Os três reservatórios rasos e em série localizam-se no Parque Estadual das Fontes do Ipiranga (PEFI), região sudoeste do município de São Paulo, numa unidade de conservação que abriga as nascentes do histórico riacho do Ipiranga. O primeiro reservatório recebe água do Lago das Garças, um sistema artificial eutrófico, onde já foram detectadas florações de cianobactérias potencialmente tóxicas e com problemas ecológicos, sanitários e estéticos. Objetivo. Analisar a variação sazonal da comunidade fitoplanctônica de três reservatórios rasos subseqüentes a um lago hipereutrófico localizado no município de São Paulo/SP, visando avaliar a qualidade da água durante o sistema em série. Material e Métodos. As coletas foram realizadas trimensalmente durante o período de um ano (outubro/2005 a julho/2006), em uma estação de amostragem em cada um dos três reservatórios e a duas profundidades: superfície e fundo. Foram determinadas variáveis morfométricas (área superficial, perímetro, comprimento máximo e profundidade), climatológicas (temperatura do ar e precipitação), físicas e químicas (temperatura da água, transparência, zona eufótica, pH, condutividade, turbidez, oxigênio dissolvido, demanda bioquímica de oxigênio, fósforo total e ortofosfato, nitrogênio total e amoniacal), biológicas (coliformes totais e termotolerantes, clorofila-a, feofitina, composição florística, densidade total, biovolume, estimativa do número de células e espécies descritoras) e aplicações de índices biológicos. Na análise qualitativa foi empregada a rede de malha de 20 µm e identificação em microscópio óptico binocular com câmara clara. Na análise quantitativa, foi utilizado a garrafa coletora e método de sedimentação em câmara de volume definido e contagem em microscópio invertido. A ordenação dos dados foi realizada por meio da análise de componentes principais (ACP) e análise de correspondência canônica (ACC). Resultados. Como conseqüência da floração de cianobactérias registradas nos três reservatórios, foram identificados 125 táxons distribuídos em 12 classes. A classe com maior representatividade foi Chlorophyceae com 38,8%, seguida por Cyanobacteria (23,8%), Euglenophyceae (8,7%), Cryptophyceae (6,3%), Zygnemaphyceae (5,5%), Bacillariophyceae (4,7%) e 11,1% para as demais classes (Chrysophyceae, Coscinodiscophyceae, Dinophyceae, Xanthophyceae, Craspedomonadophyceae e Fragilariophyceae). Os táxons que apresentaram 100% de freqüência foram: Microcystis aeruginosa, Cylindrospermopsis raciborskii, Planktothrix agardhii (Cyanobacteria). As espécies descritoras que podem ser consideradas como bioindicadoras de poluição foram Cylindrospermopsis raciborskii e Chroococcus minutus, que juntas contribuíram com 79,4% de toda densidade deste estudo. Conclusões. A comunidade fitoplanctônica respondeu sazonalmente às estações do ano, predominando a classe Cyanophyceae na primavera e a classe Chlorophyceae nas demais estações e não houve melhoria na qualidade da água durante a série. / The three shallow cascading reservoir system are located in Parque Estadual das Fontes do Ipiranga (PEFI) Biological Reserve in the southern of São Paulo city where located headwater Ipiranga Stream. The first reservoir is linked to Lago das Garças, a shallow and eutrophic environment, where have become frequent blooms of Cyanobacteria that produce aggressive toxins which cause problems to environment and public health. Objective. This study aimed to analyze the sazonal variation of the phytoplankton community of three shallow cascading reservoir system subsequent of a eutrophic lake and avaliated the water quality. Material and Methods. Samples were collected quarterly during the period of one year (October/2005 to July/2006), in the deepest part of the each lake, in two depths. Morphometric variables (superficial area, perimeter, maximum length and depth), climatic variables (air temperature and precipitation), physical and chemical variables (water temperature, transparence of water, euphotic zone, pH, conductivity, turbidity, dissolved oxygen, biochemical oxygen demand, nutrients), biological variables (total and fecal coliforms, chlorophyll-a, pheopigments, species composition, density, biovolume, cells number and descriptions species) were determined. Qualitative samples were collected at the surface using planktonic net (20 µm) and identificated using a binocular optic microscope. Quantitative samples were obtained by collecting bottle and counting in inverted microscope. Multivariate statistical analysis was applied to calculate the correlations between biological and environmental data. Results. The phytoplankton community was composed of 125 taxons distributed in 12 classes: Chlorophyceae (38,8%) was the main class regarding species richness and density, followed by the Cyanobacteria (23,8%), Euglenophyceae (8,7%), Cryptophyceae (6,3%), Zygnemaphyceae (5,5%), Bacillariophyceae (4,7%) and 11,1% for others classes (Chrysophyceae, Coscinodiscophyceae, Dinophyceae, Xanthophyceae, Craspedomonadophyceae and Fragilariophyceae). Taxons that had appeared during all study are: Microcystis aeruginosa, Cylindrospermopsis raciborskii, Planktothrix agardhii (Cyanobacteria). Cylindrospermopsis raciborskii and Chroococcus minutus are descriptions species and they can be considered bioindicator of pollution because their density are elevated (79,4% of total density). Conclusions. The phytoplankton community as well as the environmental variables responded to the seasonality, predominance of Cyanophyceae in spring and Chlorophyceae in others stations. It didn’t have improvement in the quality of the water during the serie.

