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Confluences are common components of all riverine systems, characterized by converging flow streamlines and the mixing of separate flows. The fluid dynamics of confluences possesses a highly complex structure with several common types of flow features observed. A field study was recently conducted in the area of the confluence of the Negro and Solim&otilde, es/Amazon Rivers, Brazil, collecting a series of Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP) transects in different flow conditions. These data were used to investigate the morphology of the bedforms observed in that area. First, the bedforms were mostly classified as large and very large dunes according to Ashley et al. (1990), with an observed maximum wavelength and wave height of 350 and 12 meters, respectively. Second, a comparison between low flow and relatively high flow conditions showed that wavelength and wave height increased as the river discharge increased in agreement with previous literature studies. Third, the lee side angle was consistently below 10&deg, with an average value of about 3.0&deg, without flow separation confirming past findings on low-angle dunes. Finally, a comparison between the bedform sizes and past literature studies on large rivers suggested that while several dunes were in equilibrium with the flow, several largest bedforms were found to be probably adapting to discharge changes in the river.

Confluences are integral features in rivers characterized by complex 3D changes in flow hydrodynamics and bed morphology and provide important ecological functions. This paper presents the first known analysis of 3D spatial habitat metrics, based on hydraulic complexity, using data from the Negro and Solimões rivers confluence in the Amazon Basin, during high and low flow conditions. The analysis was conducted using two bioenergetics metrics M2 and M3 computed for ~1m square cells within each cross section. M2 is related to the drag force on a fish moving between two locations in the river, while M3 is related to the energy needed by a fish to remain in a location without spinning. M2 provides useful spatial analysis of the confluence, and its longitudinal distribution as well as its uniformity parameters in the river cross-sections showed a peak downstream the junction and a rapid decay in the central confluence hydrodynamic zone. This trend corresponded with the classic hydrodynamic features as well as with literature observed patterns of biotic assemblages downstream of river confluences. At the entrance of the Amazon channel, M2 peaks corresponded to the largest concentration of fish larvae demonstrating that the metric could be used to identify hot spots for aquatic species richness. The 3D derived M2 values were larger in magnitude than M2 values derived from depth-averaged velocity data. The longitudinaldistribution of M3 metric peaked immediately downstream of the confluence, and the M3 helical flow cells corresponded with areas where dolphins congregate to feed, and could exert less energy to remain in this zone. The study demonstrated that a 3D analysis of velocity gradients is able to reveal and explain observed patterns of species abundance and richness beyond those captured by a 2D analysis.

The confluence of the Negro and Solimoes Rivers is an interesting study area under several points of view: it represents the second largest river confluence of the Amazon Basin; the rivers are characterized by very distinct hydrologic behaviour; and it is situated in a peculiar tectonic setting. A field investigation was undertaken to study the characteristics of this confluence, aiming to better understand the bed morphology and stratigraphy resulting from the complex interaction of geological setting, hydrodynamics, and sediment load. Two field campaigns were carried out, during low- and high-flow conditions, using high-resolution seismic, echosounding, and acoustic Doppler current profiling. A third campaign was carried out just in a limited area of the confluence, with a multi-beam echosounder. The results of these surveys provided a more detailed view of the geology, morphology and sediment distribution about the confluence.

Confluences are a common feature of riverine systems, where are located converging flow streamlines and potential mixing of separate flows. The confluence of the Negro and Solimoes Rivers ranks among the largest on Earth and its study may provide some general insights into large confluence dynamics and processes. An investigation was recently conducted about that confluence in both low and high-flow conditions using acoustic Doppler velocity profiling (ADCP), water quality sampling and high-resolution seismic data. First, the study gained insights into the characterization of the basic hydrodynamics parameters about the confluence as well as of those affecting sediments transport. Second, the analysis of the results showed that common hydrodynamic features noted in previous confluence studies were herein observed. Finally, some differences between low-flow and relatively high-flow conditions about the transfer of momentum from the Solimoes to the Negro side of the Amazon Channel were identified.