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Hidrologia de uma bacia experimental em caatinga conservada no semi-árido brasileiro / Hydrology of an experimental basin in caatinga conserved in the brazilian semiaridCosta, Alexandre Cunha 24 August 2007 (has links)
COSTA, A. C. Hidrologia de uma bacia experimental em caatinga conservada no semi-árido brasileiro. 2007. 166 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Recursos Hídricos) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2007. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-04-01T18:57:17Z
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Previous issue date: 2007-08-24 / The overall objective was to quantify and assess the main hydrologic? Cal processes, including the production ?? the sediment, the Experimental Basin Aiuaba (BEA) for the per? Odo 2003-2007. BEA with? Area of 12 km2, are located in sert? Inhamus of the in? Preserve area ?? the Environmental savanna biome in this ?? the Ecol? gica (ESEC) of Aiuaba, Cear ?, belonging? Basin Alto Jaguaribe. Held featuring ?? the physiography, medi ?? the vari? Ble hydrologic? Ces, evaluates ?? the rain-deflators processes? Vio in hidrogr basin? Is and reservoir? River that controls it. In conclusion: the process percolates ?? the ude the BEA (capacity of 59,700 m3)? relevant and the same order of magnitude of the evaporated ??; the underground recharge? nea direct to the lake? Desprez? vel with regard ?? it? evaporates ?? e? infiltrates the ??; during the rain-deflators events? vio to evaporate the ??, ?? the infiltrates the underground and recharge? nea s? the Desprez? ble with regard to ?? the deflators? vio and affluent? precipitates ?? the direct on the lake. It follows from rain events saw-defl and the production ?? sediment which: runoff coefficient (CR) of the event? extremely low, and the mines l d ?? water drained smaller than l mines intercepted by the vegetation ???; ? N mere curve (CN) m dio per event was 42, with m ximo 59 and m nimo of 27?; manufac ?? the sediment showed values between 9 and 291 kg / km2 for the 2006-2007 events, and m day of 97 kg / km2 per event; runoff? ? F number: time deflators vio was only 64% greater than the time of the precipitates ?? per event; the high losses in runoff occur, in part, for losses in three nsito in the main stream; l? drained mine in the secondary? river stream basin was eight times higher than in the basin of the main stream in 2007. It is inferred that the engine generates ?? the deflators? predominant surface vio? The Hortonian and, if relevant, contributes ?? the subsurface flow must occur to a depth less than 15 cm. The CR m? Dio annual BEA was 6.54% (m? Ximo of 31.08% and m? Nimo 0.13%). In 2004 the l? Drained mine in BEA was 35 times greater than the sum of l? Mines disposed in other years. Of 1543 days monitored in only 139 days it was seen outlets (9%), and 28 days of flow years n? O-rainy (1.8%). The production ?? the sediment in 2007 was five times higher than in 2006, and the bi? Nio 2006-07 om? S largest flow (April 2007) was respons? Vel for 71% of production ?? the sediments. Comparing the annual CR BEA with other basins in the river Jaguaribe, BEA was one that showed a lower coefficient of runoff. Formulated to hip? Thesis to be a BEA? Recharge area of ?? aq fractured fero that conditions hydrologic? Superficial cal processes. / O objetivo geral foi quantificar e avaliar os principais processos hidrol?gicos, incluindo a produ??o de sedimentos, da Bacia Experimental de Aiuaba (BEA) para o per?odo de 2003-2007. A BEA, com ?rea de 12 km2, est? localizada no sert?o dos Inhamus em ?rea de conserva??o ambiental do bioma caatinga na Esta??o Ecol?gica (ESEC) de Aiuaba, Cear?, pertencente ? bacia do Alto Jaguaribe. Realizou-se caracteriza??o da fisiografia, medi??o de vari?veis hidrol?gicas, avalia??o de processos chuva-defl?vio na bacia hidrogr?fica e no reservat?rio que a controla. Conclui-se que: o processo de infiltra??o do a?ude da BEA (capacidade de 59.700 m3) ? relevante e da mesma ordem de grandeza da evapora??o; a recarga subterr?nea direta ao lago ? desprez?vel em rela??o ? evapora??o e ? infiltra??o; durante os eventos chuva-defl?vio a evapora??o, a infiltra??o e a recarga subterr?nea s?o desprez?veis em rela??o ao defl?vio afluente e ? precipita??o direta sobre o lago. Conclui-se, dos eventos chuva-defl?vio e produ??o de sedimentos, que: o coeficiente de runoff (CR) dos eventos ? extremamente baixo, sendo as l?minas d??gua escoadas menores que as l?minas interceptadas pela vegeta??o; o N?mero de Curva (CN) m?dio por evento foi 42, com m?ximo de 59 e m?nimo de 27; a produ??o de sedimentos apresentou valores entre 9 e 291 kg/km2 para eventos de 2006-2007, e m?dia de 97 kg/km2 por evento; o escoamento superficial ? ef?mero: o tempo de defl?vio foi somente 64% maior que o tempo da precipita??o por evento; as perdas elevadas no escoamento superficial ocorrem, em parte, por perdas em tr?nsito no riacho principal; a l?mina escoada na bacia do riacho secund?rio foi oito vezes maior que na bacia do riacho principal em 2007. Inferiu-se que o mecanismo de gera??o de defl?vio superficial predominante ? o hortoniano e que, se relevante, a contribui??o do escoamento subsuperficial deve ocorrer a uma profundidade menor que 15 cm. O CR m?dio anual da BEA foi 6,54% (m?ximo de 31,08% e m?nimo de 0,13%). No ano de 2004 a l?mina escoada na BEA foi 35 vezes maior que a soma das l?minas escoadas nos demais anos. Dos 1543 dias monitorados, em apenas 139 dias ocorreu escoamento (9%), sendo 28 dias de escoamento nos anos n?o-chuvosos (1,8%). A produ??o de sedimentos em 2007 foi cinco vezes maior que em 2006, e para o bi?nio 2006-07 o m?s de maior escoamento (abril de 2007) foi respons?vel por 71% da produ??o de sedimentos. Comparando-se o CR anual da BEA com outras bacias no rio Jaguaribe, a BEA foi uma das que apresentou menor coeficiente de runoff. Formulou-se a hip?tese de a BEA ser uma ?rea de recarga de aq??fero fraturado, que condiciona processos hidrol?gicos superficiais.
