Made available in DSpace on 2017-07-10T18:13:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Patricia Salete Daga.pdf: 958498 bytes, checksum: 7d77f6eb281926a0cde9824df7522599 (MD5) Previous issue date: 2012-07-30 / The heterogeneity of the habitat assumes that structurally complex habitats can increase the diversity of species. In aquatic environments these complex habitats also play an important role in the biological diversity, in the interspecific relations and in the system s productivity. Studies have shown that several fish species seek sites with structured habitats for their reproduction. This study intends to evaluate the influence of the structural complexity provided by submerged trees on the ichthyplankton in the influence area of two reservoirs located in Parana River basin, demonstrating the importance of such sites known as paliteiros. The samples were carried out in places with and without the presence of submerged trees from October 2009 to March 2010. For these samples, we used plankton nets with mesh size of 0.5mm equipped with a measurer to obtain the volume of filtered water. The process was realized with continuous drag, using two plankton nets. We determined the abundance of larvae, number of species, Shannon s diversity index and the indicator taxons for each environment analyzed. To determine if there were any significant spatial variation we applied the t-test. The composition of the ichthyoplanktonic assemblage in the different environments was summarized based on a correspondence analysis (CA). During the study 122,099 individuals were captured, belonging to 22 species, six orders, 19 families. Within this sample, 78.84% are individuals captured in environments without any structure, whereas 21.16% are individuals captured in structured environments. In both places the most abundant species were Hypophthalmus edentatus and Plagioscion squamosissimus. The places with submerged trees presented the highest values in richness and abundance of species, which indicates that spawning may have been occurring in headwaters located in areas with submerged vegetation, and that eggs, as well as larvae, are passively carried by water flows to development areas, located at lower areas in the reservoir. This study indicates that areas with submerged vegetation play a very important part in fish reproduction in the sampled reservoirs and, therefore, their preservation may be indispensable for the future presence of many fish species in these environments. / A heterogeneidade do habitat assume que habitats estruturalmente complexos podem aumentar a diversidade de espécies, em ambientes aquáticos esses habitats complexos também tem importante papel na diversidade biológica, nas relações interespecíficas e na produtividade do sistema. Estudos têm demonstrado que, várias espécies de peixes procuram locais com habitats estruturados para se reproduzirem. Assim, este estudo teve por objetivo avaliar a influência da complexidade estrutural fornecida pelas árvores submersas sobre a assembleia ictioplanctônica na área de influência de dois reservatórios da bacia do rio Paraná, demonstrando a importância dos paliteiros para a reprodução da ictiofauna. As amostragens foram realizadas em locais com e sem a presença de árvores submersas nos reservatórios de Mourão e Itaipu, entre os meses de outubro de 2009 a março de 2010. Para as coletas foram utilizadas redes de plâncton cônico-cilindricas de malha 0,5mm equipadas com medidor de fluxo para obtenção do volume de água filtrada, o processo foi realizado em arrasto contínuo, com uso de duas redes de plâncton. Foram determinadas as abundâncias de larvas, o número de espécies (riqueza), o índice de diversidade de Shannon e determinado os táxons indicadores para cada ambiente analisado através do valor indicador. Para determinar se houveram diferenças espaciais significativas entre as médias dos atributos avaliados foi aplicado um teste t. A composição da assembleia ictioplanctônica nos diferentes ambientes foi sumarizada a partir de uma análise de correspondência (CA). Durante o estudo foram capturados 122.099 indivíduos, pertencentes a 22 espécies, seis ordens, 19 famílias. Destes, 78,84% foram indivíduos capturados em locais sem estrutura, enquanto 21,16% foram capturados em locais estruturados. Para ambos os locais as espécies mais abundantes foram Hypophthalmus edentatus e Plagioscion squamosissimus. Os locais sem árvores submersas tiveram os maiores valores de riqueza e abundância de espécies o que indica que, as desovas podem estar ocorrendo nas áreas de cabeceira e que tanto os ovos como as larvas são passivamente transportados por correntes de água para áreas de desenvolvimento, localizadas em áreas inferiores do reservatório. Esse estudo demonstrou que, trechos com vegetação submersa desempenham importante papel na reprodução dos peixes na área dos reservatórios amostrados e, por tanto, sua preservação pode ser indispensável para a representação futura de muitas espécies de peixes nesses ambientes.

