual. O escoamento superficial foi calculado conforme os coeficientes de runoff. Atribuíram-se valores de concentrações médias de evento para DBO e Fósforo aos tipos de uso e ocupação, obtendo-se concentrações médias nas águas pluviais a serem tratadas. O modelo P-k-C* foi empregado na primeira e terceira abordagens, para dimensionar os sistemas com base no desempenho de remoção de cargas. Os resultados obtidos demonstraram a aptidão dos sistemas em reduzir cargas e/ou concentrações na bacia, apresentando como principal limitação técnica o espaço demandado para sua implantação. Houve influência majoritária da infiltração na remoção de cargas, que agiu em conjunto com o decaimento de poluentes ao longo dos sistemas. Na primeira abordagem, o modelo P-k-C* apresentou limitações em prever o desempenho dos sistemas por não comportar vazões variáveis. A segunda abordagem foi a mais simples, baseada apenas no armazenamento do evento crítico, entretanto, há uma carência de relações empíricas traçadas experimentalmente para prever seu desempenho. A terceira abordagem se mostrou a mais adequada ao modelo P-k-C*, podendo ser aprimorada de duas formas: adaptações nas constantes cinéticas ou vazões equivalentes, a fim de descrever uma média anual de desempenho. Concluiu-se que wetlands construídas demonstram potencial para o tratamento de poluição difusa, porém há uma necessidade de estudos a fim de se adaptar as ferramentas de modelagem disponíveis. / Nonpoint source pollutions impacts are still a rarely explored theme in Brazil, in which there are no legal criteria for its treatment. Although, in the scientific sphere its impacts are well known. Following evidence that there is a lack of nonpoint source pollution treatment in Brazil, this study proposes to analyze constructed wetlands as a nonpoint source pollution control measure, through modelling, for four different areas in the Mineirinho stream watershed. This proposal was explored through three different approaches. At first, the wetlands were designed to threat a critic rainfall for flood estimation, with detailed hydrographs. On the second approach, the wetlands were design to fully contain a 24-hour critic rainfall. On the third approach, the wetlands were designed to treat the average annual rainfall. The runoff volumes were estimated by runoff coefficients, and event mean concentrations for BOD and TP were assigned to each source area, resulting in the stormwater quality estimation. The P-k-C* model was applied to calculate systems performance on the first and third approaches. The results showed the aptitude of the systems for reducing loads and concentrations in the watershed, although mainly limited by the availability of areas. Infiltration had a major hole in reducing loads, although there were also significant amounts of pollutant removed by the systems. At the first approach, the P-k-C* model presented limitations on describing stormwater treatment, because of its unsteady and intermittent characteristics. The second approach was the simplest, based on containing the whole runoff volume, but it also showed a lack of studies stablishing empiric relations to estimate its performance. The third approach was the most adequate to the P-k-C* model, which usage could be improved by two adaptations in its parameters: kinetic coefficient adaptations or the adoption of equivalent steady flows, to describe the annual wetland performance. The study concluded that constructed wetlands show great promise for treating nonpoint source pollution in the watershed, but there is a need of more studies to regionalize empiric solutions available in the scientific literature, to apply the designing techniques with greater precision.

