Made available in DSpace on 2014-07-29T15:01:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Thiago Augusto Mendes.pdf: 1579754 bytes, checksum: 97b3cf99f922e3e8f0387617e13d2db4 (MD5) Previous issue date: 2008-08-22 / In spite of Brazil being the country with one of the largest quantities of dams on the planet, there is no study that confront the influence of small dams collapse on major dams. This is very important from a strategic and planning point of view, since much of the energy produced in the country comes from hydroelectric installed in rivers. Althought the hydroelectric sizing is done following strict security techniques, the upstream reservoirs, in most cases are not. This factor leads to great uncertainty about safety of these dams. Thus, this work is important to the development of a methodology able to quantify how small dams affect the safety of large dams. The purpose was set a vulnerability rate to disruption of these small dams, thereby providing data for municipal, state and federal entities about the real situation for granting, construction and operation of dams. The determination of vulnerability rate was made with simulations conducted in the HEC-HMS hydrological model, thereby determining the additional flow from the disruption of dams along the upstream of the dam under study. The study site chosed was the basin of the Meia Ponte river - GO, precisely the Rochedo s hydroelectric, where 30 reservoirs were evaluated for disruption. It was found that the flow that reaches the Rochedo s reservoir, without considering the disruption of reservoirs located upstream (1.222 m³/s) for a return period of 10,000 years is about 31% higher than the flow planned for Rochedo, that is 935 m³/s, as informed by the Energy Company of Goiás (CELG, 2008). The calculated vulnerability rate was 1,31 for a return period of 10,000 years without considering the disruption of the upstream reservoirs and were suitable for a reservoir that was built in the 50's. However the flow that reaches the Rochedo s reservoir, considering the disruption of the upstream reservoirs for a return period of 10,000 years (1.880 m3/s) is much higher than flow considered without disruption of the upstream reservoirs. The calculated vulnerability rate goes to 1,54 for a return period of 10,000 years, wich is considered a high value that deserves care assessment / Apesar do Brasil ser o país com uma das maiores quantidades de barramentos do planeta, não existe um estudo que seja de conhecimento desse autor, que confronte a influência do colapso dos pequenos barramentos sobre grandes represas. Este aspecto é muito importante do ponto de vista estratégico e de planejamento, uma vez que boa parte da energia produzida no país vem das hidroelétricas instaladas em rios. Embora estas hidroelétricas tenham o seu dimensionamento feito seguindo rigorosas técnicas de segurança, os armazenamentos em reservatórios de montante, na maioria dos casos não o são. Este fator leva a uma grande incerteza quanto ao nível de segurança destas barragens. Dessa forma, este trabalho terá importância no desenvolvimento de uma metodologia capaz de quantificar o quanto as pequenas barragens afetam a segurança das grandes barragens. O objetivo foi definir um índice de vulnerabilidade ao rompimento dessas pequenas barragens, ajudando assim os órgãos municipais, estaduais e federais a constatar a real situação para outorga, construção e operação de barragens. A determinação do índice de vulnerabilidade será feita a partir de simulações realizadas com o modelo hidrológico HEC-HMS, determinando assim o acréscimo de vazão proveniente do rompimento das barragens localizadas à montante da barragem em estudo. O local de estudo escolhido foi a bacia hidrográfica do rio Meia Ponte - GO, precisamente a usina hidroelétrica de Rochedo, onde 30 barramentos foram avaliados para o rompimento. Verificou-se que a vazão que chega ao reservatório de Rochedo sem considerar o rompimento dos barramentos localizados à montante (1.222 m³/s) para um período de retorno de 10.000 anos é cerca de 31% maior que a vazão planejada para Rochedo, que no caso é de 935 m³/s, conforme informação fornecida pela Companhia Energética de Goiás (CELG, 2008). O índice de vulnerabilidade calculado foi de 1,31 para um período de retorno de 10.000 anos sem considerar o rompimento dos barramentos à montante, mostrando-se adequado para um reservatório que foi construído na década de 50. Já a vazão que chega ao reservatório de Rochedo, considerando o rompimento dos barramentos à montante para um tempo de retorno de 10.000 anos (1.880 m3/s) é muito superior à vazão considerada sem o rompimento dos barramentos à montante. O índice de vulnerabilidade calculado passa a ser de 1,54, para um período de retorno de 10.000 anos, considerado um valor alto merecendo cuidados de avaliação.