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Análise do Assoreamento de um Pequeno Reservatório: Estudo de caso Açude Boqueirão, Aiuaba, CE / Sedimentation analysis of a small reservoir: Case study reservoir Boqueirão, Aiuaba, CearáLima, Yuri Castro Ponciano January 2010 (has links)
LIMA, Yuri Castro Ponciano. Análise do Assoreamento de um Pequeno Reservatório: Estudo de caso Açude Boqueirão, Aiuaba, CE. 2010. 84 f. Dissertação (Mestrado em engenharia agrícola)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2010. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-06-28T19:35:33Z
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Previous issue date: 2010 / The multiplication of the number of small reservoirs in the semiarid northeastern causes a considerable impact on water availability of medium and large river basins, thus becoming a hindrance to good management of this resource. Moreover, the small damming has an important role in the retention of sediments from the erosion of the basin, minimizing the impacts to the accumulation of sediment in strategic reservoirs, and the consequent reduction in water availability. We have analyzed the sedimentation of the Boqueirão reservoir, located in the Experimental Basin of Aiuaba - BEA, through studies of bathymetry, hydrosedimentological assessment in the watershed and characterization of the deposited material and its distribution in the reservoir. The silting of the reservoir was calculated as the difference between bathymetry of 2003 and 2009 and, by regression, we estimated the sedimentation since 1934, the time of its construction. Five trenches were made along the slope of the hydraulic basin, allowing to assess the silting of the reservoir through soil parameters. Finally, the retention efficiency of the reservoir was determined by the ratio of sedimentation estimated for the period 1934-2009 and sediment yield obtained by the hydrosedimentological model Hidrosed - 1. The sedimentation mass was calculated as 3613 t for the period of 76 years. We obtained a value of 6.5% organic matter content as the threshold between the material of original material and the silting material. According to our analysis, only 7% of the sediment yield of basin are retained in the outlet reservoir. Therefore, it is concluded that the annual volume of reservoir sedimentation is the order of 0.056%, with a reduction in the accumulation capacity of the reservoir of 4.5% since the time of its construction. It also shows the content of organic matter as a good indicator of siltation of the reservoir, as the silted assessed using the organic matter threshold (6.5%) was only 15% higher than that obtained by bathymetry. The low retention efficiency might be explained by the low volume-catchment area ratio, suggesting that much of the sediment that is produced in the basin is exported through its outlet during the extreme runoff events. / A multiplicação da quantidade de pequenos reservatórios no semiárido nordestino provoca um impacto considerável na disponibilidade hídrica das médias e grandes bacias hidrográficas, tornando-se assim, um impeditivo no bom gerenciamento deste recurso. Por outro lado, a pequena açudagem tem um importante papel com a retenção de sedimentos oriundos da erosão da bacia hidrográfica, fazendo com que haja a minimização dos impactos causados com o acumulo de sedimento nos reservatórios estratégicos, causadora da conseqüente redução na disponibilidade de água. Desta forma, buscou-se analisar o assoreamento do açude Boqueirão, situado na Bacia Experimental de Aiuaba – BEA, através de estudos de batimetria, avaliação hidrossedimentológica na bacia hidrográfica e a caracterização do material depositado e sua distribuição no reservatório. O assoreamento do reservatório foi calculado pela diferença entre as topobatimetrias de 2003 e 2009, e através de regressão linear, avaliou-se o assoreamento desde 1934, época de sua construção. Cinco trincheiras foram feitas ao longo do talude da bacia hidráulica do reservatório, permitindo avaliar o seu assoreamento açude através de parâmetros do solo. A eficiência de retenção do reservatório foi determinada através da razão entre o assoreamento estimado no período de 1934 a 2009 e a produção de sedimentos obtida pólo modelo hidrossedimentológico Hidrosed – 1. O assoreamento volumétrico foi calculado em 3.613 t para o período de 76 anos. Obteve-se valor de 6,5 % de teor de matéria orgânica como sendo o limiar entre o material de assoreamento e o material original do terreno. Salienta-se ainda que apenas 7 % do material de assoreamento que foi produzido pela bacia hidrográfica ficaram retidos em seu exutório. Portanto, conclui-se que o assoreamento volumétrico anual do reservatório é da ordem de 0,056 %, causando uma redução na capacidade de acumulação do reservatório de 4,5 % desde a época de sua construção até os dias atuais. Evidencia-se, ainda, o teor de matéria orgânica como um bom indicador do assoreamento do reservatório: o volume assoreado, considerando-se como tal o solo com teor de matéria orgânica maior que 6,5%, foi apenas 15% superior ao obtido através de batimetria. A eficiência de retenção baixa pode ser explicada pela reduzida razão entre o volume do reservatório e sua bacia hidrográfica. Isto sugere que grande parte do sedimento que é produzido na bacia é exportado além do exutório através de eventos fluviométricos extremos.