Este trabalho foi desenvolvido nos reservatórios, em cascata, que fazem parte do Médio e Baixo Rio Tietê, incluindo os tributários, os Rios Tietê, Piracicaba e Bauru. Foram considerados os pontos de coleta, localizados à montante, jusante, bem como os pontos intermediários dos reservatórios estudados. Considerando-se os períodos referentes a outubro de 1999 fevereiro, maio e julho de 2000, as pesquisas nestes locais abordaram a qualidade ambiental dos reservatórios, com características limnológicas (água, sedimento), a fauna de macroinvertebrados bentônicos, além de testes ecotoxicológicos (Chironomus xanthus). As análises dos sedimentos permitiram evidenciar as frações de silte e argila, o elevado teor de matéria orgânica nos reservatórios situados no início da cascata, além do nitrogênio e fósforo e metais potencialmente biodisponíveis. Elevadas concentrações de nutrientes nitrogenados e fosfatados, material em suspensão (orgânico e inorgânico) e clorofila-a, foram observadas nas amostras de água, o que permitiu classificar os reservatórios como eutróficos, mesotróficos e oligotróficos, de acordo com sua posição no sistema bem como do período amostrado. As concentrações de alguns dos metais encontrados na água estiveram acima do permitido pela Resolução CONAMA (20/96), considerando-se os períodos em estudo. Quanto às relações bióticas, foram obtidas através do índice de Diversidade (H\'), da equitabilidade, a qual foi evidenciada pela distribuição agregadados organismos e a presença de indivíduos pertencentes à mesma espécie, evidenciou a baixa riqueza de taxa. Através do IET/Densidade de Oligochaeta constatou-se para os reservatórios em cascata e os principais tributários características de eutrofizados. A fauna bentônica dos rios Tietê, Piracicaba e Bauru e dos reservatórios dos locais de estudo caracterizou-se pela presença de Tubificidae (Oligochaeta) além de Chironomidae (Díptera), e do grupo Mollusca. Entre os Tubificidae, a espécie Limnodrilus hoffmeisteri, Branchiura sowerbyi e Limnodrilus udekemianus ocorreram em considerável dominância numérica no período de estudo. A Família Chironomidae, foi representada pelos gêneros Goeldichiromus e Coelotanypus e o grupo Mollusca pelo gênero, Haylacostoma e espécie Melanoides tuberculatus (Thiaridae), Corbicula fluminea (Corbiculidae), o gênero Biomphalaria (Planorbidae) e o gênero Lymnaea collumela, (Lymnaiidae). Quanto à Família Naididade foi representada pelas espécies (Prístina americana, Dero nívea, Dero digitata e Allonais chelata), pela família Alluroididae (Brinkhurstia americanus) e pela Família Opistocystidae (Opistocysta funiculus). Os testes de toxicidade com Chironomus xanthus confirmaram os resultados obtidos através das análises físicas e químicas, conferindo características de impactados aos reservatórios situados no início da cascata (Barra Bonita, Bariri e Ibitinga) e aos tributários (Tietê, Piracicaba e Bauru) moderadamente poluídos aos reservatórios intermediários (reservatório de Nova Avanhandava e Promissão) e, com ausência de poluição, o Reservatório de Três Irmãos, situado no final da cascata. Os resultados decorrem dos usos e ocupação do solo, atividades antropogênicas na Bacia Hidrográfica, do aporte de materiais para o sistema na qual se inserem os rios e os reservatórios estudados. / This work was developed in the reservoirs, at waterfalls, which are part of the Medium and Low Tiete River, including its tributaries, the Tiete, the Piracicaba river and the Bauru river. The collecting sites considered were upstream, downstream and those intermediary sites of the reservoirs. Taking into account the different periods of October 1999 and February, May and July of 2000, the researches in those sites were about the environmental quality of the reservoirs with limnologic characteristics (water, sediment), the bentonic macroinvertebrate fauna besides ecotoxilogic tests (Chironomus xanthus). The sediment analysis allowed to evidence the silt and clay fractions, the high organic matter content in the reservoirs located at the waterfall head in addition to nitrogen, phosphur and potentially bio-available metals. High nitrogened and phosphated nutrients, suspended matter (organic and inorganic) and chlorophyl-a were observed in the water samples, which allowed to classify the reservoirs as euthrophic, mesotrophic and