Network for Cooperation in Integrated Water Resource Management for Sustainable Development in Latin America and the Caribbean No. 24

Editorial remarks.-- Open discussion: Integrating economics, legislation and administration in water and water services management ; Water and Free Trade Agreements ; Provision of transport infraestructure.-- News of the network: WALIR ; Prevention and reduction of the Danger Posed by natural disasters ; Ministry of Water in Bolivia ; Water management council of the Paute Basin in Ecuador ; CRSS.-- Internet and WWW news

Construção de um modelo de dispersão de poluentes na Baía do Guajará

Os ambientes marinho e costeiro do Brasil vêm sofrendo nos últimos anos um considerável processo de degradação ambiental, gerado pela crescente pressão sobre os recursos naturais marinhos e continentais e pela capacidade limitada desses ecossistemas absorverem os impactos resultantes. No caso específico da Baía do Guajará, situada no Estuário Guajará, na região delimitada pela Baía do Marajó e pelos rios Pará e Guamá, estes riscos estão associados principalmente à poluição oriunda da cidade de Belém e às operações de transporte de derivados de petróleo. No caso da Baía do Guajará, sabe-se que ocorre o despejo de esgoto periodicamente, de acordo com a maré. Desta forma, pouco tem sido feito para amenizar os efeitos do problema. Os modelos numéricos, por considerarem a complexidade dos fenômenos físicos que governam o funcionamento dos ambientes costeiros, vêm sendo utilizados como ferramentas em simulação hidrodinâmica, com reconhecida importância no gerenciamento costeiro. Sua aplicação pode dar suporte a estudos diversos, como no entendimento dos processos dispersivos de poluentes, implantação de sistemas de monitoramento de qualidade de água, planejamento de ações em casos de derrame de óleo, e avaliar as conseqüências de alterações na geometria de canais e baías e estuários. Este trabalho tem como objetivo esclarecer essas questões e descreve as etapas necessárias para a construção de um modelo numérico de dispersão na Baía do Guajará usando as ferramentas de Sistemas de Informação Geográfica e o Método de Elementos Finitos.

Ecomorphological patterns of the fishes inhabiting the tide pools of the Amazonian Coastal Zone, Brazil

Identificamos padrões ecomorfológicos que refletem a ecologia de espécies encontradas em poças de maré na Zona Costeira Amazônica (ZCA). Indivíduos de 19 espécies foram coletados no estado do Pará durante duas expedições em 2011. Foram estabelecidas dominância, grau de residência, guildas tróficas e tomadas medidas morfométricas de até 10 indivíduos de cada espécie. Calculou-se 23 atributos ecomorfológicos relacionados à locomoção, posição e forrageio, utilizados para o cálculo da distância ecomorfológica. Foram utilizadas Análises de Componentes Principais (PCA) para avaliar que atributos ecomorfológicos explicaram a variação entre as espécies. O teste de Mantel foi utilizado para testar a correlação da distância taxonômica com a morfologia das espécies e um teste de Mantel parcial para avaliar a correlação das guildas tróficas com os padrões ecomorfológicos, controlando-se o efeito da distância taxonômica entre as espécies. Nas análises formaram-se dois eixos principais para variação em relação aos padrões de locomoção, correlacionados à largura do pedúnculo caudal e formato da nadadeira anal, ocorrendo influência da distância taxonômica entre as espécies nos padrões ecomorfológicos. Espécies dominantes e residentes apresentaram menor capacidade de natação contínua. Quanto à posição na coluna d'água, formaram-se dois eixos principais da variação, correlacionados à posição do olho, área da nadadeira pélvica e formato do corpo, ocorrendo influência da distância taxônomica entre as espécies nas dissimilaridades morfológicas. A PCA agrupou espécies de hábito pelágico com espécies de hábito bentônico. Em relação ao forrageio, formaram-se dois eixos principais da variação, correlacionados ao tamanho da boca, tamanho do olho e comprimento do trato digestório. Espécies de diferentes guildas permaneceram agrupadas, sugerindo fraca relação da morfologia com o forrageio e não houve influência da distância taxonômica nas dissimilaridades nas guildas tróficas. Espécies residentes e dominantes em poças de maré na ZCA apresentam hábito sedentário, ocorrendo pouca influência da distância taxonômica nos padrões ecomorfológicos que se referem à posição na coluna d'água e locomoção, demonstrando que espécies distantes filogeneticamente podem apresentar padrões ecomorfológicos similares, e a morfologia demonstrou-se como fraca preditora das táticas de forrageio.