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Processos hidrossedimentológicos e conectividade em bacia semiárida: modelagem distribuída e validação em diferentes escalas / Hydrossedimentologic processes and connectivity in a semiarid catchment: distributed modelling and validation at different scalesMedeiros, Pedro Henrique Augusto 28 September 2009 (has links)
MEDEIROS, P. H. A. Processos hidrossedimentológicos e conectividade em bacia semiárida: modelagem distribuída e validação em diferentes escalas. 2009. 165 f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil: Recursos Hídricos) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2009. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2016-04-28T16:38:06Z
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Previous issue date: 2009-09-28 / Water deficit in semiarid regions, such as the Northeastern Brazil, is a major limiting factor to economic development, with serious social consequences. To ensure the conservation of the available water resources, it is essential to control the human activities that impact negatively on water availability. For instance, uncontrolled soil use and improper agricultural practices, tend to intensify erosion and sediment transport processes, with direct impacts on water availability. Reservoirs siltation causes a reduction of the storage capacity and, hence, of the ability to supply water with high reliability. Sediment input to water bodies also contributes to water quality degradation, by increasing turbidity, which results in a reduction of the concentration of dissolved oxygen, and nutrient enrichment. In addition, soil erosion is a major factor of environmental degradation, causing the loss of nutrients of the top soil layers. Therefore, an accurate assessment of sediment fluxes along its pathway is essential for the identification of potentially erosive areas and regions where deposition processes predominate. For such estimation, a good understanding of the conditions of sediment transport through and between the different catchment compartments is necessary. The potential for movement of the soil particles within the system, denominated connectivity in sediment transport, stands out as a determining factor for the understanding and estimation of the flow of solid mass. In order to evaluate the effect of connectivity on sediment yield in the semiarid region of Brazil, a hydrosedimentological simulation of the Benguê meso-scale catchment (Ceará, Brazil) was carried out with the WASA-SED model. It was found that, in general, water balance in the soil matrix determinates the conditions for runoff generation in the study area: although there is a predominance of surface runoff initiation by Hortonian process, in the catchment scale, excess precipitation is observed only in events of great magnitude or sequences of rain events, when hydrological connectivity is high. Thus, the transport conditions limit sediment yield, generating very similar spatial patterns of runoff and sediment yield. At the catchment scale, the spatial pattern of connectivity was strongly related to soil hydraulic properties, while topographic characteristics played a more important role in sediment transport at the finer scale. The simulation of specific features of semiarid regions by the WASA-SED model, such as Hortonian-type flow, downstream re-infiltration of surface runoff, lateral flow redistribution and dense network of reservoirs, allowed a satisfactory estimate of both water and sediments fluxes in the Benguê catchment (933 km ²), as well as in the Aiuaba sub-basin (12 km ²). A more rigorous test was performed with the technique of Cesium-137 as a tracer of soil erosion/deposition. A comparison between modelled and measured (with 137Cs) values in a representative hillslope showed good correlation between the values. Even though it is a local result, this comparison indicates that the WASA-SED model must be able to simulate sediment fluxes satisfactorily also in the hillslope scale / A deficiência hídrica em regiões semiáridas, como o Nordeste do Brasil, representa um dos principais fatores limitantes ao desenvolvimento econômico, com graves consequências sociais. Para garantir a conservação dos recursos hídricos disponíveis, é imprescindível o controle de ações antrópicas que impactem negativamente a disponibilidade hídrica. Por exemplo, a ocupação desordenada do solo e a utilização de práticas inadequadas na agricultura intensificam a erosão e o transporte de sedimentos, interferindo diretamente na disponibilidade hídrica. O assoreamento de reservatórios causa a redução de sua capacidade de armazenamento e, consequentemente, sua capacidade de regularizar vazões com elevada garantia. O aporte de sedimentos a mananciais contribui também para a degradação da qualidade da água, através do aumento da turbidez, o que provoca a redução da concentração de oxigênio dissolvido, e do enriquecimento de nutrientes. Adicionalmente, a erosão do solo é um dos principais fatores de degradação ambiental, provocando a perda de nutrientes das camadas superficiais de solo. Portanto, uma avaliação precisa dos fluxos de sedimento ao longo de sua trajetória é imprescindível para a identificação de áreas potencialmente erosivas e de locais onde predominam processos de deposição. Para isso, faz-se necessário o conhecimento das condições de transporte dos sedimentos através e entre os diferentes compartimentos da bacia hidrográfica. O potencial de movimento de uma partícula no sistema, denominado de conectividade no transporte de sedimentos, destaca-se como fator determinante para a compreensão e estimativa dos fluxos de massa sólida. De forma a se avaliar o efeito da conectividade sobre a produção de sedimentos na região semiárida do Brasil, realizou-se simulação hidrossedimentológica da bacia hidrográfica de meso-escala do açude Benguê, Ceará, utilizando-se o modelo WASA-SED. Constatou-se que, de um modo geral, o balanço de água no solo determina as condições de geração de escoamento na região de estudo: muito embora haja uma predominância de iniciação do escoamento superficial por processo Hortoniano, na escala de bacia hidrográfica o excesso de precipitação é percebido somente em eventos de grande magnitude ou após sequências de eventos chuvosos, quando a conectividade hidrológica é elevada. Assim, as condições de transporte limitam a produção de sedimentos, gerando padrões espaciais muito semelhantes de escoamento superficial e de produção de sedimentos. Na escala de bacia hidrográfica, o padrão espacial de conectividade mostrou-se fortemente relacionado a características hidráulicas do solo, enquanto que na escala de vertente, características topográficas locais desempenharam um papel mais importante no transporte de sedimentos. A simulação de características específicas do semiárido pelo modelo WASA-SED, tais como escoamento do tipo Hortoniano, reinfiltração a jusante, redistribuição lateral de escoamento e densa rede de reservatórios, permitiu a estimativa satisfatória dos fluxos de água e sedimentos tanto na bacia do Benguê (933 km²) como na sub-bacia de Aiuaba (12 km²). Um teste mais rigoroso foi realizado com o uso da técnica de Césio-137 como traçador de erosão/deposição de sedimentos. A comparação entre valores modelados e medidos com 137Cs em uma vertente representativa demonstrou boa correlação entre os valores. Apesar de se tratar de um resultado local, tal comparação indica que o modelo WASA-SED simule os fluxos de sedimento de maneira satisfatória também na escala de vertente