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A Ãgua, ao longo da HistÃria, demonstrou ser insumo bÃsico ao desenvolvimento das sociedades. Considerado um bem finito e provido de valor econÃmico, a Ãgua, quando escassa, pode levar a uma sÃrie de disputas. Esses conflitos sÃo comuns em bacias compartilhadas entre dois ou mais estados. No mundo, os conflitos em bacias internacionais, sÃo geralmente solucionados por meio de Tratados Internacionais. Neste trabalho, procurou-se estudar um caso de bacia compartilhada entre dois estados brasileiros, o Cearà e o PiauÃ. Trata-se da bacia do Rio Poti. Esta se encontra inserida, em sua maior parte, no clima semi-Ãrido. E ambos os estados, buscando atender suas demandas e promover o desenvolvimento sÃcio-econÃmico da regiÃo, projetaram novos barramentos para a bacia. O AÃude Castelo do Piauà com 2.636,9 hmÂ, a ser construÃdo no municÃpio homÃnimo, encontra-se a jusante dos trÃs reservatÃrios previstos para o CearÃ. SÃo eles o Fronteiras, o InhuÃu e o Lontras com capacidade de 991,70 hmÂ, 320,86 hm e 134,70 hmÂ, respectivamente. Como jà se encontram em operaÃÃo no Cearà oito reservatÃrios a montante da seÃÃo de controle do Castelo do PiauÃ, trÃs questÃes se colocam â (1) como se comportarà o sistema ao ser acrescido de mais quatro reservatÃrios na bacia?; (2) que capacidades mÃximas devem ser adotadas, para que os projetos sejam bem dimensionados? e (3) qual a configuraÃÃo do sistema que representa a distribuiÃÃo de Ãgua mais justa e eqÃitativa possÃvel? Procurou-se responder a esses questionamentos atravÃs da formulaÃÃo de diversos cenÃrios hidrolÃgicos que foram simulados para anÃlise do desempenho do sistema e dos reservatÃrios individualmente e da apresentaÃÃo de sugestÃes que se configuraram nas melhores opÃÃes em termos de eficiÃncia hÃdrica diante dos critÃrios de eqÃidade apresentados.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Os Modelos da Onda CinemÃtica e da Onda Difusiva foram aplicados em um rio natural, para estudar a propagaÃÃo de uma onda de cheia neste corpo hÃdrico. Esses modelos sÃo derivaÃÃes do Modelo da Onda DinÃmica, a partir de simplificaÃÃes nas EquaÃÃes de Saint Venant, onde alguns termos sÃo desprezados. No processo de soluÃÃo das equaÃÃes diferenciais, pertinentes aos modelos, foi usado o MÃtodo das DiferenÃas Finitas, sendo que o esquema de aproximaÃÃo explicita foi aplicado para a onda cinemÃtica, enquanto que o esquema de aproximaÃÃo implÃcita foi aplicado para a onda difusiva. Para esta pesquisa, um programa computacional, em linguagem FORTRAN, foi desenvolvido e permitiu que viÃrias simulaÃÃes fossem realizadas, para diferentes cenÃrios encontrados nos rios naturais. Estudos para verificar a sensibilidade dos modelos, com respeito aos parÃmetros hidrÃulicos da bacia, foram realizados. TambÃm foi verificada a influÃncia da linearizaÃÃo das equaÃÃes diferenciais, que compÃem os modelos, nÃs cÃlculos das variÃveis de controle. Os resultados mostraram que o modelo da onda cinemÃtica à mais sensÃvel ao coeficiente de rugosidade das paredes do canal, enquanto que o modelo da onda difusiva à mais sensÃvel para parÃmetros da declividade de fundo do canal, onde este parÃmetro atua diretamente no processo de amortecimento da onda em propagaÃÃo. Os resultados mostraram ainda que, para os cenÃrios usados nas simulaÃÃes, o processo de linearizaÃÃo das equaÃÃes diferenciais nÃo afeta, consideravelmente, a soluÃÃo dos modelos.