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Impactos sócio-ambientais negativos têm colocado a gestão do meio ambiente e dos recursos hídricos em cheque. Produção econômica intensiva, especialmente onde existem hidrelétricas, tem conduzido à perda de abundância e riqueza de espécies e conseqüente diminuição de produção de serviços ambientais à sociedade. Em contrapartida, avanços científicos em ecologia têm demonstrado que a conservação de regimes hidrológicos é o caminho para conservação de ecossistemas e para manutenção da produção de serviços ambientais. É neste contexto que cresce em importância a ferramenta de vazões ambientais, que tem como propósito compatibilizar interesses dos diferentes setores de produção, ao manter em corpos d’água regimes hidrológicos que produzam melhores resultados sócio-econômicos com menores impactos ambientais. O objetivo desta pesquisa é propor um método para a escolha de vazões ambientais, especialmente em regiões com escassez de informações ecológicas. O método proposto fundamenta-se na relação de influência direta entre conservação de regimes hidrológicos, conservação de ecossistemas e produção de serviços ambientais. Para isto, as alterações de regimes hidrológicos são quantificadas para qualificar o grau de conservação do ambiente e de produção econômica por serviços ambientais. O método consiste em diagnosticar alterações hidrológicas, elaborar potenciais regras de vazões ambientais, simular numericamente sua aplicação e prognosticar seus impactos via estudos de alteração hidrológica e de produção econômica por atividades antrópicas. A aplicação da metodologia foi dividida em dois estudos de casos. No primeiro, foram analisadas vazões ambientais para o projeto de aproveitamento hidrelétrico de Belo Monte, no rio Xingu, que ainda não sofre de alterações significativas do regime hidrológico. O segundo estudo consistiu do estudo do grau e da extensão de alteração do regime hidrológico pelo aproveitamento múltiplo da Usina de Manso, no rio Manso, afluente ao rio Cuiabá que drena ao Pantanal. Como resultado, o método mostrou ser flexível a diferentes configurações de disponibilidade de informação, além de possibilitar a escolha de vazões ambientais de forma transparente, colaborativa e participativa. A confiabilidade do método, no entanto, depende da representatividade das informações hidrológicas e do grau de incertezas quanto à relação entre alteração hidrológica, degradação de ecossistemas e perda de produção econômica, quando dados ecológicos são escassos. The natural flow paradigm has not been considered in the Brazilian water resources and environmental management systems yet. Environmental flows studies have just been considered by Brazilian scientific community with too few, if any, experimental studies being undertaken. However, such a tool needs to be considered urgently, once environmental flows sustain ecosystem and their environmental services, which are of great importance to society. This thesis aims to propose a method to subsidize environmental flows selection, especially in regions where ecological data is scarce. We have based such method on the direct influential relation between flow regime alteration, ecosystem degradation and environmental services loss, applying hydrologic alteration indices as proxies of ecosystems degradation and environmental services loss. This new method consists on diagnosing hydrologic alteration, developing potential environmental flows rules, numerically simulate them and assessing theirs impacts on hydrologic alteration and economic production by human activities. The method application was split in two case studies in order to use different sets of its techniques. The former study consisted on assessing environmental flows downstream the projected UHE Belo Monte, located in the Xingu river, a tributary to the Amazon river. In this study only one flow station was applied with its “naturalized” flows as a benchmark. The latter study consisted on assessing the degree and extension of APM Manso dam hydrological impacts, located in a tributary to the Brazilian Pantanal. In this study, data from different stations where used as benchmarks. As a result, this hydrological method showed flexibility to work with different information settings, while it could be applied in a transparent, participative and collaborative approach. However, its confidence relies on hydrological data representativity and on the uncertainty over the relation between hydrological alteration, ecosystems degradation and loss of environmental services, when ecological data are scarce.