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geociências Aplicadas, 2019. Os rios do tipo anabranching são caracterizados por múltiplos canais separados por ilhas fluviais estáveis e vegetadas, formadas pela excisão da planície de inundação ou por acreção lateral. Esse tipo de canal é dominante em grandes rios e é responsável por transportar uma grande quantidade de água e sedimentos sob gradientes baixos. Na bacia Amazônica, situam-se os três maiores rios do mundo, em termos de comprimento e descarga, os rios Amazonas, Madeira e Negro. Contudo, o conhecimento dos seus processos morfodinâmicos é limitado, devido a suas grandes extensões, profundidades, dificuldade de acesso. Para essa pesquisa, foi realizada uma campanha no baixo curso do rio Solimões-Amazonas próximo da ilha da Marchantaria para observar a migração do canal através de investigações de campo e dados de sensoriamento remoto. A campanha ocorreu durante o período de cheia em julho de 2016, e dados complementares de outubro de 2014 do projeto CLIMAmazon foram incluídos. As investigações foram realizadas usando um ecobatímetro multifeixe Teledyne 7101P, um correntômetro Doppler Rio Grande 600 e foram coletadas amostras de fundo. Imagens de satélite Landsat- 5/TM e Landsat-8/OLI e ferramentas GIS foram aplicadas para monitorar as mudanças associadas a morfodinâmica do canal através de uma série multitemporal de 24 anos. Essa análise permitiu observar a distribuição espacial da erosão e deposição que ocorreu no canal. A análise hidrológica dos perfis ADCP mostrou que na ilha da Marchantaria, o canal principal está transportando aproximadamente 2/3 da descarga total, enquanto o canal secundário à direita, é responsável por cerca de 1/3. A baixa velocidade de fluxo no canal direito propiciou a deposição de sedimentos de granulometria fina, que por sua vez, corroboraram para a discordância de leitos na confluência. Portanto, é esperado que esse canal seja totalmente assoreado no futuro. A relação entre a granulometria e a profundidade foi um elemento usado para complementar o entendimento dos processos sedimentares, morfológicos e dinâmicos que ocorrem em rios anabranching. Formas de leito, como as marcas onduladas, dunas 2D e 3D, assim como as dunas compostas foram observadas como elementos morfodinâmicos do leito que correspondem a regiões de velocidade diferentes. Scour holes e zonas de estagnação também foram encontradas. Anabranching rivers are multiple channel systems separated at bankfull by vegetated and stable fluvial islands, that are formed by excision of existing floodplain or by downstream and lateral accretion. Anabranching channels are the dominant pattern of large rivers in the world and are able to carry high amounts of water and sediments over exceptionally low gradients. The Amazon basin holds three among the largest rivers of the world, in terms of length and discharge, namely Amazon, Madeira and Negro rivers. Despite their great size and importance, there is still a scarcity of information about their morphodynamic processes, due to the large extension, water depth and difficult access. In this study, an investigation was carried out in the lower reach of Solimões-Amazon river around the Marchantaria Island to document the early stage of channel migration by using field measurement and remote sensing data. The field surveys were conducted during the wet season in July 2016, but some data collected in October 2014 within the CLIM-Amazon Project were also considered. Field measurement data were collected using Multibeam echosounder Teledyne 7101P, an Acoustic Doppler Current Profiler Rio Grande 600 and riverbed samples. Landsat-5/TM and Landsat-8/OLI and Geographical Information System method were used to monitor planform changes associated with channel morphodynamic. The multitemporal analysis of the channel allowed observation of the spatial distribution of erosion and deposition that occurred in the channel over 24 years. The analysis of hydrodynamic data showed that the left channel around the Marchantaria Island is conveying almost 2/3 of the total discharge, while the right one is responsible for 1/3. The correspondingly lower flow velocity observed in the right channel leaded to deposition of the fine sediment fraction and, in turn, to bed discordance at the confluence downstream the island. Thus, it is expected that this channel will be totally silted in the future. A relationship between granulometry and water depth was a further element used to complement the understanding about sedimentary, morphological and dynamic processes that occur in such anabranching river. Bedforms, such as ripples, 2D and 3D dunes as well as composed dunes were observed as morphodynamic elements of the riverbed which correspond to areas of high and low flow velocity in the channel. Scour holes and stagnation zone were also found in the surveyed area due to the flow convergence downstream of Marchantaria Island.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Pós-Graduação em Geociências Aplicadas, 2019. (Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). A pesquisa foi desenvolvida nos municípios de Peixoto de Azevedo, Matupá, Novo Mundo e no rio Peixoto de Azevedo do estado de Mato Grosso, Brasil, os quais encontram-se na porção leste da Província Aurífera de Alta Floresta que está inserida no Craton Amazônico. As mineralizações auríferas primárias ocorrem ao longo de zonas de cisalhamento em veios de quartzo e em granitos de forma disseminada. Objetivo deste trabalho é identificar possíveis zonas de mineralização primária de ouro (filões/veios), possíveis continuidades das zonas mineralizadas e zonas de mineralização secundária de ouro, aluviões. Para detecção de novos alvos exploratórios foi realizado uma associação dos métodos geofísicos terrestre e aquático. Para o terrestre foram utilizados os métodos de resistividade elétrica e polarização induzida junto com furos de testemunhos de sondagens fornecidos pelos garimpos. Para o aquático foram utilizados os métodos de resistividade elétrica, polarização induzida, perfilado de subfundo (sísmica rasa) e radar de penetração no solo (GPR).As aquisições geofísicas elétricas foram realizadas nos garimpos: Raimunda, no município de Novo Mundo; Marcelo Fidelis, Polaco, Porteira e Truilio no município de Peixoto de Azevedo; e Gauchinho e Lauro, no município de Matupá. Nestes garimpos foram executadas de três a quatro linhas de aquisição geofísica com o comprimento médio de 700 m, com a utilização do