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Os estudos realizados na Ãrea de Recursos HÃdricos sÃo geralmente modelos que precisam de dados fÃsicos e topogrÃficos que tradicionalmente sÃo obtidos nos mapas ou com pesquisas de campo. Recentemente, estas informaÃÃes estÃo sendo agregadas diretamente em Sistema de InformaÃÃo GeogrÃfica (SIG) devido aos avanÃos tecnolÃgicos desenvolvidos por estes sistemas e Ãs contÃnuas melhorias em modelo digital de terreno. Atualmente, esforÃos tÃm sido realizados para desenvolver interfaces em SIG que dÃem suporte ao trabalho de projetistas de sistemas de abastecimento de Ãgua e, tambÃm, constata-se a existÃncia de trabalhos com modelos hidrÃulicos aliados a SIG. Tendo em vista os avanÃos em tecnologia de software de SIG, esta pesquisa pretende mostrar a viabilidade do uso de Sistema de InformaÃÃo GeogrÃfica aplicado ao dimensionamento hidrÃulico de sistemas de abastecimento de Ãgua sob pressÃo atravÃs do desenvolvimento e aplicaÃÃo de uma interface incorporada a um SIG reconhecido internacionalmente pela comunidade cientÃfica que trabalha com dados espaciais (ArcMap) que utiliza rotinas do simulador hidrÃulico EPANET, permitindo, assim, a comunicaÃÃo entre estas duas tecnologias. Esta interface tem como importÃncia o fato de ter sido construÃda com ArcObjects (mesma plataforma de desenvolvimento da famÃlia de aplicativos ArcGIS Desktop do Environmental Systems Research Institute â ESRI); tem como caracterÃstica uma fÃcil interaÃÃo para digitalizar componentes hidrÃulicos por coordenadas, permitindo, assim, uma aproximaÃÃo de um modelo em anÃlise de uma situaÃÃo real, dimensionar componentes do sistema, fornecer informaÃÃo relacionada à operaÃÃo do sistema, selecionar opÃÃes de simulaÃÃo hidrÃulica, carregar o layout do sistema na Ãrea de trabalho do EPANET, visualizar a descriÃÃo-base do sistema, mostrar o relatÃrio da Ãltima simulaÃÃo, alterar duraÃÃo da simulaÃÃo, alterar diÃmetros de tubulaÃÃo, desfazer ediÃÃo de diÃmetros, gerar novo relatÃrio, visualizar os dados hidrÃulicos dos componentes apÃs cada simulaÃÃo, alterar componentes hidrÃulicos, mover componentes para coordenadas apropriadas, entre outros; tem como objetivo facilitar as atividades do projetista de sistema de distribuiÃÃo de Ãgua, dando, portanto, continuidade ao estudo de modelos hidrÃulicos aliados a ferramentas de geoprocessamento; tem, enfim, a possibilidade de ser continuamente melhorada para atender Ãs novas exigÃncias do projetista de redes de abastecimento de Ãgua. / The studies in water resources are models that need data gotten in the maps or research of field. Recently, these information are being added directly in Geographic Information System (GIS) due to the technological advances developed by these systems and to the continuous improvements in digital land model. Currently, efforts have been carried through to develop interfaces in GIS that give support to the work of designers of systems of water supply and, also, evidence it existence of works with hydraulical models allies the GIS. In view of the advances in technology of GIS software, this research it intends to show the viability of the use of GIS applied to the hydraulical sizing of systems of water supply under pressure through the development and application of a connected interface to the ArcMap that uses routines of hydraulical simulator EPANET, allowing, thus, the communication between these two technologies. This interface has as importance the fact to have been constructed with ArcObjects (same platform of development of the family of applications ArcGIS Desktop of the Environmental Systems Research Institute - ESRI); it has as characteristic an easy interaction to sketch hydraulical components through coordinates, allowing, thus, an approach of a model in analysis of a real situation, sizing of components of the system, to supply related information to the operation of the system, to select options of hydraulical simulation, to load the layout of the system in the area of work of the EPANET, to visualize the description-base of the system, to show the report of the last simulation, to visualize hydraulical data of the components each simulation, to modify hydraulical components, to move components for appropriate coordinates, among others; it has as objective to facilitate the activities of the designer of system of water distribution, giving, therefore, continuity to the study of hydraulical models allies the Geo-processing tools; it has, at last, the possibility of continuously being improved to take care of to the new requirements of the designer of nets of water supply.

