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Land use planning is essential to maintain and restore water resources, estuaries and associated ecosystem services, as well as, to prevent and adapt to risks in the face of global change. Land use planning can be used to minimize human pressures and associated impacts on water resources and ecosystems as it can significantly affect the impact of human activities on the water cycle of a region. Through the preparation of spatial plans, land-use control, and the application of planning techniques and approaches, spatial planning can contribute to the implementation of the WFD's 'basic measures'. The way land use and water resources planning systems are articulated is crucial for the mentioned potential. Conceptually, spatial planning and water resources planning systems have been conceived out of different scientific contexts, from different institutional frameworks, and with different spatial boundaries – hence hindering the establishment of bridges between these two systems. Using article 11 of the WFD this paper seeks to assess (i) how the Law on Spatial Planning and Urban Development as well as the Portuguese Water Law converge to promote better integration of water resources into spatial planning (ii) how their prospects are developed at the regional basis,namely through the Water Basin Management Plan and Regional Spatial Plan and, (iii) how these are prepared to inform other planning instruments, such as local plans. The analysis uses the Ria de Aveiro in Central Portugal as a case study. The article concludes with a critical analysis of the integration of the spatial planning and water resources planning systems in Portugal, and aims to reveal new insights and challenges for more productive synergies between these systems.

Agricultural land use in coastal catchments is shown to lead to (diffuse source) water pollution and subsequent resource degradation in the downstream coastal and marine environment. To ensure sustainable economic development of coastal regions, we need to balance marginal benefits from terrestrial (agricultural) water pollution and associated marginal costs from coastal and marine resource degradation. Water pollution from coastal catchments is, however, considered an externality and, consequently, market-based instruments can be used to internalize this externality such that market behavior could lead to social welfare maximizing outcomes. We employ a spatial environmental-economic modeling approach that integrates a land use model with a hydrological model, to assess the cost-effectiveness of various marketbased instruments in promoting industry adoption of management practices for water quality improvement. Based on abatement costs alone, results from our case-study catchment show that emission based taxes and subsidies are costefficient and more cost-effective than emission proxy taxes and input taxes, while input taxes are more than twice as costeffective as emission proxy taxes., El uso agrícola de la tierra en cuencas costeras conduce a la contaminación del agua y degradación subsecuente de recursos costeros y marinos. Para asegurar el desarrollo económico sostenible de las regiones costeras, es necesario balancear los beneficios marginales de la contaminación (agrícola) del agua con los costos marginales asociados a la degradación de los recursos costeros y marinos. La contaminación del agua en cuencas costeras es usualmente considerada una externalidad, por lo que se podrían utilizar Instrumentos Basados en el Mercado (IBMs) para internalizar esta externalidad, de tal forma que el comportamiento del mercado pueda conducir a un máximo bienestar social. Se emplea un acercamiento espacial económico-ambiental que integra un modelo de uso de la tierra con un modelo hidrológico, para explorar el costo-efectividad de varios IBMs en promover la adopción de tecnologías de producción agrícolas para mejorar la calidad del agua. Con base en los costos de disminución, los resultados del estudio de caso demuestran que impuestos y subsidios sobre la emisión de contaminantes son costo-eficientes y, además, más costoefectivos que los impuestos sobre un proxy de emisión y que los impuestos sobre insumos contaminantes. Finalmente, los impuestos sobre insumos contaminantes son dos veces más costo-efectivos que los impuestos sobre un proxy de emisión.

There is a growing concern that increased nutrient and sediment runoff from river catchments are a potential source of coral reef degradation. Degradation of reefs may affect the number of tourists visiting the reef and, consequently, the economic sectors that rely on healthy reefs for their income generation. This study uses a contingent behaviour approach to estimate the effect of reef degradation on demand for recreational dive and snorkel trips, for a case study of the Great Barrier Reef in Australia. Results from a negative binomial random effects panel model show that the consumer surplus current reef visitors derive from a diving or snorkelling trip is approximately A$185 per trip. Furthermore, results indicate that reef trips by divers and snorkellers could go down by as much as 80 per cent given a hypothetical decrease in coral and fish biodiversity. This corresponds to a decrease in tourism expenditure by divers and snorkellers on full-day reef trips in the Cairns management area of the Great Barrier Reef Marine Park of about A$103 million per year.

Agricultural run-off from the Great Barrier Reef catchment area may cause degradation of coral reefs, affecting the tourism sector that relies on healthy reefs for its income generation. A Contingent Behaviour approach is used to determine the effect of reef degradation on demand for recreational dive and snorkel trips, for a case study of the Great Barrier Reef (GBR) in Australia. We assessed how reef degradation affects GBR tourism and to what extent reef-trip demand depends on the visitors' socio-economic characteristics. A count data model is developed, and results indicate that an average visitor would undertake about 60% less trips to the GBR per year, given a combined 80%, 30% and 70% decrease in coral cover, coral diversity and fish diversity, respectively. This corresponds to a decrease in tourism expenditure for reef trips in the Great Barrier Reef Marine Park area of about A$ 136 million per year.

Degradation of coral reefs may affect the number of tourists visiting the reef and, consequently, the economic sectors that rely on healthy reefs for their income generation. A Contingent Behaviour approach is used to estimate the effect of reef degradation on demand for recreational dive and snorkel trips, for a case study of the Great Barrier Reef (GBR) in Australia. We assessed how reef degradation affects GBR tourism and to what extent reef-trip demand depends on the visitors’ socio-economic characteristics. A count data model is developed, and results indicate that an average visitor would undertake about 60% less reef trips per year given a combined 80%, 30% and 70% decrease in coral cover, coral diversity and fish diversity, respectively. This corresponds to a decrease in tourism expenditure for reef trips to the Great Barrier Reef Marine Park of about A$ 136 million per year.

The sugar industry in Queensland (Australia) is confronted with increasing economic pressure and environmental constraints. To explore whether agri-industrial diversification of the sugar industry provides a sustainable development pathway for the region, we develop a spatial environmental-economic approach that integrates a land use and value chain model with a hydrological model. Results indicate that agri-industrial diversification can lead to substantial increases in regional income, while at the same time increasing the resilience of a sugar industry facing decreasing sugar prices. Agri-industrial diversification drives land use diversification, which under current sugar prices does not lead to a reduction in sugarcane production. Water quality benefits from this land use diversification are mixed, and depend on the economic viability and erosion characteristics of the concerned production systems.

The world is facing numerous environmental challenges due to global change. These come in the form of air and water pollution, heat islands, floods, sprawl and gentrification issues, which stand as threats to citizen health, predominantly in urbanized areas, where most of the population is concentrated. It is now more than ever necessary to provide relevant information and help decision makers adopt measures for a green transition, which can be achieved by implementing nature-based solutions (NBS). The systemic decision support tool (SDST) and associated NBS simulation visualization tool (NBS-SVT) is a two-part online application that stores and manages technical multi-disciplinary data models concerning urban heat, air quality, flooding, and sprawl, gentrification and real-estate valuation, displaying them in the form of interactive and easy to digest geographical information. The application aims to help co-creation processes and decision making by showing the results of urban simulations with no action compared to NBS implementation across different climate scenarios. The aim of this paper is to present the SDST/NBS-SVT, explain its functioning and structure, as well as its capabilities for use in informed co-creation processes. The SDST/NBS-SVT has already been used in a number of workshops and online sessions, proving its potential as a means to transmit technical information in an easily understandable manner that can reach audiences with any level of technical knowledge.

