The topic of this thesis is the impact of fish pond harvest on water quality especially on concentration of suspended solids and phosphorous. Goal of the study is to contribute to ongoing discussion about carp aquaculture's role in fresh water pollution. Sampling was carried out in five carp ponds in the Třeboňsko Protected Landscape Area. Main monitored parameters were concentration of suspended solids and total phosphorous during pond drainage and fish harvest.Results of the study confirmed very negative impact of fish harvest on water quality in recipient water.

Imagens adquiridas por sensores orbitais possibilitam observações da Terra e auxiliam estudos de grande áreas. Este trabalho utilizou imagens orbitais para analisar os componentes que modificam as características óticas da água na Lagoa dos Patos, localizada no sul do Brasil. A partir de imagens multiespectrais dos sensores MODIS/Terra e OLI/Landsat-8, foi possível avaliar a variação espaço-temporal de sólidos em suspensão (SS) e estimar alguns parâmetros de qualidade da água na Lagoa dos Patos. Na primeira etapa desse trabalho, o padrão anual e espacial de SS na laguna foi determinado com base em uma série de 15 anos do produto MOD09Q1 (reflectância na faixa do vermelho do sensor MODIS). Foi observado que a reflectância possui um padrão sazonal com aumento do outono até o final da primavera, e que no corpo lagunar e no estuário a reflectância varia ao longo do ano. Interpretações da variação da reflectância, relacionadas a descarga fluvial e a ação dos ventos, foram apresentadas. Na segunda etapa desse trabalho, o modelo linear de mistura espectral (MLME) foi aplicado em uma imagem do sensor OLI para separar águas espectralmente distintas do estuário da Lagoa dos Patos. A partir das imagens frações, geradas pelo MLME, e das bandas do sensor OLI e TIRS modelos empíricos foram desenvolvidos para estimar alguns parâmetros de qualidade da água. Os modelos obtidos foram capazes de estimar a concentração de clorofila-a (R2 = 0,82) e de sólidos em suspensão (R2 = 0,62), a turbidez (R2 = 0,67) e a profundidade do disco Secchi (R2 = 0,64). Conclui-se que o MLME e os dados do satélite Landsat-8 apresentam grande potencial para estimativa de parâmetros da água por imagens orbitais. / Images acquired by orbital sensors enable observations of the Earth and assist studies of large areas. This work used orbital images to analyze the components that modify the optical characteristics of the water of Lagoa dos Patos, located in the southern region of Brazil. By using multispectral images from MODIS/Terra and OLI/Landsat-8 sensors it was possible to evaluate the spatio-temporal variation of suspended solids (SS) and estimate some parameters of water quality. In the first stage of this work, the annual and spatial pattern of SS were estimated based on a series of 15 years of MOD09Q1 product (reflectance in the red channel of MODIS sensor). It was observed that the reflectance has a seasonal pattern with increase in the autumn until the late spring, and that in the lagoon body and estuary the reflectance varies throughout the year. Interpretations of the spatio-temporal variation of reflectance related to river discharge and the action of the winds were presented. In second stage of this study, the Linear Spectral Mixing Model (LSMM) was applied to an image of the OLI sensor to separate spectrally distinct waters of Lagoa dos Patos estuary. From the fraction images generated by LSMM and the bands of OLI and TIRS sensors, empirical models were developed to estimate some parameters of water quality. The obtained models were able to estimate the concentration of chlorophyll (R2 = 81,56) and the suspended solids (R2 = 61,57), turbidity (R2= 67,14) and Secchi disk depth (R2 = 64,29). Combination of LSMM and the Landsat- 8 satellite have shown great potential for water parameters estimation from orbital images.