arranjo dipolo-dipolo com espaçamento dos eletrodos de 20 a 25 m. Foi elaborado uma escala de intervalo de cores para os valores de resistividade e cargabilidade por meio de uma análise estatística, onde os valores máximos de resistividade foram de 6.500 ohm.m e de cargabilidade 40 mV/V. São apresentados nos resultados apenas os garimpos com as linhas geofísicas com furo de sondagem. Os modelos geofísicos dos garimpos Raimunda e Truilio mostram coerências com os furos. Os modelos geofísicos do garimpo Porteira não ficaram coerentes aos furos. Este trabalho mostra resultados de investigações sísmicas realizadas com objetivo de verificar a eficiência da sísmica de reflexão de alta resolução na identificação de possíveis armadilhas geológicas de cascalhos auríferos presentes na calha do rio Peixoto de Azevedo. As aquisições de dados ocorreram durante o período de cheias em um trecho de 2.700 metros do rio, com um perfilador de subfundo. Os resultados possibilitaram a identificação de 3 fácies sísmicas e 2 superfícies de reflexão. Ao longo das seções sísmicas notam-se deflexões na superfície Sr que indicam potenciais armadilhas de cascalhos auríferos. Ainda no rio Peixoto de Azevedo, foram utilizados os métodos geofísicos de eletrorresistividade, polarização induzida (IP) e radar de penetração no solo (GPR) na prospecção de cascalhos auríferos em ambientes submersos ao longo do rio. Na aquisição de dados geofísicos foi realizado registros de sinais eletromagnéticos com antenas blindadas (GPR); também coletaram-se dados de resistividade elétrica com os arranjos dipolo-dipolo, polo-dipolo, Wenner alfa e Wenner não convencional (modificado) para analisar os melhores parâmetros e arranjos no ambiente. Os resultados confirmam a presença de sedimentos arenosos sobrepondo sedimentos argilosos, cascalhos e o embasamento rochoso. Os sedimentos arenosos são observados como refletores de alta impedância, alta resistividade elétrica e alta cargabilidade. Abaixo dos sedimentos arenosos todo o sinal eletromagnético é absorvido pela argila. Os métodos mostraram-se eficientes na detecção dos sedimentos e do embasamento rochoso, com exceção dos cascalhos auríferos. Os resultados de cargabilidade ficaram inconclusivos. The research was developed in the municipality of Peixoto de Azevedo, Matupá, Novo Mundo and in the Peixoto de Azevedo river in the state of Mato Grosso, Brazil, which are in the eastern portion of the Alta Floresta Gold Province which also is part of the Amazon Craton. Primary auriferous mineralization’s occur along shear zones in quartz veins and granites in a disseminated gold. The aim of this work is to identify possible zones of primary gold mineralization (lodes/veins), possible continuities of mineralized zones and zones of secondary gold mineralization, alluviums. To detect new exploratory targets, an association of terrestrial and aquatic geophysical methods was performed. For the terrestrial, the methods of electrical resistivity and induced polarization were used together with drill cores which were provided by the mines. For the aquatic, the methods of electrical resistivity, induced polarization, sub-bottom profiler (SBP) (shallow seismic) and ground penetrating radar (GPR) were used. Electrical geophysical acquisitions were carried out in the gold mines: Raimunda, in the municipality of Novo Mundo; Marcelo Fidelis, Polaco, Porteira and Truilio in the municipality of Peixoto de Azevedo; Gauchinho and Lauro, in the municipality of Matupá. In these gold mines, three to four geophysical acquisition lines with an average length of 700 m were executed using the dipole-dipole array with electrode spacing of 20 to 25 m. A color range scale was used for the resistivity and chargeability values by statistical analysis where the maximum values of resistivity were 6,500 ohm.m and chargeability 40 mV/V. The results presented are only geophysical lines with drill holes. The geophysical models for Raimunda and Truilio gold mines show coherence with the holes. The geophysical models of Porteiro gold mine were not consistent with the holes. This work shows results of shallow seismic investigations carried out with the objective of verifying the efficiency of the high-resolution reflection seismic in the identification of possible geological traps of auriferous gravels present in the channel of the Peixoto de Azevedo river. The data acquisitions occurred during the flooding period on a 2,700 meter stretch of the river, with a sub-bottom profiler. The results allowed the identification of 3 seismic facies and 2 reflection surfaces. Throughout the seismic sections we notice deflections on the surface Sr that indicate potential traps of auriferous gravels. In the Peixoto de Azevedo river, geophysical methods of electroresistance, induced polarization (IP) and ground penetrating radar (GPR) were used to prospect for gold gravel in submerged environments along the river. For the acquisition of geophysical data, electromagnetic signals were recorded with shielded antennas (GPR); electrical resistivity data were collected with arrays dipole-dipole, pole-dipole, Wenner alfa and unconventional Wenner to analyze the best parameters and array. The results confirm the presence of sandy sediments overlying clayey sediments, gravel and rocky basement. The sandy sediments are observed as reflectors of high impedance, high electrical resistivity and high chargeability. Below the sandy sediments the entire electromagnetic signal is absorbed by the clay. The methods proved to be efficient in the detection of sediments and rocky basement, except for the gold-bearing gravel. The chargeability results were inconclusive