The coastal restinga vegetation of Pará, Brazilian Amazon: a synthesis

Este artigo apresenta uma revisão dos estudos (alguns não publicados) da vegetação de restinga da costa do Estado do Pará, na região norte do Brasil. Ao todo foram registradas 411 espécies de plantas vasculares, sendo as famílias Fabaceae, Poaceae, Cyperaceae, Rubiaceae e Myrtaceae as mais ricas em espécies. Dentre as espécies da restinga, 48% são ervas terrestres, 39% são palmeiras, árvores e arbustos, sendo o restante constituído por lianas e epífitas. As espécies são amplamente distribuídas ocorrendo inclusive em ambientes costeiros de outras regiões brasileiras, como a região sudeste, assim como em ambientes não costeiros da Amazônia. Apenas duas espécies parecem ser exclusivamente costeiras, já outras espécies parecem ter preferência por ambientes de solo arenoso em geral. Diferentes associações de plantas são descritas e agrupadas em diferentes tipos de "formações vegetais" associadas à certos habitats, mas os dados da literatura não permitem identificar com precisão tais associações em toda a costa. Análises estatísticas mostraram que a distribuição das espécies ao longo da costa não apresentam nenhum padrão de agrupamento. Mudanças na composição da vegetação de restinga nas estações seca e chuvosa são mais provavelmente ligadas à variação do nível do lençol freático. As florestas de restinga são, em sua maioria, abertas e de pequeno porte. Entre as espécies arbóreas dominantes estão: Humiria balsamifera Aubl., Pouteria ramiflora (Mart.) Radlk., Anacardium occidentale L., Byrsonima crassifolia (L.) Kunth e Tapirira guianensis Aubl.

Wave refraction and longshore transport patterns along the southern Santa Catarina coast

Com base no clima de ondas para o sul da costa brasileira, a refração de ondas foi modelada para a obtenção de alturas e direção das ondas ao longo da costa sul de Santa Catarina. Essas informações permitem a estimativa da deriva litorânea potencial para a região. De acordo com a orientação da linha de costa, diferentes setores do litoral apresentam variados padrões de deriva. As estimativas foram realizadas com base nos dados médios anuais e para cada estação do ano, demonstrando assim a variabilidade dos padrões ao longo do ano. A configuração da linha de costa e os resultados das estimativas de intensidade e direção da deriva indicam o predomínio da deriva litorânea na porção sul da área e um equilíbrio entre processos de espraiamento e de deriva na porção norte. Padrões contrastantes de deriva entre a porção sul e norte da linha de costa indicam um balanço positivo de sedimentos na porção central, disponibilizando sedimentos para os processos de transporte através da costa. Considerando escalas temporais maiores, os padrões de deriva concordam com o processo de preenchimento costeiro que é controlado principalmente pelo aporte de sedimentos pela deriva litorânea.

Use of synthetic aperture radar for recognition of Coastal Geomorphological Features, land-use assessment and shoreline changes in Bragança coast, Pará, Northern Brazil