O objetivo do trabalho foi avaliar o impacto de intervenções nutricionais no valor da pegada hídrica do produto leite bovino. O cálculo da pegada hídrica considerou as águas verde, azul e cinza, consumidas no sistema de produção e no beneficiamento do produto. Para determinação dos consumos de água no sistema de produção foram selecionados dois grupos experimentais, cada um contendo sete vacas em lactação. As dietas fornecidas a cada grupo continha os mesmos ingredientes. Porém, na composição do concentrado havia diferentes percentuais proteicos. O concentrado fornecido ao Grupo 1, continha 20% de proteína bruta, e o concentrado fornecido ao Grupo 2, tinha seu teor de proteico ajustado de acordo com a produção de leite do grupo, ao longo da lactação. O ajuste do teor de proteína da dieta as necessidades dos animais promoveu a redução dos consumos das águas verde, azul e cinza e da pegada hídrica do produto leite. A pegada hídrica do Grupo 1 com base no nitrato foi de 503,79 L kg-1 de FPCM (86,1% água verde, 13,4% água azul e 0,43% água cinza) e a do Grupo 2 foi de 452,59 L kg-1 de FPCM (85,3% água verde, 14,3% água azul e 0,45% água cinza). Com base no fósforo, a pegada total do Grupo 1 foi igual a 518,43 L kg-1 de FPCM (83,7% água verde, 13,1% água azul e 3,2% água cinza) e a do Grupo 2 foi de 465,16 L kg-1 de FPCM (83% água verde, 13,9 % água azul e 3,1% água cinza). Entre as três águas, a verde foi a que apresentou maior consumo, atestando a importância da eficiência hídrica na agricultura para os produtos de origem animal. A prática de irrigação das pastagens representou o maior consumo de água azul. O Grupo 2 apresentou melhor eficiência de uso de nutrientes, mas em ambos os grupos as entradas foram maiores que as saídas. O balanço do Grupo 1 foi de 962,7 kg de N, 95,2 kg de P e 545,1 kg de K e do Grupo 2, 869,4 kg de N, 57,8 kg de P, 601,9 kg de K. A captação de água de chuva por cisterna foi avaliada como uma tecnologia hídrica. Essa demonstrou ter impacto positivo na redução do volume de água captado de fonte natural, mas a análise financeira da tecnologia se mostrou inviável para a condição produtiva do estudo. A utilização de intervenções nutricionais que promovam o melhor aproveitamento dos nutrientes pelos animais demonstrou ser uma prática que também contribui para melhoria da eficiência hídrica do sistema de produção e dos produtos de origem animal. Estudos que relacionam o cálculo da pegada hídrica com os aspectos produtivos da pecuária promoverão impactos positivos na conservação dos recursos hídricos e no desempenho dos sistemas de produção. / The aim of the study was to evaluate the impact of nutritional interventions on the dairy milk water footprint. Water footprint calculation considered the green, blue and gray water consumed in the production system and in the dairy unit. To determine the water consumption in the production system was selected two experimental groups with seven lactating cows each. The diets provided to each group contained the same feeds. However, concentrate had different crude protein contents. The concentrate feed Group 1 contained 20% of crude protein, and the concentrate feed Group 2 had its protein content adjusted according to the milk production of the group. The adjustment of the protein content promoted a lower consumption of green, blue and gray water and the reduction of water footprint value. The water footprint based on nitrate in the Group 1 was 503.79 L kg-1 of FPCM (86.1% green water, 13.4% blue water, and 0.43% gray water) and in the Group 2 was 452.59 L kg-1 FPCM (85.3% green water, 14.3% blue water, and 0.45% gray water). Water footprint based on phosphorus was 518.43 L kg-1 of FPCM to Group 1 (83.7% green water, 13.1% blue water, and 3.2% gray water) and to Group 2 was 465.16 L kg-1 of FPCM (83% green water, 13.9% blue water, and 3.1% gray water). Green was the highest volume consumed. This shows the relation between agriculture water efficiency and the water footprint of animal products. Irrigation represented the highest consumption of blue water. The nutrient use efficiency was better to Group 2, but in both groups the inputs were higher than the outputs. The nutrient balance for Group 1 was 962.7 kg N, 95.2 kg P and 545.1 kg K and for Group 2, 869.4 kg N, 57.8 kg P, 601.9 kg of K. Rainwater harvesting in a cistern was evaluated as a water technology. It had a positive impact on reducing the withdraw from ground source, but the economic analysis of the cistern was unfeasible for the productive condition. The use of nutritional interventions for lactating cows promoted better nutrient utilization and has proved to be a management that contributes to the increase of water efficiency in the production system and to animal products. Studies that relate the water footprint with productive aspects of livestock will promote positive impacts on the water conservation and on the performance of production systems.