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geociências Aplicadas, 2019. Levantamentos batimétricos em reservatórios de usinas hidrelétricas têm como objetivo atualizar as estimativas de volume, servindo como base de dados para estimativas futuras da capacidade de armazenamento de água e das taxas de sedimentação. Considerado um processo caro e demorado, a batimetria, quando má planejada, pode embutir erros na modelagem do terreno em função do espaçamento de aquisição entre as as seções topobatimétricas; consequentemente, levando a maiores erros nas respostas das curvas Cota x Área x Volume (CAVs) dos reservatórios. Sendo assim, a avaliação das técnicas atuais de aquisição batimétrica e dos métodos de interpolação, para uma melhor estimativa acerca dos volumes de reservatórios, se tornam importantes ferramentas no entendimento e gestão desses sistemas hídricos. Essa pesquisa tem como objetivo determinar de que forma levantamentos de dados com diferentes espaçamentos de aquisição e diferentes formas de interpolação influenciam no cálculo do volume de reservatórios. Os reservatórios utilizados nesse projeto são: UHE Chavantes; UHE Água Vermelha; UHE Capivara; UHE Irapé e UHE Rio das Pedras. Neste trabalho, foram extraídas seções transversais do mapa batimétrico gerado pela aquisição de dados de batimetria multifeixe, simulando uma aquisição de batimetria monofeixe com espaçamentos variados. Modelos Digitais de Terreno foram obtidos então, com o software ArcGis, a partir das metodologias de interpolação Topo to Raster e TIN. O volume de mínima normal foi calculado para cada MDT gerado e comparado com o volume do MDT da metodologia multifeixe. A partir dos volumes calculados foi possível realizar a regressão quadrática com qualidade de ajuste próximo a 100%. A regressão dos dados mostrou que quanto maior o espaçamento entre seções menor será o volume calculado. A subtração entre o MDT de maior espaçamento e o MDT de batimetria multifeixe, mostrou a diferença nos relevos e os erros presentes em cada interpolação. Com isso, regiões que apresentaram baixa complexidade de fundo (i.e. leito) não apresentaram variações significativas no volume estimado entre as técnicas batimétricas multifeixe e monofeixe, podendo ser aplicada a última metodologia, que é mais simples, de menor custo e resultado igualmente confiável na estimativa do cálculo de volume de reservatórios. No entanto, reservatórios com alta complexidade de fundo, apresentaram erros significativos na geração das curvas CAVs com o aumento da equidistância das seções. Dentre os interpoladores analisados, o Topo to Raster apresentou menor valor de RMS, portanto, os resultados mais confiáveis no cálculo de volume, principalmente, quando adicionada as linhas de drenagem à interpolação, representando o fundo dos reservatórios de forma mais acurada. Com relação às técnicas de aquisição, a resposta do volume é subestimada pela técnica monofeixe quando comparada com a técnica multifeixe. Esse resultado é função, principalmente, da abertura angular dos feixes (maior na técnica monofeixe) e da velocidade do som na água que, em geral, não é adquirida quando em levantamentos batimétricos monofeixe. Bathymetric surveys in water reservoirs aim to update the volume estimates, serving as a database for future estimates of water storage capacity and sedimentation rates. Considered an expensive and time-consuming process, the bathymetry, when badly planned, can embed errors in the terrain modeling as a function of the acquisition spacing between the topobatimetric sections; consequently, leading to larger errors in the responses to the elevation-area-volume curves of the reservoirs. Therefore, the evaluation of current techniques of bathymetric surveys and interpolation methods, for a better estimation of reservoir volumes, become important tools for the understanding and management of these water systems. This work aims to determine how data surveys with different acquisition spacing and different forms of interpolation influence the calculation of the reservoir volume. The reservoirs used in this project are: HPP Chavantes; HPP Água Vermelha; HPP Capivara; HPP Irapé and HPP Rio das Pedras. In this work, cross sections were extracted from the bathymetric map generated by the multibeam survey, simulating a singlebeam survey with varied spacings. Digital Terrain Models were then obtained, using ArcGis software, from Topo to Raster and TIN interpolation methodologies. The minimum volume was calculated for each DTM generated and compared to the DTM volume of the multibeam methodology. From the calculated volumes it was possible to perform quadratic regression with adjustment quality close to 100%. The regression of the data showed that the larger the spacing between sections, the smaller the calculated volume. The subtraction between the DTM of greater spacing and the DTM of multibeam bathymetry showed the difference in the reliefs and the errors presented in each interpolation. Thus, regions that presented low terrain complexity didn’t present significant variations in the estimated volume between multibeam and singlebeam bathymetric techniques, and that the last methodology, which is simpler and of lower cost has equally reliable results in the estimation of the volume calculation. However, reservoirs with high terrain complexity presented significant errors in the generation of elevation-area-volume curves with increasing equidistance of the sections. Among the interpolators analyzed, the Topo to Raster presented lower RMS value, therefore, the more reliable results in the volume calculation, especially when the drainage lines were added to the interpolation, representing the bottom of the reservoirs more accurately. Regarding the survey techniques, the volume response is underestimated by the singlebeam technique when compared to the multibeam technique. This result is mainly a function of the angular aperture of beams (higher in the singlebeam technique) and the velocity of sound in the water, which is not usually acquired during singlebeam bathymetric surveys.