As investigações apresentadas nesse estudo são relativas à probabilidade de contaminação da água subterrânea próximo à área de influência do reservatório de Biritiba-Mirim, localizado no município de Biritiba-Mirim extremo leste do Planalto Paulistano situado na Bacia do Alto Tietê. A existência de metais oriundos do uso de defensivos agrícolas na área de influência desse reservatório é resultado do uso e ocupação desse meio físico e sua diagnose é de relevância quanto à gestão e preservação do mesmo. Na área do entorno do reservatório realizou-se análise de campo e de imagens de uso e ocupação do solo buscando identificar possíveis locais que pudessem representar fonte contaminante da área do reservatório. Análises químicas de águas subterrâneas coletadas em 19 poços de controle obtidos em diversas campanhas de campo foram reinterpretadas visando identificar comprometimento quanto sua potabilidade. Os elementos químicos analisados na água subterrânea foram cátions como Cu, Zn, Mn, Se, B, K, P, Ca e ânions como \'F POT.-\', \'Cl POT.-\' e \'N POT.-\' como nitrato. Os resultados das diversas análises (químicas, pH, T, CE) indicaram que a água subterrânea dos poços analisados, indicavam algumas anomalias, comprometendo sua potabilidade. A interpretação mais provável desse comprometimento deve ser creditada as precipitações pluviométricas da região, de 1426,51mm por ano. O manganês, fluoreto e nitrato foram os que exibiram concentrações acima das legislações vigentes em alguns poços, considerando os critérios da CETESB e CONAMA 396. Acredita-se que esses íons podem estar atingindo o reservatório principalmente por escoamento e por percolação no subsolo. O solo da área de estudo, com forte constituição argilosa, dificulta a infiltração e circulação da água proveniente das chuvas e da irrigação, podendo agir como vetor de transporte para os defensivos agrícolas e metais associados. Diversos trabalhos indicam que, pedologicamente, a área estudada (principalmente o Complexo Embu) constitui-se de elevada concentração de minerais de argila. Tal constituição, como indicam trabalhos anteriores de permeabilidade e porosidade desse ambiente, dificultam a infiltração e circulação de água proveniente das chuvas e da irrigação. Nessa investigação pressupõe-se que essas conjunções de fatores podem estar agindo como vetor principal de transporte de defensivos agrícolas, fertilizantes e metais associados. Em face desse aspecto, parte significativa da água pluviométrica e de irrigação escoa preferencialmente de modo superficial e atingem o reservatório via contexto da bacia hídrica representado por ele. A grande preocupação em preservar a qualidade da água, fez com que as áreas próximas ao reservatório fossem desapropriadas, eliminando algumas fontes de contaminação. Por sugestão e dos resultados desse trabalho associado ao projeto do qual ele foi extraído do Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo (IPT) em um convênio com o Departamento de Águas e Energia Elétrica (DAEE) para a realização de estudos hidrogeológicos na área de influência do reservatório de Biritiba-Mirim, o DAEE vem desapropriando faixa de 100m a partir da franja de água do reservatório com isso eliminando algumas prováveis fontes de contaminação. / The research presented in this study are related to the probability of groundwater contamination near the area of influence of Biritiba-Mirim reservoir, in the city of Biritiba-Mirim, eastern end of the Paulistano Plateau, located in the Upper Tietê Watershed. The existence of metals from the use of pesticides in the catchment area of this reservoir is the result of the use and occupation of the physical environment and its diagnosis is of relevance in management and preservation of it. In the area around the reservoir was held field investigations and image analysis of use and occupation of land in order to identify possible sites that could represent the contamination source area of the reservoir. Chemical analysis of groundwater collected in 19 monitoring wells, obtained in several field campaigns, have been reinterpreted to identify damage to its potability. The chemicals in analysed in groundwater were cations such as Cu, Zn, Mn, Se, B, K, P, Ca and anions such \'F POT.-\', \'Cl POT.-\' and N (nitrate). The results of several tests (chemical, pH, T, EC) indicated that groundwater wells analysed showed some anomalies, affecting their potability. The most likely interpretation of this damage must be credited to the region\'s rainfall of 1426.51 mm per year. The manganese, fluoride and nitrate showed that the concentrations were above the actual legislation in some wells, considering the criteria of CETESB and CONAMA 396. It is believed that these ion may be reaching the reservoir mainly by runoff and percolation into the ground. The soil of the study area, with a strong clay constitution, hinders the infiltration and flow of the water from rain and irrigation and may act as a vector for the transport of pesticides and associated metals. Several studies indicate that soil in the study area (mainly the Embu Complex) consists of a high concentration of clay minerals. Such constitution, as indicated in previous researchs about permeability and porosity of this type of soil, hamper the infiltration and circulation of water from rainfall and irrigation. In this investigation it is assumed that these conjunctions of factors may act as a main force for transport of pesticides, fertilizers and associated metals. Based on these aspects, a significant portion of rainfall and irrigation water flows superficially and reach the reservoir by way of the context of the watershed. The major concern in preserving water quality, led to the expropriation of areas around the reservoir, eliminating some sources of contamination. At the suggestion and results of the ork associated with the project of which it was extracted from the Institute of Technological Research of São Paulo (IPT) in a partnership with the Department of Water and Power (DAEE) for hydrogeological studies in the area influence of the reservoir Biritiba-Mirim, the expropriating DAEE range 100m comes from the fringe of the reservoir water because it eliminates several possible sources of contamination.