oligotrophic according to their location in the system and the sampling period. The concentration of some metals found the water was above the level permitted by CONAMA Resolution (20/96) taking into account the periods of study. As to the biotic relations, they were obtained by means of the Diversity index (H\') of the equitability, which was evidenced by the aggregated distribution of the organisms and the presence of individuals belongingto the same species evidenced the low taxa richness. Through the IET/Oligochaeta abundance, the reservoirs and the tributaries were found to be eutrophitized. The Tiete, Piracicaba and Bauru rivers and the reservoirs studied sites bentonic fauna was characterized by the presence of Tubificidae (Oligochaeta) besides Chironomidae (Diptera) and the Mollusca group. Among the Tubificidae, the Limnodrilus hoffmeisteri, Branchiura sowerbyi e Limnodrilus udekemianus species occurred in considerable numerical dominance in the period of study. The Chironomidae family was represented by the genus Goeldichiromus and Coelotanypus and the Mollusca group by the genus Haylacostoma and Melamoides tuberculatus (Thiaridae) species, Corbicula fluminea (Corbiculidae), the genus Bionphalaria (Planorbidae) and the genus Lymnaea collumela (Lymnaiidae). The Naididae family was represented by the species (Pristina americana, Dero nivea, Dero digitata and Allonais chelata), by the family Alluroididae (Brinkhurstia americanus) and the family Opistocystidae (Opistocysta funiculus).The toxicity tests with Chironomus xanthus confirmed the results obtained through physical and chemical analyses granting characteristics of impacted to the reservoirs located at the waterfall head (Barra Bonita, Bariri and Ibitinga) and the tributaries (Tiete, Piracicaba and Bauru) moderately polluted to the intermediate reservoirs (Nova Avanhandava and Promissão reservoirs) and, absenceof pollution, the Tres Irmãos Reservoir located at the end of the waterfall. The results arise from the uses and occupation of the soli, anthropogenic activities in the hydrographic basis, disclosure of materials into the system in which are the rivers the reservoirs under study are located.

O presente trabalho teve como objetivos caracterizar uma coleção de 98 bactérias isoladas de amostras de petróleo e água de formação de reservatórios da Bacia de Campos (RJ) utilizando técnicas de taxonomia molecular e avaliar o potencial de degradação de biomarcadores do petróleo. O sequenciamento e análise filogenética do gene RNAr 16S revelaram Bacillus firmus, megaterium, pumilus, sphaericus, simplex, cereus/B. thuringiensis Marinobacter lutaoensis, Halomonas shengliensis/H. alimentaria/ H.campisalis, Citreicella thiooxidans, Stenotrophomonas maltophilia, Achromobacter xylosoxidans, Micrococcus luteus, Kocuria rosea, Streptomyces alboniger/S. chartreusis /S. moderatus, Staphylococcus hominis e Staphylococcus pasteuri/S. warneri. Os resultados evidenciaram a preferência pela biotransformação do ácido nonadecanóico e esqualano. A caracterização da microbiota presente nos reservatórios e avaliação do potencial de biodegradação pode contribuir para fornecer subsídios para estudos futuros sobre os mecanismos biológicos responsáveis pela biodegradação do petróleo. / This study is aimed to characterize a collection of 98 bacteria isolated from oil and formation water samples derived from reservoirs of the Campos Basin (RJ) using molecular biology-based techniques and to evaluate the degradation potential of petroleum biomarkers. Further sequencing and phylogenetic analysis of 16S rRNA genes revealed species of Bacillus firmus, megaterium, pumilus, sphaericus, simplex, cereus/thuringiensis, Marinobacter lutaoensis, Halomonas shengliensis/H. alimentaria/H. campisalis, Citreicella thiooxidans, Stenotrophomonas maltophilia, Achromobacter xylosoxidans, Micrococcus luteus, Kocuria rosea, Streptomyces alboniger/S. chartreusis/S. moderatus, Staphylococcus hominis and Staphylococcus pasteuri/S. warneri. The results showed the preference of bacteria for the biotransformation of nonadecanoic acid and squalane. The characterization of the microbiota associated to reservoirs and the evaluation of their biodegradation potential may provide subsidies for future studies about the biological mechanisms responsible for petroleum biodegradation.