The topic of emission reduction has been a big concern in Europe as, although the emissions of pollutants have been decreasing, air pollution remains a problem. The present work aims to bridge the existing gap on the literature, finding spatially distributed solutions that achieve the emissions targets imposed by the National Emission Ceilings Directive (NEC) for 2030, using Portugal as a case study. The main objective of this dissertation is to find technologies that can achieve Portugal's NEC in a cost-effective way. For this purpose the identification of the most crucial sector activity categories regarding the emissions and the identification of the cheapest technologies that will enable the achievement of the targets, through the GAINS model database in activity level, emissions and costs by technology was performed, as well as the identification of the areas of Portugal for which those measures should be applied to achieve the target in a cost-effective way through the EESIP-Air model application, using spatially distributed emission data taken from EMEP. This work provides essential information to support and define an integrated strategy to fulfil NEC. Results show that the areas of Portugal with the highest levels of pollutant emissions are the west coast, with an incidence in the urban areas of Porto and Lisbon and, concerning NH3, also the areas of Alentejo and Trás-os-Montes (agricultural areas). NOx is the pollutant for which CLE2030 simulations are closer to the ceiling due to the measures related to the transport sector (European emission standards) so that, the extra effort to be done is not as relevant as for the other pollutants - NH3, SO2, NMVOC and PM2.5. Scenario OPT2030 led to the best solutions to achieve the NEC targets (43 kt/year for NH3, 95 kt/year for NOx, 27 kt/year for PM2.5, 30 kt/year for SO2 and 132 kt/year for VOC), allowing the reduction of the emission in 14% (NH3), 25% (NOx), 45% (PM2.5), 35% (SO2), and 21% (NMVOC) comparing with the scenario CLE2015. The costs obtained for each scenario are: 543 m€/year (CLE2015), 509 m€/year (CLE2030) and 518 m€/year (OPT2030). OPT2030 implies an increase in 2% relative to the cost for scenario CLE2030, however it represents the minimum required to achieve the NEC targets. O tema da redução de emissões tem sido uma grande preocupação na Europa pois, embora as emissões de poluentes tenham diminuído, a poluição do ar continua a constituir um problema. O presente trabalho tem como objetivo preencher a lacuna existente na literatura, encontrando soluções espacialmente distribuídas que atinjam as metas de emissões impostas pela Diretiva Tetos de Emissão Nacional (TEN) para 2030, usando Portugal como estudo de caso. O principal objetivo desta dissertação é encontrar tecnologias que permitam atingir os tetos para Portugal ao mais baixo custo. Para esse fim, foram identificadas as categorias de atividades mais relevantes de cada setor em relação às emissões e as tecnologias mais baratas que permitirão o alcance das metas, recorrendo à base de dados do modelo GAINS sobre nível de atividade, emissões e custos por tecnologia. Foram também identificadas as áreas de Portugal para as quais essas medidas devem ser aplicadas de forma a atingir os objetivos de forma económica através da utilização do modelo EESIP-Air, usando dados de emissões espacialmente distribuídos retirados do EMEP. As áreas de Portugal com emissões de poluentes mais elevadas são a costa oeste, com incidência nas áreas urbanas do Porto e Lisboa e, no que diz respeito ao NH3, também as áreas do Alentejo e Trás-os-Montes (áreas agrícolas). O NOx é o poluente para o qual as simulações do cenário CLE2030 estão mais próximas do teto devido às medidas adotadas no setor de transportes (normas europeias de emissão), de modo que o esforço extra a ser feito não é tão relevante quanto para outros poluentes NH3, SO2, NMVOC e PM2.5. O cenário OPT2030 apresentou as melhores soluções para atingir os TEN (43 kt / ano para NH3, 95 kt / ano para NOx, 27 kt / ano para PM2,5, 30 kt / ano para SO2 e 132 kt / ano para VOC), permitindo a redução da emissão em 14% (NH3), 25% (NOx), 45% (PM2,5), 35% (SO2) e 21% (NMVOC) em comparação com o cenário CLE2015. Os custos obtidos para cada cenário são: 543 m€ / ano (CLE2015), 509 m€ / ano (CLE2030) e 518 m€ / ano (OPT2030). O OPT2030 implica um aumento de 2% em relação ao custo do cenário CLE2030, no entanto, o mínimo necessário para atingir os TEN. Este trabalho fornece informações essenciais para apoiar e definir uma estratégia integrada para atingir os TEN. Mestrado em Engenharia do Ambiente

The on-going and fast-urban development brought along changes in land-use patterns having resulted in a major conversion of natural landscapes into urban ones and a subsequent impermeabilization of surfaces. This came with problems of different dimensions which are expected to be exacerbated by climate change: increased flood risk, “urban heat islands”, increased air pollution and reduced quality of life. Current ‘hard’ engineering solutions to adapt to urban challenges usually require landscape changes, maintenance and depreciate over time. Nature-based solutions came as efficient and eco-friendlier solutions that besides adding value to urban landscape aesthetics can help mitigate and adapt cities to climate-change and urbanization challenges. The objective of this thesis is to evaluate the multiple impacts, costs and benefits of NBS implementation, with a specific focus on flood damage and sprawl, gentrification and real estate valuation. To this end, two models of the Systemic Decision Support Tool (SDST) are used to assess the impacts of NBS on flood risk (using InfoWORKS) and sprawl, gentrification and real estate valuation (using SULD). A case study is provided for the city of Eindhoven in the Netherlands. Results show that the implementation of nature-based solutions leads to an increase in real estate values (+6.1 M€/yr) due to upgraded aesthetics and has an impact on flood damages acting on flood mitigation and reducing damage costs (-27.4 k€/yr). Besides its main functions, NBS also show an effect on population distribution patterns – favouring urban densification over urban sprawl processes. O desenvolvimento urbano contínuo e rápido trouxe mudanças nos padrões de uso do solo, tendo ocorrido uma grande conversão da paisagem natural em urbana e uma impermeabilização dessas superfícies. Isso trouxe problemas de diferentes níveis que se tornaram exacerbados com as mudanças climáticas: aumento do risco de inundações, "ilhas urbanas de calor", aumento da concentração de poluentes atmosféricos e declínio da qualidade de vida. As soluções atuais para a adaptação aos desafios urbanos geralmente exigem mudanças na paisagem, manutenção e desvalorizam ao longo do tempo. As soluções baseadas na natureza (SBN) vieram como soluções eficientes e amigas do ambiente que, além de agregar valor à estética da paisagem urbana, podem ajudar a mitigar e adaptar as cidades aos desafios das mudanças climáticas e da urbanização. O objetivo desta tese é avaliar os múltiplos impactos, custos e benefícios da implementação das SBN, com um foco específico nos danos causados pelas inundações, expansão e gentrificação urbana e valorização do mercado imobiliário. Para este fim, dois modelos da Systemic Decision Support Tool (SDST) são usados para avaliar os impactos da SBN sobre o risco de inundação (usando o InfoWorks) e sobre o mercado imobiliário (usando o SULD). Um caso de estudo é fornecido para a cidade de Eindhoven, na Holanda. Os resultados mostram que a implementação de soluções baseadas na natureza conduz a um aumento do valor imobiliário (+6,1 M€/ano) devido à melhoria da estética do meio urbano e tem também um impacto nos danos causados pelas inundações, atuando na mitigação das inundações e reduzindo os custos dos danos (-27,4k€/ano).Para além das suas principais funções, as SBN mostram também um efeito nos padrões de distribuição da população, favorecendo a densificação urbana em detrimento dos processos de expansão urbana. Mestrado em Engenharia do Ambiente

Climate change is considered one of the most severe threats to the natural world and global economy. For that reason, the assessment of climate change impacts and mitigation policies have deserved the attention of the scientific and political communities worldwide. One of the main drivers of climate change are the variations in atmospheric concentrations of greenhouse gases (GHG), which are primarily released by the energy sector. On the other hand, the most evident physical impact of climate change is global warming, which interferes with the water cycle, in particular through changes in precipitation, thereby affecting the availability and variability of supply of and demand for water resources. Water, in turn, is essential in the energy production chain and a key input for the power sector – in particular for hydropower generation. Hence, the energy sector, not only, contributes to climate change but is, also, vulnerable to climate change impacts. Simultaneously, the energy supply sector has significant potential for climate change mitigation, notably through increased efficiency and the deployment of renewable-sourced technologies, such as hydropower. The overall objective of this thesis is to analyse the impacts and feedbacks between water resources, the energy sector and the economy in the face of energy and climate goals as well as climate change. For the case of the Mediterranean country of Portugal, the analysis focusses on i) the economic impacts of current energy/climate policies and targets, and ii) the economic impacts of future climate-driven changes in water resources availability and competition. Results show that: i) attaining energy saving targets is most cost-effectively achieved through a reduction in primary energy consumption of fossil fuels and that achieving a reduction in final energy consumption is most cost-effectively achieved through the taxation of all energy products; ii) stronger climate change impacts and associated reductions in water resources availability imply an increasing role of fossil fuels in the power mix, thus increasing GHG emissions and undermining the compliance with climate goals; iii) macroeconomic and sectoral impacts of climate change are stronger if competition for water between hydropower and the other economic sectors is not considered and if transboundary competition for water is taken into account; and iv) the impacts of climate change related reductions in water resources availability result in decreases in gross domestic product (GDP) of between -0.1% and -3.2%. Hence, beyond the quantification of the economic impacts of climate/energy policies and climate-driven changes in water resources availability and competition by 2050, the analyses provide relevant insights that are of utmost importance for energy and climate policy-making As alterações climáticas são consideradas uma das mais sérias ameaças ao mundo natural e à economia global. Por essa razão, a avaliação dos impactos das alterações climáticas e a definição de políticas de mitigação têm merecido a atenção das comunidades científica e política em todo o mundo. Uma das principais causas das alterações climáticas são as variações da concentração de gases com efeito de estufa (GEE) na atmosfera, que são maioritariamente emitidos pelo setor energético. Por outro lado, o impacto físico mais evidente das alterações climáticas é o aquecimento global, que interfere com o ciclo da água, em particular através de alterações da precipitação, e afeta a disponibilidade e a variabilidade da oferta e da procura de recursos hídricos. A água é, por sua vez, essencial na cadeia de produção do setor energético, e um input crucial para o setor elétrico – em particular, para a produção hidroelétrica. Assim, o setor energético não só contribui para as alterações climáticas, como é, também, vulnerável aos seus impactos. Ao mesmo tempo, o setor energético tem um significativo potencial de mitigação das alterações climáticas, nomeadamente através de aumentos de eficiência e da produção a partir de fontes renováveis, como a hidroelétrica. O objetivo global desta tese é analisar os impactos e feedbacks entre recursos hídricos, o setor energético e a economia, considerando os objetivos de energia e clima e as alterações climáticas. Para o caso de Portugal, país Mediterrânico, a análise foca-se i) nos impactos económicos das metas fixadas pelas políticas de energia/clima em vigor e ii) nos impactos económicos da redução da disponibilidade e da competição pela água, decorrentes das alterações climáticas. Os resultados mostram que: i) a forma mais custo-eficaz de alcançar objetivos de poupança de energia é através da redução do consumo de energia primária de origem fóssil, e que a forma mais custo-eficaz de alcançar objetivos de poupança de energia final é através da redução do consumo de todos os produtos (fósseis e renováveis); ii) impactos mais severos das alterações climáticas e a redução da disponibilidade de água que lhes está associada implicam um papel crescente dos combustíveis fósseis no mix elétrico, o que provoca um aumento das emissões de GEE e pode pôr em causa o cumprimento de objetivos climáticos; iii) os impactos macroeconómicos e setoriais das alterações climáticas são mais fortes se a concorrência pela água entre a produção hidroelétrica e os restantes setores económicos não for considerada, e se a concorrência transfronteiriça for tida em conta; e iv) os impactos das alterações climáticas na disponibilidade de água levam a uma redução do produto interno bruto entre -0.1% e -3.2%. Para além da quantificação dos impactos económicos das políticas de energia/clima e dos efeitos das alterações climáticas na disponibilidade de recursos hídricos, a análise fornece elementos relevantes para a definição de políticas de energia e clima Programa Doutoral em Ciências e Engenharia do Ambiente