A construção dos reservatórios implica em alterações de caráter social, econômico e biológico, que podem interferir de maneira espacial e/ou temporal sobre o ecossistema. Neste contexto, as características das comunidades ícticas têm sido utilizadas para avaliação da degradação ambiental, por serem sensíveis indicadoras de estresses diretos ou indiretos de todo ecossistema. Desta forma, com o intuito de analisar a comunidade íctica do reservatório de Bariri segundo a composição, a diversidade, a dominância das espécies e os aspectos reprodutivos das mesmas, fez-se necessário: 1. Calcular o índice de diversidade (Shannon), a riqueza e a abundância das trinta e sete espécies de peixes coletadas; 2. Aplicar o índice ponderal de dominância; 3. Determinar a estrutura das populações de peixes em relação à composição em tamanho, sexo e proporção sexual; 4. Determinar a relação peso x comprimento e os fatores de condição das espécies; 5. Estabelecer uma escala de maturação e verificar, através da curva de maturação, o período reprodutivo e o tamanho do menor indivíduo em 1ª maturação para cada espécie dominante; 6. Identificar quais as espécies exóticas presentes neste sistema e se a introdução de Plagioscion squamosissimus e Cichla cf. monoculus, em especial, exerciam algum impacto sobre a dinâmica populacional das demais espécies e 7. Verificar quais os fatores ambientais que propiciaram o sucesso reprodutivo das espécies dominantes e de Plagioscion squamosissimus e Cichla cf. monoculus. Assim sendo, concluiu-se que a diversidade ictiofaunística revelou homogeneidade entre as quatro épocas de coleta e que as espécies parecem sofrer influência direta de algumas variáveis limnológicas. Verificou-se ainda, que a ictiofauna é composta por seis espécies dominantes, as quais foram classificadas em três estádios de maturação gonadal, possibilitando verificar que o crescimento era do tipo isométrico para todas as espécies dominantes, sem dimorfismo sexual. Até o presente momento não se pode considerar que, para este reservatório, a introdução das espécies Plagioscion squamosissimus e Cichla cf. monoculus tenham causado efeito aparente sobre as espécies nativas, diminuindo o tamanho da população destas ou ainda alterando a estrutura etária das demais espécies. / The construction of reservoirs cause changes of social, economic and biological alterations, that can interfere spatially and/or temporally upon the ecosystem. In this context, the characteristics of fish communities have been used in order to evaluate environmental degradation, because they are good indicators of direct and indirect stresses in the whole ecosystem. Therefore, aiming to analyze the fish community of Bariri reservoir regarding the species composition, diversity and dominance of species and also their reproductive aspects, it was necessary: 1. Calculate the diversity index (Shannon), the species richness and the abundance of the 37 species collected; 2. Apply the ponderal dominance index; 3. To determine fish population structure regarding size structure, sex and sex ratio; 4. To determine length-weight relationships and their condition factor; 5. Establish a scale of maturation and to verify using the maturation curve, the reproductive period and the minimum individual size in the first reproduction, for each dominant species; 6. Identify which are the exotic species present in the system and to verify if the introduction of Plagioscion squamosissimus and Cichla cf. monoculus, especially had some impact on the population dynamics of other species, and 7. Verify which environmental factors have determined the reproductive success of the dominant species and Plagioscion squamosissimus and Cichla cf. monoculus. It was concluded that fish diversity was homogeneous among the four sampling periods and that the species seem to suffer the direct influence of some limnological variables. It was also verified that the fish community was composed by six dominant species, which were classified in three gonad maturation stages, allowing to verify that growth was isometric for all the dominant species, without sexual dimorphism. Up to now, for this reservoir, it was not possible to consider that the introduction of the species Plagioscion squamosissimus and Cichla cf. monoculus had an apparent effect on the native species of fish, decreasing their population size or changing the age structure of the other species.