Confluences are a classic feature in riverine networks with important ecological and morphological functions. A method to characterize the hydraulic complexity of a river based on velocity gradients was applied, for high and low flow conditions, to the Negro and Solimões Rivers confluence in the Amazon Basin. The applied metrics M1 and M2 approximate the drag forces imposed on aquatic organisms moving between two locations, and may identify potential habitat zones and edges. Metric M2 corresponded best with the hydraulic and morphological patterns in the confluence hydrodynamic zone, with the largest M2 values in the entrance of the confluence, centered at the mixing interface, and M2 values generally decaying laterally toward the banks and longitudinally with downstream distance. Seasonal decreases in discharge magnitude in the Amazon, and decreases in discharge between other river basins analyzed in this study, led to increases in hydraulic complexity metric M2. The hydraulic complexity metrics can characterize some aspects of habitat heterogeneity and contribute to an explanation for observations of increased species richness at Amazon basin confluences, and the larger ecological patterns of diversity increasing at nodes in riverine networks.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geociências Aplicadas, 2014. O Brasil representa o primeiro país das Américas a explorar diamantes secundários e iniciou sua produção a partir de meados do século XVIII, em Minas Gerais. A exploração desse tipo de depósito é realizada em sua maioria por meio de Permissões de Lavras Garimpeiras (PLGs). De acordo com Hentschel et al., (2002), as atividades de mineração por meio de garimpos provocam uma série de impactos ambientais que pode muitas vezes serem mais nocivos que os provocados por outros tipos de minas, que possuem logística operacional otimizada e seguem rígidos padrões de controles de impactos ambientais. A exploração de depósitos placers fluviais pode ocasionar a aceleração do assoreamento de rios e erosão de margens, devido ao aumento da carga sedimentar em suspensão e a retirada da flora de drenagens. A pesquisa mineral relacionada à extração de depósitos secundários (placers) em rios se baseia principalmente em observações diretas de trincheiras, dragagens aleatórias ou levantamentos geofísicos conduzidos em regiões secas e rasas com exposição de afloramentos. A concepção da exploração convencional de depósitos placers foi modernizada e métodos geofísicos integrados têm sido largamente aplicados para que haja melhor caracterização dos depósitos e entendimento do mecanismo de transporte e deposição dos minerais de interesse. Esse trabalho visa proporcionar o direcionamento da atividade de dragagem garimpeira e promover a mitigação de impactos ambientais associados à extração mineral em rios, a partir da integração de métodos geofísicos aplicados à localização e caracterização de sítios concentrados em cascalho com potencial diamantífero. Os dados geofísicos foram coletados no rio Araguaia entre a cidade de Barra do Garças e o município de Jerusalém com aplicação dos métodos sísmico, sonográfico, elétrico e de gradiometria magnética. As aquisições no rio mostraram o desempenho geofísico de cada método nos variados depósitos sedimentares. Os métodos acústicos (sísmico e sonográfico) foram eficazes na caracterização superficial e geomorfológica do rio, com dados de alta resolução. O levantamento por eletrorresistividade mostrou-se mais eficiente que o método sísmico na discriminação de tipos de sedimentos e descrição estratigráfica superficial. O método de gradiometria magnética identificou anomalias no gradiente longitudinal que podem estar associadas a zonas de falhas regionais. A combinação desses métodos geofísicos possibilitou melhor entendimento e caracterização da geometria dos depósitos sedimentares rasos que podem estar associados à concentração de cascalhos com potencial diamantífero. ___________________________________________________________________________ ABSTRACT Brazil represents the first country of America to explore secondary diamonds and started its production from the mid eighteenth century, in Minas Gerais. The exploration of this kind of deposit is accomplished mostly by mining companies on a small scale through government permission. According to Hentschel et al (2002), mining activities made by manual prospecting causes many environmental impacts that may often be more harmful than those other types of mines that have operational logistics optimized and follow strict standards of environmental impact controls. The exploration of fluvial placer deposits may accelerate the siltation of rivers and riverside erosion, due to increased sediment suspended load and the removal of drainage flora. The mineral research related to the extraction of fluvial secondary deposits (placers) is based mostly in trench direct observations, random dredging or shallow geophysical surveys ran in dry regions with rocky outcrops. The conception of conventional placer exploitation was modernized and integrated geophysical methods have been widely applied for a better characterization of deposits and understanding of transport mechanism of minerals of interest. This work aims to afford the targeting of prospecting dredge activities and provide environmental impacts mitigation related to mineral extraction in rivers, from the development of geophysical methods applied to identification and characterization of gravel concentrated sites with diamondiferous potential. Geophysical data were acquired in Araguaia River between cities of Barra do Garças and Jerusalém with application of seismic, sonographic, electric and magnetic methods. The acquisitions showed the geophysical performance of each method in the varied sediment deposits. Acoustic methods (seismic and sonographic) were effective in shallow and geomorphologic characterization of the river, providing high resolution data. Electrical survey showed better efficiency than seismic method in sediment sort discrimination and superficial stratigraphic description. Magnetic method identified anomalies in longitudinal gradient which may be related to regional fault zones. The combination of these geophysical methods allowed a better understanding and characterization of shallow sedimentary geometry deposits that may be related to concentration of gravel with diamondiferous potential.