In cities around the world, there is a general tendency to increase their size in the coming decades, which leads to an increase not only in population but also in the generation of urban environmental impacts, as well as the probability of becoming vulnerable areas due to the effects of climate change. In this sense, it is essential to increase their resilience, which will permit them to face the effects of climate change. A strategy that allows taking common measures of adaptation and mitigation approaches is the implementation of Nature-based Solutions. However, its level of success as a policy implemented in urban communities depends on a series of factors related to their level and time of adoption. This study proposes a methodology for evaluating these factors, through the creation of a participatory workshop and the potential use of a tool, initially developed for the agricultural sector, known as ADOPT, which could be used to evaluate the level of adoption and rate of diffusion of Nature-based Solutions. In order to test the adaptation of this tool, it was used for the case study of the city of Eindhoven in the Netherlands, which is one of the frontrunner cities of the UNaLab project, sponsored by the European Commission, which gathers evidence of the level of effectiveness, implementation and replication of Nature-based Solutions in urban areas. For the case of Eindhoven, it was explicitly measured the level of adoption and rate of diffusion of green roofs with the participation of stakeholders from the academic and local government sectors. Giving as a result, scenarios of adoption of 12% and 49% respectively finding that a diverse participation of different stakeholders influences the perception of the potential adoption of this innovation in comparison with an individual answer. Nas cidades por todo o mundo, há uma tendência geral de aumentar o seu tamanho nas próximas décadas, o que leva a um aumento não só da população, mas também no aparecimento de impactos ambientais urbanos, bem como a probabilidade de se tornarem áreas vulneráveis devido ao efeito do clima. Nesse sentido, é essencial aumentar a sua resiliência, o que lhes permitirá enfrentar os efeitos da mudança do clima. Uma estratégia que permitirá uma adaptação e mitigação é a implementação de soluções baseadas na natureza. No entanto, o seu nível de sucesso como política implementada em comunidades urbanas depende de uma série de fatores relacionados com o seu nível e tempo de adoção. O presente estudo propõe uma metodologia para avaliar esses fatores, através da criação de um workshop participativo e do uso potencial de uma ferramenta, inicialmente desenvolvida para o setor agrícola, conhecida como ADOPT, que pode ser usada para avaliar o nível de adoção e taxa de difusão de soluções baseadas na natureza. Para testar a adaptação desta ferramenta, do governo local, foi usado para o caso de estudo da cidade de Eindhoven, na Holanda, que é uma das principais cidades do projeto UNaLab, patrocinado pela Comissão Europeia, que reúne evidências do nível de eficácia, implementação e replicação de soluções baseadas na natureza em áreas urbanas. Para o caso de Eindhoven, foi medido explicitamente o nível de adoção e taxa de difusão de telhados verdes com a participação de partes interessadas dos setores académico e do governo local. Dando como resultado, cenários de adoção de 12% e 49%, respetivamente, constatando que uma participação diversificada de diferentes partes interessadas influência a percepção da adoção potencial dessa inovação em comparação com uma resposta individual. Mestrado em Estudos Ambientais

Submitted by Carla Jesus (cjesus@ua.pt) on 2019-05-28T13:50:25Z No. of bitstreams: 1 documento.pdf: 10371212 bytes, checksum: 74cbe0d2702d3cb1fcc2a40434919447 (MD5) Made available in DSpace on 2019-05-28T13:50:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 documento.pdf: 10371212 bytes, checksum: 74cbe0d2702d3cb1fcc2a40434919447 (MD5) Previous issue date: 2019-01-10 Mestrado em Estudos Ambientais

According to the European Commission’s working definition of Nature Based Solutions (NBS), these are diverse solutions inspired and supported by nature, delivering co-benefits in the triple bottom line. Properly implemented, NBS work as systemic approach to deliver urban ecosystem services (UES) through Urban Green Infrastructure (UGI). To test the effectiveness of NBS in urban climate resilience strategies and to mainstream them towards a 2050 scenario, the H2020 UNaLab project provides cities across the world with know-how, tools, technical assistance and network support. To address the challenge’s complexity, UNaLab calls for the participation of diverse stakeholders in prospective planning exercises following the UNaLab Roadmapping Methodology (URM). The URM has theoretical potential to create Cooperative Institutions to govern the common-wealth based on the co-produced ES at UGI, becoming Urban Green Commons (UGC). The present research studies this potential in practice; assessing whether it enables stakeholder cooperation beyond the planning stage, thus, providing an alternative approach to producing the urban space. Surveys and interviews with URM practitioners allowed to assess the implementation of the URM and its potential for cooperative engagement. Results from two case studies show that there are no particular features of the first stage of the methodology that sustains the claims for such potential. However, it also pointed at the importance of soft-skills for facilitation to enable stakeholder participation and visual media to support sense-making, and areas of opportunity such as a methodical approach to address biases in stakeholder selection and allowing participants to influence the URM activities to locally-attune them, as relevant to realise the methodology’s potential to enable the collective action to use the NBS approach as a frame to turn the UGI into UGC. De acordo com a definição de trabalho da Comissão Europeia de Soluções Baseadas na Natureza (SBN), estas são diversas soluções inspiradas e apoiadas pela natureza, proporcionando co-benefícios sociais, ambientais e económicos. Corretamente implementado, as NBS funcionam como uma abordagem sistémica para fornecer serviços ecossistémicos urbanos (SEU) através da Infraestrutura Verde Urbana (IVU). Para testar a eficácia do NBS em estratégias de resiliência climática urbana e integrá-las a um cenário de 2050, o projeto H2020 UNaLab oferece às cidades em todo o mundo know-how, ferramentas, assistência técnica e suporte de rede. Para abordar a complexidade do desafio, o UNaLab apela à participação de diversas partes interessadas em exercícios de planeamento prospectivo, seguindo a metodologia Roadmapping de UnaLab (MRU). O URM tem potencial teórico para criar Instituições Cooperativas para governar a riqueza comum baseada nos SEU co-produzidos na IVU, em espaços verdes comuns (EVC). A presente pesquisa estuda esse potencial na prática. Pretende avaliar se permite a cooperação das partes interessadas além do estágio de planeamento, proporcionando, assim, uma abordagem alternativa para a produção do espaço urbano. Pesquisas e entrevistas com profissionais da MRU permitiram avaliar a implementação da MRU e seu potencial para o envolvimento cooperativo. Os resultados dos dois estudos de caso mostram que não existem características específicas decorrentes da primeira etapa da MRU que sustentem as reivindicações por tal potencial. Entretanto, os resultados mostram também a importância das soft-skills como potenciadoras da participação das partes interessadas e a media visual para apoiar a construção de sentido. Existem áreas de oportunidade no processo, como uma abordagem metódica na seleção de stakeholders e permitir que os participantes influenciem as atividades da URM de modo a harmonizá-las localmente. Estas recomendações são relevantes para realizar o potencial da MRU e permitir que a ação coletiva use as SBN como para transformar a IVU em EVC. Mestrado em Estudos Ambientais

Submitted by Carla Jesus (cjesus@ua.pt) on 2019-05-28T14:12:07Z No. of bitstreams: 1 documento.pdf: 5130176 bytes, checksum: 4151b494dad04027e1232343efee5572 (MD5) Made available in DSpace on 2019-05-28T14:12:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 documento.pdf: 5130176 bytes, checksum: 4151b494dad04027e1232343efee5572 (MD5) Previous issue date: 2018-12-18 Mestrado em Estudos Ambientais

