Modelagem hidrológica da bacia hidrográfica do rio Bengalas, Nova Friburgo, RJ, utilizando o potencial de geotecnologias na definição de áreas de risco de inundação.

A presente pesquisa concentra-se no estudo hidrológico utilizando o potencial das geotecnologias na modelagem do escoamento na bacia do rio Bengalas, cujo rio principal de mesmo nome, corta o município de Nova Friburgo, RJ, no sentido Sul-Norte. Esse município, um dos mais importantes da região serrana, sofre frequentemente com inundações e deslizamentos, onde, dados históricos e acontecimentos recentes mostram que a ocupação inadequada de encostas e calhas dos rios são as áreas destacada e negativamente afetadas. A metodologia tem suporte no uso de um SIG, extraindo informações, que por sua vez, serão entrada de dados na fase de modelagem, e reforçando a apresentação dos resultados das simulações através de mapas. Ela está divida basicamente em três etapas: "SIG", "Modelagem" e "Suporte à Tomada de Decisão/Simulação". Esse primeiro estudo permitiu compor um banco de dados geográfico com as características fisiográficas da bacia; a seleção criteriosa de uma modelagem matemática e encadeamento de seus parâmetros com os componentes do ciclo hidrológico; realizar a calibração do modelo de transformação chuva-vazão, Soil Conservation Service (CN); e simular a passagem dos volumes gerados pela precipitação efetiva na calha do rio Bengalas, com o objetivo de identificar e analisar as áreas suscetíveis a inundações na porção central da cidade de Nova Friburgo. Modelagem dessa natureza vem sendo empregada, principalmente, no gerenciamento de recursos hídricos, onde a tomada de decisões embasada nos resultados de simulações computacionais, contribuem para evitar prejuízos materiais e financeiros, e ainda, perdas de vidas humanas em áreas de risco, neste caso, aquelas suscetíveis a inundações. Analisando os resultados encontrados temos que a área suscetível à inundação para uma chuva com tempo de recorrência de 50 anos, o mais crítico estudado, seja de aproximadamente 1,0 km, distribuídos nos seus 8,5km na região central de Nova Friburgo-RJ, sendo está, ora delimitada, prioritariamente edificada.

Sistema de informação geográfica - Basins 3.0 na modelagem hidrológica da bacia experimental do Rio Pardo, SP

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Modelagem hidrológica aplicada ao planejamento dos recursos hídricos na bacia hidrográfica do rio Acre

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Simulação da produção de sedimentos na bacia hidrográfica do Rio Pardo – Botucatu, SP, por modelagem hidrológica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Aplicação de modelagem hidrológica associada à análise geoespacial, para caracterização da vazão na micro Central Hidroelétrica Ilha Anchieta - SP

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Análise e modelagem hidrometeorológica na Bacia do Rio Tocantins em Marabá-PA

Esta pesquisa objetivou desenvolver um modelo estatístico de previsão de vazão para Marabá - PA, bem como avaliar a estrutura dinâmica atmosférica associada aos extremos do regime hidrológico da bacia do rio Tocantins. O modelo hidrológico de regressão linear múltipla utilizou as séries de observações fluviométricas e pluviométricas obtidas no banco de dados da ANA. Os testes de validação do modelo estatístico com coeficiente de Nash acima de 0,9 e erro padrão de 1,5 % e 5% nos períodos de cheia e estiagem, respectivamente, permitem que as previsões de vazão em Marabá possam ser geradas com antecedência de 2 a 4 (3 a 5) dias para o período da cheia (estiagem). Através da técnica de composições considerando todos os anos com registro de vazão acima/muito acima e abaixo/muito abaixo do normal, obtidos pela metodologia dos percentis, investigaram-se as características regionais da precipitação e a estrutura dinâmica atmosférica em cada mês (Novembro a Abril). As composições dos anos com vazão acima/muito acima mostraram que a precipitação sobre a bacia foi acima do normal em todos os meses, sendo que os padrões de grande escala indicaram a configuração associada ao fenômeno La Niña no Pacífico e condições de resfriamento no Atlântico Sul; intensificação tanto do ramo ascendente zonal da célula de Walker como do ramo ascendente meridional da célula de Hadley; intensificação da Alta da Bolívia posicionada mais a leste e anomalias negativas de ROL associadas à atuação conjunta da ZCAS e ZCIT. Inversamente, as composições dos anos com vazão abaixo/muito abaixo evidenciaram a predominância de precipitação abaixo do normal em toda bacia hidrográfica, a qual se associou com as condições de aquecimento (El Niño) sobre o Pacífico, Atlântico sul aquecido, célula de Walker e Hadley com enfraquecimento dos movimentos ascendentes, posicionamento da Alta da Bolívia mais a oeste com anomalias positivas de ROL indicando inibição da atividade convectiva tropical. Adicionalmente, uma análise quantitativa dos impactos sócio-econômicos sobre os principais núcleos da cidade de Marabá revelou que aproximadamente 10 mil pessoas (5% da população) são atingidas pela cheia do rio Tocantins com custos nas operações de enchente acima de R$ 500.000,00, considerando o caso de 2005.