Foi procurado se analisar os efetivos impactos econÃmicos e sociais de obras hÃdricas apÃs a sua implantaÃÃo. As obras estudadas foram as adutoras de Cascavel e de Trici-TauÃ, ambas com inÃcio de funcionamento entre 1999 e 2000. O alvo ex-post observado referencia ao quinto ano de funcionamento do sistema adutor. Foram utilizados como balizadores dos impactos sociais o ranking obtido no Ãndice de Desenvolvimento Municipal (IDM), no Ãndice de Desenvolvimento Humano (IDH) e nos Ãndices de Desenvolvimento Social de Oferta (IDS-O) e, de Resultado (IDS-R). Utilizou-se como correÃÃes e anÃlise de ganhos econÃmicos o Ãndice Nacional de Custos da ConstruÃÃo (INCC) E O Ãndice Geral de PreÃos de Mercado (IGPM). AlÃm da aplicaÃÃo destes Ãndices nos municÃpios contemplados com um sistema adutor para abastecimento humano, tambÃm foram utilizados os dados de desenvolvimento de municÃpios em situaÃÃes similares Ãs de Tauà e Cascavel, mas que nÃo foram beneficiadas por um sistema adutor do tipo estudado, sÃo eles: os municÃpios de AcaraÃ, de QuiterianÃpolis e de Boa Viagem. Feito uma nova estimativa da populaÃÃo beneficiada no final da vida Ãtil das adutoras, equivalente a 20 anos, chegou-se a conclusÃo que em Cascavel a mesma à equivalente ao proposto pelo projeto, apresentando uma diferenÃa menor que 0,50%, jà no caso de Trici-Tauà a populaÃÃo encontrada à inferior a de projeto em 29,50%. Concluiu-se que houvera ganhos econÃmicos nos custos de construÃÃo das adutoras em conseqÃÃncia da troca da tubulaÃÃo de ferro fundido por tubulaÃÃo de PVC reforÃado, material de custo inferior. TambÃm foi encontrado ganho econÃmico para o Estado no comparativo entre os gastos do Sistema Ãnico da SaÃde (SUS) com o tratamento de doenÃas entero infecciosas, transmitidas basicamente pela Ãgua nÃo tratada, antes e depois da implantaÃÃo da adutora. O grau de desenvolvimento econÃmico foi mais visÃvel no municÃpio de Cascavel enquanto que em Tauà os ganhos sociais ficaram mais evidentes. / This study seeks to analyze the actual social and economic impacts of hydraulic works after their implementation. The works studied were the adductors of Cascavel and Trici-TauÃ, which both began operation between 1999 and 2000. The observed ex-post goal refers to the fifth year of operation of the adductor system, which was 2005. The rankings in âÃndice de Desenvolvimento Municipal (IDM)â, âÃndice de Desenvolvimento Humano (IDH)â and âÃndices de Desenvolvimento Social de Oferta (IDS-O)â and âResultado (IDS-R)â were used as the criterion for measuring social impact. The âÃndice Nacional de Custos da ConstruÃÃo (INCC)â and the âÃndice Geral de PreÃo de Mercado (IGPM) were utilized for the correction and analysis of economic gains. In addition to the index data for the towns benefiting from the system under consideration, some development data were also used from the following towns which are in geographical situations similar to Tauà and Cascavel, but are not beneficiaries of an adductor system: AcaraÃ, QuiterianÃpolis and Boa Viagem. A new estimate was made of the size of the population benefited by the end of the life expectancy of the adductors, equivalent to 20 years. The conclusion in Cascavel is equivalent to that originally proposed by the project, with a difference less than 0,50%. However, in case of Trici-Tauà the population receiving benefit is found to be lower than the original project estimate by 29,50%. It is concluded that there were economic benefits of a reduced construction cost for the adductors by exchanging iron pipes for lower-cost Reinforced PVC (RPVC) pipes. Furthermore, economic gains for the State were also found by comparing the expenses of the âSistema Ãnico de SaÃde (SUS)â in treating infectious intestinal diseases spread primarily through the ingestion of untreated water, both before and after the implementation of the adductor. In Cascavel the degree of economic development was more visible, whereas in Tauà the social benefits were more significant.