Les matières en suspension (MES) sont constituées de colloïdes et particules et sont couramment décrites comme des agrégats hétérogènes formées de phases minérales, organiques et biologiques et possédant une forte réactivité de surface. Cette étude vise à étudier l’évolution de composition spatiale et temporelle des MES de la rivière Moselle (Lorraine, France) et également d’étudier la réactivité des MES vis-à-vis de contaminants métalliques. Les MES ont été collectées à différentes stations le long de la rivière Moselle et selon différents régimes hydriques. Des études microscopiques et macroscopiques ont été réalisées dans le but de caractériser les MES. Les résultats ont montré que la composition minérale des MES était relativement constante (1) le long de la Moselle (2) durant différents régimes hydriques et que la géologie du bassin versant contribuait grandement à la composition des MES. Les affluents de la Fensch et de l’Orne, deux rivières impactées par l’héritage industriel ont cependant montré la présence de particules d’origine anthropique. Cette étude a également montré le rôle majeur des MES dans le transport des TMEs et REEs quel que soit le débit. La caractérisation organique des MES a également montré des variations atténuées révélant l’aspect intégrateur d’un bassin versant de cette taille. Des variations saisonnières ont tout de même été observées avec une production autochtone plus élevée durant l’été. L’augmentation du débit a engendré une diminution de la teneur en matière organique ainsi que la présence d’une matière organique plus dégradée. Hormis les stations sur la Fensch et l’Orne, les propriétés de surface des MES sont homogènes, en relation avec la composition des particules. Les études ont également montré que le zinc s’associait de manière différente selon la quantité de zinc en solution. Enfin, l’étude comparée du mode d’association du zinc sur les composés modèles et les MES naturelles a montré la contribution des phyllosilicates dans le transport du zinc / Suspended Particulate Matter (SPM) in rivers, are constituted of colloidal and particulate matter, and described as heterogeneous aggregates of mineral, organic and biological phases which display high and reactive surface area. This study aimed to investigate the spatial and temporal composition evolution (Mineral and organic) of SPM along the Moselle River (Lorraine, France). SPM were collected at different stations along the river and at different regime flow. Macroscopic and microscopic studies were performed in order to characterize natural SPM. The second objective was to investigate the reactivity of SPM toward metallic contaminants. The results showed that the grain size distribution, elemental composition and mineralogy of SPM along the Moselle River and during different regime flow showed only slight variations, except for the Fensch and Orne tributaries, two rivers that were impacted by inherited steel making industrialization and different land use. The results also revealed that the catchment geology greatly contributed to the SPM composition in the river and highlighted the fact that SPM play a high contribution in TMEs and REEs transportation. The SPM organic matter characterization also showed slight variations through the catchment revealing the diffuse pollution in a catchment of this size. Seasonal variations were observed with strong autochthonous production during low flow level in summer. Regime flow increase resulted in the decrease of TOC content and in the presence of more degraded OM. Except for Fensch and Orne stations, surface properties of SPM are similar in relation with SPM composition. This study also showed that Zn association mode differed with different Zn concentrations. The comparison between Zn association mode on lab controlled particles and natural SPM revealed the contribution of phyllosilicates in zinc transport

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Entre 06/08/11 e 25/02/12 foram obtidas séries temporais contínuas de intensidade e direção das correntes e intensidade do eco ao longo de toda a coluna dágua, e medições, de temperatura e pressão, próximas ao fundo, na região adjacente ao canal de acesso à baía de Sepetiba (230'16.5"S e 4359'29.4"W, profundidade local de aproximadamente 25 m) através da utilização de um perfilador acústico ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler), modelo WorkHorse BroadBand Sentinel (600 kHz, Teledyne-RDI). A partir dos dados adquiridos, observou-se a existência de correntes intensas próximo ao fundo (até 1,02 m/s), principalmente durante os períodos de enchente sob condições de sizígia, que são fortemente influenciadas pela orientação do canal de navegação. A análise das séries temporais das componentes da velocidade mostraram, em conformidade ao