Relação chuva-vazão nos telhados verdes modulares sob chuva simulada induzida.

A perda de vegetação natural e o aumento das superfícies impermeáveis decorrentes da expansão urbana têm mostrado que os tradicionais sistemas de drenagem urbana são insuficientes e pouco adaptáveis às alterações de uso do solo. Uma das consequências disso é o aumento da velocidade do escoamento superficial (runoff) que favorece as inundações, com enormes prejuízos materiais e ambientais. As inundações ocorrem geralmente quando ha ocorrência de chuvas de alta intensidade. O objetivo deste trabalho foi estudar a contribuição dos telhados verdes modulares submetidos a chuvas de alta intensidade, 155mm/h com duração de 7,0 minutos para retenção e retardo do escoamento superficial. Além disso, foram determinados valores para parâmetros de modelos clássicos chuva-vazão: Método Racional (C) e CN (SCS), que poderá, futuramente, servir de modelagem hidrológica dos impactos da adoção de telhados verdes no controle das enchentes urbanas. A metodologia adotada foi de natureza experimental e envolveu a construção de bancadas com inclinação regulável para suporte dos módulos experimentais e um sistema para indução de chuvas com intensidade controlada. Foram estudados três modelos de sistema modular para telhado verde que permitem o armazenamento de água no fundo da bandeja que compõe os módulos, sendo 2 de 17,0 L (M-17 e F-17) e 1 de 4,0 L (M-4), nas condições de solo seco e solo úmido. Em cada módulo vegetado foram utilizadas 3 espécies de vegetação: Portulaca oleracea (Onze horas), Callisia repens (Dinheiro em penca) e Apnia cordfolia (Rosinha do sol). Os resultados demonstraram que os volumes retidos, calculados a partir da observação do runoff, nas diferentes situações, foram coerentes entre si e com dados relatados na literatura. Os módulos vegetados produziram os melhores resultados com solo seco e os piores resultados com solo úmido. O percentual médio de retenção, considerando todos os tipos de módulos, foi de 58% do volume total de água induzida, com retardo médio de 12 minutos no runoff. Os valores médios de C (Método Racional) foram 0,4, 0,48, 0,36, para os módulos M-17, M-4 e F-17, respectivamente e os de CN (SCS) foram 93, 95, 93, para os mesmos módulos. Conforme esperado, os maiores valores de CN foram para solos úmidos, mantendo a relação que quanto menor o volume retido, maior o runoff e o CN. O módulo F-17 foi o que apresentou melhor desempenho em todos os aspectos (redução do escoamento, retenção hídrica e retardo do runoff). Este estudo demonstra a boa contribuição que esse tipo de sistema pode proporcionar na retenção e retardo do escoamento superficial, mesmo para chuvas intensas de curta duração, principalmente após período de curta estiagem, situação comum em locais de clima tropical. Futuros estudos deverão avaliar o desempenho dos sistemas modulares de telhados verdes com outras características e intensidades de chuvas. A adoção de telhados verdes deve ser cautelosa, sobretudo pela carga extra que esse tipo de sistema representa.

Caracterização dos solos da microbacia do Ribeirão Barro Branco, município de São José de Ubá - RJ.

