Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O município de Bonfim localizado a nordeste do estado de Roraima é caracterizado por apresentar sequências de serras, morros, colinas ravinadas e colinas com vales encaixados, além de elevações residuais que se destacam numa extensa superfície aplainada, somada à formação dos solos arenosos e o alto índice de precipitação que contribuem para ocorrência de ambiente lacustre. A presente pesquisa propôs analisar a paisagem através dos aspectos geomorfológicos, para o entendimento do ambiente lacustre na área de expansão urbana da cidade de Bonfim. Para tanto, fez-se necessário levantamento bibliográfico, cartográfico e de sensores remotos, atividades de campo com intuito de identificar e descrever os compartimentos e unidades geomorfológicas. Também foram realizadas análises das características morfológicas, granulométricas, mineralógicas e química pontual dos sedimentos lacustres. Os resultados demonstraram que a paisagem da região de Bonfim é representada por modelados de dissecação representados por: Patamares em Crista Estruturado, Maciço Somital Convexo, Morros Residuais Estruturados, Morros e Colinas Escalonadas com Vales Abertos e Colinas Dissecadas Abertas. Interligados aos Plainos Erosivos, Superfície de Aplainamento e Plaino Aluvial ao longo das drenagens. Os ambientes lacustres, feições significativas nessa paisagem, ocorrem com predominância da morfologia circular/oval e em menor proporção alongados, compostos e dentríticos. Muitos apresentam regime intermitente a exemplo, do Lago do Italiano em contraste com o sistema perene representado pelo Lago do Bicho. São densamente colonizados por macrófitas aquáticas, como ciperáceas das quais se distribuem conforme as variações de profundidades destes. Os sedimentos/solos são predominantemente arenosos, com grãos angulosos a subangulosos. São compostos essencialmente de quartzo e secundariamente de caulinita, além de goethita e muscovita. A composição química destaca altas concentrações de SiO2, Fe2O3 e Al2O3, afirmando os minerais encontrados nesses sedimentos. Os ambientes lacustres têm sido submetidos à intensa pressão antrópica, representada pela ocupação desordenada que levou a problemas como: lançamentos de efluentes domésticos e descarte de resíduos sólidos. Portanto, é necessária devida atenção aos processos que ocorrem nesses ambientes, pois estes contribuem para compreensão da dinâmica de transformação da paisagem especialmente quando associados ao crescimento urbano desordenado. / The district of Bonfim located northeast of the state of Roraima is characterized in that sequences of mountains, hills, ravines hills and hills with deep valleys, as well as residual elevations that stand out in a large flat surface, in addition to the formation of sandy soils and high precipitation index contribute to the occurrence of lacustrine environment. This study proposed to analyze the landscape through the geomorphological aspects to understand the lacustrine environment in the urban expansion area of the city of Bonfim. Therefore, it was necessary literature, mapping and remote sensing, field activities in order to identify and describe the compartments and geomorphological units. Analysis of morphological, granulometrics, mineralogical and chemical point of soil / lake sediments were also held. The results showed that the landscape of Bonfim region is represented by modeled dissecting represented by: Landings in Structured Crista, Massif Somite Convex, Residual Hills Structured, Hills and Hills Staggerd to Opened Valleys and Opened Dissected Hills, linked to Erosive Plains, Plain Surface and Alluvial Plain along the drainages. The lacustrine environments, significant features in this landscape, occur with predominantly circular and oval morphology and elongated in lower proportion, compounds and dendritic. A lot of them has intermittent regimen example, the Italian Lake in contrast to the perennial system represented by the Bicho Lake. They are densely colonized by aquatic weeds such as sedges which are distributed according to variations of these depths. The sediments / soils are predominantly sandy, with angular grains sub angular. They are composed mainly of quartz and kaolinite secondarily, and goethite and muscovite. The chemical composition highlights high concentrations of SiO2, Fe2O3 and Al2O3, stating the minerals found in these sediments. The lacustrine environments have been subjected to intense anthropic pressure, represented by the disorderly occupation which led to problems such as releases of domestic sewage and solid waste disposal. Therefore, it is necessary attention to the processes that occur in these environments because they contribute to understanding the dynamics of the transformation of the landscape especially when combined with urban sprawl.