Este artigo apresenta uma discussão quanto à viabilidade de implementação do hidrograma ecológico ao avaliar: seus métodos de determinação; práticas que concorrem para sua implementação, e; a realidade da política brasileira de gerenciamento de recursos hídricos e meio ambiente, no tocante à conservação de rios. Como resultado, uma estrutura mínima para sua implementação consistiria em: legitimar o ecossistema como usuário de água, com prioridade inferior aos humanos básicos apenas; ajustar o gerenciamento de recursos hídricos para considerar hidrogramas ecológicos; definir hidrogramas regionais típicos, como parâmetro para definições locais; classificar rios com relação às suas características prévias à intervenção humana na bacia, incluindo características geomorfológicas, ecológicas e hidrológicas; e elaborar programas de pesquisa e monitoramento de índices que contribuam para refinar estimativas iniciais de hidrogramas ecológicos ao longo de sua operação. This paper presents some debate over the feasibility of applying environmental flows which mimic the natural regime through the assessment of: its prescription methods; water management techniques which would benefit its implementation, and; the Brazilian Water Resources and Environmental Management, especially fluvial systems conservation. As a result, the minimum framework to its implementation would consist of: legitimizing fluvial ecosystems as water resources users; setting management tools to consider environmental flows; establishing regional typical hydrographs, to serve as parameters to local definitions; classifying rivers based on its modification from undisturbed state, including geomorphological, ecological and hydrological aspects; developping research and monitoring programs to refine and evaluate the river status along its management.

A drenagem urbana, especialmente nos grandes centros, tem sido efetuada de forma não sustentável com contaminação e alterações no regime de escoamento superficial devido à impermeabilização de superfícies, e deposição de resíduos sólidos. Estas condições representam ameaça considerável ao homem e ao ecossistema do corpo receptor. O emprego de práticas sustentáveis aparece como caminho a ser perseguido, encontrando no Desenvolvimento Urbano de Baixo Impacto (Low Impact Development, LID) o conjunto de técnicas que mais se aproxima desta meta. LID objetiva atingir paisagens com funções hidrológicas, apresentando comportamento mais similar ao natural, por controlar não somente o pico de vazões, mas volume, freqüência/duração, além de qualidade dos escoamentos pluviais. Este tipo de desenvolvimento atua recuperando a capacidade de infiltração das superfícies urbanas, além de estimular o reuso de água, reduzindo os impactos, com ganhos econômicos e paisagísticos em comparação ao controle efetuado pelos métodos tradicionais de controle por condutos e mesmo detenções. A utilização desta nova tecnologia se aplica à implantação de novos desenvolvimentos e redesenvolvimentos, a priori, apresentando ainda vantagens para implantação destas em empreendimentos antigos com relação a métodos tradicionais Buscou-se, por intermédio deste estudo, avaliar os potenciais mecanismos técnicoinstitucionais que possam ser empregados na realidade brasileira, em especial em Porto Alegre, vislumbrando a implementação da sustentabilidade, assim como, avaliar as respostas obtidas da simulação numérica da implantação das técnicas de LID a um condomínio hipotético. Para tanto, fez-se necessário aplicar metodologia diferente da proposta pelos manuais existentes, em virtude da insuficiência destes em representar o comportamento dos dispositivos de controle do escoamento. Os resultados obtidos confirmaram a necessidade de revisão nos mecanismos para controle da drenagem vigentes, bem como, as vantagens de aplicação de técnicas que apresentam abordagem mais integradora e de escala menor.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Urban expansion and disorderly occupation of city territories have caused several disasters associated with water systems. The main examples are floods that occur especially due to soil impermeability in natural infiltration areas. In search of sustainable solutions to control runoff, public policies encourage use compensatory techniques (TC) with the aim of mitigating urbanization impacts. A practice already used in Brazil and in other countries is runoff detention microreservoirs, whose premise is temporary storage volumes originated from impermeable areas runoff and drain out at a discharge lower than or close to pre-urbanization discharge. Another aspect of use reservoirs at origin of runoff is intended to fulfillment non-potable demands, through use Rainwater Reservoirs (RAAC). These have as a role inducing a decrease in potable