O presente estudo refere-se à caracterização dos solos da microbacia do ribeirão Barro Branco no município de São José de Ubá, Rio de Janeiro, abrangendo uma área de cerca de 550 ha, como parte integrante do Projeto Modelagem Hidrológica apoiado pela FAPERJ. O resultado final deste estudo consistiu no Mapa Semidetalhado de Solos da microbacia de acordo com as normas preconizadas pela Embrapa Solos, com a utilização de geotecnologias e técnicas de mapeamento digital. Consiste na caracterização dos solos visando contribuir para o planejamento do uso e ocupação das terras de forma racional e sustentável. Como material básico, utilizou-se uma aerorrestituição na escala 1:10.000 que foi empregada para a geração de um modelo digital de elevação (MDE), tendo ainda o apoio de imagens do Sensor Geoeye-1 de 2010. Os resultados obtidos, além de permitirem uma visão geral sobre as características ambientais da área, contêm todos os critérios utilizados para distinção e classificação dos solos e uma descrição das principais classes de solos da área estudada, cuja distribuição espacial é representada em um mapa na escala 1:10.000. Este mapa é constituído por 25 unidades de mapeamento, que compõem uma legenda de identificação dos solos, individualizados até o 5º nível categórico do Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (SiBCS), seguido de textura, tipo de horizonte A, fases de vegetação, relevo e, para solos pouco evoluídos, substrato geológico. As principais classes de solos identificadas foram: Argissolos Vermelhos; Argissolos Vermelho-Amarelos; Gleissolos, Argissolos Amarelos; Afloramentos de Rocha e Luvissolos. Os primeiros apresentando grande predomínio sobre as demais classes da área com ocorrência superior a 42% do total. O principal tipo de utilização agrícola nessa microbacia é com pastagens, em sua maioria em estágio avançado de degradação, devido à baixa capacidade de retenção de água no solo, a baixa fertilidade e o baixo nível de utilização de insumos e práticas de conservação de solos na área.

A gestão da qualidade nos cursos de graduação a distância da UFRN/SEDIS : a percepção dos discentes

The management of water resources in the river basin level, as it defines the Law nº 9433/97, requires the effective knowledge of the processes of hydrological basin, resulting from studies based on consistent series of hydrological data that reflect the characteristics of the basin. In this context, the objective of this work was to develop the modeling of catchment basin of the river Jundiaí - RN and carry out the study of attenuation of a flood of the dam Tabatinga, by means of a monitoring project of hydrological data and climatology of the basin, with a view to promoting the development of research activities by applying methodologies unified and appropriate for the assessment of hydrological studies in the transition region of the semiarid and the forest zone on the coast of Rio Grande do Norte. For the study of the hydrological characteristics of the basin was conducted the automatic design of the basin of the river Jundiaí, with the aid of programs of geoprocessing, was adopted a hydrological model daily, the NRCS, which is a model determined and concentrated. For the use of this model was necessary to determine some parameters that are used in this model, as the Curve Number. Having in mind that this is the first study that is being conducted in the basin with the employment of this model, it was made sensitivity analysis of the results of this model from the adoption of different values of CN, situated within a range appropriate to the conditions of use, occupation and the nature of the soil of this basin. As the objective of this study was also developing a simulation model of the operation of the Tabatinga dam and with this flood control caused in the city of Macaíba, it was developed a mathematical model of fluid balance, developed to be used in Microsoft Excel. The simulation was conducted in two phases: the first step was promoted the water balance daily that allowed the analysis of the sensitivity of the model in relation to the volume of waiting, as well as the determination of the period of greatest discharges daily averages. From this point, it was assumed for the second stage, which was in the determination of the hydrograph of discharges effluent slots, that was determined by means of the fluid balance time, on the basis of the discharges effluents generated by a mathematical equation whose parameters were adjusted according to the hydrograph daily. Through the analyzes it was realized that the dam Tabatinga only has how to carry out the attenuation of floods through the regularization of the volume of waiting, with this there is a loss of approximately 56.5% on storage capacity of this dam, because for causing the attenuation effect of filled the shell of this dam has to remain more than 5m below the level of the sill, representing at least 50.582.927m3. The results obtained with the modeling represents a first step in the direction of improving the level of hydrological information about the behavior of the basins of the semiarid. In order to monitor quantitatively the hydrographic basin of the river Jundiaí will be necessary to install a rain gauge register, next to the Tabatinga dam and a pressure transducer, for regular measurements of flow in the reservoir of the dam. The climatological data will be collected in full automatic weather station installed in Agricultural School Jundiaí

Avaliação da disponibilidade hídrica e da demanda hídrica no trecho do Rio Piranhas-Açu entre os açudes Coremas-mãe D´água e Armando Ribeiro Gonçalves