A simulaÃÃo das condiÃÃes de equilÃbrio hidrÃulico de uma rede de distribuiÃÃo à uma das principais etapas na anÃlise tÃcnica de sistemas de abastecimento de Ãgua. Para que os modelos simuladores reproduzam com fidelidade o escoamento do fluido na rede, à fundamental que os parÃmetros do sistema sejam identificados com precisÃo. Considerando o coeficiente de resistÃncia das tubulaÃÃes como a variÃvel de maior dificuldade de determinaÃÃo devido à sua caracterÃstica dinÃmica, à desenvolvida uma rotina computacional para calibraÃÃo da rugosidade absoluta ou do coeficiente de Hazen-Williams de redes de distribuiÃÃo, utilizando o mÃtodo dos algoritmos genÃticos como tÃcnica de otimizaÃÃo. O modelo de calibraÃÃo proposto permite a escolha de parÃmetros de cÃlculo dos algoritmos genÃticos, possibilitando uma anÃlise comparativa entre mÃtodos de substituiÃÃo de indivÃduos, operadores de seleÃÃo, mutaÃÃo e recombinaÃÃo (crossover), bem como uma avaliaÃÃo da influÃncia da quantidade de indivÃduos da populaÃÃo inicial na qualidade das soluÃÃes encontradas. Os resultados da calibraÃÃo realizada em uma rede hipotÃtica apontam as vantagens e desvantagens dos principais parÃmetros e operadores do mÃtodo dos algoritmos genÃticos, demonstrando que a pesquisa ampliou os conhecimentos sobre a tÃcnica, contribuindo para a sua aplicaÃÃo de forma mais eficiente. / Simulation of hydraulic equilibrium conditions on distribution network is fundamental to technically analyze water supply systems. In order to reproduce reliable results on fluids flow by using simulation models it is very important that the system parameters are precisely evaluated. Considering the resistance coefficient of pipes as the most difficult variable to be determined due to its dynamic characteristics, it was developed a computational routine to calibrate the absolute roughness or Hazen-Williams coefficient of distribution networks, by applying the genetic algorithms method as an optimization technique. The calibration model proposed allows the choice of genetic operators, making possible a comparative study among chromosomes replacement methods, selection, mutation and crossover operators, as well as evaluating the influence of initial population size on the solution quality found. The calibration results achieved in a hypothetical network pointed the advantages and disadvantages of the main parameters and operators of genetic algorithms method, demonstrating that the research made the technical knowledge on the subject broader, thus contributing to a more efficient application of the method.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O trabalho desenvolvido mostra uma simulaÃÃo computacional do fluxo hÃdrico subterrÃneo em uma regiÃo do vale do Cariri cearense, que abrange partes das cidades de Barbalha e MissÃo Velha. A modelagem foi realizada com o pacote MODFLOW contido no programa Processing MODFLOW Pro. Foram simulados entÃo, para os estados transiente e estacionÃrio, os cenÃrios no perÃodo seco e chuvoso, e os resultados mostram uma idÃia do comportamento do nÃvel potenciomÃtrico e da direÃÃo do fluxo da regiÃo de estudo. Em um outro momento foi desenvolvida uma interface, em DELPHI 5.0, para o procedimento de calibraÃÃo dos parÃmetros hidrodinÃmicos (condutividade hidrÃulica e transmissividade) denominada de Interface do MÃtodo Iterativo do Gradiente HidrÃulico Alternativo (IMIGHA). Essa interface calibra o modelo a partir dos dados de carga hidrÃulica observada e mostrou ser, pelos exemplos de validaÃÃo, um mÃtodo aplicÃvel e prÃtico. Mas a utilizaÃÃo na Ãrea de estudo simulada, desse procedimento de calibraÃÃo iterativo, mostrou que os resultados satisfatÃrios dependem de uma boa distribuiÃÃo e da quantidade dos dados de carga hidrÃulica na Ãrea de interesse. / The current work presents a computer simulation of groundwater flow in the Cariri Valley, which is located in the State of CearÃ. The cities of Barbalha and MissÃo Velha are located inside this area. In order to perform the computer modeling the software Processing MODFLOW Pro was used. It was used both permanent and time dependent situations. Also both rainy and dry seasons periods we simulated. Among the results, it is show the variation of the groundwater levels and the direction of the flow. As a part of the work, a computer code, using DELPHI 5.0, was developed in order to implement the calibration of hydrogeologic parameters, such as hydraulic conductivity. This code is actually an interface between MODLFOW and the Alternate Hydraulic Gradient Method. This interface uses input date measured groundwater levels and it is on iterative method. Although, in the area of study this method could not reach satisfactory calibration results since accuracy of know groundwater levels and well discharge, as well as topographic contours were poor, the method seem to be valuable.