Climate change has impacts on urban regions and human populations as well as consequences for urban ecosystems, biodiversity and the environmental services they provide to these populations. Developing urban and peri-urban ecosystem services with a nature-based and participatory approach, can help achieve more resilient and sustainable environments for cities and urban regions. Co-creation is increasingly recognized as the way forward to deal with such environmental issues, though associated methods and tools have been developed, described and published for specific stages of the co-creation process. It is argued that the co-creation process comprises various interlinked stages, corresponding stakeholders and subsequent tools/methods that need to be mapped and integrated across all stages of a co-creation life cycle. A Life Cycle Co-Creation Process (LCCCP) for Nature-Based Solutions (NBS) was developed during this JEMES – CiSu Thesis. Using continuous improvement cycles, such as the PDCA (Plan, Do, Check and Act) cycle (KaizenTM), DMAIC (Define, Measure, Analyse, Improve and Control) cycle (Six Sigma) and, the Design Thinking methodology, the stages and sub-stages, involved stakeholders and used engagement methods in the LCCCP were identified, defined and mapped. For the stakeholders, the internal and external actors of an Urban Living Lab (ULL) were adapted to the stages and sub-stages of the LCCCP; for the engagement methods, the goals of stakeholder engagement (Mease, Erickson and Hicks, 2018) were used as a guide to select some examples of tools that could be used. The developed LCCCP comprises five stages, i.e. co-explore, co-design, co-experiment, co-implement and co-manage, creating a unique path that can be followed by practitioners for NBS co-creation O aquecimento global gera impactos nas regiões urbanas e na população humana, assim como acarreta consequências para os ecossistemas urbanos, biodiversidade e serviços ambientais fornecidos a essas mesmas populações. Ao desenvolver serviços ecossistémicos urbanos e peri-urbanos com base na natureza e com uma abordagem participativa poder-se-á criar cidades e regiões urbanas mais resilientes e sustentáveis. Assim sendo, de uma forma crescente, a co-criação tem vindo a ser reconhecida como uma forma de lidar com tais problemas ambientais, ainda que métodos e ferramentas tenham sido desenvolvidos, descritos e publicados para fases específicas do processo de co-criação. Argumenta-se que o processo de co-criação é composto por diversas fases interligadas, seus atores sociais e métodos/ferramentas que necessitam de ser mapeados e integrados em todas as etapas do ciclo de co-criação. O ciclo de vida do processo de co-criação (Life Cycle Co-Creation Process – LCCCP) para soluções baseadas na natureza (Nature Based Solutions – NBS) foi desenvolvido na presente dissertação, pertencente ao programa JEMES – CiSu. Através da utilização de ciclos contínuos de melhoria, como ciclo PDCA (Planear, Fazer, Verificar e Agir; KaizenTM), ciclo DMAIC (Definir, Medir, Analisar, Melhorar e Controlar; Six Sigma) e a metodologia de Design Thinking, as etapas e sub-etapas que envolvem as partes interessadas e os métodos de participação dos utilizadores no LCCCP foram identificados, definidos e mapeados. Relativamente às partes envolvidas, os atores internos e externos do Urban Living Lab (ULL) foram adaptados às etapas e sub-etapas do LCCCP; para os métodos de participação, os objetivos do envolvimento das partes envolvidas (Mease, Erickson and Hicks, 2018) foram usados como guias para selecionar alguns exemplos de ferramentas que podem ser aplicadas. O LCCCP desenvolvido nesta investigação inclui cinco fases, nomedamente co-exploração, co-produção, co-experimentação, co-implementação e co-gestão (co-exploration, co-design, co-experiment, co-implement and co-manage), criando assim um modelo único de co-criação NBS com potencial de replicação Mestrado em Estudos Ambientais

Cities are facing an increasing number of challenges as a result of rapid global urbanization, challenges that become even more critical in the face of population growth and climate change. Two major ones include urban sprawl and urban heating, namely the un-controlled low density, leapfrog and scattered development at the urban fringe and the higher temperatures in urban areas than in the rural surroundings. Nature-Based Solutions (NBS), solutions inspired or supported by nature, offer an innovative way to deal with these challenges and mitigate their harmful consequences. Indeed, NBS provide aesthetic services and attract residents while, at the same time, providing regulating and recreational services. Nevertheless, there is a need to show the effectiveness of NBS through evidence-based approaches and relevant indicators. The objective of this study is to provide policy-relevant visualisations of urban sprawl and urban heating indicators to provide information, communication and analysis support for decision-making around NBS establishment, taking the city of Eindhoven in the Netherlands as a case study. To this end, relevant indicators are selected from the literature and according to data available from the two disciplinary models used to assess urban sprawl (SULD) and urban heating (WRF-SUEWS) and, in turn, a user interface (UI) is developed to visualise these indicators in a user-friendly and understandable way. The UI is developed following a designimplementation- evaluation cycle, as it was tested and evaluated three times by pilot end-users as well as actual stakeholders in Eindhoven. Results show that complex model results rendered in a simple way at different scales (plot, neighbourhood and city) provide relevant information on the multiple impacts of NBS for stakeholders as well as the first step towards the apprehension of the interrelated impacts of NBS in cities. These results serve, in addition, as inputs for the development of the Systemic Decision Support Tool (SDST) of the UNaLab project (funded under the European Union Horizon 2020) A crescente urbanização global gera inúmeros desafios às cidades, especialmente devido aos cenários de crescimento populacional e alterações climáticas. O aquecimento global e o fenómeno de urban sprawl constituem dois dos maiores desafios, nomeadamente através de uma expansão descontrolada e fragmentada na periferia urbana e em contextos rurais assim como o aumento de temperatura nas zonas urbanas. Soluções Baseadas na Natureza (SBN) apresentam-se como alternativas inovadoras que são inspiradas ou suportadas pela natureza, sendo capazes de lidar com os desafios e mitigar consequências negativas. De facto, as SBN podem ser consideradas amenidades ambientais que atraem a população para viver perto destes espaços, para além de providenciarem espaços com potencial efeito amenizante e recreativo. No entanto, existe ainda uma necessidade de comprovar a eficiência das SBS através de abordagens integradas, nomeadamente através de indicadores. Desta forma, o objetivo deste trabalho consiste em fornecer evidências sobre indicadores de aquecimento urbano e urban sprawl de forma a suportar o processo de tomada de decisão relativamente à implementação, comunicação e avaliação de SBN. Com este fim, a cidade de Eindhoven, na Holanda, é utilizada como caso de estudo. Assim sendo, indicadores existentes na literatura considerados relevantes foram selecionados e dois modelos foram utilizados para avaliar fenómenos de aquecimento urbano e de urban sprawl (WRFSUEWS e SULD), para posterior desenvolvimento de uma interface de utilizador destinada à visualização dos indicadores. Esta interface foi desenvolvida segundo um ciclo de design-implementation-evaluation, que foi testado três vezes por utilizadores piloto e partes-interessadas em Eindhoven. Os resultados mostram que o modelo utilizado reúne e fornece informação fundamental para a discussão de futuros impactos de SBN Mestrado em Estudos Ambientais

Cities are growing and becoming more densely populated. This results in changes in land use, where there is an increase in impermeable surfaces and a substantial loss of green spaces. These changes in the urban environment alter the ecology of the cities, which can cause effects such as urban heat islands and overall urban heating. While nature-based solutions (NBS) are considered sustainable, cost-effective and multi-purpose solutions to address these problems, NBS may also lead to urban compaction and increase in population density. The main objective of this study is to provide an assessment of the direct (short term) and indirect (medium to long term) impacts of nature-based solutions on urban heating and urban sprawl, having as a case study the city of Eindhoven (The Netherlands). The aim is to provide public planners, decision makers and stakeholders with a tool to help predict the effects of the applications of naturebased solutions. For this purpose, an integrated modelling approach composed of WRF-SUEWS (with a resolution of 1-km) and SULD was used to determine the urban cooling effect (direct impacts) and the urban compaction effect (indirect impacts), respectively. Results show that nature-based solutions have a cooling effect in the short term, due to an increase in green/blue spaces, and an urban compaction effect in the medium to long term, due to attraction of residents from peripheral areas to attractive green/blue spaces. The latter reduces the direct urban cooling effect, though still results in an overall positive balance. This study provides evidence that nature-based solutions can be used to reduce the effects of urban heating and urban sprawl, depending on the type and size of the nature-based solution. Also, it reinforces the idea that an integrated modelling approach allows to better understand the short to long term effects of NBS and can be used as tool for public planners and decision makers. O crescimento das cidades e o aumento da sua densidade populacional têm como consequência alterações no uso do solo, com um aumento das superfícies impermeáveis e uma perda substancial de espaços verdes. Estas alterações no ambiente urbano alteram a ecologia das cidades, causando efeitos como ilhas de calor urbano e um aumento generalizado do calor urbano. As soluções baseadas na natureza (NBS) são consideradas sustentáveis, custo-eficazes e multifuncionais para resolver estes problemas, no entanto, as NBS podem também levar a uma compactação urbana e aumento da densidade populacional. O objetivo principal deste estudo é avaliar os impactos diretos (a curto prazo) e indiretos (médio a longo prazo) das soluções baseadas na natureza no calor urbano e na expansão urbana, tendo como caso de estudo a cidade de Eindhoven (Holanda). Pretende-se providenciar aos planeadores públicos, decisores e stakeholders uma ferramenta para ajudar a prever os efeitos das aplicações das NBS. Para isso, foi usada para uma abordagem de modelação integrada baseada no sistema WRF-SUEWS (com uma resolução de 1-km) e no modelo SULD para determinar o efeito de arrefecimento urbano (impactos diretos) e o efeito de compactação urbana (impactos indiretos), respetivamente. Os resultados mostram que as NBS têm um efeito de arrefecimento a curto prazo, devido ao aumento de espaços verdes/azuis, e um efeito de compactação urbana a médio a longo prazo, devido à atração dos residentes de áreas periféricas para os espaços verdes/azuis. O efeito de compactação urbana reduz o efeito de arrefecimento direto, no entanto o balanço total é positivo. Este estudo evidencia que as soluções baseadas na natureza podem ser usadas para reduzir os efeitos do calor urbano e expansão urbana, dependendo do tipo e tamanho das NBS. Também vem reforçar a ideia de que uma abordagem de modelação integrada permite uma melhor compreensão dos efeitos a curto e longo prazo das NBS e pode ser usada como uma ferramenta para os planeadores públicos e decisores. This thesis was developed in the context of the UNaLab project (https://www.unalab.eu/), undertaken by a consortium led by VTT and in which the UA is consortium partner as well as work package leader (Monitoring and impact assessment). The UNaLab project has received funding from the European Union Horizon 2020 research and innovation programme under Grant Agreement No. 730052, Topic: SCC-2-2016-2017: Smart Cities and Communities Nature based solutions. Mestrado em Engenharia do Ambiente