relatado por alguns autores, que esta é uma baía cuja circulação é fortemente influenciada pela dinâmica da maré sendo M2, M4, M6 e M8 as principais componentes harmônicas que atuam no sistema. Além disso, observou-se significativa assimetria da maré, sendo os períodos de enchente consideravelmente mais curtos e associados às correntes mais intensas, o que permite concluir que no setor investigado da baía de Sepetiba há dominância de enchente. Outra característica interessante da área de estudo relaciona-se à observação de que ventos intensos de S-SO são responsáveis pelo empilhamento de água no interior da baía, sendo que altura do nível da superfície da água apresenta relação direta com as variações da pressão atmosférica local. Em diversos períodos, quando há atuação de ventos de E-NE é possível encontrar Água Central do Atlântico Sul (ACAS) no interior da baía de Sepetiba, desde a sua entrada principal até as adjacências da ilha Guaíba. Além disso, foram identificadas diversas oscilações de baixa frequência que puderam ser associadas à variação da pressão atmosférica. Oscilações de alta frequência foram associadas à dinâmica da maré, a co-oscilações da maré e ao vento. Em relação à concentração de Material Particulado em Suspensão (MPS), durante os períodos de sizígia foram registradas as maiores concentrações material particulado na coluna dágua. Durante os períodos de sizígia, o fluxo de MPS é mais pronunciado do que durante as quadraturas, sendo que, independente do período da maré, o fluxo cumulativo de material particulado em suspensão é dirigido para o interior da baía de Sepetiba. Considerando o alinhamento dos vetores de velocidade em conformidade a direção preferencial do canal de navegação, tem-se que o fluxo cumulativo de MPS varia entre dirigido para SE na região próxima ao fundo, a dirigido para NE próximo ao topo da coluna dágua, o que sugere a deflexão do movimento das correntes em consequência do atrito. Ao longo de um dia, o fluxo do material particulado é mais pronunciado durante as enchentes, quando há aumento das tensões cisalhantes que atuam sobre o leito da baía redisponibilizando para a coluna dágua o material que estava depositado no fundo. / Between August 6, 2011 and February 25, 2012, continuous time series of water column current speed and direction, echo intensity, as well as nearbed pressure and water temperature were obtained in a station located at the rim of Sepetiba bay main access channel (230'16.5"S and 4359'29.4"W, local depth 25 m). The data set was recorded by a 600 kHz WorkHorse BroadBand Sentinel Acoustic Doppler Current Profiler (Teledyne-RDI). Strong flood currents (up to 1.02 m/s) were documented in the nearbed area, particularly under springtide conditions. It was observed that channel orientation strongly influence current direction. The analysis of the alongchannel current velocity component substantiated previous claims that tides strongly control Sepetiba bay circulation. The main tidal harmonic components that were identified through spectral analysis are M2, M4, M6 and M8. Moreover, tides are strongly asymmetric: floods are up to 2 hours shorter than ebbs and are associated with the strongest flows. For this reason, it was concluded that at least in the sector that was monitored during this study, Sepetiba bay is a flood-dominated environment. Another interesting observation is that under the influence of strong S-SW winds, water gets piled up inside the bay and water level is directly related to the local atmospheric pressure variability. In several occasions, under E-NE winds, South Atlantic Central Water (SACW) was observed inside Sepetiba bay, extending from its entrance up to the Guaíba island area. Furthermore, several low frequency oscillations could be related to atmospheric pressure oscillations. On the other hand, higher frequencies could be associated with tides, tidal co-oscillations and local winds. Suspended Particulate Matter (SPM) concentration, which was quantitatively determined from the corrected echo intensity signal, exhibited higher values throughout the water column during springtide conditions. The cumulative SPM flux was predominantly directed towards the bay, except close to the bottom, where the lowest measurement, at 2.2 mab, was directed to the shelf. This pattern of cumulative SPM flux, that rotates from going toward the southeast close to the bottom to the NE close to the water surface, suggests the occurrence of current deflection due to shear. When looked into the time scale of a complete tidal cycle (13 hours) SPM fluxes are larger during floods, when higher shear stresses resuspend and redistribute SPM throughout the water column, whereas during ebbs higher concentrations are more limited to the nearbed area, particularly under neap tide conditions.