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Análise de cenários de produção de sedimentos na relação oferta-demanda hídrica da Barragem Bocaina - PILÓPEZ GIL, Margarita Maria 30 January 2017 (has links)
Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-09-20T22:06:22Z
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Previous issue date: 2017-01-30 / CAPES / Nas regiões de grande carência hídrica, as barragens servem para garantir as vazões necessárias aos diversos usos previstos para as mesmas. Estas estruturas também são um meio artificial de retenção de sedimentos provocando ao longo do tempo, assoreamento no lago, redução da sua vida útil e, consequentemente, o comprometimento do atendimento às demandas estabelecidas naquelas fontes hídricas. Nos estudos de disponibilidade hídrica de reservatórios, trabalha-se geralmente com volumes disponíveis não reais já que estes são estimados como uma parcela da capacidade total sem levar em consideração o efeito da sedimentação. Este estudo teve como objetivo analisar relações "oferta - demanda hídrica" para a Barragem Bocaina, localizada no semiárido piauiense - Brasil, a partir de cenários de produção de sedimentos na sua bacia. Para atingir o objetivo proposto foi estimado o estágio atual do assoreamento do reservatório a partir de levantamento batimétrico existente; calculada a produção de sedimentos utilizando a Equação Universal da Perda de Solos (USLE), associada ao aporte de sedimentos (SDR) e ao índice de retenção de sedimentos no reservatório. Com o auxilio do modelo de rede de fluxo Acquanet foram contabilizadas as demandas hídricas atuais e futuras em torno à barragem e simuladas as vazões operacionais fornecidas para atendimento a essas demandas com 100%, 90% e 80% de garantia, para várias condições de volume armazenado no reservatório no início do fornecimento e para cada cenário de produção de sedimentos. O potencial erosivo da bacia foi estimado em 13,54 ton.ha⁻¹.ano⁻¹ e a taxa de aporte de sedimentos (SDR) em 12,4%, resultando em uma produção de sedimentos em torno de 1,68 t.ha⁻¹.ano⁻¹..A baixa SDR provavelmente se deva a uma baixa conectividade entre a distribuição (espacial e temporal) da produção de sedimentos e a rede fluvial da bacia, fato não comprovado por não ter sido avaliado neste estudo. A taxa de assoreamento estimada para a barragem Bocaina foi de 0,12Mm³/ano, inferior a valores encontrados em estudos de regiões semiáridas similares. Os volumes de sedimento retido no reservatório, simulados para cada cenário, resultaram em volumes úteis acima de 89% da capacidade do reservatório, o que indica que as demandas não estarão comprometidas se os volumes de água armazenados forem suficientes. A análise do balanço "Oferta x demandas hídrica" mostra, de forma geral, que o volume de sedimentos simulados nos três Cenários impactará na disponibilidade hídrica do reservatório quando os volumes de água armazenados no início da operação forem < 40 % da capacidade do reservatório para o horizonte de 2025 e < 60% da capacidade do reservatório para o horizonte de 2040, com exceção da demanda de irrigação, que no Cenário II, até 2025, será fornecida com 100% de garantia se o volume do reservatório no início do operação for > 50%. Neste estudo é sugerido um fluxograma de operação do reservatório, como subsídio ao planejamento do atendimento das demandas hídricas atuais e futuras da bacia. / In large water scarcity regions, dams are used for to guarantee the necessary flows to the different uses foreseen for them. This kind of structures are also an artificial means of sediment retention, causing, over time, the lake sedimentation, the reduction of its lifespan and, consequently, risking the water demands attendance established in those water sources. In reservoir water availability studies, generally, are worked non-real available volumes, cause these are estimated as a portion of the total capacity without taking into account the effect of sedimentation. The objective of this study was to analyze relationships "water supply - demands" for the Bocaina Dam, located in the semi-arid region of Piauí-Brazil, based on sediment production scenarios from its basin. In order to reach the proposed objective, was estimated the current stage of reservoir siltation from the existing bathymetric survey; was calculated the sediment yield using the Universal Soil Loss Equation (USLE), associated to the Sediment Delivery Rate (SDR) and to the sediment retention index in the reservoir. With the help of Acquanet flow network model, current and future water demands around the dam were counted and the operational flows provided to supply these demands were simulated with 100%, 90% and 80% of guarantee for several volume conditions stored in the reservoir at the beginning of the supply for each sediment production Scenario considered. The erosive potential of the basin was estimated at 13.54 ton.ha⁻¹.year⁻¹ and the sediment supply rate (SDR) of 12.4%, resulting in a sediment yield around of 1.68 t. The low SDR is probably due to low connectivity between the (spatial and temporal) distribution of sediment production and the basin fluvial network, a fact not proven because it was not evaluated in this study. The sedimentation rate estimated for the Bocaina dam was 0.12Mm³/year, slightly below the values found in studies of similar semi-arid regions. The sediment volumes retained in the reservoir, simulated for each scenario, resulted in useful volumes above 89% of the reservoir capacity, which indicates that the demands will not be compromised if the volumes of stored water are enough. The analysis of the balance "supply - water demands", shows in a general way, that the simulated sediment volumes in the three Scenarios will impact on the reservoir's water availability when the water volumes stored, at the beginning of the operation, are < 40% of the reservoir capacity for the 2025 horizon and < 60 % of the reservoir capacity for the 2040 horizon, except irrigation demand, which in Scenario II, by 2025, will be supply with 100% guarantee if the reservoir volume at the start of the operation is > 50%. In this study it is suggested a flow diagram of the reservoir operation, as a subsidy to the planning of the current and future water demands of the basin.