A calibraÃÃo à um passo importante na modelagem da rede hÃdrica,atravÃs desta à possÃvel conhecer o comportamento de caracterÃsticas fÃsicas da rede de grande importÃncia na tomada de decisÃo. Este trabalho consiste em utilizar o mÃtodo transiente inverso aplicado como algoritmo genÃrico, para calibraÃÃo das rugosidades das tubulaÃÃes de uma rede de distribuiÃÃo da Ãgua por meio de simulaÃÃes a partir da variaÃÃo de parÃmetros como: mutaÃÃo, nÃmero de cromossomos, nÃmero de geraÃÃes quantidade de nÃs medidos, tempo do transiente e tipo de variaÃÃo da demanda(brusca e suave). As simulaÃÃes foram divididas em casos, ande cada soluÃÃo encontrada pelo modelo computacional foi avaliada por uma funÃÃo objetiva, baseada na diferenÃa quadrÃtica entre resultados observados e calculados para as cargas transientes no(s) nÃ(s) monitorados. As anÃlises da situaÃÃes encontradas demonstram como mÃtodo inverso, o algoritmo genÃrico e a escolha d seus parÃmetros influenciam o resultado final. Por meio dos casos,observou-se que a rede estudada, nÃo adianta simplesmente aumentar isoladamente os valores dos parÃmetros do algoritmo genÃrico no intuito de melhora a eficiÃncia do mÃtodo. Como se trata de um mÃtodo inverso, uma combinaÃÃo especifica de rugosidades foi gerada a partir da medida das soluÃÃes obtidas, sob os mesmos parÃmetros, em dez aplicaÃÃes sucessivas do algoritmo genÃrico (sementes). Os resultados apresentados para as cargas hidrÃulicas no(s) nÃ(s), monitorados(s) foram bem prÃximas das cargas consideradas reais(observadas), tendo em trechos das tubulaÃÃes valores para rugosidade bem prÃximo dos considerados reais. A eficiÃncia dos resultados encontrados foi medida por meio do erro MÃdio Relativo, ou seja, da mÃdia dos erros relativos entre as rugosidades reais (observadas) e estimadas (calculadas) de tubo. O melhor resultado de EMR encontrado foi 18,9% onde observou-se um menor erro relativo (1%) para o tubo 2, e um maior erro relativo (59,1%) detectado no tubo 10 / An important step in the modelling of hydraulic networks, calibration makes it possible to predict the behavior of physical parameters essential to decision-making. The present study used inverse transient analysis with a genetic algorithm to calibrate pipe roughness in a water distribution network with simulations based on variable parameters such as mutation, number of chromosomes, number of generations, number of nodes, transient time and type of demand variation (abrupt or smooth). Simulations were divided into cases, and each solution given by the computer model was evaluated by an objective function, based on the squared difference between estimated and actual results for the transient loads in the monitored node(s). An analysis of the solutions given by the model shows how the inverse method, the genetic algorithm and the choice of parameters influenced final results. A study of the cases revealed that for the network under study the efficiency of the method could not be improved by increasing isolated parameters of the genetic algorithm alone. In accordance with the inverse method employed, a set of roughness values was created by averaging the solutions found for the same parameters in ten successive runs of the genetic algorithm (seeds). The estimated hydraulic loads in the monitored node(s) were close to the actual loads, with calculated roughness values very similar to actual roughness values in some of the pipe sections. The efficiency of the method was evaluated by mean relative error (MRE) testing (comparing the mean relative errors of estimated and actual roughness values for each pipe). The best MRE result was 18.9%. The smallest relative error (1%) was observed in pipe 2, the biggest (59.1%) in pipe 10

Empresa Brasileira de Pesquisa AgropecuÃria / As mudanÃas climÃticas tÃm potencial de alterar os processos do ciclo hidrolÃgico tais como precipitaÃÃo que afeta o escoamento superficial temperatura e umidade relativa que por sua vez possuem estreita relaÃÃo com evaporaÃÃo e vazÃo em corpos hÃdricos e evapotranspiraÃÃo das plantas TambÃm podem afetar a disponibilidade e a demanda de Ãgua para a agricultura irrigada a qual depende da evaporaÃÃo e precipitaÃÃo O objetivo deste trabalho foi avaliar os impactos das mudanÃas climÃticas na demanda de Ãgua para irrigaÃÃo na Bacia do Jaguaribe no Estado do Cearà Foi empregado o sistema integrado de modelagem regional PRECIS (Providing Regional Climates for Impact Studies) submetido ao mÃtodo de reduÃÃo de escala dinÃmica utilizando o modelo climÃtico regional HadRM3P com as condiÃÃes de contorno do modelo global HadAM3P do