O presente trabalho visa caracterizar, através de experimentos numéricos, a hidrodinâmica e o transporte de sedimentos em suspensão no sistema estuarino de Caravelas e Peruípe sob diferentes condições forçantes. O sistema é formado por canais que estabelecem a conexão entre os rios Caravelas e Peruípe. Dados de nível de água e velocidade de correntes, obtidos em coletas de campo foram utilizados para aplicar e calibrar o modelo numérico MOHID. Diferentes experimentos numéricos, simulando condições de maré de sizígia e de quadratura com diferentes condições de descarga fluvial, foram realizados. A partir destas simulações foram obtidas distribuições espaciais e pontuais da concentração de sedimentos em suspensão e das correntes forçadas pela maré integradas verticalmente. Em condições de sizígia o estuário é caracterizado por correntes mais intensas e assimétricas, com dominância de vazante. As maiores concentrações médias de sedimento em suspensão ocorreram em condições de sizígia e o transporte de sedimentos resultante foi em direção ao oceano, em função do domínio das correntes de maré vazante. Os experimentos numéricos mostram que os canais que conectam os dois estuários têm papel relevante na dinâmica local. Eles possuem influência na dinâmica sedimentar do sistema estuarino. A hidrodinâmica e o balanço sedimentar do sistema são principalmente modulados pela altura da maré, com pouca contribuição do aporte de água doce. / The aim of this work is to characterize, through numerical modeling experiments, the hydrodynamics and suspended sediment transport dynamics in the Caravelas ? Peruípe estuarine system under different forcing conditions. The system comprises channels that connect the Caravelas and Peruípe rivers. Water level and current velocity data obtained through field campaigns were used to apply and calibrate the MOHID numerical model. Different numerical experiments simulating spring and neap tides with different river discharge conditions have been conducted. Based on these simulations, the hydrodynamics and spatial and temporal distributions of suspended sediment concentrations have been analyzed. During spring tide the estuary is characterized by intense and asymmetric currents (ebb dominated). The highest average suspended sediment concentration occurred during spring tide conditions, with net sediment transport being seaward. The numerical experiments show that the connecting channels play a relevant role in the local suspended sediment dynamics. The hydrodynamic and sediment balance in the system are modulated mainly by the tidal range, with little influence from the freshwater supply.

Sedimentos em suspensão representam um dos principais fatores que afetam a qualidade dos sistemas aquáticos no mundo; influenciam os processos geomórficos de construção da paisagem e podem indicar problemas de erosão e perda de solo na bacia hidrográfica contribuinte. O seu monitoramento espacial e temporal é fundamental nas atividades de gestão ambiental de áreas costeiras. Nesse sentido, a hipótese básica desta pesquisa é que o padrão espacial e temporal de plumas de sedimentos costeiras associado ao regime hidrológico do rio pode ser caracterizado a partir de imagens orbitais de média resolução espacial. Para comprová-la, elegeu-se a foz do rio Paraíba do Sul como área de estudo para definição e teste metodológico, e formulou-se como principal objetivo mapear qualitativamente a pluma costeira deste rio a partir de imagens Landsat 5 e CBERS-2, ao longo do período compreendido entre 1985 e 2007. As datas avaliadas foram criteriosamente definidas através de três estratégias de análise, totalizando cinqüenta imagens. Pesquisa bibliográfica e avaliação da resposta espectral da feição de interesse nas imagens selecionadas consistiram nas etapas principais da definição da metodologia. As plumas foram então identificadas, mapeadas e extraídas; posteriormente, suas características espaciais e temporais foram analisadas por intermédio de sistemas de informação geográfica e avaliadas em conjunto com dados históricos de vazão. Os resultados indicam que a banda do vermelho forneceu uma melhor discriminação interna da pluma, sendo, portanto, utilizada como base para as análises realizadas neste trabalho. Com exceção do procedimento de correção atmosférica, a metodologia proposta consiste na utilização de técnicas simples de processamento digital de imagens, baseadas na integração de técnicas semi-automáticas e de análise visual. A avaliação do padrão dos sedimentos e dos mapas temáticos qualitativos de