The urban drainage in Brazil has been focused historically in the hydraulic conduction of the runoff. From the 1990\'s a paradigm shift was initiated with the study of LID practices, aiming at adapting the local scenario to compensate the urbanization effects on runoff and reestablish the water cycle as close as possible to the natural. However, there is still a gap regarding the integration of qualitative-quantitative variables and their comprehension. In addition, the temperate climate regions have been in the center of the studies, with still few knowledge about other climates influence in its efficiency. Therefore, this research aimed to evaluate the operation of a bioretention structure in a subtropical climate region, regarding mainly its pollutant treatment capacity and water retention, in an integrated way. The results indicate a positive use of the bioretention in reducing the exceedance risks, by reducing the peak flow, the total volume and the pollutant load transferred downstream. However, adaptations the implementation and operation stages are necessary for subtropical climates. The local specific characteristics, such as soil highly weathered and rainfall with high intensities in short intervals of time, affect the water and pollutant retention efficiency. Further studies evaluating different applications locals and scales, and treatment key factors must be performed. / A drenagem urbana no Brasil esteve focada historicamente no tratamento hidráulico para a condução do escoamento superficial. A partir da década de 90 se inicia uma mudança de paradigma com o estudo de técnicas compensatórias (TCs), visando adaptar o cenário local para compensar os efeitos da urbanização sobre o escoamento superficial, de forma a manter o ciclo hidrológico o mais próximo possível do natural. No entanto, existe ainda uma lacuna quanto a integração das variáveis quali-quantitativas e sua compreensão. No mais, as regiões de clima temperado estiveram no centro dos estudos, havendo pouco conhecimento sobre a influência de outros climas em sua eficiência. Assim, a presente pesquisa teve como objetivo avaliar a operação de uma estrutura de bioretenção em uma região de clima subtropical, quanto a sua capacidade de tratamento da poluição difusa e retenção hídrica de forma integrada. Para tal, foram monitorados dois dispositivos em escalas distintas, sendo essas laboratório e campo. Os resultados obtidos indicaram um uso promissor da bioretenção em reduzir os riscos de enchente, reduzindo a vazão de pico e o volume total transferido à jusante, assim como a carga total de poluentes. No entanto, adaptações nas etapas de implantação e operação são necessárias para clima subtropical. As características específicas desses locais, como solos altamente intemperizados e regimes de chuva de alta intensidade em pequeno intervalo de tempo, afetam a eficiência de retenção hídrica e retenção de poluente. Novos estudos avaliando diversos locais, escalas de aplicação, e fatores-chave para o tratamento devem ser realizados.

O processo de urbanização tem como consequências a introdução de novas fontes poluidoras e a alteração do ambiente natural com por áreas impermeáveis que acumulam poluentes nos períodos entre os eventos de chuva. Nesse processo destaca-se a poluição decorrente da lavagem de sedimentos acumulados sobre as sarjetas que serão carreados para os corpos hídricos através do sistema de drenagem de águas pluviais. Neste trabalho foram analisados sedimentos secos coletados nas sarjetas de um loteamento no Município de Poços de Caldas, MG durante o período de 21 de maio a 27 de agosto de 2013. O objetivo geral dessa pesquisa é investigar o processo de acumulação de sedimentos secos sobre superfícies impermeáveis, sua caracterização e a relação da ocupação urbana na produção de sedimentos secos. Especificamente objetivou-se quantificar a massa média de sedimentos acumulados; caracterizar a distribuição granulométrica dos sedimentos acumulados; identificar a ocorrência dos metais traço Zn, Cu, Ni, Cd, Cu e Pb presentes nas frações de diâmetro menor ou igual a 63mm. Os sedimentos foram coletados através de varrição a seco em seções de 1m2. As amostras obtidas foram pesadas visando análises de massa acumulada e peneiradas em malhas de diâmetros 63mm; 125mm; 250mm; 600mm; 1180mm e 2000mm para análise granulométrica. As amostras da fração de diâmetro menor do que 