Piranhas-Açu basin is a Federal watershed with a drainage area of 43.681,5 km2, sited at Brazilian northeast semi arid, with 60% of your area in Paraiba State and 40% in Rio Grande do Norte State. The main river, Piranhas-Açu, has strategic importance for development of these states, because it s an essential source for many socio-economics activities developed along watercourse. The river s reach between Coremas-Mãe D`água Dam and Armando Ribeiro Gonçalves Dam has many irrigation projects, and supply many riverside cities. All this activities practiced in this river s reach consumes high water volumes. Due the importance of this stream and the necessity of an adequate management, this work aims for an impartial and detailed evaluation of real water supply conditions in this river s reach, by the application of hydrological modeling, including the arrangement of main dams in tributaries, and storage reservoir water balance. The rainfall-discharge model s applied in each sub-basins it was selected the model MODHISA- Hydrological Model of Semi Arid, that is a concentrated model with easy application. The simulation produced 50 years of inflows into the reservoirs, for which, were constructed the guaranties curves; and produced 50 years of synthetic discharge data in relevant points on the river and on its affluents; so it was constructed the permanence curves. Confronting the available discharge with the current and futures volumes of raw water captured in this river s reach, it was verified that de demands have high guaranties. This work concluded that the MODHISA Model is suitable to reproduce the hydrologic characteristics of Piranhas-Açu sub-basins, and showing good results

Regionalização de curvas de permanência de vazão de regiões hidrográficas do estado do Pará

O presente artigo aborda a regionalização de curvas de permanência de vazões para os rios das regiões hidrográficas da Calha Norte e do Xingu no Estado do Pará. Os modelos tiveram como base de dados 25 estações fluviométricas localizadas nas referidas regiões. As curvas de permanência foram calibradas utilizando-se 5 modelos matemáticos de regressão (potência, exponencial, logarítmico, quadrático e cúbico). O modelo cúbico foi o que se ajustou melhor aos dados observados das estações da Calha Norte. Já para a região do Xingu, foi o modelo exponencial, que melhor se ajustou. Modelos de regionalização foram estabelecidos, usando-se a técnica de regressão múltipla. A variação espacial dos parâmetros dos modelos, foi explicada em termos de área de drenagem, precipitação média anual, comprimento e desnível do rio. Os modelos foram validados através de duas bacias-alvo de cada região, obtendo resultados satisfatórios pelos ajustes gráficos das vazões simuladas e observadas. Matematicamente, o bom ajuste foi representado pelos erros quadráticos relativos médios percentuais e coeficientes de Nash-Sutcliffe calculados para o modelo cúbico (Calha Norte) e exponencial (Xingu). O bom desempenho dos modelos, os credencia na estimativa das curvas de permanência de vazões das regiões de estudo.

Previsão estocástica de nível fluviométrico para cidade de Marabá-PA: método de Box-Jenkins

O Município de Marabá- PA, situado na região Amazônica, sudeste do Estado do Pará, sofre anualmente com eventos de enchentes, ocasionados pelo aumento periódico do rio Tocantins e pela situação de vulnerabilidade da população que reside em áreas de risco. A defesa civil estadual e municipal anualmente planeja e prepara equipes para ações de defesa no município. Nesta fase o monitoramento e previsão de eventos de enchentes são importantes. Portanto, com o objetivo de diminuir erros nas previsões hidrológicas para o Município de Marabá, desenvolveu-se um modelo estocástico para previsão de nível do rio Tocantins, baseado na metodologia de Box e Jenkins. Utilizou os dados de níveis diários observados nas estações hidrológicas de Marabá e Carolina e Conceição do Araguaia da Agência Nacional de Águas (ANA), do período de 01/12/ 2008 a 31/03/2011. Efetuou-se o ajustamento de três modelos (M_t, N_t e Y_t), através de diferentes aplicativos estatísticos: o SAS e o Gretl, usando diferentes interpretações do comportamento das séries para gerar as equações dos modelos. A principal diferença entre os aplicativos é que no SAS usa o modelo de função de transferência na modelagem. Realizou-se uma classificação da variabilidade do nível do rio, através da técnica dos Quantis para o período de 1972 a 2011, examinando-se apenas as categorizações de níveis ACIMA e MUITO ACIMA do normal. Para análise de impactos socioeconômicos foram usados os dados das ações da Defesa Civil Estado do Pará nas cheias de 2009 e 2011. Os resultados mostraram que o número de eventos de cheias com níveis MUITO ACIMA do normal, geralmente, podem estar associados a eventos de La Niña. Outro resultado importante: os modelos gerados simularam muito bem o nível do rio para o período de sete dias (01/04/2011 a 07/04/2011). O modelo multivariado N_t (com pequenos erros) representou o comportamento da série original, subestimando os valores reais nos dias 3, 4 e 5 de abril de 2011, com erro máximo de 0,28 no dia 4. O modelo univariado (Y_t) teve bons resultados nas simulações com erros absolutos em torno de 0,12 m. O modelo com menor erro absoluto (0,08m) para o mesmo período foi o modelo M_t, desenvolvido pelo aplicativo SAS, que interpreta a série original como sendo não linear e não estacionária. A análise quantitativa dos impactos fluviométricos, ocorridos nas enchentes de 2009 e 2011 na cidade de Marabá, revelou em média que mais de 4 mil famílias sofrem com estes eventos, implicado em gastos financeiros elevados. Logo, conclui-se que os modelos de previsão de níveis são importantes ferramentas que a Defesa Civil, utiliza no planejamento e preparo de ações preventivas para o município de Marabá.