Em doze anos de atuação profissional no desenvolvimento de projetos específicos para a indústria sucro-alcooleira, observou-se a pouca informação encontrada para o projeto de equipamentos utilizados neste setor, sendo de grande utilidade aos profissionais que nele atuam, algo introdutório, para auxiliar na análise estrutural de reservatórios metálicos elevados utilizados na fabricação de açúcar e álcool. Objetivou-se, utilizar a teoria de estruturas em casca de revolução e programa \"comercial\" de análise de estruturas por elementos finitos, como ferramentas, no cálculo estrutural de cascas cilíndrica e cônica que compõem um equipamento com dimensões \"típicas\" utilizadas na área de processos da indústria sucro-alcooleira. O estudo de forma comparativa com o método dos elementos finitos permitiu calibrar a solução teórica aproximada desenvolvida. As equações obtidas, para cascas cilíndricas e cônicas com bordas engastadas ou apoiadas fixas sob a ação de pressão hidrostática, podem ser utilizadas para prever o seu comportamento estrutural, desde que observadas hipóteses e recomendações básicas. Mesmo distantes da simulação do comportamento real das cascas, já que em campo, encontram-se inúmeros outros parâmetros não considerados neste trabalho, procurou-se apresentar um melhor esboço do comportamento estrutural das mesmas com equacionamento acessível aos engenheiros não acadêmicos envolvidos com problemas de projeto estrutural. / In twelve years of professional performance in the development of specific projects for the sugar and alcohol industry, the little information for equipments used in this sector design was observed, and it would be of great usefulness to the design engineers of this area, something introductory in the structural analysis of elevated steel tanks used in the production of sugar and alcohol. This work had as objective to use the shell of revolution theory and \"commercial\" programs for finite element analysis of structures, as tools, in the calculation of cylindrical and conical shells that compose a typical \"dimensions\" equipment used in the sugar industry processes area. The study in a comparative way with the finite elements method allowed to gauge the approximate theoretical solution developed. The equations developed for cylindrical and conical shells with fixed or supported borders under liquid pressure action, can be used to anticipate the structural behavior of the same ones, since fundamental hypotheses and basic recommendations wil have observed. In spite o f far from the real behavior simulation of the shells, because of the countless others in field parameters existence and that had not considered in this work, we tried to present a better sketch of the structural behavior of the shells with useful equations for the non academics\' engineers involved with structural design problems.

No contexto da disponibilidade hídrica comprometida pela poluição de mananciais da Região Metropolitana de São Paulo e da preocupação dos gestores quanto à inadequação desta água para o abastecimento público, este trabalho apresenta a modelagem matemática como uma ferramenta de auxílio na identificação das causas e minimização de impactos negativos sobre proliferação de algas no reservatório Jundiaí. O modelo CE-QUAL-W2, bidimensional na longitudinal e vertical, é aplicado para a representação da hidrodinâmica e da qualidade da água no reservatório, para posterior avaliação de oxigênio dissolvido e clorofila-a. A calibração e a validação do modelo foram realizadas a partir de dados de monitoramento de perfil e superfície no reservatório, permitindo a caracterização do regime de mistura polimítico e das concentrações de algas e oxigênio dissolvido, entre os anos de 2012 e 2017. Notou-se que as discrepâncias entre as concentrações do epilímnio e do hipolímnio não permanecem por longos períodos, devido à frequência de mistura e estratificação instável no reservatório estudado. Evidenciou-se a necessidade de se caracterizarem as populações de algas e cianobactérias presentes no reservatório, por serem as variáveis de maior influência nos índices de algas e oxigênio. Quanto aos fatores externos que interferem na proliferação de algas, destaca-se o aporte difuso de nutrientes diretamente afluente ao reservatório, sendo também relevantes a radiação solar de onda curta, a elevação de temperatura do ar, e nutrientes provenientes dos tributários e da transferência de água do canal de interligação entre os reservatórios Biritiba e Jundiaí. Alternativas para controle de blooms de algas, no caso em estudo, incluem o controle da utilização de fertilizantes e pesticidas, preservação da mata ciliar e a implantação de bacias de retenção ou de alagados (wetlands). / In the context of water availability compromised by the pollution of water resources in the Metropolitan Region of São Paulo and the concern of managers regarding its inadequacy for water supply, this work presents mathematical modeling as a tool for identifying the causes of and minimizing negative impacts on algal blooms in the Jundiaí Reservoir. CE-QUAL-W2, a two-dimensional longitudinal-vertical model, is applied for hydrodynamics and water quality representation of the reservoir, for further evaluation of dissolved oxygen and chlorophyll-a. Model calibration and validation were performed based on profile and surface monitoring data, allowing the characterization of the polymictic regime and the concentrations of algae and dissolved oxygen, between the years 2012 and 2017. It was noted that the discrepancies between the concentrations of epilimnium and hypolimnium do not remain for long periods, due to the frequency of mixing and unstable stratification in the reservoir. It was evidenced the need to characterize populations of algae and cyanobacteria present in the reservoir, since they are the variables that have the greatest influence on algal and oxygen indices. As for the external factors that interfere in algal proliferation, the diffuse contribution of nutrients directly to the reservoir needs special attention, being also relevant short-wave solar radiation, rise of air temperature, nutrients from the tributaries and transfer from interconnection channel between the Biritiba and Jundiaí reservoirs. Alternatives for control of algae blooms in the present case include control of the use of fertilizers and pesticides, preservation of riparian vegetation, retention basins and wetlands.