63mm foram submetidas a análises através de Espectrometria de Fluorescência de Raios X por Dispersão de Energia (EDXRF) e Espectrometria de Emissão Óptica por Plasma Acoplado Indutivamente (ICP-OES) para o identificação dos metais traço. Foi verificado que massa de sedimentos acumulados varia no tempo e no espaço sendo influenciada especialmente pelas condições de ocupação das áreas de amostragem. Foi concluído que a aplicação do método de varrição a seco possibilitou a obtenção de amostras em condições de serem analisadas. Verificou-se que as zonas com maior área de lotes construídos apresentaram o maior acúmulo de sedimentos secos enquanto áreas sem ocupação apresentaram menor massa sedimentos acumulados. A análise das curvas granulométricas das amostras demonstrou que a granulometria média (d50) encontra-se na faixa granulométrica de areia média. As análises de metais permitiram identificar a presença de metais traço presentes na área estudada: Cr (735,2mg.m-2), Cd (137,9mg.m-2); Pb (3676mg.m-2); Zn (2297,5mg.m-2); Ni (1072,5mg.m-2) Cu (495mg.m-2); As (2722,5mg.m-2) e Sn (825mg.m-2). / The urbanization process has consequences as the introduction of new sources of pollution and changes in the natural environment, as the increase of impervious areas that accumulate pollutants between rainfall events. The pollution caused by washing of accumulated sediment on the gutters which will be carried to water bodies through the stormwater drainage system, stands out in this process. In this study dried sediments collected in the gutters of a new housing development in the city of Poços de Caldas (state of Minas Gerais, Brazil) were analysed. Field work took place during the period of 21.05.2013 to 27.08.2013. Main goal of this study was to investigate the process of accumulation of dry sediments on impervious surfaces, characterize the sediments and find how this process relates with the urban occupation. More specific goals were to quantify the average mass and characterize the granulometric distribution of accumulated sediments and identify the occurrence of trace metals Zn, Cu, Ni, Cd, Cu and Pb in the fraction of sediments with diameter smaller or equal to 63μm. The sediments were collected by dry-sweeping in areas of 1m2. The samples were weighed to find the aggregate mass and then sieved through meshes of 63μm, 125μm, 250μm, 600μm, 1180μm, and 2000μm for the granulometric analysis. Samples of the sediment fraction smaller than 63mm of diameter were subjected to analysis by Energy Dispersive X-Ray Fluorescence (EDXRF) and Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry (ICP-OES) for the identification of trace metals. It was found that the aggregate mass of accumulated sediments varies in time and space and is particularly influenced by the land use of the sampling areas. It was concluded that the dry-sweeping method allowed to obtain samples which were able to be analysed. Areas with the largest area of construction showed to have the highest accumulation of dry sediments while unoccupied areas had the lower values. The granulometric curves showed that the average particle size (d50) is in the “average sand” particle size range. The metals analysis allowed to identify the presence of trace metals in the studied area: Cr (735.2 μg.m-2), Cd (137.9 μg.m-2); Pb (3676 μg.m-2); Zn (2297.5 μg.m-2); Ni (1072.5 μg.m-2) Cu (495 μg.m-2); As (2722.5 μg.m-2) and Sn (825 μg.m-2).

O estado da drenagem urbana relaciona-se com o tipo e frequência de cheias, o aumento da poluição difusa e a degradação da qualidade da água. Como parte dos projetos FINEP/MAPLU \"Manejo de águas pluviais em meio urbano\" e FAPESP-IAV \"Assessment of impacts and vulnerability to climate change in Brazil and strategies for adaptation options\", o presente estudo teve por objetivo a análise experimental e a modelagem quali-quantitativa da poluição difusa da drenagem urbana com base ecohidrológica. O estudo foi realizado na área urbana da cidade de São Carlos, em 5 sub-bacias com áreas de drenagem entre 3,4 e 75,6 km², com grau de urbanização entre 0 e 100% e com potencial de escoamento (CN) de 58 a 95. Foram escolhidos 14 pontos para o levantamento de dados experimentais. Avaliando a continuidade dos rios, pode-se observar o impacto da urbanização na redução da qualidade no sentido da nascente à foz, com influência de esgoto. Os intervalos das variáveis de qualidade foram