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geociências Aplicadas, 2012. Composto pela fusão de vários satélites, o produto multi-satélite Blended Sea Winds (BSW) permite estimativas menos passíveis de erro, na medida em que, possibilita a aquisição de um número substancialmente mais elevado de observações em relação ao número adquirido por somente um satélite. As estimativas de velocidade média diária dos ventos obtidas pelo BSW foram objeto da aplicação de um filtro do tipo mediana, o que possibilitou a redução de dados espúrios (picos), melhorando a consistência das estimativas que mostraram boa concordância em relação às medições realizadas por anemômetros instalados nas bóias do programa PIRATA. Os ventos BSW foram ainda calibrados, por meio dos coeficientes do modelo de regressão linear ajustado às estimativas obtidas pelos dois instrumentos de medição (BSW e bóias). Elaboraram-se mapas de velocidade média diária dos ventos e de densidade de potência na altura de 100 m, relativa ao período de janeiro de 1998 a dezembro de 2010. Com base no potencial eólico, dois pontos foram selecionados (L1 no Ceará e L2 no Rio Grande do Norte), cujas distribuições das velocidades médias diárias do vento foram ajustadas por funções de densidade de probabilidade Weibull, permitindo estimar a produção de energia elétrica em, aproximadamente, 95% dos dias do período entre janeiro de 1998 e dezembro de 2011. Em toda a extensão da costa nordestina foram encontrados recursos eólicos abundantes, em grande parte, devido à presença dos Alísios que atingem, durante todo o ano, a costa brasileira a velocidades médias de, no mínimo, 6 m s-1. Duas regiões se destacam por seu potencial eólico. A primeira, o litoral entre as cidades de São Luis do Maranhão e Natal (velocidades médias superiores 8 m s-1) e a segunda a oeste do Estado do Maranhão até a foz do rio Amazonas (com ventos de velocidades médias entre 7 e 8 m s-1). O produto multi-satélite Blended Sea Winds (BSW) mostrou ser eficaz na avaliação dos recursos eólicos ao largo da costa nordeste do Brasil. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT The efficiency of the multi-satellite Blended Sea Winds (BSW) product to assess offshore wind power resources of the NE coast of Brazil is investigated. The BSW product, which consists in a fusion of various ocean observing remote sensors, presents several advantages, namely the high spatial resolution and substantially higher sampling rate compared to observations acquired by individual satellite remote sensors. A 12-year long data series (1998-2010) of the BSW product is processed with a median filter, in order, to reduce noise and achieve more reliable winds speed estimates. This dataset is then validated and calibrated by comparison with buoy data of the Program PIRATA, through a linear regression model. Average speed winds of, at least, 6 m s-1 all year round were found throughout the entire extension of the NE coast of Brazil. Winds maps present the daily winds speeds and their respective power densities at 100m hub height for the period of 1998-2010. Based on their energy potential two points were further selected for analysis: L1 (offshore of Ceará state) and L2 (offshore of Rio Grande do Norte state) and Weibull distributions were fitted to their daily mean winds speed data series. Both locations showed promising wind energy potential with winds averaging above 8 m s-1 and turbine activity (not at constant output) above 95% of the time in both locations. Furthermore, two regions of high potential were found: (i) offshore the states of Maranhão (MA) to Rio Grande do Norte (RN), between the cities of São Luis do Maranhão and Natal, where winds blow, in average, above 8 m s-1 and (ii) eastwards of the State of Maranhão until the mouth of the Amazon River with average winds speeds between 7 to 8 m s-1. Results demonstrate that the multi-satellite BSW product provides a valid estimation of the wind resources offshore the NE coast of Brazil.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, 2010. Mudanças nos padrões de uso e ocupação do solo em uma bacia hidrográfica podem acarretar uma série de consequências no ciclo hidrológico da bacia. Dentro do ciclo hidrológico, uma das fases que é mais afetada por essas alterações é o escoamento superficial. O aumento do escoamento superficial, por sua vez, implica em uma maior ocorrência de processos erosivos, transporte de sedimentos, nutrientes e poluentes para os córregos, rios e reservatórios. Como conseqüência desses fenômenos pode ocorrer assoreamento dos reservatórios. Dentro deste cenário, a bacia do Lago Paranoá se apresenta como um campo particularmente interessante devido ao seu posicionamento geográfico e urbanistico, o que traz uma fragilidade, no que se relaciona com a qualidade e quantidade de água, devido à intensa ocupação das margens e das suas bacias de contribuição. O objetivo geral desse trabalho é avaliar a influência da ação antrópica nos processos de escoamento superficial e assoreamento na bacia hidrográfica do Lago