A variação do tempo de residência e o fluxo contínuo de água da bacia hidrográfica em direção à barragem fazem dos reservatórios um sistema de transição entre rios e lagos com características físicas, químicas e biológicas particulares que influenciam a sua hidrodinâmica e o seu metabolismo. O estudo do metabolismo em ecossistemas aquáticos subtropicais, particularmente em reservatórios, e sua relação com a bacia hidrográfica tem sido pouco explorado nos trabalhos que utilizam a modelagem matemática como ferramenta de análise. O presente estudo teve como objetivo quantificar e analisar a variabilidade temporal do metabolismo em um reservatório subtropical de altitude localizado na cidade de Caxias do Sul/RS e sua relação com as contribuições da bacia hidrográfica em termos de vazão e nutrientes. Para tanto, foi aplicado o modelo ecológico baseado em processos IPH-ECO, em conjunto com o modelo hidrológico IPH-II. Após o ajuste dos níveis e a calibração do módulo de qualidade de água do IPH-ECO, foi determinada a variabilidade temporal das taxas metabólicas de produção primária (GPP) e respiração (R) no período de nov/2011 a dez/2012, que, comparado a outros períodos, foi marcado por uma estiagem anormal e um consequente aumento do tempo de residência do reservatório. Foi analisado o comportamento temporal das seguintes variáveis: nível d’água, temperatura, oxigênio dissolvido, clorofila-a, nutrientes, GPP e R, juntamente com as condições de contorno do modelo como as características hidrológicas e de uso e ocupação do solo da bacia hidrográfica. O reservatório apresentou um metabolismo autotrófico 97% do período de simulação, tornando-se heterotrófico em alguns dias da primavera, quando ocorreu uma diminuição da concentração de clorofila-a e fósforo total e uma intensificação do processo de nitrificação. As variações temporais das taxas GPP e R acompanharam o crescimento do fitoplâncton, que esteve mais associado ao padrão de estratificação e ao tempo de residência do reservatório. Nos meses com chuva, o aumento do escoamento superficial da bacia hidrográfica provocou um maior aporte de fósforo no reservatório contribuindo para o aumento do fitoplâncton e, consequentemente, das taxas de GPP e R. A biomassa fitoplanctônica foi o principal fator responsável pelo estabelecimento do metabolismo autotrófico no reservatório o qual respondeu mais em relação à dinâmica interna do sistema que à bacia hidrográfica. / Variation of residence time and continuous water inputs make reservoirs a transition aquatic system between lakes and rivers with physical, chemical and biological features that affect its hydrodynamics and metabolism. The study of aquatic metabolism in subtropical ecosystems, particularly in reservoirs, and its relation with the watershed has been poorly explored in researches that use mathematical models as a tool for analyzing this relation. This study aimed to quantify and analyse the temporal variability of metabolism in an altitude subtropical reservoir located in the city of Caxias do Sul/RS together with biotic and abiotic variables components of the reservoir, considering its relation with the physical features of the watershed. For this purpose, the process-based ecological model IPH-ECO was applied in the reservoir in combination with the hydrological model IPH-II. After the fit of simulated water levels to observation data and the calibration of IPH-ECO water quality module, the temporal variability of primary production (GPP) and respiration (R) was obtained in the period from nov/2011 to dez/2012, when, compared to other time periods, an unusual dry period occurred followed by an increase of reservoir residence time. The temporal pattern of the following variables was analysed: water levels, temperature, dissolved oxygen, chlorophyll-A, nutrients, GPP and R, along with the model boundary conditions, such as watershed land use and hydrology. The reservoir was net autotrophic during 97% of the simulation time period, becoming net heterotrophic for a few days in the spring due to the decreasing of chlorophyll-a and total phosphorus concentration and the strengthening of nitrification process in the reservoir. Temporal variations of GPP and R followed the phytoplankton growth which in turn had been driven by the stratification pattern and the residence time of reservoir. A watershed “fast-flush” was observed during storm events with higher rates of leaching of phosphorus, leading to an increase of chlorophyll-a concentration and thus GPP and R in the reservoir. It could be inferred that, during the simulation time period, the phytoplankton biomass in the reservoir was the main factor in maintaining the autotrophic metabolism which in most of the time was more affected by the internal dynamic of the system than by the physical aspects of watershed.