concentração de sedimentos em suspensão indica a forte diferenciação existente entre cenários representativos de épocas de cheia e seca do rio. Análises espaciais do comportamento da pluma contribuem ainda para um maior conhecimento do espaço geográfico, fornecendo subsídios aos mais variados setores do planejamento e gestão ambiental. / Suspended sediments are a major factor affecting water quality in aquatic ecosystems of the world; they do influence the geomorphological processes of environmental formation and may indicate erosion problems and loss of ground on the contributing watershed. Its spatial and temporal monitoring is fundamental in the activities of the environmental management of the coastal areas. In that direction, the basic hypothesis of this research is that the spatial and temporal pattern of coastal plumes of sediments associated to the hydrological regime of the river may be characterized from orbital images of medium spatial resolution. To prove this, it was elected the mouth of Paraiba do Sul river as study area for defining and testing the methodology, which was formulated as principal purpose to map qualitatively the coastal plumes of this river from the images of Landsat 5 and CBERS-2, from the period between 1985 and 2007. The evaluated dates were defined with criteria through three strategies of analysis, totaling fifty images. Literature review and evaluation of the spectral response of the feature of interest consisted on the main steps of the definition of the methodology. The plumes were so identified, mapped and extracted; afterward, its spatial and temporal characteristics were analyzed by geographical information systems and evaluated together with historical data of river discharge. The results indicate that the red band yielded a better internal discrimination of the plume, being, therefore, used as basis to the analyses realized on this work. With exception of the procedure of atmospheric correction, the methodology proposal consists on the utilization of simple techniques of digital processing of images, based on the integration of semi-automatic and visual analyses techniques. The evaluation of the sediments pattern and qualitative thematic maps of suspended particulate matter indicates the strong differentiation existing between scenarios representing the periods of high and low waters of the river. Spatial analyses of the behavior of the plumes even contribute to a better knowledge of the geographical space, supplying subsidies to the most assorted sectors of environmental planning and management.

Large amounts of sediment transported by rivers, coming from the erosive action of water on the basin soil, causing degradation of water bodies and significant damages to the population, to socioeconomic development and to the natural environment. The processes of sediment production and deposition along a watershed are natural phenomena, but its effects can be magnified by the man influence through the disordered deforestation, construction, mining and improper management of agricultural activities. During the sediments transport and deposition in water bodies there is a color change in the water due to the concentration of dissolved or suspended materials. The water bodies color is directly linked to their inherent optical properties of absorption and spreading. These properties change according to the concentration, nature and types of dissolved and particulate materials in the water. The Normalized Difference Water Index (NDWI) is a method developed by McFeeters (1996) with the purpose of delineates features in the water, such as Active Optical Components, highlighting their presence, and found by digital images processing. The author modified the NDVI formula reversing the variables and using the green band instead of the red band in order to obtain better results attentive on water analysis. In this sense, the work is presented in order to promote by analyzes, descriptions, maps and systematic studies, the assessment of water quality NDWI method in the reservoirs of Caçu and Barra dos Coqueiros Hydropower Plants (HPPs), in Claro river, located in the southwestern portion of Goiás state - Brazil, evaluating the determination of suspended sediments method in lentic environments by multispectral images. Analyses of NDWI indices produced visually coherent data, but could not find an index for correlations between real data or even a calibration value to help in the determination of suspended sediment concentration. The NDWI method enables visual inspection