Submitted by Alexandra Bastos (alexandrabastos@ua.pt) on 2018-09-07T11:19:53Z No. of bitstreams: 1 Thesis.pdf: 11011484 bytes, checksum: c0e268fb7a19f6f9625d81b26b616ae8 (MD5) Made available in DSpace on 2018-09-07T11:19:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Thesis.pdf: 11011484 bytes, checksum: c0e268fb7a19f6f9625d81b26b616ae8 (MD5) Previous issue date: 2017-07-20 Mestrado em Gestão e Políticas Ambientais

Mestrado em Engenharia do Ambiente A urbanização das zonas costeiras sofreu um grande aumento nas últimas décadas, causando uma grande pressão sobre o ambiente e os recursos. O aumento da população levou ao aumento da procura de habitações o que, por sua vez, resultou numa urbanização pouco planeada e desorganizada – levando à destruição e degradação do meio ambiente. Este tipo de urbanização extensa e dispersa é conhecida como dispersão urbana. No sentido de contradizer os impactes negativos da dispersão urbana nas zonas costeiras, surge a necessidade de pôr em prática um desenvolvimento urbano sustentável. Tal pode ser conseguido através da implementação de legislação e politicas focadas na realização de objetivos sustentáveis. Em Portugal, uma dessas políticas é o Plano Regional de Ordenamento do Território (PROT). Vários modelos de uso do solo têm sido desenvolvidos no sentido de avaliar as mudanças de uso de solo históricas e futuras. No entanto, poucos são os modelos usados para avaliar de que forma os planos de ordenamento de território contribuem para uma urbanização sustentável e os seus impactes sociais, económicos e ambientais. Este estudo tem como principal objetivo a avaliação do Plano Regional de Ordenamento do Território para a região de Aveiro (o PROT-Centro), através do modelo SULD (Sustainable Urbanizing Landscape Development), com o intuito de perceber até que ponto este plano contribui para a urbanização sustentável da região. Tendo em conta uma perspetiva de desenvolvimento sustentável, os resultados demonstram que, apesar do cenário integrado não ser a pior opção, também não é a melhor. Nesta perspetiva, os resultados do cenário ambiental demonstram ser a melhor opção para um desenvolvimento urbano sustentável, observando-se benefícios ambientais (através da proteção e apreciação das amenidades ambientais), bem como benefícios ao nível social e económico (através da maior concentração urbana, preço de habitação e valor total do imobiliário na região), contradizendo a problemática de dispersão urbana e os seus impactes negativos. No sentido do cenário integrado ser uma opção mais viável, deveria ser limitada a zona de construção e mantidos os aspetos ambientais da paisagem. Urbanization of coastal areas has increased, over the past decades, caused major pressure over resources and the environment. Population growth led to an increasing need for housing, which resulted in a rapid, unplanned and disperse urbanization – leading to the destruction and degradation of the environment. This type of extensive and scattered urbanization is known as urban sprawl. In order to contradict the negative impacts of urban sprawl and protect coastal environments, there is the need to procure sustainable urban development. This can be achieved through the implementation of frameworks and policies focused on achieving sustainability goals. In Portugal, one of those plans is the Regional Spatial Development Plan (PROT). Several land use models have been developed in order to assess historical and future land uses changes. This study aims to assess the regional spatial plan and its components for the Ria de Aveiro region (PROT-Centro), using the SULD decision support tool, in order to understand to what extent this plan contributes to sustainable urbanization of the region. Taking a sustainable development perspective, results show that even though the Integrated scenario is not the worst option it is, also, not the best option. From this perspective, the Environmental scenario results to be the best option for sustainable urban development, showing benefits from an environmental perspective (through the protection and appreciation of environmental amenities) as well as from a social and economic level (through increased urban concentration, housing prices and total real estate value in the region), while contradicting the problematic of urban sprawl and its negative effects. For the integrated scenario to be a more viable option, it should limit unconstrained urbanization and maintain more environmental aspects in the landscape.

Mestrado em Engenharia do Ambiente A presente dissertação insere-se no âmbito da gestão das zonas costeiras, que na atualidade enfrentam um grave problema de erosão. Este torna-se um problema social com especial importância devido à concentração populacional e atividade económica que se verifica nas regiões litorais. Neste contexto muitos têm sido os estudos físicos e económicos levados a cabo no sentido de encontrar soluções para lidar com este problema. O principal objetivo desta dissertação foi avaliar qual a importância que o timing em que é efetuado o investimento na proteção pode ter na defesa das zonas costeiras. Por outras palavras, perceber se existem ou não vantagens em adiar o investimento na proteção por um determinado período de tempo. Foi definida como área de estudo o trecho costeiro de 20 km compreendido entre a Praia da Barra (Aveiro) e a Praia de Mira (Coimbra). Através da utilização do modelo numérico Long-Term Configuration (LTC) foi simulada a evolução da linha de costa por um período de 80 anos, seguida de uma análise custo-benefício ambiental em que foi considerada a possibilidade de investimentos em estruturas de defesa (no caso desta dissertação esporões com 100m, 200m e 300m de comprimento) a serem efetuados após 0, 10, 20 ou 30 anos. Foram também contempladas restrições orçamentais, e ainda, efetuada uma análise de sensibilidade à taxa de desconto utilizada. Os resultados mostram que quanto mais cedo se iniciar proteção das zonas costeiras, mais benefícios económicos serão retirados desse investimento. Os cenários que se apresentaram como os mais vantajosos são aqueles em que o investimento é levado a cabo no Ano 0 e onde se opta por uma proteção integral ou quase integral da linha de costa. Ainda assim, em todos os timings de investimento analisados foi possível encontrar cenários economicamente viáveis e dos quais resultariam benefícios económicos. A análise com inclusão de restrições orçamentais mostra que a utilização destas deixa de fazer sentido à medida que o investimento é adiado, funcionando então o próprio retardar do investimento como uma medida de contenção orçamental. A análise de sensibilidade à taxa de desconto revelou que a opção por uma taxa de desconto de 4% acaba por não influenciar de maneira significativa os resultados obtidos. This dissertation approaches the theme of management of the coastal zone, that nowadays faces a serious problem of erosion. This becomes a social problem with special importance due to the population density and economic activities that occurs in these littoral regions. In this context many physical and economical studies have been made in an effort to find solutions to deal with this problem. The main goal of this dissertation was to evaluate the importance of the timing of investment in the protection of the coastal zona. In other words, figure if there is or there isn’t advantages in the delaying of the investment by a certain period of time. It was defined as study area the coastal stretch of 20 km between Barra beach (Aveiro) and Mira Beach (Coimbra). Using the numerical model Long-Term Configuration (LTC) it was simulated the evolution of the coastal line for a period of 80 years, followed by an environmental cost-benefit analysis in which was considered the possibility of investments in defence structures (only groins with 100m, 200, and 300m long were considered) made after 0, 10, 20 or 30 years. Budget constraints were also taken into account, and finally, performed a sensibility analysis to the adopted discount rate. The results show that the earlier the investment is done the bigger are the economic benefits resultants of that investment. The scenarios with more benefits are the ones wherein the investment is made in the year 0 and where the option lies for full or almost full protection. Nevertheless, in all the timings considered it was possible find scenarios economically viable. The analysis including budget constraints shows that the utilization of this constraints stops to make sense as time goes by and the investment is delayed, functioning the investment delaying himself as a budgetary containment. The sensibility analysis to the discount rate shoes that the option for a discount rate of 4% does not influence in a significant manner the obtained results.