water consumption for less noble purposes and preserving water sources. Some authors suggest classifying RAAC as a TC, since its function is to store rainwater. For this reason, some Brazilian cities are using RAAC to replace microreservoirs to control runoff at source (RCF). However, there is still a lack of conclusive studies that indicate with representativeness real benefits and impacts rainwater catchment and its use have on microdrainage networks. This study verified, based on a long-term simulation, the viability of using RAAC as reserve structures for use water and the effect of this mechanism on flow control at source. For this, the city of Curitiba was chosen, in a region of the Rebouças neighborhood with 415 buildings, and a 12-year local hourly precipitation series (2008 to 2019 – Station A807) was used for analyses. The RCF were dimensioned following Municipal Decree nº 1733/2021, which were submitted to simulations of observed precipitation to evaluate the number of infractions of these structures when subjected to real operating situations, in compliance with provisions in legislation. For same buildings and precipitation series, RAAC volumes necessary to fulfillment sanitary bowls demands were determined, with a minimum reliability of 80%, based on the simulation method and following good engineering practices as stated in NBR 15,527/2019. Ultimately, RCF were replaced by RAAC, and the possibility of using them as systems to serve two functions was evaluated. It was verified that RAAC are inefficient as a flow control structure at source, especially in relation to overflow volume and more frequent precipitations; however, RCF and RAAC had similar behavior when subjected to greater intensity precipitation events. A expansão urbana e a ocupação desordenada de territórios das cidades têm causado vários desastres associados a sistemas hídricos. Os principais exemplos são enchentes e inundações, que ocorrem especialmente, devido à impermeabilização do solo em áreas de infiltração natural. Em busca de soluções sustentáveis para o controle do escoamento superficial, as políticas públicas vêm incentivando o uso de técnicas compensatórias (TC) com o objetivo de mitigar impactos da urbanização. Uma prática já utilizada no Brasil e, em outros países, são os microrreservatórios de detenção do escoamento, que têm como premissa o armazenamento temporário dos volumes oriundos do escoamento das áreas impermeáveis, esvaziando a uma vazão inferior ou próxima da vazão de pré-urbanização. Outra vertente da utilização de reservatórios na origem do escoamento destina-se ao atendimento de demandas não potáveis, por meio do uso de Reservatórios de Aproveitamento da Água da Chuva (RAAC). Estes têm a função de induzir a diminuição do consumo de água tratada para fins menos nobres e preservar mananciais. Alguns autores sugerem a classificação dos RAAC como uma TC, já que tem como função o armazenamento de águas pluviais e por essa razão, algumas cidades brasileiras estão utilizando os RAAC em substituição aos microrreservatórios de controle do escoamento na fonte (RCF). Entretanto, ainda faltam estudos conclusivos que apontem com representatividade os reais benefícios e impactos que a captação de águas pluviais e seu aproveitamento têm sobre as redes de microdrenagem. Neste estudo foi verificada, a partir de simulação de longo prazo, a viabilidade da utilização dos RAAC como estruturas de reservação para o aproveitamento da água e o efeito deste mecanismo sobre o controle de escoamento na fonte. Para o estudo foi escolhido a cidade de Curitiba, em uma região do bairro Rebouças com 415 edificações, e uma série de precipitação horária local com 12 anos (2008 a 2019 – Estação A807) foi utilizada para as análises. Foram dimensionados os RCF, seguindo o Decreto Municipal nº 1733/2021, os quais foram submetidos a simulações da precipitação observada, com o intuito de avaliar o número de infrações dessas estruturas quando submetidos a situações reais de funcionamento, em cumprimento aos dispostos na legislação. Para as mesmas edificações e série de precipitação, foi determinado os volumes dos RAAC necessários para o atendimento das demandas de bacias sanitárias, com uma confiabilidade mínima de 80%, a partir do método da simulação, seguindo as boas práticas de engenharia como consta na NBR 15.527/2019. Em uma última análise, os RCF foram substituídos pelos RAAC, sendo avaliada a possibilidade de utilização destes como sistemas para atender a duas funções. Foi verificado que os RAAC são ineficientes como estrutura de controle de escoamento na fonte, especialmente em relação ao volume extravasado e precipitações mais frequentes; contudo, os RCF e RAAC tiveram comportamento semelhante quando submetidos a eventos de precipitação de maior intensidade.