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Produção de sedimentos em diferentes escalas espaciais: o caso da bacia do rio Jaguaribe-Ce / Sediment yield in different spatial scales: The case of Jaguaribe River Basin-CEPinheiro, Everton Alves Rodrigues January 2013 (has links)
PINHEIRO, Everton Alves Rodrigues. Produção de sedimentos em diferentes escalas espaciais: o caso da bacia do rio Jaguaribe-Ce. 2013. 78 f. Dissertação (Mestrado em engenharia agrícola)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2013. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-06-21T17:55:30Z
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Previous issue date: 2013 / Erosion, transport and sediment deposition are environmental issues that affect society, mainly due to the decrease in agricultural production, decreased storage capacity of reservoirs, the intensification of desertification processes, the occurrence of floods and reduction of water availability. The current trend of the hydrosedimentological studies is addressing large scale in order to generate results with implications to planning of basins. Therefore, the monitoring and hydrosedimentological analysis of the sub-basins are of great importance for the understanding of local processes, in addition, these studies when consistently, become part of the database of investigations that cover large systems, in some situations, the global scale. The objective of this research is to study the specific sediment yield in the Jaguaribe River Basin (JRB), with the proposal to examine the relationship between this variable and the drainage area in order to identify if the data have an allometry trend with the spatial scale. The specific sediment yield data were obtained from primary and secondary sources, covering different measurement methods and a wide range of areas (6.8 x 10-5 km² to 4.8 x 104 km²). The primary data were originated from an automated hydrosedimentological section, monitoring of hillslope by erosion pins and reservoirs bathymetric surveys. Secondary data were originated from previous investigations conducted in several sub-basins of the Jaguaribe River, also contemplating different measurement methods and scales. The results of this research show that: (i) the calibration of the turbidimeter by sediment re-suspension method was shown to be as a reasonable alternative to semiarid conditions. Improvement at timescale of the sedimentological measures by turbidity allowed a more representative analysis of the suspended sediment concentration dynamics at studied control section; (ii) average specific sediment yield of the JRB was 347 t km-2 yr-1, the least was 1.1 t km-2 year-1 and the maximum was 1,340 t km-2 year-1; (iii) the attributes erosivity, geology and vegetation cover, when analyzed separately, didn’t induce any clear relationship between specific sediment yield and drainage area. However, the watersheds with vegetation cover over 80% had an average sediment yield of 139 t km-2 year-1, while those with vegetation cover less than 40% achieved an average of 545 t km-2 year-1, showing the importance of vegetation in reducing soil detachment and sediment transport; (iv) the present study indicated that the relationship between sediment yield and drainage area of the Jaguaribe River, with positive allometry to areas up to 400 km², did not follow the regular pattern established by the data of many rivers in the world. Saved better judgment, the positive allometry found in this study is novel to with not-glacial behavior regions; (v) the positive allometry found in this research may be interpreted that the Depressão Sertaneja, the main geomorphological unit in the JRB, is still in adjustment phase, where the erosion processes responsible for the leveling of the surface are contributing to increase sediment yield up to certain scale. Above the area (400 km²) at which specific sediment yield begins decreased, the process of sediment deposition becomes dominant upon production and transport processes. / A erosão, o transporte e a deposição de sedimentos são questões ambientais que afetam a sociedade, principalmente devido ao decréscimo da produtividade agrícola, à diminuição da capacidade de armazenamento dos reservatórios, à intensificação dos processos de desertificação, à ocorrência de inundações e à redução da disponibilidade hídrica. A tendência atual dos estudos hidrosedimentológicos é abordar grandes escalas, a fim de gerar resultados com implicações para o planejamento das bacias hidrográficas. Porém, o monitoramento e a análise hidrosedimentológica de sub-bacias são de grande importância para o entendimento dos processos locais. Além disso, esses estudos, quando consistentes, se tornam parte do banco de dados das investigações que englobam os grandes sistemas, em algumas situações, a escala global. Objetiva-se com esta pesquisa estudar a produção específica de sedimentos na Bacia do Rio Jaguaribe (BRJ), com a proposta de analisar as relações entre esta variável e a área de drenagem, a fim de identificar se os dados possuem alometria com a escala espacial. Os dados de produção de sedimentos foram obtidos de fontes primárias e secundárias, contemplando diferentes métodos de medição e larga faixa de áreas (6,8 x 10-5 km² a 4,8 x 104 km²). Os dados primários advieram do monitoramento de uma seção hidrosedimentológica automatizada, monitoramento de uma encosta por pinos de erosão e batimetrias de reservatórios. Os dados secundários foram originados de investigações anteriores conduzidas em diversas escalas de sub-bacias do Rio Jaguaribe, também contemplando diferentes métodos de medição. Os resultados encontrados por esta pesquisa mostram que: (i) a calibração do turbidímetro por meio da resuspensão de sedimentos se mostrou uma alternativa plausível para as condições semiáridas. A melhoria da escala temporal no monitoramento sedimentológico através das medidas de turbidez permitiu uma análise mais representativa da dinâmica da concentração de sedimentos suspensos da seção estudada; (ii) a produção de sedimentos média da BRJ foi de 347 t km-2 ano-1, mínimo de 1,1 t km-2 ano-1 e máximo de 1.340 t km-2 ano-1; (iii) os atributos erosividade, geologia e cobertura vegetal, quando analisados separadamente, não induziram a nenhuma relação clara entre a produção específica de sedimentos e a área de drenagem. Porém, as bacias com cobertura vegetal acima de 80% tiveram uma média de produção de sedimentos de 139 t km-2 ano-1, enquanto aquelas com cobertura inferior a 40% obtiveram média de 545 t km-2 ano-1, evidenciando a importância da vegetação na redução da desagregação do solo e transporte de sedimentos; (iv) o presente estudo indicou que a relação entre produção de sedimentos e área de drenagem do Rio Jaguaribe, com alometria positiva para áreas de até 400 km², não seguiu o padrão regular estabelecido pelos dados de muitos rios do mundo. Salvo melhor juízo, a alometria positiva encontrada por este trabalho é inédita para regiões não glaciais; (v) a alometria positiva encontrada por esta pesquisa pode ser um indicativo de que a Depressão Sertaneja, unidade geomorfológica principal da BRJ, ainda está em fase de ajustamento, ou seja, os processos de erosão responsáveis pelo aplainamento da superfície estariam contribuindo para o aumento da produção de sedimento até uma determinada faixa de escala. A partir da área (400 km²) na qual se inicia o decaimento da produção de sedimento, os processos de deposição dos sedimentos passam a ser dominantes sobre os processos de produção e transporte.