de: 235 a 35.000 kg/km²/ano para DQO; 0 a 7300 kg/km²/ano para DBO; 0 a 1378 kg/km²/ano para N-amoniacal; 0 a 133 kg/km²/ano para Fósforo Total e 7,8 x \'10 POT.4\' a 1,3 x \'10 POT.7\' NMP/km²/ano para coliformes fecais. Os maiores valores para as cargas específicas de DBO, DQO, N-amoniacal, Fósforo Total e Coliformes Fecais foram observados na saída das duas bacias com maior grau de urbanização. Dois indicadores ecohidrológicos foram aqui estudados: o indicador de continuidade X1 relaciona o número de afluentes laterais por unidade de comprimento do rio principal (nº/km), e X18, relacionado à vulnerabilidade, é obtido pelo produto entre velocidade e profundidade da água (m²/s). Em geral, X1 apresentou comportamento variado em cada sub-bacia, enquanto X18 mostrou elevação contínua no sentido de montante a jusante. A modelagem matemática foi realizada com o modelo SWMM no qual foram simulados cenários de macrodrenagem com base em mudanças no uso e ocupação do solo adaptados do Millenium Ecosystem Assessment. Para chuva de projeto com TR = 10 anos foram simulados cenários conforme o macrozoneamento, variando valores de CN, declividade e coeficiente de rugosidade n-Manning. Com horizontes futuros de uso e ocupação para os anos 2025, 2050, 2075 e 2100, os cenários de políticas reativas (\"GO\" e \"OS\") apresentaram vazão máxima específica e carga máxima de poluição específica superiores aos verificados nos cenários pró-ativos (\"AM\" e \"TG\"). Os resultados indicaram que a variabilidade quali-quantitativa da drenagem urbana é afetada não somente por aspectos antropogênicos, como lançamento de esgotos e falta de planejamento, como também por critérios ecohidrológicos mais complexos que sugerem aumentar expressivamente o monitoramento e simulações quali-quantitativas da poluição difusa urbana. / Urban drainage is influenced by the frequency of floods, the increase of diffuse pollution and the degradation of water quality. As a component of research projects FINEP/MAPLU \"Urban water management\" and FAPESP-IAV \"Assessment of impacts and vulnerability to climate change in Brazil and strategies for adaptation options\", this study aimed to do experimental analyses and quali-quantitative modeling of diffuse pollution of urban drainage based on ecohydrology. The study was developed at the urban area of São Carlos, in 5 sub-basins with drainage area between 3,4 and 75,6 km². The urbanization varies between 0 and 100% and the runoff potential (CN) between 58 to 95. Evaluating the continuity of the river, we can notice the impact of urbanization in decreasing water quality from upstream to downstream. Experimental analyses were made in 14 points and the quality variables oscillated between 235 - 35.000 kg/km²/yr to COD; 0 - 7300 kg/km²/yr to BOD; 0 - 1378 kg/km²/yr to N-NH3; 0 - 133 kg/km²/yr to total phosphorus and 7,8 x \'10 POT.4\' - 1,3 x \'10 POT.7\' MPN/km²/yr to fecal coliform. The highest values of specific charge for COD, N-NH3 and phosphorus were observed at sub-basins with high degree of urbanization. Two ecohydrological indicators were estimated. The continuity indicator X1, relates to the number of lateral affluents and to the length of the river. X18 is related to vulnerability, and obtained by the product between velocity and depth. The indicator X1 showed different behaviors in sub-basins, while X18 increased in direction upstream to downstream. Both indicators didnt show a tipical behavior. Mathematical modeling used SWMM model to simulate scenarios of macrodrainage based on land use changes adapted from Millenium Ecosystem Assessment. Rainfall of project with return period of 10 years was used to simulate scenarios in all sub-basins according to the macrozoning, ranging values for runoff potential (CN), slope and rugosity coefficient. The scenarios were simulated with horizons of use and occupation for the years 2025, 2050, 2075 e 2100. The reactive scenarios (\"GO\" and \"OS\") showed maximum specific flow and maximum specific load higher than the proactives scenarios (\"AM\" and \"TG\"). The results indicated that the variability quali-quantitative of an urban drainage is affected by antropogenic factors, like wastewater and lack of planning, and also by ecohydrologic criteria. This fact sugests the necessity of a significant increase in the monitoring and simulations quali-quantitaives of the diffuse pollution in urban drainage.