of sediment yield characteristics for a given location, but must be in the same scene from the same date to become comparable. It is possible to make notes of places with higher sediment production and flow spread. Is found in the statistical analysis a low correlation between the suspended sediments concentration obtained from field sampling and from values of NDWI processing. The visual analysis of maps with the NDWI results is valid to indicate regions of interest for field sampling, analyzing patterns of sediment behavior also in rainfall seasonality periods. / As grandes quantidades de sedimentos transportadas pelos cursos de água, provenientes da ação erosiva da água sobre o solo da bacia, provocam a degradação dos corpos d água e prejuízos significativos à população, ao desenvolvimento socioeconômico e ao ambiente natural. Os processos de produção e deposição de sedimentos ao longo de uma bacia são fenômenos naturais, mas que têm seus efeitos potencializados pela influência do homem, por meio de desmatamentos desordenados, construções, mineração e manejo inadequado das atividades agrícolas. Durante a fase de transporte e deposição dos sedimentos em corpos hídricos há a mudança da coloração da água devido à concentração do material dissolvido ou em suspensão. A cor dos corpos d água está diretamente ligada às suas propriedades ópticas inerentes, de absorção e espalhamento. Estas propriedades variam conforme a concentração, natureza e tipos de materiais dissolvidos e particulados presentes na água. O Índice da Diferença Normalizada de Água (Normalized Difference Water Index NDWI) é um método desenvolvido por McFeeters (1996) com o intuito de delinear feições na água, como os Componentes Opticamente Ativos, e realçar a presença destes, sendo obtido por meio de processamentos em imagens digitais. O autor modificou a fórmula do NDVI invertendo as variáveis e usando a banda verde ao invés da banda vermelha, a fim de obter melhores resultados voltados à análise da água. Nesse sentido, o trabalho se apresenta no intuito de promover por meio de análises, descrições, mapeamentos e estudos sistematizados, a avaliação do método do NDWI da qualidade da água dos reservatórios das Usinas Hidrelétricas (UHEs) Caçu e Barra dos Coqueiros, no Rio Claro, localizadas na porção sudoeste do estado de Goiás, avaliando o método de determinação de sedimentos em suspensão em ambientes lênticos por meio de imagens multiespectrais. As análises dos índices de NDWI geraram informações visualmente coerentes, porém não foi possível encontrar um índice para correlações entre dados reais ou mesmo um valor de calibração para auxílio na determinação da concentração de sedimentos em suspensão. O método NDWI possibilita inspeções visuais das características de produção de sedimentos de um dado local, porém devem estar em uma mesma cena de uma mesma data para se tornarem comparáveis. É possível estabelecer apontamentos dos locais com maior aporte de sedimentos e avanço do fluxo. Nas análises estatísticas encontrou-se uma correlação baixa entre a concentração de sedimentos em suspensão obtidos de coletas de campo e os valores do processamento NDWI. A análise visual de mapas com os resultados do NDWI é valida para apontar áreas de interesse para coletas de campo, analisando padrões de comportamento dos sedimentos também em períodos de sazonalidade pluviométricas. / Mestre em Geografia

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Entre 06/08/11 e 25/02/12 foram obtidas séries temporais contínuas de intensidade e direção das correntes e intensidade do eco ao longo de toda a coluna dágua, e medições, de temperatura e pressão, próximas ao fundo, na região adjacente ao canal de acesso à baía de Sepetiba (230'16.5"S e 4359'29.4"W, profundidade local de aproximadamente 25 m) através da utilização de um perfilador acústico ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler), modelo WorkHorse BroadBand Sentinel (600 kHz, Teledyne-RDI). A partir dos dados adquiridos, observou-se a existência de correntes intensas próximo ao fundo (até 1,02 m/s), principalmente durante os períodos de enchente sob condições de sizígia, que são fortemente influenciadas pela orientação do canal de navegação. A análise das séries temporais das componentes da velocidade mostraram, em conformidade ao relatado por alguns autores, que esta é uma baía cuja circulação é fortemente influenciada pela dinâmica da maré sendo M2, M4, M6 e M8 as principais componentes harmônicas que atuam no sistema. Além disso, observou-se significativa assimetria da