Imagens de radar de abertura sintética (SAR) vem sendo bem mais utilizadas do que antes nas aplicações de geociências em regiões tropicais úmidas. Nesta investigação, uma imagem RADARSAT-1, na banda C, polarização HH adquirida em 1998 foi usada para o mapeamento costeiro e avaliação da cobertura da terra na área de Bragança, norte do Brasil. Imagem do radar aerotransportado GEMS-1000, na banda X, polarização HH, adquirida em 1972 durante o projeto RADAM foi também utilizada para avaliar as variações costeiras ocorridas nas últimas três décadas. A pesquisa tem confirmado a utilidade da imagem RADARSAT-1 para o mapeamento geomorfológico e avaliação da cobertura da terra, particularmente em costas de manguezal de macromaré. Além disso, um novo método para estimar as variações da linha de costa baseado na superposição de vetores extraídos de diferentes imagens SAR, com alta acurácia geométrica, tem mostrado que a planície costeira de Bragança tem estado sujeita a severa erosão responsável pelo recuo de aproximadamente 32 km² e acreção de 20 km², resultando em uma perda de área de manguezal de aproximadamente 12 km². Como perspectiva de aplicação, dados SAR orbitais e aerotransportados provaram ser uma importante fonte de informação tanto para o mapeamento geomorfológico, quando para o monitoramento de modificações costeiras em ambientes tropicais úmidos.

Disentangling the influences of habitat structure and limnological predictors on stream fish communities of a coastal basin, southeastern Brazil

Em ambientes de riacho, fatores relacionados à estrutura dos habitats e limnologia interagem regulando os padrões de transferência de energia e matéria, afetando a composição da comunidade de peixes. Em bacias costeiras do sudeste do Brasil as características limnológicas e estrutura dos habitats diferem entre riachos de águas claras e pretas. Os primeiros são compostos por uma variedade de tipos de substrato, possuem velocidades de corrente mais elevadas e baixa condutividade, enquanto os últimos apresentam substrato arenoso, baixas velocidades de corrente e águas escuras e ácidas. Neste trabalho analisamos a importância relativa da estrutura dos habitats e das variáveis limnológicas como preditores dos padrões de composição em comunidades de peixes de riachos. Oito riachos de primeira a terceira ordem foram amostrados na planície costeira da bacia do rio Itanhaém. Capturamos 34 espécies e verificamos que a composição das comunidades foi influenciada por fatores estruturais e limnológicos, sendo os primeiros mais importantes. Uma fração de variação que não pode ser totalmente decomposta, deve-se à influência conjunta da limnologia e estrutura dos habitats. Algumas das espécies restritas aos riachos de águas pretas provavelmente apresentam adaptações fisiológicas e comportamentais para lidar com os baixos níveis de pH. Quando foram examinados somente os riachos de águas claras, toda a variação explicada na composição da comunidade de peixes foi atribuída aos fatores estruturais, devido a preferências específicas por diferentes características de hábitats.

Rest stops during road transport: Impacts on performance and acute-phase protein responses of feeder cattle

Angus x Hereford steers (n = 42) and heifers (n = 21) were ranked by gender and BW on d 0 of the experiment and randomly assigned to 1 of 3 treatments: 1) no transport and full access to feed and water (CON); 2) continuous road transport for 1,290 km (TRANS), or 3) road transport for 1,290 km, with rest stops every 430 km (STOP; total of 2 rest stops). Treatments were applied from d 0 to 1 of the experiment. Cattle from TRANS and STOP treatments were transported in separate commercial livestock trailers, within a single 2.1 x 7.2 m compartment, but through the exact same route. During each rest stop, STOP cattle were unloaded and offered mixed alfalfa-grass hay and water for ad libitum consumption for 2 h. Upon arrival of STOP and TRANS on d 1, cattle were ranked by sex and BW within each treatment and assigned to 21 feedlot pens (7 pens/treatment; 2 steers and 1 heifer/pen). Full BW was recorded before (d -1 and 0) treatment application and at the end of experiment (d 28 and 29). Total DMI was evaluated daily from d 1 to 28. Blood samples were collected on d 0 (before loading of TRANS and STOP cattle), 1 (immediately after unloading of TRANS and STOP cattle), 4, 7, 10, 14, 21, and 28. Body weight shrink from d 0 to d 1 was reduced (P < 0.01) in CON compared to TRANS and STOP, and reduced in STOP compared to TRANS. Mean ADG was greater (P < 0.05) in CON compared to TRANS and STOP, but similar (P = 0.68) between TRANS and STOP. No treatment effects were detected (P >= 0.18) on hay, concentrate, and total DMI. Mean G: F was greater (P = 0.05) in CON compared to STOP, tended to be greater (P = 0.08) in CON compared to TRANS, and similar (P = 0.85) between TRANS and STOP. Plasma cortisol concentrations were greater (P <= 0.04) in TRANS compared to CON and STOP on d 1, and greater (P = 0.04) in TRANS compared to CON on d 4. Serum NEFA concentrations were greater (P < 0.01) in TRANS compared to CON and STOP on d 1, and greater (P <= 0.05) in TRANS compared to CON on d 4 and 7. Mean plasma ceruloplasmin concentrations were similar (P = 0.19) among treatments. Plasma haptoglobin concentrations were greater (P <= 0.04) in TRANS compared to CON and STOP on d 1, and in STOP compared to CON on d 1. In conclusion, inclusion of rest stops during a 1,290-km transport prevented the increase in circulating cortisol and alleviated the NEFA and haptoglobin response elicited by transport, but did not improve feedlot receiving performance of transported cattle.