Submitted by Escola Politécnica Biblioteca (biengproc@ufba.br) on 2016-09-28T17:28:55Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Souza201623_final.pdf: 6017806 bytes, checksum: a3baf7a085debeb0de60370d0b1cb2a9 (MD5) Approved for entry into archive by Escola Politécnica Biblioteca (biengproc@ufba.br) on 2016-09-28T17:29:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação_Souza201623_final.pdf: 6017806 bytes, checksum: a3baf7a085debeb0de60370d0b1cb2a9 (MD5) Made available in DSpace on 2016-09-28T17:29:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_Souza201623_final.pdf: 6017806 bytes, checksum: a3baf7a085debeb0de60370d0b1cb2a9 (MD5) A construção de barragens e reservatórios objetiva dentre outros interesses promover o aumento do equilíbrio da disponibilidade de água para demandas crescentes. Elas desempenham um papel importante no controle e na gestão de usos de recursos hídricos. Porém, a regulação de vazões que ocorre a partir da implantação de barragens provoca consequências de grande impacto. Então, a investigação das modificações resultantes da instalação, das referidas obras hidráulicas, ganha considerável relevância. Diante desse contexto, o presente estudo tem como objetivo avaliar a utilização do método Dundee Hydrologic Regime Assessment Method (DHRAM), que classifica o grau de impacto à jusante de barramentos, e de sua versão adaptada, para as bacias dos rios Itapicuru e Paraguaçu, que estão inseridas no semiárido baiano. A aplicação da adaptação referida foi motivada pelo fato do DHRAM ter sido validada a partir de estudos aplicados em rios de regiões com clima, variabilidade hidrológica, topografia e condições de usos diferentes de rios do semiárido baiano, e utilizar resultados do IHA sintetizados, transformando informações de características diferentes em um único indicador. Realizou-se então, além da aplicação da referida metodologia original de classificação, também se procedeu sua aplicação, agregando adaptações baseadas em dados locais. A aplicação da metodologia possibilitou apontar a representatividade desta para a área de estudo, devido a comparação dos resultados da classificação com os resultados de estudos anteriores e a partir da aplicação do DHRAM com adaptação utilizando vazões observadas de um período diferente das vazões simuladas. A classificação utilizando o DHRAM original e adaptado refletiu as características das regiões estudadas afirmando-se que a metodologia de classificação apresentada por Black et al (2005) e sua versão adaptada é aceitável e satisfatória. Contudo, a implementação de uma subclassificação à nível dos subgrupos propostos, complementou os resultados obtidos de modo que a partir desses é possível traçar estratégias para reduzir a severidade das alterações provocadas nos indicadores hidrológicos. Tais estratégias poderão elencar alterações nas regras operativas e ainda nas características de projeto ou definição de alternativa para manutenção da sazonalidade, e dessa forma a ampliação da classificação fornece resultados que podem ser utilizados para auxiliar na tomada de decisão na gestão e planejamento de recursos hídricos.

Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2015-02-10T15:01:27Z No. of bitstreams: 1 LIMA2014.pdf: 5977788 bytes, checksum: e363664785ca872c934952713727771e (MD5) Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2015-02-10T15:01:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 LIMA2014.pdf: 5977788 bytes, checksum: e363664785ca872c934952713727771e (MD5) Made available in DSpace on 2015-02-10T15:01:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LIMA2014.pdf: 5977788 bytes, checksum: e363664785ca872c934952713727771e (MD5) A construção de barragens tem trazido uma série de benefícios à sociedade, porém também pode trazer impactos negativos. Dentre os impactos negativos, esta dissertação focou os impactos hidrológicos. Este trabalho propõe-se avaliar as alterações hidrológicas a jusante de barragens por meio da análise de sensibilidade à variação da capacidade de armazenamento, demandas hídricas do reservatório, tipologia do vale e vazão remanescente para diferentes regimes hídricos. Para a execução deste tipo de abordagem foram simuladas as alterações impostas pelas barragens em dois regimes hidrológicos distinto (um perene e um intermitente). Uma vez de posse das séries de vazão dos períodos pré e pós impacto, foi possível avaliar e classificar tais alterações por meio de duas metodologias existentes, o Indicators of Hydrological Alteration (IHA) e o Dundee Hydrological Regime Alteration Method (DHRAM). Em seguida foi executada a análise de sensibilidade das alterações hidrológicas frente a variação das variáveis de projeto utilizando Planejamento Fatorial. As alterações hidrológicas afetaram de forma distinta e com diferentes graus cada grupo de parâmetros hidrológicos do IHA. Em alguns casos foi possível identificar um comportamento diferente entre os experimentos de uso consuntivo e não consuntivo, demonstrando o poder de alteração da demanda sobre o regime hidrológico. Quanto à classificação do DHRAM, os resultados obtidos indicam que as barragens