Submitted by Nathalya Silva (nathyjf033@gmail.com) on 2017-04-24T20:04:12Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ModeloGerenciamentoAgua.pdf: 11144827 bytes, checksum: 1729da6214c18fcd59e89f3ba710e78e (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-04-26T13:22:34Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ModeloGerenciamentoAgua.pdf: 11144827 bytes, checksum: 1729da6214c18fcd59e89f3ba710e78e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-26T13:22:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ModeloGerenciamentoAgua.pdf: 11144827 bytes, checksum: 1729da6214c18fcd59e89f3ba710e78e (MD5) Previous issue date: 2016-02 / Este trabalho trata de um modelo para gerenciamento de usos múltiplos da água, visando minimizar conflitos de uso, relacionados com a operação de sistemas de reservatórios em aproveitamentos hidrelétricos de bacias hidrográficas. O modelo SOUMA – “Sistema de Otimização de Usos Múltiplos da Água”, que consiste em um modelo estocástico de otimização baseado em programação não linear, foi desenvolvido e estruturado em GAMS (General Algebraic Modeling System) com o emprego do solver MINOS. O SOUMA compõe-se de dois módulos auxiliares. O primeiro é um módulo de previsão de níveis de água, que consiste em um modelo estocástico do tipo ARIMA (Auto Regressive Integrated Moving Average). O segundo é um módulo de previsão de vazões, que é um modelo estocástico chuva-vazão, do tipo RNA. O modelo ARIMA na calibração e na validação apresentou R² médio acima de 0,93 e RMSE abaixo de 0,08, capturando de forma satisfatória o comportamento das séries níveis d’água. O modelo chuva-vazão que foi empregado na composição da vazão afluente ao reservatório, com a utilização de arquitetura RNA, apresentou R² médio de 0,954 e RMSE médio de 0,098. O modelo SOUMA foi aplicado à bacia do rio Tapajós para o futuro Aproveitamento Hidro Energético – AHE São Luiz do Tapajós, Itaituba, PA. Foram criados seis cenários que serviram de parâmetros na otimização e minoração dos conflitos. Vazões afluentes ao reservatório foram obtidas e simuladas, para os cenários hidrológicos seco, médio e úmido e para os cenários climáticos El Niño, Neutro e La Niña. Para geração de energia e profundidade de navegação, considerando as afluências dos cenários hidrológicos seco, médio e úmido, o SOUMA evidenciou, em relação aos níveis de referência dos cenários de navegação baixo, médio e alto, a ocorrência de profundidades abaixo da mínima, para gerações médias abaixo de 2.411 MW, 2.939 MW e 3.586 MW, respectivamente. Para geração de energia e capacidade de carga transportada, considerando as afluências dos cenários hidrológicos seco, médio e úmido, o SOUMA demonstrou, em relação aos níveis de referência dos cenários de navegação baixo, médio e alto, que gerações médias acima de 2.869 MW, 3.508 MW e 4.740 MW, respectivamente, não geram ganhos de capacidade de carga transportada e que gerações médias abaixo de 1.344 MW, 1.622 MW 2.056 MW, respectivamente, inviabilizam o transporte de carga. Para geração de energia e cota de inundação, considerando as afluências dos cenários hidrológicos seco, médio e úmido, o SOUMA mostrou, em relação aos níveis de referência dos cenários de controle de inundação baixo, médio e alto, a ocorrência de inundações a jusante, para gerações médias acima de 4.978 MW, 6.057 MW e 7.390 MW, respectivamente. Retiradas consuntivas são significativas apenas no período de junho a outubro. Considerando a média das demandas consuntivas mensais (145 m³/s), para afluências do cenário hidrológico seco, médio e úmido, o SOUMA evidenciou uma perda mensal na geração de energia elétrica de 50 MW, 47 MW e 44 MW, respectivamente. Os resultados aferidos evidenciam que os modelos desenvolvidos são ferramentas de fundamental importância à otimização operacional de sistemas de reservatórios com usos múltiplos, permitindo a otimização de gerações e de defluências em AHE, em períodos de cheia e de estiagem e de grandes demandas energéticas, com a manutenção de condições de navegabilidade em trechos a jusante de barramentos, através de simulações operacionais sustentáveis que minoram conflitos de uso. / This work deals with a model for management of multiple uses of water, for the mitigation of conflicts of use related to the operation of reservoir systems in hydroelectric power plant of water catchment area. The model SOUMA – "system optimization of multiple uses of water", which consists of a stochastic optimization model based on nonlinear programming, was developed and structured in GAMS (General Algebraic Modeling System) with the use of solver MINOS. The SOUMA is composed of two modules. The first is a module for forecasting of water levels, which consists of a stochastic model of type ARIMA (Auto Regressive Integrated Moving Average). The second is a module for forecasting of streamflow, which is a stochastic