Modelagem do transporte de sedimentos na alta Bacia do Córrego Cachoeirinha (Rio Claro, SP) através do software Soil and Water Assessment Tool (SWAT)

This study aimed to simulate and evaluate the sediment transport in Upper Basin Stream Cachoeirinha in Rio Claro, SP, and compare the results with previous studies performed in the same basin. The modeling software used in this study was Soil and Water Assessment Tool (SWAT), which is a very comprehensive tool that discusses many physical processes. In this work, the hydrosedimentological processes were treated, aiming to understand the sediment production and transport. The Basin Stream Cachoeirinha has an area with predominantly agricultural use, especially sugar cane. The database for inclusion in software was constructed from the following elements: climatic, topographical, soil type and use and land cover of the area, also including the parameters of Modified Universal Soil Loss Equation (MUSLE). The analysis was conducted for a period of 16 years (1994-2010), which is the range of data available from CEAPLA. The results were analyzed in terms of annual runoff and sediment yield. The average sediment delivery in the simulation was 0.94 t/ha/year, while the maximum annual contribution was 7.28 t/ha/year

Chlorophyll a fluorescence in Annona emarginata (Schltdl.) H. Rainer plants subjected to water stress and after rehydration

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Extrinsic factors affecting water absorption in chilling of broiler chicken carcasses

Brazil occupies an outstanding position as a producer and exporter of chicken meat, and the maintenance and expansion of this position require a constant evolution, especially in variables which determine quality. An important quality parameter of poultry meat is the amount of water absorbed by the carcass during processing. In Brazil, carcasses chilling is done by immersion in chilled water. In this process, the carcass is rehydrated and the water lost during transport and initial operations is replaced. At this stage, some care is needed to prevent the absorption of water upper than the level allowed by Brazilian law. This project aimed to evaluate extrinsic factors that can influence the absorption of water by the chicken meat. For this, 144 Cobb chickens divided into 24 groups of six birds were used. At 42 days of age, one chicken of each group, with weight ranging up to 10% more or less from the average of the group, was slaughtered in an experimental pilot scale abattoir where slaughter procedures were conducted under strictly controlled conditions. The chilling procedure was performed following a completely randomized design with factorial arrangement 3x2, where the factors were: three temperatures in the first section of the chilling system (4, 10 and 16ºC) and two degrees of water hardness (hard and soft water), with six treatments and four replications. Brazilian law provides that the water temperature in the first section of the chiller must not be higher than 16ºC, and the length of the carcasses in this section shall not exceed 30 minutes. All carcasses remained in the first section of the chiller for 30 minutes and then were transferred to another tank with water at 4ºC, remaining there until reaching 7ºC. The carcasses were weighed before and after chilling, to evaluate the percentage of water absorbed. The water absorption was influenced by the initial temperature of the water in the chiller and by the water hardness. When initially immersed in water at 4ºC, carcasses water absorption averaged 2.70%, a significantly lower absorption than the values found for the carcasses that were initially immersed in water at 16ºC, 3.83% (p<0.05). The carcasses immersed in water at 10ºC had mean water absorption of 3.66%, not differing from the means observed in the other two treatments (p>0.05). In hard water, the average water absorption was 2.46% and, in soft water, 4.33% (p<0.05). In all treatments, the water absorption did not exceed the limit established by Brazilian legislation, which is a maximum of 8%. This information is important to control the absorption of water by carcasses in chicken meat processing, preventing consumers from being harmed.