Os sedimentos transportados por cursos de água, quando depositados nos reservatórios, podem lhes causar danos, como redução do seu volume de água, prejuízos à navegação, danificação de turbinas e bloqueio de tomadas de água e comportas. Para que medidas preventivas possam ser tomadas nesse sentido, a capacidade de predizer taxas de sedimentação e sua distribuição não-uniforme em reservatórios é muito importante, ainda em sua fase de projeto. Este trabalho compreende a construção e o assoreamento de uma armadilha de sedimentos em laboratório, bem como a utilização de um programa computacional para reprodução numérica do assoreamento. A comparação satisfatória entre resultados experimentais e simulados, tanto para o padrão do escoamento no interior da armadilha quanto para a deposição de sedimentos, permitiu avaliar o programa MIKE 21C como ferramenta útil no estudo e na estimativa do assoreamento de reservatórios / Sediment transport in alluvial rivers may cause serious problems to reservoirs, such as decrease in storage volume, impairment of navigability, damage to hydropower turbines, and blockage of gates and intakes. The capacity of predicting sedimentation and its non-uniform distribution inside reservoirs is very important, still in their phase of planning and design. This work comprehends the construction of a sand trap in a laboratory and its experimental sedimentation, as well as the use of a computational program to reproduce numerically the experiment. The satisfactory comparison between experimental and numerical results, for the flow pattern inside the trap and for the sediment deposition, validated the program MIKE 21C as a useful tool in the study and prediction of reservoir sedimentation

Os reservatórios no Brasil, especialmente no Estado de São Paulo, são importantes ecossistemas que foram construídos nos últimos 40 anos. Alguns destes reservatórios, principalmente os do sistema em cascata do Médio e Baixo rio Tietê, encontram-se em estado eutrófico. Florações de cianobactérias são freqüentemente relacionadas a estas condições eutróficas, o que compromete os usos múltiplos destes reservatórios, implicando em riscos à saúde humana e à biota aquática. Os objetivos deste estudo foram investigar a ocorrência, distribuição e freqüência de florações de cianobactérias nestes reservatórios, assim como quantificar as concentrações das cianotoxinas e a toxicidade destas florações, relacionando-as aos parâmetros físicos e químicos no ambiente que, eventualmente, atuam como indutores da dominância das cianobactérias. Amostras (10 L) com florações de cianobactérias foram coletadas à montante e próximo dos seis reservatórios do Médio e Baixo rio Tietê (Barra Bonita, Bariri, Ibitinga, Promissão, Nova Avanhandava e Três Irmãos), entre novembro/2002 e outubro/2003. Alíquotas (100 mL) dessas amostras foram coletadas e preservadas (formalina 4 %) para identificação e quantificação em laboratório. O material restante foi congelado e liofilizado para identificação e quantificação de cianotoxinas, e para testes ecotoxicológicos. Variáveis físicas e químicas da água foram tomadas nos locais de amostragem, e amostras complementares de água foram coletadas com bomba de sucção integrando toda a coluna d´água. Nestas amostras, foram efetuadas análises de nutrientes totais e dissolvidos, clorofila-a e composição da comunidade fitoplanctônica. Os testes de toxicidade de diferentes concentrações de extratos de cianobactérias (liofilizados) foram realizados por exposição de neonatos de Daphnia similis, Ceriodaphnia dubia, Ceriodaphnia silvestrii (48h), e por injeções intraperitoniais em camundongos Swiss albino (24h). Os resultados demonstraram que a classe Chlorophyceae obteve a maior riqueza de espécies, enquanto que Cyanophyceae obteve a maior freqüência e densidade de organismos nas amostras analisadas. Cianobactérias tóxicas, principalmente dos gêneros Microcystis, Anabaena, Cylindrospermopsis, Raphidiopsis e Planktothrix foram encontradas em todas as amostras coletadas. Cianotoxinas, como microcistinas, foram detectadas na maioria dos reservatórios com valores que variaram de 2,17 a 150 'mü'g/L. Contudo, toxinas paralisantes, como saxitoxinas, foram encontradas em alguns reservatórios, com valores máximos variando de 4,53 a 6,93 'mü'g eq. STX/L. Todas as amostras testadas apresentaram toxicidade, com variações de 'CE IND.50'-48h nos microcrustáceos, de 0,10 a 1,32 mg/mL (p.s.) para Daphnia similis, 0,2 a 1,70 mg/mL (p.s.) para Ceriodaphnia dubia e 0,09 a 1,20 mg/mL (p.s.) para Ceriodaphnia silvestrii. Com relação aos testes realizados com camundongos Swiss albino, a 'DL IND.50'-24h variou de 48 a 904 mg/kg (p.s.). Embora tenha sido demonstrada a redução gradativa da concentração de nutrientes ao longo do rio, principalmente de fósforo e nitrogênio (total e dissolvido), indicando a capacidade depurativa dos sistemas ao longo da seqüência de reservatórios em cascata, o presente estudo demonstrou que ainda assim há manutenção de condições favoráveis para o desenvolvimento de florescimentos de cianobactérias tóxicas em todos os reservatórios. Os resultados demonstraram que o processo de eutrofização contínua e a presença de florações de cianobactérias tóxicas nos reservatórios podem representar riscos potenciais à biota aquática ou às populações humanas que utilizam essas águas para fins diversos. Esta situação representa um desafio no manejo desse sistema em cascata, segundo as características operacional do sistema, tais como o tempo de residência da água e outros fatores a serem considerados