model of rainfall-streamflow the RNA type. The ARIMA model calibration and validation presented average R² above 0.93 and RMSE below 0.08, capturing in a satisfactory manner the behavior of water levels. The rain-flow model that was used in the composition of influent flow to the reservoir, with the use of RNA architecture, presented average R² 0.954 and of 0.098 RMSE. The SOUMA model was applied to Tapajós River basin for the future hydroelectric power plant of São Luiz do Tapajós, Itaituba, PA. Six scenarios were created to be used as parameters in optimizing and mitigation of conflicts. The reservoir tributaries streamflow were obtained and simulated for dry, medium and moist hydrological scenarios and for El Niño, La Niña and Neutral climatic scenarios. For the power generation and navigation depth uses, considering the tributaries streamflow of the dry, medium and moist hydrological scenarios, the SOUMA showed, in relation to the reference levels of the low, medium and high navigation scenarios, the occurrence of depths below the minimum, for generations averages below 2,411 MW, 2,939 MW and 3,586 MW, respectively. For power generation and cargo capacity, considering the tributaries streamflow of the dry, medium and moist hydrological scenarios, the SOUMA showed, in relation to the low, medium and high reference levels of the navigation scenarios, that generations averages above 2,869 MW, 3,508 MW and 4,740 MW, respectively, do not generate earnings of cargo capacity and that medium generations below 1,344 MW, 2,056 MW and 1,622 MW, respectively, make the river transport of cargo infeasible. For power generation and flood dimension, considering the tributaries streamflow of the dry, medium and moist hydrological scenarios, the SOUMA showed, in relation the reference levels low, medium and high of the flood control, the occurrence of floods downstream to generations above average 4,978 MW, 6,057 MW and 7,390 MW, respectively. Consumptive withdrawals are meaningful only in the period from June to October. Considering the monthly average consumptive demands (145 m ³/s), to tributaries streamflow of the dry, medium and moist hydrological scenarios, the SOUMA showed a monthly loss in power generation of 50 MW, 47 MW and 44 MW, respectively. The measured results show that the models developed are important tools to operational optimization of reservoir systems with multiple uses, allowing the optimization of generations and defluente flow in the hydroelectric power plant of water catchment area, in periods of flood and drought and large energy demands, with maintenance of navigation conditions downstream from dams, through sustainable operational simulations that minimize usage conflicts.

Neste trabalho apresentamos um esquema numérico para a simulação computacional de escoamentos bifásicos, água-óleo, em reservatórios de petróleo. O modelo matemático consiste em um sistema de equações diferenciais parciais não-linear nas incógnitas velocidade, pressão e saturação. Uma quebra de operadores a dois níveis possibilita uma maior eficiência ao método permitindo que a velocidade, fornecida pelo problema de velocidade-pressão, seja atualizada somente para determinados intervalos de tempo associados ao problema de transporte advectivo-difusivo em termos da saturação. O método dos volumes finitos é empregado na resolução numérica do problema de velocidade-pressão e do transporte de massa por advecção e difusão. Na solução do problema de transporte de massa utilizamos limitadores de fluxo na aproximação dos termos advectivos e diferenças centradas para os termos difusivos. O nosso simulador foi validado a partir de confrontações dos seus resultados com as soluções teóricas conhecidas para os problemas unidimensionais, equações de Burgers e de Buckley-Leverett, e com outros resultados numéricos em se tratando do escoamento bifásico água-óleo bidimensional em meios porosos heterogêneos. / A new numerical method is proposed for the solution of two-phase flow problem in petroleum reservoirs. The two-phase (water and oil) flow problem is governed by a pressure-velocity equation coupled to a saturation equation. For computational eficiency an operator spliting technique is used; distinct time steps can be used for the computation of transport and pressure-velocity problems. The finite volume method is used in the numerical solution of the velocity-pressure and mass transport problems. A flux limiter is used for the numerical discretization of the advective terms while centered schemes are employed for the diffusion terms in the mass transport problem. In the validation of our numerical method we compared numerical and theoretical solutions for one dimensional problems, Burgers and Buckley-Leverett equations, and compared our numerical results to others, in the case of oil-water flows in two dimensions for an heterogeneous porous media.