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Modelagem do aporte de sedimentos aplicada à bacia hidrográfica contribuinte da PCH Costa Rica (MS) e proposta de mitigação do assoreamento / Modeling of sediment delivery applied to the watershed of SHP Costa Rica (MS) and a siltation mitigation proposalZanella, Bruno Pavanelli [UNESP] 28 January 2016 (has links)
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Previous issue date: 2016-01-28 / Fundação para o Desenvolvimento da UNESP (FUNDUNESP) / A avaliação do potencial de produção de sedimentos de uma bacia hidrográfica contribuinte de uma hidrelétrica é de extrema importância para a análise da viabilidade de implantação de uma planta geradora, sobretudo quando se trata de uma Pequena Central Hidrelétrica (PCH), pois o assoreamento pode comprometer a longevidade do empreendimento. Este estudo teve como objetivo aplicar e avaliar modelos de predição de aporte de sedimentos na bacia hidrográfica contribuinte da PCH Costa Rica, no Estado de Mato Grosso do Sul, gerados pelos softwares SWAT e InVEST. A bacia contribuinte desta PCH, com aproximadamente 1.200km², é integrante da bacia do Alto Rio Sucuriú, e apresenta escassez de dados de séries históricas de hidrologia e sedimentologia. A modelagem pelo software SWAT e InVEST permitiu verificar que a produção de sedimentos ocorre em altas taxas na bacia contribuinte desta PCH. A perda total de solo nesta bacia obtida pelo InVEST foi de 19,23 Mg ha-1 ano-1 (2.392.353,10 Mg ano-1), superior em 2,2 vezes o valor gerado pelo software SWAT, de 8,54 Mg ha-1 ano-1 (1.062.402,15 Mg ano-1). O total de sedimentos que efetivamente chega ao canal de adução da PCH Costa Rica estimada pelo InVEST foi de 100.674,20 Mg ano-1 de sedimentos, enquanto o SWAT apresentou um total 10,43 vezes superior (1.049.521,72 Mg ano-1). A diferença obtida entre os dois modelos pode ser atribuída às peculiaridades de cada software, sendo utilizada no InVEST, a relação máxima do aporte de sedimento definida em 80% que não é aplicada no SWAT representa a capacidade máxima de retenção possível em cada célula. A modelagem da perda de solo em bacias hidrográficas realizada pelos softwares SWAT e InVEST mostrou-se promissora, com elevada correlação entre si e com o Método de Einsten Modificado. Estes sedimentos são carreados e se acumulam nos cursos d’água, gerando problemas operacionais para esta PCH, que necessita de dragagem constante para permitir o funcionamento do empreendimento, gerando custos que não foram previstos na concepção do projeto. Diante deste cenário foi proposta a recomposição vegetal das áreas degradadas por processos erosivos intensos, com a utilização de biotecnologia, em sistema de plantio direto de espécies nativas do Cerrado em consórcio com leguminosas inoculadas com rizóbio. A simulação do InVEST para o cenário futuro com recomposição vegetal de 13,78 km2 das APPs hídricas desta bacia gerou uma redução na produção de sedimentos de 6.464,99 Mg ano-1, demonstrando que a adoção de práticas conservacionistas pelos produtores da bacia contribuinte da PCH Costa Rica pode amenizar os processos erosivos, aumentar a capacidade produtiva dos solos e diminuir os custos desta hidrelétrica com o desassoreamento do canal de adução. / The evaluation of sediment production potential in a hydroelectric watershed is extremely important for the deployment of assessing the feasibility of a generating plant, especially in the case of a Small Hydroelectric Plant (SHP) because the sediment deposition may compromise the longevity of the project. This study aimed to implement and evaluate sediment delivery prediction models in the watershed of SHP Costa Rica in the state of Mato Grosso do Sul, generated by SWAT and InVEST software. The basin of this SHP, with approximately 1.200km², is an upper portion of the Sucuriú river basin and presenting scarcity of data time series of hydrology and sedimentology. Modeling by SWAT and InVEST software has shown that the production of sediments occurs at high rates in the basin of this SHP. The total soil losses in watersheds of this SHP obtained by InVEST was 19,23 Mg ha-1 ano-1 (2392353,10 Mg ano-1), higher than the value obtained by SWAT software with 8,54 Mg ha-1 ano-1 (1062402,15 Mg ano-1). The sediment that reaches the adduction channel of SHP Costa Rica estimated by InVEST is 100,674.20 Mg year-1 of sediments, while the SWAT has a total 10.43 times higher (1.049.521,72 Mg ano-1). The difference obtained between the two models can be attributed to the peculiarities of each software being used in InVEST, the maximum ratio of sediment contribution set at 80% which is not applied in SWAT is the maximum capacity possible retention in each cell. The modeling of soil loss in river basins performed by SWAT and InVEST software proved promising, with high correlation with each other and the method of Modified Einstein. These sediments are carried and accumulate in streams, creating operational problems for SHP Costa Rica, which requires dredging to allow operation, and generates costs that were not anticipated in the initial project. In this scenario was proposed a plant recovery of degraded areas with the use of biotechnology in no-tillage system of native Cerrado species intercropped with legumes inoculated with Rhizobium. The simulation of InVEST for future scenario with plant recovery of 13.78 km2 of hydric permanent preservation areas in the SHP Costa Rica basin generated a reduction of 6464.99 Mg year-1 in the total loss of sediment in small watersheds. The adoption of conservation practices by farmers of the SHP Costa Rica basin can mitigate the erosive processes, increase the productive capacity of soils and reduce the costs of this hydropower plant with dredging in the adduction channel. / FUNDUNESP: 1886/2011
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Avaliação da produção de sedimentos em eventos chuvosos na Bacia Experimental de São Martinho da Serra / Evaluation of the production of sediments in rainfall events in São Martinho da Serra Experimental BasinSangoi, Raniere Gustavo 19 November 2007 (has links)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The intense use of the soil and natural resources emphasizes the importance of researching fields related to sediment transport and sediment deposition in catchments.
Consequently sediment yield is object of concern in situations regarding the land se and water resources management.