nestas construções / Reservoirs in Brazil, particularly in São Paulo State, are important ecosystems which were built up successively in the last 40 years. Some of these reservoirs, mainly at the Middle and the Low Tietê river cascade system are eutrophic. Frequently cyanobacterial blooms are related to these eutrophic conditions which compromise the multiple use of the reservoir, implicating risk to human health and aquatic biota. This study aims to investigate occurrence, distribution and frequency of cyanobacterial blooms in these reservoirs, just as quantify cyanotoxin concentrations, and toxicity of these blooms, relating with physical and chemical environmental parameters as inductors of the dominant of cyanobacteria. Samples (10 L) of cyanobacterial blooms were collected near to the six reservoirs of the Middle and Low Tietê river (Barra Bonita, Bariri, Ibitinga, Promissão, Nova Avanhandava and Três Irmãos), between November/2002 and October/2003. Samples of cyanobacterial blooms were taking from each reservoir with plankton net (20 mm). Aliquot (100 mL) of samples were collected and preserved (formalin 4 %) for laboratory identification and quantification. The material remaining were frozen and lyophilized for determination and quantification of cyanotoxins, and for ecotoxicological tests. The water physical and chemical variables were evaluated in situ, as well as complementary water samples were collected with a water-pump integrating all the water column to analysis of total and dissolved nutrients, chlorophyll-a and the composition phytoplankton community. The tests of toxicity of different concentrations of cyanobacterial extracts (lyophilized) were carried out by exposition of neonates of Daphnia similis, Ceriodaphnia dubia, and Ceriodaphnia silvestrii (48h), and intraperitoneal injection in Swiss albino mice (24h). The results demonstrate that the Chlorophyceae class had the higher richness of species, while Cyanophyceae had the higher frequency and density of organisms in analysed samples. Toxic cyanobacteria, mainly of genera Microcystis, Anabaena, Cylindrospermopsis, Raphidiopsis and Planktothrix, were found in all samples collected. Cyanotoxins, mainly microcystins, were detected in the majority of reservoirs which values were between 2.17 and 150 'mü'g/L. However, paralytic toxins, such as saxitoxins, were found in some reservoirs, which maximum values ranged from 4.53 to 6.93 'mü'g eq. STX/L. All tested samples were toxic, with range of 'CE IND.50'-48h in the microcrustaceans, from 0.10 - 1.32 mg/mL (d.w.) to Daphnia similis, from 0.2 - 1.70 mg/mL (d.w.) to Ceriodaphnia dubia and from 0.09 - 1.20 mg/mL (d.w.) to Ceriodaphnia silvestrii. With respect to Swiss albino mice test, 'DL IND.50'-24h varied from 48 - 904 mg/kg (d.w.). Although was demonstrated gradual reduction of nutrients downstream, mainly phosphorus and nitrogen (total and dissolved), indicating the depurative capacity of cascade reservoirs sequence, the present study still has demonstrated the maintenance of favorable conditions to development of to toxic cyanobacterial blooms in all the reservoirs. Results demonstrate that the continuous eutrophication process and toxic cyanobacterial blooms in these reservoirs could represent a potential risk to the aquatic biota and human populations who use these waters for multiple purposes. This situation represents a challenge in the management of cascade system, according to reservoirs operational system, such as water residence time and other factors which should be considered in these constructions

O reservatório Paiva Castro é o último reservatório de uma série de cinco barragens em cascata, que formam o Sistema Cantareira, um dos principais sistemas de abastecimento de água na Grande São Paulo. Sua biomonitoramento é uma ferramenta importante para compreender o estado ecológico do reservatório, bem como para avaliar as situações que estão causando mudanças na qualidade e quantidade da água. No presente estudo, com base em características físicas e químicos da água e atributos ecológicos do fitoplâncton e zooplâncton, verificou-se a existência de compartimentação (heterogeneidade espacial horizontal) e heterogeneidade temporal no Reservatório Paiva Castro. Foram realizadas duas coletas, uma na estação seca (maio e junho) e outra na estação chuvosa (novembro e dezembro) em 2014. O ano 2014 teve um período de seca atípica, o que desencadeou o problema da crise da água que afetou a dinâmica dos reservatórios na Região Metropolitana de São Paulo. As amostras foram coletadas em 9 pontos ao longo Reservatório Paiva Castro. As variáveis temperatura, pH, condutividade e oxigénio dissolvido foram medidos in situ com sonda multiparamétrica. A matéria suspensa, os nutrientes e pigmentos foram medidos no laboratório. Amostras de plâncton foram coletadas na zona fótica com a boca da rede na profundidade da zona eufótica. O reservatório foi classificado como oligotrófico durante a seca e mesotrófico na estação chuvosa; no entanto, os parâmetros físicos e químicos estavam de acordo com CONAMA 357. Dois compartimentos foram identificados através da análise de variáveis limnológicas (profundidade, sólidos suspensos totais e nutrientes) e das comunidades de fitoplâncton e zooplâncton: a zona afetada pela entrada rio Juqueri e b) a zona de transição que integra o canal de barragem e compartimentos. A densidade e biovolume/biomassa também aumentaram nesse sentido. A heterogeneidade temporal foi ainda mais evidenciado pelas características químicas e físicas, do que pelas comunidades