Neste trabalho apresentamos um esquema numérico para a simulação computacional de escoamentos bifásicos, água-óleo, em reservatórios de petróleo. O modelo matemático consiste em um sistema de equações diferenciais parciais não-linear nas incógnitas velocidade, pressão e saturação. Uma quebra de operadores a dois níveis possibilita uma maior eficiência ao método permitindo que a velocidade, fornecida pelo problema de velocidade-pressão, seja atualizada somente para determinados intervalos de tempo associados ao problema de transporte advectivo-difusivo em termos da saturação. O método dos volumes finitos é empregado na resolução numérica do problema de velocidade-pressão e do transporte de massa por advecção e difusão. Na solução do problema de transporte de massa utilizamos limitadores de fluxo na aproximação dos termos advectivos e diferenças centradas para os termos difusivos. O nosso simulador foi validado a partir de confrontações dos seus resultados com as soluções teóricas conhecidas para os problemas unidimensionais, equações de Burgers e de Buckley-Leverett, e com outros resultados numéricos em se tratando do escoamento bifásico água-óleo bidimensional em meios porosos heterogêneos. / A new numerical method is proposed for the solution of two-phase flow problem in petroleum reservoirs. The two-phase (water and oil) flow problem is governed by a pressure-velocity equation coupled to a saturation equation. For computational eficiency an operator spliting technique is used; distinct time steps can be used for the computation of transport and pressure-velocity problems. The finite volume method is used in the numerical solution of the velocity-pressure and mass transport problems. A flux limiter is used for the numerical discretization of the advective terms while centered schemes are employed for the diffusion terms in the mass transport problem. In the validation of our numerical method we compared numerical and theoretical solutions for one dimensional problems, Burgers and Buckley-Leverett equations, and compared our numerical results to others, in the case of oil-water flows in two dimensions for an heterogeneous porous media.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-07-01T15:05:14Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Souza_Tese_2015_09_22.pdf: 8187999 bytes, checksum: 664629aed28d692dce410fefbfe793dc (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-01T15:05:14Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Souza_Tese_2015_09_22.pdf: 8187999 bytes, checksum: 664629aed28d692dce410fefbfe793dc (MD5) Previous issue date: 2015-09-22 / Anp / Sob certas hipóteses simplificadoras, o modelo matemático que descreve o escoamento de água e óleo em reservatórios de petróleo pode ser representado por um sistema não linear de Equações Diferenciais Parciais composto por uma equação elíptica de pressão (fluxo) e uma equação hiperbólica de saturação (transporte). Devido a complexidades na modelagem de ambientes deposicionais, nos quais são incluídos camadas inclinadas, canais, falhas e poços inclinados, há uma dificuldade de se construir um modelo que represente adequadamente certas características dos reservatórios, especialmente quando malhas estruturadas são usadas (cartesianas ou corner point). Além disso, a modelagem do escoamento multifásico nessas estruturas geológicas incluem descontinuidades na variável e instabilidades no escoamento, associadas à elevadas razões de mobilidade e efeitos de orientação de malha. Isso representa um grande desafio do ponto de vista numérico. No presente trabalho, uma formulação fundamentada no Método de Volumes Finitos é estudada e proposta para discretizar as equações elíptica de pressão e hiperbólica de saturação. Para resolver a equação de pressão três formulações robustas, com aproximação dos fluxos por múltiplos pontos são estudadas. Essas formulações são abeis para lidar com tensores de permeabilidade completos e malhas poligonais arbitrárias, sendo portanto uma generalização de métodos mais tradicionais com aproximação do fluxo por apenas dois pontos. A discretização da equação de saturação é feita com duas abordagens com característica multidimensional. Em uma abordagem mais convencional, os fluxos numéricos são extrapolados diretamente nas superfícies de controle por uma aproximação de alta resolução no espaço (2ª a 4ª ordem) usando uma estratégia do tipo MUSCL. Uma estratégia baseada na Técnica de Mínimos Quadrados é usada para a reconstrução polinomial. Em uma segunda abordagem, uma variação de uma esquema numérico Verdadeiramente Multidimensional é proposto. Esse esquema diminui o efeito de orientação de malha, especialmente para malhas ortogonais, mesmo embora alguma falta de robustez possa ser observada pra malhas excessivamente distorcidas. Nesse tipo de formulação, os fluxos numéricos são calculados de uma forma multidimensional. Consiste em uma combinação convexa de valores de saturação ou fluxo fracionário, seguindo a orientação do escoamento através do domínio computacional. No entanto, a maioria dos esquemas numéricos achados na literatura tem aproximação apenas de primeira ordem no espaço e requer uma solução implícita de sistemas algébricos locais. Adicionalmente, no presente texto, uma forma modificada desses esquemas “Verdadeiramente” Multidimensionais é proposta em um contexto centrado na célula. Nesse caso, os fluxos numéricos multidimensionais são calculados explicitamente usando aproximações de alta ordem no espaço. Para o esquema proposto, a robustez e o caráter multidimensional também leva em conta a distorção da malha por meio de uma ponderação adaptativa. Essa ponderação regula a característica multidimensional da formulação de acordo com a distorção