Mestrado em Engenharia Civil Diversas ações antropogénicas têm enfraquecido o caudal sólido afluente ao litoral, reduzindo a alimentação de sedimentos nas praias e conduzindo a um recorrente e generalizado recuo da posição da linha de costa. Perante este cenário, diferentes alternativas de intervenção de defesa costeira têm sido efetuadas em zonas de maior sensibilidade, sendo uma das mais frequentes, a construção de obras longitudinais aderentes. No entanto, a falta de monitorização destas estruturas, conjugada com o agravamento do grau de exposição das frentes costeiras urbanizadas à erosão, têm conduzido a um aumento da frequência de ocorrência de danos em diversas localidades, não só nas próprias estruturas, mas também nas zonas marginais às obras aderentes (infraestruturas, estabelecimentos comerciais e habitações). No âmbito deste trabalho, o estudo dos diversos fenómenos de propagação de ondas possibilitou a obtenção das características de agitação marítima locais, o que, juntamente com a análise do espraiamento das ondas, permitiu a avaliação do limite máximo de espraio em estruturas de defesa costeira. Foi desenvolvida uma metodologia de cálculo para estimar a frequência de galgamentos de obras longitudinais aderentes, em função da profundidade de fundo à frente da obra e do desnível entre a cota de coroamento e o nível médio do mar. Tendo em conta que o clima de agitação marítima e o comportamento do perfil de praia estão intrinsecamente associados à evolução da frequência de galgamentos ao longo do tempo, identificaram-se os fatores que conduzem a uma tendência de abaixamento do perfil de praia. Analisaram-se diversas formulações para estimar a profundidade máxima de erosão, permitindo antecipar o aumento da frequência dos eventos de dano e dos custos associados ao longo do tempo. Face a este problema, estimaram-se as frequências de galgamento no caso de estudo (praia do Furadouro) e avaliou-se a eficiência de várias abordagens de intervenção para reduzir a frequência de galgamentos existente (aumento da cota de coroamento, alimentação artificial do perfil de praia e construção de um patamar intermédio no talude da obra). Para tal, procedeu-se a uma análise custo-benefício das diversas soluções de intervenção, tendo em conta os custos de reabilitação das obras, os encargos de limpeza da via pública e reparação de infraestruturas e os danos devido às inundações. Por outro lado, é fulcral avaliar os custos diretos e indiretos da construção e manutenção de obras aderentes comparativamente ao valor económico, social e histórico do património que protegem. Para isso, com o auxílio do modelo numérico LTC, foi simulada a evolução da posição da linha de costa para vários cenários de prolongamento da obra longitudinal aderente sul do Furadouro para fazer face ao problema da erosão. Novamente, procedeu-se a uma análise custo-benefício de forma a estudar a viabilidade económica da construção destas estruturas para fazer face ao recuo da linha de costa. Several anthropogenic actions have been weakening the sediment supplies to the coastal zones, reducing the amount of sediments available on the beaches and leading to a general and recurrent retreat of the shoreline position. Given this scenario, different coastal defence interventions, oftentimes longitudinal revetments, have been made in the past decades in certain areas with high erosion rates. However, the lack of monitoring of these coastal defence structures, combined with the degree of exposure of the urban areas to erosion, have led to an increased frequency of damage events in several locations, not only on the rubble mound revetments, but also in the marginal areas (damaging infrastructures, commercial establishments and housing). The study of wave propagation phenomena allows the prediction of the local wave characteristics, which, along with the analysis of the wave induced setup, enables the evaluation of the maximum run-up heights. A calculation methodology was developed in order to assess the overtopping frequency of longitudinal revetments, depending on the bottom depth at the toe of the structure and on the height difference between the mean water level and the crown level. Given that the wave climate and the beach profile are intrinsically associated with the evolution of the overtopping frequency over time, the causes for the lowering of the beach profile were identified and various formulations were analysed in order to estimate the maximum scour depth, to anticipate the frequency of damage events and the evolution of flood costs over time. Due to this problem, an estimative of overtopping and flooding events was applied to a case study (Furadouro beach) to evaluate the effectiveness of different intervention pathways to reduce wave overtopping (crown elevation, artificial beach nourishment and construction of an intermediate berm). A cost-benefit analysis was performed to assess the economic viability of each scenario based on the rehabilitation costs of the revetments and the flood damage costs over time (assessment of damaged property and buildings, cleaning up marginal areas and repairing infrastructures). Moreover, it is crucial to evaluate if the direct and indirect costs of construction and maintenance of longitudinal revetments compared with to the economic, social and historical value of the protected areas. Therefore, the numerical model LTC was used to simulate the shoreline evolution for different scenarios of increasing the extension of the longitudinal revetment located south of Furadouro. The economic viability of the construction of these coastal defence structures to prevent erosion was evaluated using a cost-benefit analysis taking into consideration the construction and maintenance costs of longitudinal revetments, the numerical modeling results for each scenario, the land cover values and the real estate values of urban areas.

Mestrado em Engenharia do Ambiente A sociedade recebe uma grande variedade de serviços de ecossistemas provenientes do mar, tais como: alimentos, turismo, energias renováveis, habitat para as diferentes espécies, regulação do clima e água, ciclo de nutrientes, manutenção da diversidade genética, recursos medicinais e experiências espirituais e visuais. Os serviços de ecossistemas correspondem aos benefícios que a sociedade direta ou indiretamente recebe dos ecossistemas. A importância destes serviços é frequentemente ignorada nos processos de tomada de decisão, uma vez que se desconhece o seu valor económico total. Até 2020, 10% da área marinha sob tutela dos Estados-Membros deverá ser decretada como Área Marinha Protegida (AMP). As AMP são áreas dedicadas à proteção e manutenção da biodiversidade e dos recursos naturais e culturais associados, disponibilizando ao mesmo tempo um variado leque de benefícios à sociedade e setor económico. A criação e reforço de áreas marinhas protegidas é essencial na proteção de grande parte dos recursos marinhos. Este estudo é realizado no âmbito do projeto “Avaliação dos Serviços de Ecossistemas em Áreas Marinhas Protegidas” e pretende promover o valor dos serviços de ecossistemas em Áreas Marinhas Protegidas de modo a sustentar a importância da designação destas áreas e o seu alargamento, através do envolvimento de agentes locais. É desenvolvida uma identificação e caracterização dos serviços de ecossistemas marinhos prioritários e sua valoração. Os agentes locais envolvidos estão conscientes e reconhecem o valor dos serviços de ecossistemas na área de estudo, reconhecendo também a importância que a AMP apresenta para a Região de Aveiro. Resta aos decisores políticos demonstrarem vontade em colaborarem com os agentes de modo a tornar a AMP uma realidade. Society receives a wide range of ecosystem services from the sea, such as: food, tourism, renewable energy, habitat for diferent species, climate and water regulation, nutrient cycle, maintenance of genetic diversity, medicinal resources and spiritual and visual experiences. Ecosystem services correspond to the benefits that the society direct or indirectly receive from ecosystems. However, the importance of these services is often ignored in decision-making processes, since it is not known their total economic value. By 2020, 10 per cent of coastal and marine areas under the jurisdiction of the Member States should be declared a Marine Protected Area (MPA). MPAs are areas dedicated to the protection and maintenance of biodiversity and of natural and associated cultural resources, providing both a wide range of benefits to society and the economic sector. The creation and strengthening of marine protected areas is essential in large part for the protection of marine resources. This study is conducted under the project “Ecosystem Services evaluation in Marine Protected Areas” and aims to promote the value of ecosystem services in Marine Protected Areas in order to sustain the importance of the designation of these areas and its extension throught the involvement of stakeholders. It aims to identify and characterize the most important marine ecosystem services in the study area, identifying and valuing the services and quantifying the socio-economic benefits through the creation and management of MPA, as well as management measures. The stakeholders are aware and recognize the value of ecosystem services in the study area, also recognizing the importance that a MPA represents to the Aveiro region. It remains to policy makers to demonstrate willingness to cooperate with stakeholders in order to make MPA a reality.

Mestrado em Engenharia do Ambiente A reabilitação dos espaços urbanos com a introdução ou melhoramentos de equipamentos urbanos é um dos novos desafios da atualidade nas cidades Europeias. Grandes espectativas têm-se criado em volta da valorização dos aspetos físicos das cidades com projetos arrojados e inovadores, tendo como objetivos proporcionar aos seus habitantes uma melhoria na qualidade de vida, atrair novos residentes, renovar espaços devolutos e, ao mesmo tempo, atrair rendimentos para as autarquias através de contribuições. No entanto, assistimos a um processo silencioso e nefasto na reabilitação urbana pouco explícito: o processo de gentrificação – i.e. o processo que afasta os residentes locais através da chegada de novos residentes com maior pode económico. O processo de gentrificação deve ser considerado na elaboração dos estudos dos impactos produzidos na construção de novos equipamentos. No entanto, as abordagens económico-ambientais de planeamento urbano relativamente aos aspetos sociais são pouco desenvolvidas – principalmente relativamente aos processos de gentrificação. O objetivo global deste estudo é desenvolver uma metodologia que permita avaliar os impactos económicos e sociais de vários e/ou diferentes cenários de reabilitação urbana. Para tal é adaptado o modelo económico-espacial SULD (Sustainable Urbanizing Landscape Development; ver Roebeling et al., 2007b e Roebeling et al., 2014) e aplicado ao caso de estudo de La Confluence em Lyon (França). Os resultados para os projetos de reabilitação urbana em La Confluence demostram: i) Existe uma subida do valor imobiliário, ii) chegada de novos residentes e iii) afastamento dos residentes locais. The rehabilitation of urban spaces with the introduction or improvement of urban infrastructures is one of the new challenges that European cities face today. High expectations have been created around the appreciation of the cities’ physical aspects with bold and innovative projects, with the objective of providing its inhabitants an improved quality of life, attracting new residents, renovating vacant spaces and at the same time attracting income for municipalities through contributions. We witnessed, however, a silent and ominous process in little explicit urban renewal: the process of gentrification – i.e. the process that removes local residents through the arrival of new residents with higher economic power. The gentrification process should be considered in the preparation of impact studies produced in the construction of new equipment. However, economic and environmental approaches to urban planning with regard to social aspects are underdeveloped - particularly in relation to gentrification processes. The overall objective of this study is to develop a methodology to assess the economic and social impact of various and/or different scenarios of urban regeneration. For this is adapted economic-spatial model SULD (Sustainable urbanizing Landscape Development; See Roebeling et al., 2007b and Roebeling et al., 2014) and applied to the case study of La Confluence in Lyon (France). The results for urban renewal projects in La Confluence demonstrate: i) There is a rise in real estate value, ii) the arrival of new residents and iii) removal of local residents.