Hadley Centre Foi utilizado um conjunto de climatologia de base do modelo de 1961 a 1990 e de projeÃÃes climÃticas futuras As coordenadas geogrÃficas da regiÃo em estudo foram consideradas para interpolaÃÃo num sistema de informaÃÃo geogrÃfica A evapotranspiraÃÃo de referÃncia foi estimada pelo mÃtodo simplificado de Penman Monteith FAO utilizando-se dados mÃnimos As mudanÃas climÃticas projetadas foram mapeadas e indicaram aumentos na demanda de Ãgua para irrigaÃÃo porque a evapotranspiraÃÃo foi estimada em aumentar de 11 a 12% e a precipitaÃÃo pluvial foi estimada em reduzir entre 31 a 37 O aumento da necessidade hÃdrica bruta mÃdia foi estimado em 30% e 31% respectivamente para o ano de 2040 conforme o cenÃrio analisado (A2 e B2) Apesar das mudanÃas climÃticas impactarem no aumento de demanda de Ãgua para irrigaÃÃo a anÃlise de sensibilidade indica que a mesma à mais sensÃvel à eficiÃncia de aplicaÃÃo final de irrigaÃÃo que aos efeitos das mudanÃas climÃticas revelando ser uma importante medida adaptativa a ser considerada / Climate change has a potential to impact hydrological cycle processes such as rainfall that affects run off temperature and air humidity which are related to evaporation river flow and plant evapotranspiration They may also affect water availability and crop water requirement The purpose of this research was to assess climate change impacts on irrigation water demand on Jaguaribe river basin Cearà future scenarios derived from the PRECIS (Providing Regional Climates for Impacts Studies) using boundary conditions of the HadAM3P global circulation model submitted to a dynamic downscaling nested to the Hadley Centre regional circulation model HadRM3P Monthly time series for average temperature and rainfall were generated for 1961 to 90 (baseline) and for the future (2040) The reference evapotranspiration was estimated using Penman Monteith FAO methodology using limited climate data Projected climate change impacts were mapped and show an increase on irrigation water demand as a result of evapotranspiration (increase from 11 to 12%) and rainfall trend (decrease from 31 to 37%) Impacts were mapped over the target region by using geostatistics methods An increase of the average irrigation water needs was estimated to be 30% and 31% higher for 2040 A2 and B2 scenarios respectively Even though it has been shown that climate change has impacted the irrigation water demand increase, sensitivity analysis has indicated that water demand is more sensible to final irrigation efficiency revealing itself as an important adaptation measure to be considered

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-02-01T06:57:35Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Laurivê Antônio dos Santos Júnior - 2015.pdf: 5217600 bytes, checksum: 7f6935b2ba3d2fba5d6b3a116bca276f (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-02-01T07:08:48Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Laurivê Antônio dos Santos Júnior - 2015.pdf: 5217600 bytes, checksum: 7f6935b2ba3d2fba5d6b3a116bca276f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-01T07:08:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Laurivê Antônio dos Santos Júnior - 2015.pdf: 5217600 bytes, checksum: 7f6935b2ba3d2fba5d6b3a116bca276f (MD5) Previous issue date: 2015-09-28 / Antibiotics are widely used in human and veterinary medicine. After consumption, much of the drug is excreted unchanged or in the form of metabolites, and through the release of sewage treatment plants, agricultural waste and leaching, reach natural ecosystems. The occurrence of antibiotics in aquatic environments has become a growing concern worldwide mainly due to the emergence of resistance genes in pathogenic bacteria. The indiscriminate use and the use of subtherapeutic doses of antibiotics cause the emergence of resistance. In Goiás, a recent survey showed the presence of bacteria resistant to multiple antibiotics in hospital wastewater and Goiania sewage treatment plant. The wastewater treatment processes based on biological degradation have low efficiency of removal of residual drugs due to recalcitrant structure and biocide effect of antibiotics. The objective of this research was to evaluate the efficiency of hydrothermal decomposition of the antibiotic ampicillin, enrofloxacin, oxytetracycline, and tylosin sulphaquinoxaline. For this purpose, the antibiotic solutions were prepared at a concentration of 50 μg.mL-1 and pH correction to the range 3-7, with phosphoric acid solution for the hydrothermal carbonization treatment. Treatment by the hydrothermal carbonization process