The main objective of this research was to evaluate the sediment yield at Sao Martinho da Serra experimental catchment (region named Lajeado Grande). Such
evaluation was accomplished by monitoring the water resources in the specific region. The field methodology included liquid discharges measurements, rainfall data
collection, suspended sediment and bed material sampling, included tests to determine suspended sediment concentration and particle size distribution for the suspended and bed material. Sediment and flow rating curves were produced to the specific catchment. The largest possible number of rainfall events was monitored during the research period (23/12/2005 a 15/06/2007). The water level and the discharge measurements were carried out upstream and downstream to the studying area. Rainfall data were obtained
from the rain gauge installed next to the area. Six methods were applied to calculate the sediment yield during rainfall events. Such methods were chosen according the
measured data availabilty. The best adjust between sediment yield measured and calculated values was obtained with the application of MUSLE, which was applied by sub-catchments and relates the sediment yield to the observed effective rainfall (Hef). / O intenso uso do solo e recursos naturais em geral, tem mostrado a importância de estudos e pesquisas nas áreas referentes ao transporte e deposição de sedimentos nas
bacias hidrográficas, conseqüentemente a produção de sedimentos é objeto de preocupação em todas as situações referentes à gestão do uso do solo e da água. O principal objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de sedimentos na Bacia experimental de São Martinho da Serra (região chamada arroio Lajeado Grande) através do monitoramento dos recursos hídricos no Município de São Martinho da Serra.
A metodologia utilizada foi medida de descarga líquida no campo, coleta de amostras de sedimentos em suspensão e do material de fundo, coleta e análise de dados de precipitação, análises de laboratório para determinação da concentração de
sedimento em suspensão e, para determinação da distribuição granulométrica do material em suspensão e do material de fundo. Para tanto, foram determinadas as curvas
chave de vazão e de sedimentos nas sessões em estudo. Foi medido o maior numero de eventos possíveis no período estudado (23/12/2005 a 15/06/2007). Com a coleta de
dados nos equipamentos instalados à montante e jusante do local de estudo e com ajuda de um pluviômetro instalado próximo ao local foi possível tirar dados de cota, vazão e
precipitação. Seis métodos de cálculo foram aplicados para determinar a produção de sedimento em eventos chuvosos. Tais métodos foram escolhidos devido a disponibilidade de dados observados e calculados. O método que forneceu melhor ajuste dos resultados calculados aos dados
medidos de produção de sedimento, foi a MUSLE, aplicada por sub-bacias, utilizando a altura e a duração da chuva efetiva observada (Hef).
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Modelagem do escoamento e transporte de sedimentos em parcelas sob chuva simuladaPEREIRA JÚNIOR, Caetano Cláudio 25 February 2011 (has links)
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Previous issue date: 2011-02-25 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The predicted runoff and soil erosion in semiarid basins is essential in planning, management and exploitation of natural resources. Physically based hydrological models that can consider the effects of changes in land use constitute excellent tools to that end. This study has evaluated the model parameters for Kineros2 at Mimoso Representative Basin (BRM) in city of Pesqueira, Pernambuco, through the calibration of numerical simulations, seeking the best representation in the processes involved in the flow. In the study area there are 18 plots, each plot with 1 x 3 m, with different types of vegetation. Each plot received a total of three simulated rainfall, which generated 42 events with production of runoff and sediments. The parameters of water distribution in soil G (capillarity) and similarly the parameter cf, which is on the calculation of erosion by impact of raindrops, were calibrated for each event, until the values of flow production and drained calculated sediment were close enough to the values observed. In this study, the coefficient of determination of Nash-Sutcliffe results for runoff ranged between 0.47 and 0.92, 88% of the analyzed events, with an average value of 0.61. The results of this study can be considered satisfactory, due to the reduced dimensions of the study area low and when compared with other works from literature. / A previsão do escoamento superficial e da erosão do solo nas bacias em regiões semiáridas é indispensável nos processos de planejamento, aproveitamento e gestão dos recursos naturais. Modelos hidrossedimentológicos de base física, que possam considerar os efeitos das mudanças de uso do solo fornecem, através da modelagem dos processos, um excelente meio para esse fim. Esta pesquisa teve com objetivo avaliar os parâmetros do modelo Kineros2 para as parcelas experimentais localizadas na Bacia Representativa do Mimoso (BRM), no Município de Pesqueira, no Agreste de Pernambuco, através da calibração de simulações numéricas, buscando a melhor representação nos processos envolvidos no escoamento. Na área em estudo há 18 parcelas experimentais, sendo cada parcela com 1 x 3 m, com diferentes tipos de cobertura vegetal. Cada parcela experimental recebeu um total de três chuvas simuladas, que geraram 42 eventos, com produção de escoamento superficial e de sedimentos. Os parâmetros de distribuição de água no solo G (capilaridade) e de mesma forma o parâmetro cf, o qual é relativo ao cálculo da erosão por impacto das gotas de chuva, foram calibrados em cada evento, até que os valores da lâmina escoada e a produção de sedimentos calculados se aproximassem dos valores observados. Neste trabalho, o coeficiente de determinação de Nash-Sutcliffe para resultados escoamento superficial variou entre 0,47 e 0,92, em 88% dos eventos analisados, com um valor médio 0,61. Os resultados encontrados neste estudo podem ser considerados satisfatórios, devido ao fato das dimensões da área em estudo serem bastante reduzidos e quando comparados com outros trabalhos da literatura.