causam impactos relevantes: 75% dos experimentos tiveram o trecho de rio classificado como alto risco de impacto ou condição severamente impactada (Classe 4 ou 5). Através do Planejamento Fatorial duas variáveis de projeto demonstraram ter importância (em efeito e magnitude) nos estudos das alterações hidrológicas decorrente da implantação de barragens: a demanda e a vazão remanescente. Foi demonstrado que o estudo das alterações hidrológicas com as metodologias existentes pode ser feito ainda na fase de projeto, e a escolha de um cenário com menor impacto pode ser feita com base em variáveis de projeto como demanda e vazão remanescente. The construction of dams brings a number of benefits to the society, but may have negative impacts. Among the negative impacts this dissertation focus on the hydrological impacts. This study aimed to assess the downstream hydrological changes caused by dams through a sensitivity analysis to changes in storage capacity, the reservoir water demands, typology of the valley and flow requirements for different flow regimes. For the implementation of this approach changes imposed by dams in two distinct regimes of river (a perennial and an intermittent) were simulated. In possession of the flow series of pre and post impact period it was possible to evaluate and classify the hydrological changes with two existing methodologies, the Indicators of Hydrological Alteration (IHA) and the Dundee Hydrological Regime Alteration Method (DHRAM). After this step it was performed a sensitivity analysis of hydrological changes due to variation of the design variables using Factorial Design. Hydrological changes affected in different ways and with different degrees each group of hydrological parameters of the IHA. In some cases it was possible to identify different behavior between experiments of consumptive and non-consumptive water use, demonstrating the power of change of the water demand on the hydrological regime. The results obtained with DHRAM classification, indicated that dams cause significant impacts to the rivers, 75 % of trials had the reach of river classified as high risk of impact or severely impacted condition (Class 4 or 5). Through the Factorial Design two design variables shown to be important (in effect and magnitude) in studies of hydrological changes resulting from the implementation of dams: the water demand and flow requirements. It has been established that the study of hydrological changes with the existing methodologies can be made even during the design phase, and the choice of a scenario with less impact can be done based on key design variables such as water demand and flow requirements

The knowledge of the relationship between ecological and hydrological processes in semiarid regions is essential for the conservation of river ecosystems because historically, man has established activities near of stream courses and consequently, the use and occupation, well as the multiple uses water. The multiple water uses have changed the dynamics of water in the hydrological cycle, affecting directly river ecosystems, by modifying habitats and encourage behaviors in several species of fauna and flora. Currently, quantification of the land use coupled flow variation has been used to indicate conditions of fluvial ecosystems in the world. It is in this context that the present study evaluates qualitatively the ecohydrological impacts of the land use in the Acaraú river in the state of Ceará, considering statistics that describing five aspects of the flow regime (magnitude, duration, timing of annual, rate and frequency of water). Based on the results obtained, were verified ecohydrological changes ranging from low to medium impact, mainly on aspects such magnitude, period of occurrence of extreme events and gradient flows. FAPEAL - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Alagoas O conhecimento das relações entre processos hidrológicos e ecológicos em regiões semiáridas é fundamental para a conservação de ecossistemas fluviais, pois historicamente, o homem estabeleceu atividades nas proximidades de cursos d´água e consequentemente, o uso e ocupação do solo, bem como os usos múltiplos da água, tem alterado a dinâmica da água em seu ciclo hidrológico, afetando diretamente ecossistemas fluviais, por meio da modificação de habitats e estímulos ao comportamento de diversas espécies da fauna e da flora. Atualmente, a quantificação do uso e ocupação do solo acoplada à variação de vazões tem sido usada para indicar condições de ecossistemas fluviais no mundo. É neste contexto que o presente trabalho avalia qualitativamente os impactos eco-hidrológicos do uso e ocupação do solo na bacia hidrográfica do rio Acaraú, no estado do Ceará, considerando estatísticas que descrevem cinco aspectos do regime de vazões (magnitude, duração, período de ocorrência de eventos extremos, frequência e gradiente de vazões). Com base nos resultados obtidos, foram constatadas alterações eco-hidrológicas que variam de baixo a médio impacto, principalmente em aspectos como magnitude, período de ocorrência de eventos extremos e gradiente de vazões.