Mestrado em Engenharia do Ambiente As massas de água prestam serviços importantes para o bem-estar humano. No entanto, estes ecossistemas estão expostos a pressões antropogénicas que colocam em causa os seus serviços e valores. A Diretiva Quadro da Água (Diretiva 2000/60/CE) surgiu com o objetivo de alcançar o bom estado das massas de água de superfície dos Estados Membros da União Europeia, tendo-se refletido em Portugal na implementação de Planos de Gestão de Regiões Hidrográficas (PGRH). Contudo, a aplicação destes planos oculta os benefícios associados à melhoria da qualidade da água de superfície. Assim, são poucos os estudos que avaliam os benefícios económico-ambientais da melhoria da qualidade da água superficial, tanto na qualidade química como ecológica. Neste contexto, o objetivo deste estudo prendeu-se com o estabelecimento de uma relação entre o estado da qualidade da água e os valores associados aos serviços culturais dos ecossistemas aquáticos na bacia hidrográfica do rio Vouga. Para tal, foi desenvolvida uma abordagem de avaliação económico-ambiental, onde se relacionaram os parâmetros químicos com os biológicos de dados provenientes das amostragens efetuadas em três rios da bacia do Vouga. Com recurso ao modelo SWAT (Soil and Water Assessment Tool) obteve-se a qualidade química e, posteriormente, inferiu-se a qualidade ecológica para todas as sub-bacias do Vouga. Com recurso a técnicas de transferência de benefícios foi possível quantificar o benefício da melhoria da qualidade da água e do ecossistema, seguidamente, foram analisados cenários de melhoria segundo o Plano de Gestão da Bacia Hidrográfica do Vouga até ao cumprimento da meta da DQA. Os resultados obtidos mostram que o estado atual das águas de superfície é mau do ponto de vista ecológico, embora apresentando qualidade aceitável para atividade piscatória sob o ponto de vista químico. O valor cultural atual do ecossistema aquático da bacia hidrográfica do Vouga é estimado em 15,4 milhões de euros por ano, onde a disponibilidade para pagar por parte dos utilizadores é de 39,4 euros por ano, ao passo que os não-utilizadores apresentam uma disponibilidade para pagar de 13,1 euros por ano. Caso toda a bacia do Vouga atinja o bom estado da água de superfície implicará uma valorização cultural anual de 20,3 milhões de euros, onde a disponibilidade a pagar é de 51,3 euros anuais por utilizador e de 17,1 euros anuais por não-utilizador. Deste modo, conclui-se que os benefícios económicos derivados da melhoria na qualidade da água na bacia hidrográfica do rio Vouga podem compensar, em parte ou por completo, os custos associados à melhoria na qualidade da água exigida pela Diretiva Quadro da Água. Water bodies provide important services for human well-being. However, these ecosystems are exposed to anthropogenic pressures that pose pressure on their services and values. The EU Water Framework Directive (Directive 2000/60 / EC) came up with the objective of achieving good status of surface water bodies of the EU Member States, and is reflected in Portugal in the implementation of Catchment Management Plans (CMPs). However, implementation of these plans hidden benefits associated with the improvement of surface water quality. Thus, there are few studies that assess the environmental economic benefits of improving the quality of surface water in both the chemical quality and ecological. In this context, the aim of this study was related to the establishment of a relationship between the state of water quality and the values associated with cultural services of aquatic ecosystems in the basin of the River Vouga. This requires an economic-environmental assessment approach has been developed, which related chemical parameters with data from biological sampling done in three rivers Vouga basin. Using the SWAT model (Soil and Water Assessment Tool) gave the chemical quality and subsequently the ecological quality is inferred for all Vouga sub-basins. Using benefit function transfer techniques it was possible to quantify the benefit of improved water quality and ecosystem, thereafter improvement scenarios were analyzed according the Catchment Management Plans to the achievement of environmental objectives of WFD. The results show that the current state of surface water is bad from an ecological point of view, although having acceptable quality for fishing activity in the chemical point of view. The current cultural value of the aquatic ecosystem of the river basin do Vouga is estimated at 15.4 million euros per year, where the willingness to pay by users is 39.4 euros per year, while non-users have availability to pay 13.1 euros per year. If the entire basin of the Vouga achieve good surface water status will require an annual cultural value of 20.3 million euros, where the willingness to pay is 51.3 euros per year per user and 17.1 euros per year by non-users. Thus, it is concluded that the derived economic benefits of improved water quality in the basin of the river Vouga can compensate, in part or in full, the costs associated with improvement in water quality required by the EU Water Framework Directive.

This paper describes two applications of artificial intelligence based tools to distinct problems, related to different aspects of the water sector. The former describes the use of artificial neural networks (ANNs) to forecast the water quality of the Odivelas reservoir. The last is concerned with the development of clustering models applied to the public water supply. In this case an unsupervised learning was used to find groups of water with similar physical and chemical properties. Decision Trees were used in order to generate explanatory models of clusters formed. The number of clusters formed varied from 2 to 4. The model of the three clusters showed to be the most adequate since it allows differentiating the waters obtained from different sources.

Mestrado em Engenharia do Ambiente O crescimento populacional, aliado ao êxodo rural, tem conduzido à expansão das cidades em áreas contestadas. Um dos riscos inerentes à expansão urbana é o risco de inundação, potenciado pela construção desregrada junto a corpos de água, bem como, pela impermeabilização dos solos que conduz, nomeadamente, à alteração dos fluxos naturais. Por outro lado, a ocorrência de fenómenos intensos de precipitação é cada vez mais frequente, pelo que é importante perceber de que forma as cidades se podem adaptar de modo a reduzir o risco ou pelo menos minimizar os seus danos. O objetivo da presente dissertação é avaliar o benefício da infraestrutura verde/azul no controlo das cheias na cidade de Aveiro. Para tal procedeu-se à análise do custo de cheia para esta cidade. Mostrou-se que o custo total para a estrutura e recheio do edificado podem variar entre um mínimo de 9,72 e 0,33 e um máximo de 57,14 e 19,01 milhões de euros, respetivamente. A análise da infraestrutura verde/azul no controlo de cheia mostra que há benefícios na utilização destes espaços (entre 9,7 e 16,2 para a estrutura e 0,33 e 2,92 milhões de euros para o recheio). O benefício apresenta valores reduzidos, em alguns casos, dado os volumes de inundação serem muito elevados e as áreas verdes/azuis com capacidade de retenção reduzidas. Em termos económicos, a aposta na minimização dos danos de eventos mais frequentes resulta em ganhos superiores para o Município. Sugere-se ainda um estudo mais aprofundado de todas as estruturas com capacidade de retenção, assim como, a adoção de outros tipos de soluções de controlo de cheia, incluindo a utilização de pavimentos permeáveis, criação de espaços verdes/azuis nas zonas mais elevadas da cidade e a inibição da construção em áreas adjacentes a cursos de água. Population growth, coupled with rural exodus has been leading to urban expansion in contested areas. One of the inherent risks of urban sprawl is the risk of flooding, boosted by unregulated building adjacent to water bodies, as well as by soil impermeabilization which leads, in particular, the alteration of natural flow streams. Moreover, the occurrence of intense precipitation phenomena is increasingly common, so it is important to understand how cities can adapt to reduce the risk or at least minimize their damage. The main goal of this thesis is to evaluate the benefit of green/blue infrastructure in flood control in the city of Aveiro. Therefore, an analysis on the flood costs in Aveiro was conducted. It has been shown that the total flood costs for built up areas can vary between a minimum of 9.72 and 0.33 and a maximum of 57.14 and 19.01 million euros, for structure and content respectively. The analysis of green/blue infrastructure in flood control shows that there are benefits in using these spaces (between 9.7 and 16.2 for the structure and 0.3 and 2.9 million euros for the content. However, the overall benefits of using these spaces are low, since in some cases the volumes of flooding are very high and the green/blue areas have reduced retention capacity. In economic terms, the focus on minimizing damage from more frequent events results in higher earnings for the city. Further studies of all structures with water retention capacity are needed as well as the adoption of other types of flood control solutions, such as the use of permeable pavements, creation/rehabilitation of green/blue spaces in the higher areas of the city and ban construction adjacent to waterways areas.