da malha. Claramente, os efeitos de orientação de malha são reduzidos. A supressão de oscilações espúrias, típicas de aproximações de alta ordem, são obtidas usando, pela primeira vez no contexto de simulação de reservatórios, uma estratégia de limitação multidimensional ou Multidimensional Limiting Process (MLP). Essa estratégia garante soluções monótonas e podem ser usadas em qualquer malha poligonal, sendo naturalmente aplicada em aproximações de ordem arbitrária. Por fim, de modo a garantir soluções convergentes, mesmo para problemas tipicamente não convexos, associados ao modelo de Buckley-Leverett, uma estratégia robusta de correção de entropia é empregada. O desempenho dessas formulações é verificado com a solução de problemas relevantes achados na literatura. / Under certain simplifying assumptions, the problem that describes the fluid flow of oil and water in heterogeneous and anisotropic petroleum reservoir can be described by a system of non-linear partial differential equations that comprises an elliptic pressure equation (flow) and a hyperbolic saturation equation (transport). Due to the modeling of complex depositional environments, including inclined laminated layers, channels, fractures, faults and the geometrical modeling of deviated wells, it is difficult to properly build and handle the Reservoir Characterization Process (RCM), particularly by using structured meshes (cartesian or corner point), which is the current standard in petroleum reservoir simulators. Besides, the multiphase flow in such geological structures includes the proper modeling of water saturation shocks and flow instabilities associated to high mobility ratios and Grid Orientation Effects (GOE), posing a great challenge from a numerical point of view. In this work, a Full Finite Volume Formulation is studied and proposed to discretize both, the elliptic pressure and the hyperbolic saturation equations. To solve the pressure equation, we study and use three robust Multipoint Flux Approximation Methods (MPFA) that are able to deal with full permeability tensors and arbitrary polygonal meshes, making it relatively easy to handle complex geological structures, inclined wells and mesh adaptivity in a natural way. To discretize the saturation equation, two different multidimensional approaches are employed. In a more conventional approach, the numerical fluxes are extrapolated directly on the control surfaces for a higher resolution approximation in space (2nd to 4th order) by a MUSCL (Monotone Upstream Centered Scheme for Conservation Laws) procedure. A least squares based strategy is employed for the polynomial reconstruction. In a second approach, a variation of a “Truly” Multidimensional Finite Volume method is proposed. This scheme diminishes GOE, especially for orthogonal grids, even though some lack of robustness can be observed for extremely distorted meshes. In this type of scheme, the numerical flux is computed in each control surface in a multidimensional way, by a convex combination of the saturation or the fractional flow values, following the approximate wave orientation throughout the computational domain. However, the majority of the schemes found in literature is only first order accurate in space and demand the implicit solution of local conservation problems. In the present text, a Modified Truly Multidimensional Finite Volume Method (MTM-FVM) is proposed in a cell centered context. The truly multidimensional numerical fluxes are explicitly computed using higher order accuracy in space. For the proposed scheme, the robustness and the multidimensional character of the aforementioned MTM-FVM explicitly takes into account the angular distortion of the computational mesh by means of an adaptive weight, that tunes the multidimensional character of the formulation according to the grid distortion, clearly diminishing GOE. The suppression of the spurious oscillations, typical from higher order schemes, is achieved by using for the first time in the context of reservoir simulation a Multidimensional Limiting Process (MLP). The MLP strategy formally guarantees monotone solutions and can be used with any polygonal mesh and arbitrary orders of approximation. Finally, in order to guarantee physically meaningful solutions, a robust “entropy fix” strategy is employed. This produces convergent solutions even for the typical non-convex flux functions that are associated to the Buckley-Leverett problem. The performance of the proposed full finite volume formulation is verified by solving some relevant benchmark problems.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:13:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Elaine C Rodrigues Bartozek.pdf: 1985797 bytes, checksum: a358025d50258b7eaddead48b3a3dc40 (MD5) Previous issue date: 2012-06-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In Brazil, hydroelectric powerplant reservoirs are used for multiple purposes, among them, fish farming in net cages. The present study aimed to evaluate spacial and temporal variations of the abiotic variables, nutrients concentration, trophic state and composition and structure of the phytoplankton community in an arm of Salto Caxias reservoir influenced by experimental fish cultivation in net cages. Samples were bimontly betweem September 2010 and July 2011 at the subsurface of the pelagic zone in four sampling stations, been two of them placed in the arm influenced by the cultivation of 30 net cages and the other two in the cagaless arm. No significant differences were observed for composition, diversity, density and phytoplankton biomass between the treatments. The results of the analisys performed showed only seasonal variations, separating the dry from the