of oxytetracycline with pH adjustment made with phosphoric acid, pH 3, 170 ° C temperature and 90 minutes reaction time showed total decomposition as a result of this antibiotic (100%). The highest decomposition rate (98.37%) for enrofloxacin was observed when they were used the reaction time of 120 minutes, pH 3, 200 ° C temperature and phosphoric acid as a catalyst. The highest decomposition rate of ampicillin (94.86%) was observed when using time of 120 minutes reaction, pH 4, 200 ° C temperature and phosphoric acid as a catalyst. The most suitable conditions for the decomposition of sulphaquinoxaline, observing the greatest reduction rate (95.71%) was observed when they were used the reaction time of 120 minutes, pH 5, temperature 180 ° C and phosphoric acid as a catalyst. All conditions, except for the pH 7, led to complete decomposition of tylosin (100%) of the samples. The best condition for the decomposition of tylosin, observing a lower energy expenditure, and reaction time spent catalyst was one which was used 90 minutes reaction time, pH 4, 180 ° C temperature and phosphoric acid as a catalyst. In the germination test with Allium cepa, the solutions treated, except ampicillin, had similar germination rates found in the control group. The solutions of antibiotics with no treatment showed higher rates of growth of buds when compared to the control group. These results show that the hydrothermal carbonization process has potential for future applications decomposition of antibiotics in contaminated water and effluent. / Antibióticos são largamente utilizados na medicina humana e veterinária. Após o consumo, grande parte dos fármacos é excretada inalterada ou sob forma de metabólitos, e por intermédio dos lançamentos de estações de tratamento de esgotos, resíduos agrícolas e lixiviação, alcançam os ecossistemas naturais. A ocorrência de antibióticos nos ambientes aquáticos tem se tornado uma preocupação crescente em todo o mundo especialmente devido ao aparecimento de genes de resistência em bactérias patogênicas. O uso indiscriminado e a utilização de doses subterapêuticas de antibióticos provocam o surgimento de resistência. Em Goiás, uma pesquisa recente demonstrou a presença de bactérias resistentes a vários antibióticos em efluentes hospitalares e na estação de tratamento de esgotos de Goiânia. Os processos de tratamento de efluentes baseados na degradação biológica apresentam baixa eficiência de remoção de fármacos residuais devido à estrutura recalcitrante e ao potencial biocida dos antibióticos. O objetivo desta pesquisa foi avaliar a eficiência da decomposição hidrotermal dos antibióticos ampicilina, enrofloxacina, oxitetraciclina, sulfaquinoxalina e tilosina. Com este intuito, soluções dos antibióticos foram preparadas com concentração de 50 μg.mL-1 e com correção de pH para a faixa 3-7, com solução de ácido fosfórico, para o tratamento com carbonização hidrotermal. O tratamento pelo processo de carbonização hidrotermal da oxitetraciclina com correção de pH feita com ácido fosfórico, pH 3, temperatura de 170ºC e tempo de reação de 90 minutos apresentou como resultado a decomposição total deste antibiótico (100%). A maior taxa de decomposição (98,37%) para a enrofloxacina foi observada quando foram utilizados tempo reacional de 120 minutos, pH 3, temperatura de 200ºC e ácido fosfórico como catalisador. A maior taxa de decomposição da ampicilina (94,86%) foi observada quando se utilizou tempo de reação de 120 minutos, pH 4, temperatura de 200ºC e ácido fosfórico como catalisador. As condições mais adequadas para a decomposição da sulfaquinoxalina, observando a maior taxa de redução (95,71%), foi observada quando foram utilizados tempo reacional de 120 minutos, pH 5, temperatura de 180ºC e ácido fosfórico como catalisador. Todas as condições, exceto o pH 7, levaram a decomposição total da tilosina (100%) das amostras. A melhor condição para a decomposição da tilosina, observando menor gasto energético, tempo reacional e gasto de catalisador, foi aquela onde se utilizou tempo de reação de 90 minutos, pH 4, temperatura de 180ºC e ácido fosfórico como catalisador. No teste de germinação com Allium cepa, as soluções tratadas, exceto a ampicilina, apresentaram taxas similares de germinação as encontradas no Grupo Controle. As soluções dos antibióticos sem tratamento apresentaram taxas superiores de crescimentos dos brotos quando comparadas ao Grupo Controle. Esses resultados mostram que o processo de carbonização hidrotermal apresenta potencial para futuras aplicações de decomposição de antibióticos em águas e efluentes contaminados.