maré, sendo os períodos de enchente consideravelmente mais curtos e associados às correntes mais intensas, o que permite concluir que no setor investigado da baía de Sepetiba há dominância de enchente. Outra característica interessante da área de estudo relaciona-se à observação de que ventos intensos de S-SO são responsáveis pelo empilhamento de água no interior da baía, sendo que altura do nível da superfície da água apresenta relação direta com as variações da pressão atmosférica local. Em diversos períodos, quando há atuação de ventos de E-NE é possível encontrar Água Central do Atlântico Sul (ACAS) no interior da baía de Sepetiba, desde a sua entrada principal até as adjacências da ilha Guaíba. Além disso, foram identificadas diversas oscilações de baixa frequência que puderam ser associadas à variação da pressão atmosférica. Oscilações de alta frequência foram associadas à dinâmica da maré, a co-oscilações da maré e ao vento. Em relação à concentração de Material Particulado em Suspensão (MPS), durante os períodos de sizígia foram registradas as maiores concentrações material particulado na coluna dágua. Durante os períodos de sizígia, o fluxo de MPS é mais pronunciado do que durante as quadraturas, sendo que, independente do período da maré, o fluxo cumulativo de material particulado em suspensão é dirigido para o interior da baía de Sepetiba. Considerando o alinhamento dos vetores de velocidade em conformidade a direção preferencial do canal de navegação, tem-se que o fluxo cumulativo de MPS varia entre dirigido para SE na região próxima ao fundo, a dirigido para NE próximo ao topo da coluna dágua, o que sugere a deflexão do movimento das correntes em consequência do atrito. Ao longo de um dia, o fluxo do material particulado é mais pronunciado durante as enchentes, quando há aumento das tensões cisalhantes que atuam sobre o leito da baía redisponibilizando para a coluna dágua o material que estava depositado no fundo. / Between August 6, 2011 and February 25, 2012, continuous time series of water column current speed and direction, echo intensity, as well as nearbed pressure and water temperature were obtained in a station located at the rim of Sepetiba bay main access channel (230'16.5"S and 4359'29.4"W, local depth 25 m). The data set was recorded by a 600 kHz WorkHorse BroadBand Sentinel Acoustic Doppler Current Profiler (Teledyne-RDI). Strong flood currents (up to 1.02 m/s) were documented in the nearbed area, particularly under springtide conditions. It was observed that channel orientation strongly influence current direction. The analysis of the alongchannel current velocity component substantiated previous claims that tides strongly control Sepetiba bay circulation. The main tidal harmonic components that were identified through spectral analysis are M2, M4, M6 and M8. Moreover, tides are strongly asymmetric: floods are up to 2 hours shorter than ebbs and are associated with the strongest flows. For this reason, it was concluded that at least in the sector that was monitored during this study, Sepetiba bay is a flood-dominated environment. Another interesting observation is that under the influence of strong S-SW winds, water gets piled up inside the bay and water level is directly related to the local atmospheric pressure variability. In several occasions, under E-NE winds, South Atlantic Central Water (SACW) was observed inside Sepetiba bay, extending from its entrance up to the Guaíba island area. Furthermore, several low frequency oscillations could be related to atmospheric pressure oscillations. On the other hand, higher frequencies could be associated with tides, tidal co-oscillations and local winds. Suspended Particulate Matter (SPM) concentration, which was quantitatively determined from the corrected echo intensity signal, exhibited higher values throughout the water column during springtide conditions. The cumulative SPM flux was predominantly directed towards the bay, except close to the bottom, where the lowest measurement, at 2.2 mab, was directed to the shelf. This pattern of cumulative SPM flux, that rotates from going toward the southeast close to the bottom to the NE close to the water surface, suggests the occurrence of current deflection due to shear. When looked into the time scale of a complete tidal cycle (13 hours) SPM fluxes are larger during floods, when higher shear stresses resuspend and redistribute SPM throughout the water column, whereas during ebbs higher concentrations are more limited to the nearbed area, particularly under neap tide conditions.