planctônicas. Em relação ao fitoplâncton, o Bacillariophyceae e Chlorophyceae apresentou a maior densidade, Cryptophyceae e Dinophyceae o maior biovolume. As espécies Choricystis minor, Cylindrospermopsis c.f. raciborskii e Peridinium umbonatum foram espécies com maior densidade e Cryptomonas c.f. erosa e Peridinium umbonatum foram as espécies com maior biovolume. A disponibilidade de nutrientes (nitrogênio e fósforo) e concentração de matéria em suspensão na coluna de água foram, provavelmente, as variáveis que mais influenciaram a densidade e biovolume do fitoplâncton. Para o zooplâncton, a maior riqueza de espécies foi registrada na estação seca, no entanto, que os valores mais altos de biomassa e densidade do zooplâncton foram registrados durante a estação chuvosa. Rotíferos teve a maior riqueza e densidade, mas estiveram pouco representados na biomassa. Cladóceros tiveram a maior biomassa na estação chuvosa, mas os copépodos representados por formas jovens (copépodos náuplios e copepoditos), tiveram as maiores biomassa na estação seca, e os cladóceros foram o grupo representativo desse atributo. O rotífero Kellicottia Bostoniensis foi a espécie representante da densidade biomassa de zooplâncton. Conochilus unicornis, Gastropus hyptopus, Asplachna priodonta, Bosminopsis deitersi, Bosmina hagmanni foram as espécies com maior densidade e biomassa. As concentrações de material em suspensão na coluna de água, a disponibilidade de alimento (clorofila a) e o tempo de residência foram, provavelmente, as variáveis que influenciaram a estrutura da comunidade de zooplâncton. De acordo com os resultados, o reservatório Paiva Castro é compartimentado e influenciado pelas características e eventos que ocorrem nos reservatórios a montante / The Paiva Castro reservoir is the last reservoir of a series of five dams in cascade, which form the Cantareira System, one of the main water supply systems in the Greater São Paulo. Its biomonitoring is an important tool to understand the reservoir ecological status, as well as to evaluate situations that are causing changes in the water quality and quantity. In the present study, based on physical and chemical water characteristics and on phytoplankton and zooplankton ecological attributes it was found the existence of compartmentalization (horizontal spatial heterogeneity) and temporal heterogeneity in Paiva Castro reservoir. Two samplings were performed, one during the dry season (May and June) and the other one in the rainy season (November and December) on 2014. The year 2014 was a period of atypical drought, which triggered the problem of water crisis affecting the reservoirs dynamics on the Metropolitan Region of São Paulo. The samples were collected at 9 points along Paiva Castro reservoir. Were analysed the variables: temperature, pH, conductivity and dissolved oxygen were measured in situ with multiparameter probe and nutrients, suspended matter and pigments on the laboratory. Plankton samples were collected in the photic zone with the mouth of the network in the depth of the photic zone; Reservoir was classified as oligotrophic during dry and mesotrophic on the rainy season; however, the physical and chemical parameters were in accordance with CONAMA 357. Two compartments were identified through the analysis of limnological variables (depth, total suspended solids and nutrients) and the planktonica communities whose density and biovolume / biomass for phytoplankton and zooplankton increased upstream-downstream direction: the zone affected by the river input Juqueri and b) the transition zone integrating the channel and compartments dam. Chemical and physical characteristics rather than the planktonic communities further evidenced the temporal heterogeneity. Regarding the phytoplankton, the Bacillariophyceae and Chlorophyceae showed the highest density, Cryptophyceae and Dinophyceae the largest biovolume. The Choricystis minor species Cylindrospermopsis c.f. raciborskii and Peridinium umbonatum were species with the highest density and Cryptomonas c.f. erosa and Peridinium umbonatum were the species with the largest biovolume. The availability of nutrients (nitrogen and phosphorus) and suspended matter concentrations in the water column were probably the variables that most influence the density and biovolume of the phytoplankton community. For the zooplankton, the largest richness was recorded in the dry season, however, that the highest density and zooplankton biomass were recorded during the rainy season. Rotifers had the largest richness and density, but were under represented in biomass. Cladocerans had the highest biomass in the rainy season, but the copepods represented by young forms (copepod nauplii and copepodites), had the greatest biomass in the dry season, and the cladocerans the representative group of this attribute. The rotifer Kellicottia bostoniensis was representative specie of the zooplankton density and biomass. Conochilus unicornis, Gastropus hyptopus, Asplachna priodonta, Bosminopsis deitersi, Bosmina hagmanni were the species with the highest density and biomass. The suspended material concentrations in the water column, the food availability (chlorophyll a) and the residence time were probably the variables that influence the zooplankton community structure. According to the results, the Paiva Castro reservoir is compartmentalized and influenced by the characteristics and events that happen in the upstream reservoirs

Orientadora: Roseli Frederigi Benassi / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Energia, 2011