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No. of bitstreams: 1 machado_fh_dr_soro.pdf: 9054390 bytes, checksum: 858ba049e3608953cf364a4045e9e325 (MD5) Previous issue date: 2018-03-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / As bacias hidrográficas localizadas em áreas densamente ocupadas e industrializadas sofrem diferentes pressões antrópicas, situação que compromete a qualidade e quantidade da água. Esse cenário, peculiar nas bacias hidrográficas dos rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí (BH-PCJ), reflete também na sub-bacia hidrográfica do rio Jundiaí-Mirim (BH-JM), responsável pelo fornecimento de 95% da água consumida por Jundiaí-SP. Todavia, a vazão produzida nesta bacia é insuficiente para atender as demandas do município, necessitando da reversão sazonal das águas do rio Atibaia. Diante desse quadro de estresse hídrico, este estudo visou propor e analisar um conjunto de indicadores de segurança hídrica visando a melhoria da capacidade de planejamento e gestão dos recursos hídricos da BH-JM. Assim, utilizou-se de uma abordagem metodológica pautada na seleção, validação, aplicação e estruturação de indicadores de segurança hídrica em um modelo de causa-efeito. Os indicadores foram submetidos à avaliação por meio de um painel multidisciplinar de especialistas utilizando-se o método Delphi. Os indicadores validados pelo painel foram discutidos e, posteriormente, sistematizados a fim do estabelecimento das diretrizes. Os indicadores selecionados foram: (i) oferta de água; (ii) reservatórios de água; (iii) rede de distribuição; (iv) perdas na distribuição de água potável; (v) transposição de água; (vi) qualidade físico-química e biológica da água; e (vii) políticas públicas. Os principais resultados foram: (i) a série histórica analisada apontou um crescimento populacional de 1,8% a.a., conquanto a produção de água tratada cresceu a taxas inferiores (1,2% a.a.), onde verificou-se a redução constante do consumo per capta de 248 L hab.-1 dia-1 para 203 L hab.-1 dia-1 em um período de 17 anos; (ii) as áreas ocupadas por lagos e reservatórios foram ampliadas em 703% em um período de 4 décadas, sendo a maior área representada pelo reservatório de abastecimento público, do qual estimou-se receber uma carga de sedimentos de 1,5 mil t ano-1 ; (iii) o crescimento geométrico da rede de distribuição aumentou a taxas de 3,1% a.a., refletindo no aumento linear do número de ligações ativas de água; (iv) as perdas médias do sistema de distribuição de água potável encontra-se na ordem de 34% ao longo de quase duas décadas, representando perdas de aproximadamente 17,6 milhões de m3 ano-1 ou R$ 38,3 milhões ano-1 ; (v) uso cada vez mais frequente das águas revertidas do rio Atibaia, medida que pode emergir inúmeros desdobramentos e conflitos futuros pelo uso da água na região; (vi) alterações adversas na qualidade físico-química da água da BH-JM em decorrência da transposição, como o aumento na concentração de íons metálicos, turbidez, cloreto, dentre outros; (vii) identificou-se um amplo aparato jurídico-ambiental relacionadas à BH-JM, porém com baixa eficácia jurídica em suas aplicações. Em face dos resultados, 49 diretrizes de gestão foram propostas. Desse modo, a abordagem metodológica empregada revelou-se adequada e replicável para outras bacias, uma vez que: a partir do método Delphi foi possível estabelecer critérios de seleção de indicadores considerando a problemática em análise; a discussão individual dos indicadores permitiu uma melhor compreensão das dinâmicas envolvidas em cada indicador; a estruturação dos indicadores em um modelo-causal permitiu a sistematização das informações e, consequentemente, contribuiu para o estabelecimento das diretrizes. / The river basins located in densely occupied and industrialized areas are subject to different anthropogenic pressures, a condition that compromises directly the quality and quantity of water resources. This situation is common in the Piracicaba, Capivari, and Jundiaí river basins (BH-PCJ), southwestern Brazil, as well as in the Jundiaí-Mirim river basin (BH-JM) (sub-basin of the Jundiaí river). The BH-JM is a strategic area due to supply 95% of the raw water consumed by Jundiaí-SP. However, the available water flow in this basin is not enough to meet the local demands. This fact led to the need for seasonal interbasin water transfer from the Atibaia river. In view of this water stress scenario, this study