Imagens adquiridas por sensores orbitais possibilitam observações da Terra e auxiliam estudos de grande áreas. Este trabalho utilizou imagens orbitais para analisar os componentes que modificam as características óticas da água na Lagoa dos Patos, localizada no sul do Brasil. A partir de imagens multiespectrais dos sensores MODIS/Terra e OLI/Landsat-8, foi possível avaliar a variação espaço-temporal de sólidos em suspensão (SS) e estimar alguns parâmetros de qualidade da água na Lagoa dos Patos. Na primeira etapa desse trabalho, o padrão anual e espacial de SS na laguna foi determinado com base em uma série de 15 anos do produto MOD09Q1 (reflectância na faixa do vermelho do sensor MODIS). Foi observado que a reflectância possui um padrão sazonal com aumento do outono até o final da primavera, e que no corpo lagunar e no estuário a reflectância varia ao longo do ano. Interpretações da variação da reflectância, relacionadas a descarga fluvial e a ação dos ventos, foram apresentadas. Na segunda etapa desse trabalho, o modelo linear de mistura espectral (MLME) foi aplicado em uma imagem do sensor OLI para separar águas espectralmente distintas do estuário da Lagoa dos Patos. A partir das imagens frações, geradas pelo MLME, e das bandas do sensor OLI e TIRS modelos empíricos foram desenvolvidos para estimar alguns parâmetros de qualidade da água. Os modelos obtidos foram capazes de estimar a concentração de clorofila-a (R2 = 0,82) e de sólidos em suspensão (R2 = 0,62), a turbidez (R2 = 0,67) e a profundidade do disco Secchi (R2 = 0,64). Conclui-se que o MLME e os dados do satélite Landsat-8 apresentam grande potencial para estimativa de parâmetros da água por imagens orbitais. / Images acquired by orbital sensors enable observations of the Earth and assist studies of large areas. This work used orbital images to analyze the components that modify the optical characteristics of the water of Lagoa dos Patos, located in the southern region of Brazil. By using multispectral images from MODIS/Terra and OLI/Landsat-8 sensors it was possible to evaluate the spatio-temporal variation of suspended solids (SS) and estimate some parameters of water quality. In the first stage of this work, the annual and spatial pattern of SS were estimated based on a series of 15 years of MOD09Q1 product (reflectance in the red channel of MODIS sensor). It was observed that the reflectance has a seasonal pattern with increase in the autumn until the late spring, and that in the lagoon body and estuary the reflectance varies throughout the year. Interpretations of the spatio-temporal variation of reflectance related to river discharge and the action of the winds were presented. In second stage of this study, the Linear Spectral Mixing Model (LSMM) was applied to an image of the OLI sensor to separate spectrally distinct waters of Lagoa dos Patos estuary. From the fraction images generated by LSMM and the bands of OLI and TIRS sensors, empirical models were developed to estimate some parameters of water quality. The obtained models were able to estimate the concentration of chlorophyll (R2 = 81,56) and the suspended solids (R2 = 61,57), turbidity (R2= 67,14) and Secchi disk depth (R2 = 64,29). Combination of LSMM and the Landsat- 8 satellite have shown great potential for water parameters estimation from orbital images.

Longshore sediment transport rate was measured during energetic sea breeze activity, on intermediate-to-reflective sandy beaches in Southwestern Australia. Estimates of suspended load were obtained using backscatter sensors, current meters and streamer traps. Total load was determined using fluorescent tracer sand and an impoundment study. The measurementsw ere cross-compareda nd usedt o evaluates everalw idely-used longshore transport equations. The streamer trap measurement revealed an exponential distribution of the suspended sediment flux with vertical mixing decreasing in the onshore direction. A continuous time series of the longshore suspended sediment flux across the surf zone was obtained by combining the streamer trap measurements with data collected using surf zone instruments. Comparison of the suspended longshore flux with the total longshore flux derived from the dispersal of the sand tracer indicated that the relative contribution of the suspendedlo ad to the total load was at least 59 %. The movement of sandt racer on four different beaches demonstrated that nearshore sediments were transported obliquely across the surf zone, challenging our conventional view of dividing nearshore sediment transport into cross-shore and longshore components. Furthermore, tracer was found to move from the outer surf zone to the swash zone and vice versa, indicating a cross-shore sediment exchange. The contribution of the swash zone to the total longshore flux was estimated around 30-40 %. Despite large differences in the temporal and spatial scales of the measurement techniques, the littoral drift rates are comparable, suggesting a northward transport rate of 138,000-200,000 m3 year-1. Longshore sediment transport during sea breezes is mainly the result of a high longshore energy flux exerted by wind waves. This is accurately predicted by the equations of Inman and Bagnold (1963) and CERC (1984). The bimodal wave field, characteristic of Southwestern Australia, renders the Kamphuis (1991b) formula unsuitable in this instance.