Paranoá, e identificar as possíveis regiões de maior contribuição para a sedimentação do lago. Para tanto, foi realizada uma análise multitemporal do uso e ocupação urbana ente os anos de 1954 e 2009, por meio de mapas gerados com imagens de satélite e fotos aéreas. Também foi avaliado a evolução do escoamento superficial para um evento de precipitação simulado (50 mm) por meio do método do curva número. Por fim foi calculada a variação da área do espelho d'água do lago Paranoá utilizando fotos aéreas ortorretificadas e imagens de satélite de alta resolução espacial, também ortorretificada. Todos os resultados apontam para a unidade hidrográfica do Riacho Fundo como a região da bacia que se encontra em estado de alerta em relação a densidade de urbanização e extensa área com altos valores de escoamento superficial. Como conseqüência, a avaliação do assoreamento constatou que na região do Lago Paranoá abastecida por essa unidade hidrográfica ocorreu a maior perda de área do Lago. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT Changes in patterns of land use occupation in a watershed can cause a series of consequences on the hydrological cycle of the watershed. Within the hydrological cycle, one of the phases that is most affected by these changes is the runoff. The runoff increasing, in turn, implies a higher occurrence of erosion, sediment transport, nutrients and pollutants into streams, rivers and reservoirs. As a result of these phenomena, silting of reservoirs may occur. Under this scenario, the Lago Paranoá watershed presents itself as a field that is particularly interesting because of its geographical position and urbanization, which brings weakness, in terms of quality and quantity of water, due to the intense occupation of the margins and their watershed contribution. The main purpose of this study is to evaluate the influence of anthropic action in the processes of runoff and sedimentation in the watershed of Lago Paranoá, and also identify possible areas of greater contribution to the sedimentation of the lake. For this reason, we held a multi-temporal analysis of urban land use and occupation, between 1954 and 2009, using maps generated by satellite images and aerial photos. It was also analyzed the evolution of the runoff to a simulated rainfall event (50 mm), through the curve number method. Finally, the variation in the area of water surface of Paranoá Lake was calculated using orthorectified aerial photos and satellite images of high spatial resolution, also orthorectified. All results point to the hydrographic unit of the Riacho Fundo as the watershed that is on threat concerning the urban density and extensive population area, with high values of runoff. As a result, the silting evaluation revealed that sedimentation in the Paranoá Lake, supplied by this hydrographic unit, increased the loss of the Lake area.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Departamento de Geologia, 2010. Neste trabalho, métodos geofísicos de perfilagem acústica de subfundo e sonografia de varredura lateral foram empregados para a investigação mineral marinha em duas áreas de aproximadamente 100 km² cada, localizadas na plataforma continental interna, na Margem Equatorial Atlântica, ao largo do estado da Paraíba, na região Nordeste brasileira. A investigação foi destinada à localização de paleocanais e granulados biodetríticos. A perfilagem sísmica de subfundo é um método acústico para mapear estruturas subsuperficiais associadas a antigos canais fluviais (paleocanais) na plataforma continental, bem como identificar diferentes tipos de sedimentos por meio de ecocaráter e mostrar a disposição estrutural e a espessura de camadas sedimentares. A sonografia de varredura lateral é um método acústico de investigação da morfologia do fundo marinho e pode indicar a localização de áreas propensa à deposição de granulados biodetríticos. A realização deste trabalho visa contribuir com informações detalhadas, em escala 1:10.000, para o Programa de Reconhecimento dos Recursos Minerais da Plataforma Continental Brasileira (REMPLAC), executado em escala 1:2.500.000 pelo Serviço Geológico do Brasil – CPRM. Este trabalho subsidia a identificação e estudo de sítios potenciais para a ocorrência de recursos minerais marinhos, visando a delimitação de possíveis jazidas e o domínio do conhecimento das riquezas marinhas brasileiras perante outras nações. Os resultados dos levantamentos geofísicos foram correlacionados com dados bibliográficos de geologia e com os obtidos por meio do REMPLAC. Dessa forma, a interpretação dos registros de sonar de varredura lateral e perfilagem acústica de subfundo indicam a área 1 de pesquisa como a favorável a deposição de minerais pesados em paleocanais existentes em meio a um substrato marinho de sedimentos grossos (areias e cascalho). Já na área 2, além dos paleocanais mapeados, foi notada uma região de acúmulo de material biodetrítico, constituinte de depósitos de granulados bioclásticos. Os dados deste trabalho são preliminares para novos levantamentos a fim de determinar a quantidade de minério de possíveis jazidas em áreas de interesse. A configuração e metodologia do levantamento geofísico executado podem ser aprimoradas e esta amostragem indireta pode ser subsidiada pela amostragem geológica em pontos estratégicos das áreas, para possível confecção de um mapa de detalhe da geologia da área mapeada. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT In this work, geophysical methods of acoustic sub-bottom profiling and side-scan sonar were used for marine mineral research in two areas of approximately 100 km² each, located on the inner shelf, in the Equatorial Atlantic margin, offshore the state of Paraiba, in Northeast Brazil. The research was aimed at locating of paleochannels and biodetritical granules. The sub-bottom seismic profiling is the acoustic method to map subsurface structures associated with ancient river channels (paleochannels) on the continental shelf, and identify different types of sediment throug echocharacter and show the structural layout and thickness of sedimentary layers. The side-scan sonar is an acoustic method of investigation of the morphology of the seabed and may indicate the location of areas prone to deposition of aggregates biodetritus. This work aims to contribute with detailed informations, on the scale of 1:10.000, for the Recognition Program Mineral Resources of the Brazilian Continental Shelf (REMPLAC), running on the 1:2.500.000 scale by Geological Survey of Brazil - CPRM. This work subsidizes the identification and study of potential sites for the occurrence of marine mineral resources, aiming at delineation of possible deposits and the domain knowledge of marine resources in Brazil to other nations. The results of geophysical surveys were correlated with geology and bibliographic data with those obtained through REMPLAC. Thus, the interpretation of records of side-scan sonar and sub-bottom acoustic profiling indicate the search area 1 as favorable to the deposition of heavy minerals in paleochannels existing in the midst of a marine substrate of coarse sediments (sand and gravel). In the area 2, in addition to paleochannels mapped, was noted a region of accumulation of material biodetritus, a constituent of granular bioclastic deposits. The data from this study are preliminary for new surveys to determine the amount of potential ore deposits in areas of interest. The configuration and methodology of the geophysical survey carried out can be improved and this indirectly sample can be subsidized by geological sampling in strategic areas for possible construction of a map detail of the area mapped.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Departamento de Geologia Geral e Aplicada, 2010. Diversos projetos de desenvolvimento regionais estão carentes de complementação hidroviária, sendo o mais premente o da Zona de Frente de Expansão Centro-Norte. Esta região, banhada pelos rios Tocantins, Araguaia e Rio das Mortes, experimenta um novo ciclo de desenvolvimento, onde a pecuária começa a ceder espaço para a implantação de novos pólos de cultura de grãos, notadamente de soja, arroz, milho e sorgo. Sendo assim, o presente trabalho se insere como um estudo acerca da geomorfologia fluvial do rio Tocantins, visando à sua navegabilidade de forma perene e segura. Foram aplicadas técnicas de processamento de imagens de sensoriamento remoto; uma metodologia para o levantamento hidrográfico, a partir do uso de um ecobatímetro multifeixe de alta resolução; uma proposta metodológica para o mapeamento e classificação das feições morfológicas do fundo da hidrovia por meio de um perfilador de subfundo; e, por fim, foram definidos os limites para o canal navegável, seu calado e as bocas máximas das embarcações ou comboios. Analisando os valores batimétricos encontrados na área mapeada e os valores adotados pela AHIMOR para o comboio-tipo, foram adotados, como valores de referência para navegação perene e segura, profundidades superiores a 5 metros e largura para o canal acima de 90 metros. Os resultados obtidos por meio do perfilador evidenciam cinco macroestruturas que são: a) barras de areia, b) canal, c) depressão morfológica, d) embasamento aflorante e, e) embasamento com cobertura rasa de areia. As análises preliminares mostraram que é viável o uso desta ferramenta na análise da geomorfologia fluvial e monitoramento das condições de navegabilidade. O estudo se mostrou eficaz para a análise da mobilidade dos bancos de areia presentes no leito do rio, medição das profundidades e avaliação estratigráfica do fundo. Portanto, a metodologia se apresentou, também, eficiente na aquisição dos dados. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT Several projects of regional development are in need of waterway complementation, especially in the so called Center-North Front of Expansion. This region, where the Tocantins, Araguaia and das Mortes rivers are located, has been experiencing a new cycle of development, where cattle breeding is losing space to grain farming, especially soy, rice, corn and sorgo. This is a work in the field of fluvial geomorphology which addresses specifically the navigability in the Tocantins River. Several image processing techniques of remote sensing were employed, as well as a methodology for hydrographic survey using a high resolution multibeam echosounder along with the use of a sub-bottom profiler; in order to develop a methodology for mapping and classifying the morphology of the waterway bottom. The navigable section of the river was defined, as well as the maximum draft and waist for boats and convoy.Comparing the bathymetry values found in the area of study and the values suggested by AHIMOR for the convoy-type, we defined as reference values for perennial and safe navigation depths of 5 meters and width of at least 90 meters. The results obtained with the use of the profiler were useful to define 5 macrostructures: a) ripples; b) canal; c) morphological depression; d) rock exposure and e) rock floor with a shallow cover of sand. Preliminary analysis demonstrated that this is a useful tool for fluvial geomorphology analyses and for the monitoring of conditions of navigability. The study was efficient for studying the mobility of sandbanks in the riverbed, measuring depths and conducting stratigraphic assessments of the bottom. As a consequence, the methodologies here used were also efficient for collecting data.