Feeding and reproductive dynamics of the damselfish, Stegastes fuscus in the coastal reefs of northeastern Brazil

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Hydrogeologic Setting and Ground-Water Flow Simulations of the Eastern High Plains Regional Study Area, Nebraska

The transport of anthropogenic and natural contaminants to public-supply wells was evaluated in a part of the High Plains aquifer near York, Nebraska, as part of the U.S. Geological Survey National Water-Quality Assessment Program. The aquifer in the Eastern High Plains regional study area is composed of Quaternary alluvial deposits typical of the High Plains aquifer in eastern Nebraska and Kansas, is an important water source for agricultural irrigation and public water supply, and is susceptible and vulnerable to contamination. A six-layer, steady-state ground-water flow model of the High Plains aquifer near York, Nebraska, was constructed and calibrated to average conditions for the time period from 1997 to 2001. The calibrated model and advective particle-tracking simulations were used to compute areas contributing recharge and travel times from recharge areas to selected public-supply wells. Model results indicate recharge from agricultural irrigation return flow and precipitation (about 89 percent of inflow) provides most of the ground-water inflow, whereas the majority of ground-water discharge is to pumping wells (about 78 percent of outflow). Particle-tracking results indicate areas contributing recharge to public-supply wells extend northwest because of the natural ground-water gradient from the northwest to the southeast across the study area. Particle-tracking simulations indicate most ground-water travel times from areas contributing recharge range from 20 to more than 100 years but that some ground water, especially that in the lower confined unit, originates at the upgradient model boundary instead of at the water table in the study area and has travel times of thousands of years.

Hydrogeology, Chemical Characteristics, and Transport Processes in the Zone of Contribution of a Public-Supply Well in York, Nebraska

In 2001, the U.S. Geological Survey, as part of the National Water Quality Assessment (NAWQA) Program, initiated a topical study of Transport of Anthropogenic and Natural Contaminants (TANC) to PSW (public-supply wells). Local-scale and regional-scale TANC study areas were delineated within selected NAWQA study units for intensive study of processes effecting transport of contaminants to PSWs. This report describes results from a local-scale TANC study area at York, Nebraska, within the High Plains aquifer, including the hydrogeology and geochemistry of a 108-square-kilometer study area that contains the zone of contribution to a PSW selected for study (study PSW), and describes factors controlling the transport of selected anthropogenic and natural contaminants to PSWs.

MOLECULAR DYNAMICS STUDIES OF SIMPLE MODEL FLUIDS AND WATER CONFINED IN CARBON NANOTUBE

Molecular Dynamics (MD) simulation is one of the most important computational techniques with broad applications in physics, chemistry, chemical engineering, materials design and biological science. Traditional computational chemistry refers to quantum calculations based on solving Schrodinger equations. Later developed Density Functional Theory (DFT) based on solving Kohn-Sham equations became the more popular ab initio calculation technique which could deal with ~1000 atoms by explicitly considering electron interactions. In contrast, MD simulation based on solving classical mechanics equations of motion is a totally different technique in the field of computational chemistry. Electron interactions were implicitly included in the empirical atom-based potential functions and the system size to be investigated can be extended to ~106 atoms. The thermodynamic properties of model fluids are mainly determined by macroscopic quantities, like temperature, pressure, density. The quantum effects on thermodynamic properties like melting point, surface tension are not dominant. In this work, we mainly investigated the melting point, surface tension (liquid-vapor and liquid-solid) of model fluids including Lennard-Jones model, Stockmayer model and a couple of water models (TIP4P/Ew, TIP5P/Ew) by means of MD simulation. In addition, some new structures of water confined in carbon nanotube were discovered and transport behaviors of water and ions through nano-channels were also revealed.