aimed to propose and analyze a set of water security indicators for improving the planning and management capacity of the BHJM water resources. Therefore, a methodological approach based in selection, validation, application and structuring of water safety indicators was used in a cause-effect model. The indicators were submitted to the assessment through a multidisciplinary panel of experts using the Delphi method. The valid indicators from the panel were well discussed and, posteriorly, systematized for purpose of establishment of guidelines. The selected indicators were: (i) water supply; (ii) water reservoir; (iii) drinking water distribution system; (iv) drinking water losses in the distribution system; (v) interbasin water transfer; (vi) physical-chemical and biological water quality; (vii) public policies. The main results were: (i) the historical series analyzed showed a population growth rate of 1.8% p.a., while the potable water production was 1.2% p.a., where there was a constant reduction of consumption of 248 L inhabitant-1 day-1 to 203 L inhabitant-1 day-1 in 17 years; (ii) the areas occupied by lakes and reservoirs in BH-JM were increased by 703% in 4 decades, the largest area represented by the public supply reservoir, from which it was estimated that a sediment load of 1,5 thousand tons-1 ; (iii) the geometric growth of the distribution network was of 3.1% p.a., reflecting the linear increase in the number of hydrometric water connections; (iv) the average of drinking water losses in the distribution systems was around 34% over almost two decades, representing losses of about 17.6 million m3 year-1 or R$ 38.3 million year- 1 ; (v) increasingly frequent use of the interbasin water transfer from Atibaia river, a measure that may result in many unfolding and future conflicts over the use of water in the region; (vi) adverse changes in the physical-chemical quality of BH-JM water due to interbasin water transfer, such as the increase in the concentration of metallic ions, turbidity, chloride, among others; (vii) an ample environmental legislative framework related to BH-JM was identified, but with low legal effectiveness in their applications. In view of the results, 49 management guidelines were proposed. Therefore, the methodological approach used demonstrated to be adequate and replicable for other river basins, once that: the Delphi method developed allowed to set up criteria of indicators selection considering the research questions analyzed; the indicators discussion allowed a better understanding of the dynamics involved in each indicator; the indicators structuring in a causal model allowed the information systematization and, thus, it is contributed to the establishment the management guidelines. / Capes-DS

Areas at steep slopes in the catchments with high occupation by family farmers in Southern Brazil, even with a high surface covered with regenerated forests, are characterized by the persistence of sources of rural and urban pollution that are undermining the quality of aquatic systems. The unfair use of soil outside its capability, the adoption of inadequate soil tillage systems, the integrated system of animal production (poultry and swine) in quantities environmentally intolerable and the untreated domestic sewage from small villages are the main factors responsible for the input of high amounts of phosphorus into watercourses. In this context, the present doctoral thesis aims (i) monitoring the temporal variation in sediment-bound phosphorus in sub-catchments under different land-use and soil tillage systems and (ii) assessment of the potential of sediments from rural and urban sources to behave as source or sink of phosphorus for aquatic systems. In the Guaporé River catchment, six representative headwater sub-catchments with contrasting land-use and soil management were monitored. The selected sub-catchments were characterized by: (i) predominance of native forest (control); (ii) predominance of areas transformed to agriculture recently, but under conventional tillage CT (sub1); (iii) areas under CT, but with predominance of Ilex plantations (sub2); (iv) predominance of tobacco cultivation of long term under CT (sub3); (v) intensive agriculture under no-tillage NT (sub4); and (vi) intensive agriculture under NT and receiving untreated sewage of a twenty thousand inhabitant town (sub5). In addition, five points of the main river (P1 to P5) were monitored: the first one is located near to the junction of the sub-catchments 4 and 5, and the last one at the outlet of the watershed. Suspended and bed sediments were collected, comprising ten field campaigns performed in the monitoring period of 24 months (October 2012 to October 2014). The different fractions of phosphorus (P) of sediment were analyzed considering the bioavailability. The P sorption-desorption parameters in the sediments were estimated. The conversion of native forest for annual crops production areas promotes the production of sediments with higher amounts of total, inorganic and labile phosphorus. The values of maxima phosphorus adsorption capacity, instantaneous available and potentially available phosphorus forms, desorption rate and mobility index of phosphorus in sediments collected in the different sub-catchments in the following order: native forest < CT < CT with the intensive production of tobacco < NT < NT in the rural area plus urban sewage. A highly positive correlation was observed between different phosphorus fractions (especially the labile phosphorus), as well as different parameters of sorption/desorption, and amounts of iron and aluminum in sediments. It was found the highest amount of labile phosphorus in sediments collected at the end of winter and beginning of spring, particularly in the areas where tobacco is cultivated under CT. / As áreas de bacias hidrográficas declivosas e densamente ocupadas pela agricultura familiar no Sul do Brasil, apesar de apresentarem grande superfície com florestas regeneradas, caracterizam-se pela persistência de fontes de poluição rurais e urbanas que vêm comprometendo a qualidade dos sistemas aquáticos. O uso do solo fora de sua aptidão, a adoção de sistemas de manejo inadequados, o sistema integrado de produção animal (aves e suínos) em quantidades ambientalmente intoleráveis e o não tratamento dos esgotos domésticos das pequenas cidades são fatores responsáveis pelo aporte de grandes quantidades de fósforo aos cursos d água. Nesse contexto, a presente tese de doutorado visa (i) monitorar a variação temporal do fósforo ligado aos sedimentos em sub-bacias com diferentes usos e manejo do solo e (ii) avaliar o potencial dos sedimentos de fontes rurais e urbana em atuarem como fonte ou dreno de fósforo aos sistemas aquáticos.Na Bacia Hidrográfica do Rio Guaporé RS/Brasil foram monitoradas seis sub-bacias de cabeceira representativas de uso da terra e de sistemas de manejo do solo contrastantes. As sub-bacias selecionadas caracterizavam-se por:i) predomínio demata nativa (controle); (ii) predomínio de áreas transformadas em agricultura recentemente, mas sob sistema de cultivo convencional SCC (sub1); (iii) áreas emSCC, mas com predomínio de produção de erva-mate (sub2); (iv) predomínio de áreas emSCC há longa data para cultivo do tabaco (sub3 ); (v) predomínio de agricultura intensiva, mas sob o sistema plantio direto SPD (sub4); e (vi) predomínio de agricultura intensiva sobSPD e recebendo esgoto não tratada de uma cidade com 20 mil habitantes (sub5). Adicionalmente, monitoraram-se cinco pontos no rio principal (P1 a P5), sendo que o primeiro está localizado na junção das sub-bacias 4 e 5 e o último é o exutório da bacia.Coletaram-se sedimentos de fundo e em suspensão, em dez campanhas de campo, durante 24 meses (10/2012 a 10/2014). Foram analisadas as diferentes frações de fósforo no sedimento, de acordo com a biodisponibilidade e estimaram-se os parâmetros de adsortividade e dessortividade do fósforo no sedimento. A conversão da mata nativa para implantação de culturas anuais induz a produção de sedimentos com maiores teores de fósforo total, fósforo inorgânico e fósforo lábil. Os valores da capacidade máxima de adsorção, fósforo instantaneamente disponível, fósforo potencialmente disponível, taxa de dessorção e índice de mobilidade de fósforo dos sedimentos coletados nas diferentes sub-bacias aumentaram na seguinte ordem: mata nativa < SCC < SCC intenso com produção de tabaco < SPD < SPD no meio rural mais esgoto urbano. Foram observadas correlações positivas dasdiferentes frações de fósforo (em especial aquela relacionada ao P lábil), bem como dos diferentes parâmetros de sorção/dessorção, com os teores de ferro e alumínio do sedimento.Foi encontrado maior teor de fósforo lábil nos sedimentos coletados no final do inverno e início da primavera,particularmente naqueles correspondentes aos locais onde se cultiva tabaco em SCC.