rainy period. The values of species richness and Shannon diversity were low during the entire study period. Evenness was high in the dry period and low in the rainy period. Both arms were classified as oligotrophic, possible demonstrating low influence of the net cages in the environment. Phytoplankton density and biomass were higher during the rainy period. The dry period was represented mainly for Bacillariophyceae taxa and the rainy period by Cyanobacteria and Chlorophyceae. Two functional groups (FG) were observed (FG F and K), both of them typical from shallow environments with high transparency water. Variations in the phytoplakton structure seem to have been influenced mainly by the seazonality. The effects of the net cages in the nutrients concentration and phytoplankton structure were probably low, possibly due to the low number of net cages and fishes emploied and environment dinamics, influenced by the inflows of the upstream rivers. / No Brasil, reservatórios de usinas hidrelétricas são utilizados para múltiplas propostas, entre elas, o cultivo de peixes em tanques-rede. O presente estudo objetivou avaliar as variações espaciais e temporais das variávies abióticas, concentração de nutrientes, estado trófico e da composição e estrutura da comunidade fitoplanctônica em um braço do reservatório de Salto Caxias influenciado pelo cultivo experimental de peixes em tanques-rede. Foram realizadas amostragens bimestrais, entre setembro de 2010 e julho de 2011, à subsuperfície da zona pelágica, em quatro estações de amostragem, sendo duas localizadas em um braço influenciado pelo cultivo em 30 tanques-rede e duas em um braço não influenciado. Não foram registradas diferenças significativas para a composição, diversidade, densidade e biomassa fitoplanctônica entre os tratamentos utilizados. Os resultados das análises realizadas evidenciaram apenas variações sazonais, separando o período seco do período chuvoso. Os valores de riqueza de espécies e diversidade de Shannon foram baixos durante todo o período de estudo. A equitabilidade foi elevada no período seco e baixa no período chuvoso. Ambos os braços foram classificados como oligotróficos, demonstrando possivelmente baixa influência dos tanques-rede sobre o ambiente. A densidade e biomassa fitoplanctônica foram maiores durante o período chuvoso. O período seco foi representado principalmente por táxons de Bacillariophyceae e o período chuvoso por Cyanobacteria e Chlorophyceae. Dois grupos funcionais (GF) fitoplanctônicos foram observados (GF F e K), ambos característicos de ambientes rasos e com elevada transparência da água. As variações da estrutura fitoplanctônica parecem ter sido influenciadas principalmente pela sazonalidade. Os efeitos dos tanques-rede sobre a concentração de nutrientes e estrutura da comunidade fitoplanctônica parecem ter sido pouco significativos, possivelmente devido ao pequeno número de tanques-rede e peixes utilizados e a hidrodinâmica dos ambientes estudados, influenciados pelos influxos dos rios à montante.

Esta pesquisa investigou a possibilidade de utilização de um tema transversal: a Área de Proteção Ambiental do Rio Iraí (APA), como subsídio para a inserção da Educação Ambiental “EA” na Escola Estadual André Andreatta, situada no município de Quatro Barras, o qual está inserido na APA. A fim de investigar a percepção dos professores sobre interdisciplinaridade e EA, foi aplicado um questionário com questões abertas e fechadas, foi realizada a análise do Projeto Político Pedagógico (PPP) e da Proposta Pedagógica Curricular (PPC) e observação do ambiente escolar. Após a análise dos dados coletados, pode-se inferir que existe um descompasso entre o que os docentes afirmam e o que acontece na prática. Os docentes procuram abordar a EA e a interdisciplinaridade em suas aulas, porém o conhecimento destes sobre o assunto ainda é superficial, necessitando de capacitação para a realização de um trabalho efetivo de EA na escola. Destaca-se que existe interesse por parte dos docentes em aprimorar seus conhecimentos sobre EA para utiliza-la de forma adequada e coerente. Ao final da pesquisa foi elaborado um produto/material que oferece aos professores subsídios teóricos e metodológicos para a inserção da EA no ambiente escolar. Este material foi elaborado tendo como base os momentos pedagógicos e o tema gerador APA do Rio Irai. / This research investigated the possibility of using a cross-cutting theme: Environmental Protection Area Iraí River (APA), as support for the implementation of environmental education (EE) in the State School André Andreatta, located in the city of Quatro Barras, which it is included in the APA. In order to investigate the perception of teachers on interdisciplinary and E.A., a questionnaire with open and closed questions was applied, the analysis of the Pedagogical Political Project was held (PPP) and the Pedagogical Course (PPC) and observing the school environment. After analyzing the data collected, it can be inferred that there is a big gap between what teachers say and what happens in practice. Teachers seek to address the E.A. and interdisciplinarity in their classes, but their knowledge on the subject is still shallow, requiring training to carry out an effective work E.A. in school. It is noteworthy that there is interest on the part of teachers in improving their knowledge of E.A. to use it properly and consistently. At the end of the research was developed a product / material that offers teachers theoretical and methodological support for the inclusion of E.A. at school. This material was prepared from teaching moments proposed by the authors Demetrius Delizoicov and José André Angotti (2009), based on the APA generator theme Rio Irai.