Uso do modelo de simulação 'ABC 6' para avaliação de áreas sujeitas à ocorrência de ondas de cheia e corridas de massa/detritos: estudo de caso na bacia do Ribeirão da Prata (SP)

Pipelines are linear engineering works, designed mostly for transporting oil and its derivatives for long distances, furnishing even the farthermost zones of the country. Due to oil sector needs to ensure for the safety and conservation of its properties, several geotechnical studies are being held at the pipelines field, in order to preserve this important transportation, and also to prevent accidents, which might seriously compromise the environment and the population who lives around it. The OSBRA pipeline, who connects the city of Paulínia to the capital Brasília, is one of these engineering works that deserves to be pointed out. This research, performed at the Ribeirão da Prata Basin, was a pilot study conducted with the main objective of testing the current methodology efficiency, for future applications in the closest watersheds to the OSBRA pipeline. The objective of this research is to analyze flood wave and debris flow processes in a non-fictional watershed, by comparing two different kinds of methods: the first one based on simulation models (software ‘ABC 6’), and the other one by flood wave and debris flow susceptibility mapping. The results from the hydrological modeling were both hydrographs and ietographs that estimated values of outputs and infiltration. To construct the susceptibility maps were necessary three other maps: ground use and occupation maps, divided according to the different protection degrees that were offered to the ground; maps of dam locations in the area and physiographic compartimentation maps, divided according to the local geology. To complete the methodology, the results were collected from both methods for comparison. The obtained product for this methodology was series of data whose different susceptibility degrees to flood wave and debris flow could define the safest route for a pipeline crossing in this watershed...

Análise da dinâmica do uso da terra e sua interferência em enchentes na área urbana do município de Americana (SP)

Due to an intense process of population growth and urban density in Americana (SP), mainly due to the development of the local textile industry after 1970, there was, concomitant to the occupation of the margin of rivers and streams, soil sealing that increased the level of superficial runoff, triggering frequent floods. Based on the analysis of these processes we investigate the conditions of one densely urbanized area of the county, the Córrego do Parque, in three time series, 1977, 1996 and 2008. Taking as the starting the characterization and spatial distribution of landscape physiography, we prepared thematic letters and synthetic maps digital scale 1:10,000 from photointerpretation of aeroframes. The thematic maps were produced by scanning with subsequent edition using the software Auto-Cad Map. Checking the data and of geographic coordinates with GPS (Global Positioning System). Regarding land use classes, we used the description of the Soil Conservation Service (1975) which allowed us to get the Curve Number parameter, which will be used in hydrologic modeling for verification of flooding (Tucci, 1989). For the process of hydrologic modeling, we used models based on Methodology Object Oriented Modeling Applied to Water Resource Systems, Viegas Filho (1999), using the computer program called IPHS1, which uses models of the Soil Conservation Service (SCS , 2004), for conversion of rainfall-runoff and the spread of excessive rain. The results indicate that increased waterproofing generated by the change in use and occupation over the past decades promoted the increased surface runoff and drainage system overload, increasing the intensity of floods

Análise de uso da terra e sua interferência em enchentes na região do Córrego Lavapés, Rio Claro (SP)

The development of cities is initially nearby rivers and with the intensification of the urbanization process occurs the soil sealing, leading to an increased level of water runoff, and, consequently, in a greater number of floods. The main goal of this study is to verify the interference of land occupation in the floods of the Lavapés Stream basin, Rio Claro (SP), in five temporal series, 1962, 1972, 1988, 1995 and 2014. The characterizations of land use were made from photo-interpretation and, thus, were produced thematic maps on scale 1: 20.000. The description of the Soil Conservation Service, 2007 was the basis for the classification of land use, thus achieving the CN parameter (Curve Number) used in hydrologic modeling done in IPHS1 program. The results indicate that soil sealing associated with the growth of the city of Rio Claro are responsible for increasing of the discharge in the Lavapés Stream basin and floods in this watershed