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Investigação do escoamento superficial e produção de sedimentos em bacia representativa do semiáridoSILVA JÚNIOR, Valdemir de Paula e 27 July 2007 (has links)
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Previous issue date: 2007-07-27 / Water erosion is one of the main processes responsible for soil physical degradation, since, break up and carries the particles with greater ease. The characteristics of the quantity of sediment transported to the rivers, besides informing about the behavior of the watershed, have great relevance to the maintenance of ecosystems, planning and utilization of water resources in a region, or to verify the viability of human intervention to supply or irrigation, or for design of hydraulic works. The present study was to evaluate the hydrological and sedimentological characteristics basin of the Mimoso rivulet, semiarid in Pernambuco in the city of Pesqueira, with a total area of 124.36 km ² and a concentration time of 3.49 hours. The experimental watershed of the creek showed Mimoso hydrological responses with high peak flows, with values of 13.17 m³ s-1. The production of suspended solid discharge Mimoso Creek, was a minimum of 0.063 t dia-1 and a maximum of 954.38 t dia-1 for the year 2009 and a minimum of 0.118 t dia-1 and a maximum of 908.2 t dia-1 in 2010. / A erosão hídrica é um dos principais processos responsáveis pela degradação física do solo, uma vez que desagrega e transporta as partículas com maior facilidade. As características de quantidade dos sedimentos transportados aos rios, além de informar sobre o comportamento da bacia hidrográfica, apresentam grande relevância para a manutenção de ecossistemas, planejamento e aproveitamento dos recursos hídricos de uma região, seja para análise de viabilidade de intervenção antrópica para abastecimento ou irrigação, ou para dimensionamento de obras hidráulicas. O presente trabalho teve como objetivo avaliar as características hidrossedimentológicas da bacia hidrográfica do Riacho Mimoso, no semiárido pernambucano, no município de Pesqueira, com uma área total de 124,36 km² e um tempo de concentração de 3,49 horas. A bacia experimental e representativa do Riacho Mimoso apresentou respostas hidrológicas com altos picos de vazão, com valores de até 13,17 m³ s-1. A produção de descarga sólida em suspensão do Riacho Mimoso, foi de um mínimo de 0,063 t dia-1 e um máximo de 954,38 t dia-1, para o ano de 2009 e um mínimo de 0,118 t dia-1 e um máximo de 908,2 t dia-1, em 2010.
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Caracterização hidrossedimentométrica de uma pequena bacia hidrográfica e balanço sedimentométrico no reservatório do Vacacaí Mirim / Characterization hydrossedimentológical of the small watershed and sediment budgets in reservoir Vacacaí MirimTeixeira, Laís Coelho 20 August 2015 (has links)
Fundação de Amparo a Pesquisa no Estado do Rio Grande do Sul / The sediment yield causes a number of problems, and among them stands out silting of rivers and reservoirs, and contamination of surface water. Sediments result from the processes of erosion, transport, storage and compression. They depend on the physical characteristics of the watershed, as well as soil use and land cover. To study the sediment yield of a river is important to estimate the amount and origin of the sediments transported and deposited in a watershed. Therefore, it is possible to obtain knowledge about the unit of study, which leads to better planning and use of water resources. From liquid and solid discharge measurements in a river section, and conducting a sedimentometrical balance in Vacacaí Mirim reservoir, located at Santa Maria, Rio Grande do Sul, Brazil, the objective of this research is to characterize the sediment yield of a small watershed. The methodology was based on two stages: the first one was about the sedimentometrical characterization of the study area, and it was carried out between January and November of 2014, with the continuous monitoring of flow and sediments in fluviossedimentometrical station João Goulart, whose laboratory samples were also characterized and had their sediment concentration determined; the second stage was about the execution of sedimentometrical balance in the reservoir with the help of HEC-HMS 4.0 modeling program. Sediment entries, storage and output were checked in Vacacaí Mirim reservoir, which influences the study area. The results for the hydrossedimentometrical monitoring were satisfactory, getting a key curve with determination coefficient of 0.96; sedimentometrical curves ranged from 0.93 to 0.98; concentration ratio between suspended sediment and turbidity was 0.84, being considered acceptable; particle size characteristics were predominantly silt, for suspended material, and sand, for dragged material. Balance calibration for sedimentometrical hydrologic model gave a Nasch-Sutcliffe between 0.13 to 0.53 and 0.44 in validation; about reservoir sediments balance, it was noted and therefore considered that all sediment that enters the reservoir is retained and more sediment is produced downstream thereof mouth of the river it reaches the watershed. / A produção de sedimentos ocasiona uma série de problemas, entre eles destacam-se assoreamento dos rios e reservatórios e contaminação das águas superficiais. Os sedimentos são resultado dos processos de erosão, transporte, depósito e compactação. Dependem das características físicas da bacia hidrográfica e do uso e ocupação do solo. Estudar a produção de sedimentos em um rio é importante para estimar a quantidade e a origem dos sedimentos transportados e depositados em uma bacia hidrográfica, podendo assim, obter conhecimento da unidade de estudo e realizar um melhor planejamento e aproveitamento dos recursos hídricos. O objetivo desta pesquisa é de caracterizar a produção de sedimentos de uma pequena bacia hidrográfica, a partir de medições de descarga líquida e sólida na seção do rio e realizar um balanço sedimentométrico no reservatório do Vacacaí Mirim no município de Santa Maria. A metodologia se baseou em duas etapas: primeira etapa foi à realização da caracterização sedimentométrica da área de estudo com o monitoramento contínuo das vazões e sedimentos na estação fluviossedimentométrica João Goulart no período de janeiro a novembro de 2014 e na determinação da concentração de sedimentos e caracterização das amostras em laboratório; a segunda etapa foi à realização do balanço sedimentométrico no reservatório com o auxílio do programa de modelagem HEC-HMS 4.0 onde foram verificados as entradas, armazenamento e saída de sedimentos no reservatório Vacacaí Mirim que influencia a área de estudo. Os resultados obtidos para o monitoramento hidrossedimentométrico foram satisfatórios, obtendo uma curva-chave com coeficiente de determinação de 0,96; as curvas sedimentométricas variando de 0,93 a 0,98; a relação da concentração de sedimentos em suspensão e a turbidez foi de 0,84 sendo consideradas aceitáveis; as características granulométricas do material em suspensão foi predominante o silte e para o material em arraste foi à areia. Para o balanço sedimentométrico a calibração hidrológica do modelo obteve-se um Nasch-Sutcliffe entre 0,13 a 0,53 e na validação de 0,44; as considerações observadas no balanço de sedimentos no reservatório foram que todo o sedimento que entra fica retido no reservatório e é produzido mais sedimentos a jusante do mesmo que chega até o exutório da bacia.
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