Mestrado em Engenharia do Ambiente As zonas costeiras possuem um valor económico muito importante para o desenvolvimento do Homem devido a todas as atividades económicas e culturais e a todo o património existente nestas áreas. Atualmente, estas zonas deparam-se com a problemática da erosão costeira devido a todos os fenómenos físicos, naturais e antropogénicos, a que se encontram sujeitas. Esta dissertação teve como principal objetivo avaliar o efeito da implementação de esporões num caso de estudo real, através de uma análise de otimização, com o objetivo de maximizar a eficiência destas intervenções de defesa costeira, tendo em conta as modificações ocorridas no tipo de uso do solo ao longo do tempo de estudo. Recorrendo ao modelo de simulação costeira Long-Term Configuration, avaliou-se a evolução da linha de costa para 0, 10, 20, 30, 40 e 50 anos. Posteriormente realizaram-se análises física, custo-benefício ambiental e de otimização, cujos objetivos foram a determinação da localização e comprimento ótimos de esporões numa zona costeira de 20 quilómetros, entre a Praia de Mira, Coimbra e a Praia da Barra, Aveiro. Os resultados demonstram que a localização e comprimento ótimos dependem inteiramente do orçamento disponibilizado pelo Estado. No geral, a localização ótima situa-se entre as localizações 1 e 5 (a sul da Praia da Vagueira), dependendo se se trata de um cenário de proteção parcial (cenários que possuem um, dois ou cinco esporões) ou integral (cenários que possuem dez esporões) da linha de costa. O comprimento ótimo dos esporões é dependente do orçamento disponível. Para um orçamento de 4,5 M€, os cenários mais viáveis são os que possuem dois esporões de 300 metros e oito esporões de 200 metros de comprimento. Caso o orçamento seja de 3 M€, os comprimentos ótimos são os dos cenários que possuem um esporão de 300 metros e nove de 100 metros; ou dois esporões de 200 metros e oito de 100 metros. Finalmente, se houver somente 1,5 M€ disponíveis para a proteção costeira na área em estudo, os cenários mais viáveis são muito variáveis, dependendo da área que se pretende proteger. Comparando os resultados obtidos com a situação real, verificou-se que com um orçamento de 1,5 M€ a situação atual é a mais viável com um Valor Atual Líquido, com um de aproximadamente 63 M€. No entanto, investindo mais 2 M€, a costa seria protegida integralmente, aumentando o Valor Atual Líquido determinado em mais 80 M€. Coastal areas have a very important economic value because of all the economic and cultural activities and the entire urban heritage in these areas. Currently, these areas are being affected by the problem of coastal erosion due to all the physical, natural and anthropogenic phenomena. The aim of the thesis is to evaluate the effect of groins in a real case study, through an optimization analysis, aiming to maximize the effectiveness of these interventions in coastal defense, taking into account the land-use change over time. Using the Long-Term Configuration model for coastal simulation, it was evaluated the evolution of the coastline for 10, 20, 30, 40 and 50 years. Later analyzes were carried out for physical, environmental and cost-benefit optimization to determine the optimal location and length of groins in a coastal zone of 20 kilometers, between the Mira beach, Coimbra and Barra beach, Aveiro. The results show that the optimal location and length depend entirely on the budget allocated by the State. In general, the optimum location is between locations 1 and 5 (south of Vagueira beach), depending on whether it is a partial protection scenario (scenarios that have one, two or five groins) or full protection scenario (scenarios that have ten groins) of coastline. The optimum length of the spines is dependent on the available budget. For a budget of 4,5 M€, the most viable scenarios are those with two groins of 300 meters and eight groins of 200 meters. If the budget is 3 M€, the optimal scenarios are the ones that have groins of 300 meters and nine groins of 100 meters, or two groins of 200 meters and eight groins of 100 meters. Finally, if there is only 1,5 M€ available for coastal protection in the study area, the more viable scenarios vary greatly, depending on the area to be protected. Comparing our results with the actual situation, it was found that with a budget of 1,5 M€ the current situation is the most viable, with an Net Present Value of approximately 63 M€. However, investing more than 2 M€, the coast would be fully protected, increasing the determined Net Present Value in more than 80 M€.

Mestrado em Engenharia Civil Desde a antiguidade que as zonas costeiras exercem uma grande atração sobre o Homem, desempenhando uma grande variedade de funções sociais, económicas e ambientais. Apesar do elevado valor estratégico que possuem, as zonas costeiras apresentam uma elevada vulnerabilidade, resultante da crescente ameaça da erosão costeira. Este fenómeno provoca elevados prejuízos, com especial incidência nas frentes edificadas e nos aglomerados urbanos vulneráveis às ações energéticas dos mares. Existem várias abordagens possíveis para a mitigação do processo erosivo da linha costeira. A aplicação de esporões é a solução mais disseminada e com maior representatividade em Portugal, e é por isso, a estrutura de defesa costeira em foco na realização deste estudo. Os custos elevados associados a este tipo de intervenção tornam necessária a realização de uma avaliação de viabilidade económica dos projetos de intervenção. Esta avaliação passa pela elaboração de uma análise custo-benefício, onde são comparados os custos e benefícios associados a cada uma das soluções em análise. Assim esta dissertação tem como objetivo a elaboração de uma análise custo-benefício de vários cenários de intervenção de defesa costeira para um horizonte temporal de 20 anos. A análise custo-benefício tem como base o conhecimento da evolução da linha da costa para o horizonte temporal pretendido. Para isso procedeu-se à análise física dos resultados dos diferentes cenários, recorrendo ao modelo numérico LTC (Long Term Configuration). Posteriormente foi realizada a análise custo-benefício, aplicada aos cenários modelados. Esta análise baseiase na estimativa do Valor Atual Líquido, como indicador económico da viabilidade do projeto de defesa costeira, e na otimização dinâmica para a estimativa do comprimento ótimo do esporão a ser aplicado. Foi por fim testada a robustez da análise custo-benefício através da elaboração de uma análise de sensibilidade sobre os custos, os benefícios e sobre a taxa de desconto utilizada. Esta metodologia permitiu de forma simplificada, e com algum grau de incerteza, verificar a viabilidade económica de diferentes soluções de defesa costeira, indicando que do ponto de vista económico, a aplicação de esporão é vantajosa em cenários caracterizados por ondulações de altura superior a 1 metro, perdendo a viabilidade quando aplicado a ondulações de menor altura. Since antiquity that coastal areas exert a major attraction on Man, playing a variety of social, economic and environmental roles. Despite the high strategic value they possess, coastal areas are highly vulnerable to the growing threat of coastal erosion. This phenomenon causes considerable losses, with special incidence on the built seafront, and in urban areas vulnerable to sea wa e’s destructive action. There are several shoreline erosion mitigation approaches. The application of rocky groins is the most widespread and representative solution in Portugal, therefore is the coastal defense structure in focus in this study. The high costs associated with this type of intervention makes necessary to evaluate the economic viability of the costal intervention project. This essay is the development of a cost-benefit analysis, which compares the costs with the benefits associated with each one of the solutions under consideration. Therefore this thesis aims to develop a cost-benefit analysis of the various intervention scenarios of coastal defense for a time horizon of 20 years. A costbenefit analysis is based on the knowledge of the evolution of the coastline during a desired timeframe. For this it was elaborated a physical analysis of different scenarios, using the numerical model LTC (Long Term Configuration). After that, it was performed a cost-benefit analysis, applied to the simulated scenarios. This analysis is based on the estimated Net Present Value as an indicator of the economic viability of the coastal defense project, and by performing a dynamic optimization in order to estimate the optimum length of the groin to be applied. Finally it was tested the robustness of the cost-benefit analysis by performing a sensitivity analysis applied to the costs, benefits and to the chosen discount rate. These methodologies allowed, in a simplified way, and with some degree of uncertainty, evaluate the economic viability of different coastal defense solutions. The cost-benefit analysis indicates that from an economic perspective, the groin application is an advantageous solution in scenarios characterized by waves of height greater than 1 meter, but it is not a good option when applied to small wave regimes.

Mestrado em Engenharia do Ambiente A poluição da água afeta todos os principais usos que se atribuem a esta. Em Portugal têm vindo a ser desenvolvidos vários esforços para a preservação da qualidade da água, e dos ecossistemas aquáticos. Um exemplo é a aplicação da Diretiva Quadro da Água. Este estudo tem como objetivo geral relacionar o estado da qualidade da água com os valores associados ao ecossistema aquático, com um caso de estudo desenvolvido para a Bacia do Rio Cértima, mais precisamente a Pateira de Fermentelos. Foram identificados os índices passíveis de serem utilizados e relacionados, o Water Quality Index (WQI) e o Rácio da Qualidade do Ecossistema (RQE), seguidamente, procurou-se estabelecer a relação entre os dois índices e os serviços provenientes do ecossistema, de modo que, utilizado a transferência de benefícios, fosse possível quantificar o benefício económico proveniente da melhoria da qualidade da água e ecossistema. Os resultados mostram que o valor atual do ecossistema aquático da Pateira de Fermentelos é de aproximadamente 4,6 milhões de euros por ano. Caso o WQI seja melhorado em aproximadamente 3 pontos, os utilizadores da Pateira de Fermentelos estão dispostos a pagar cerca de 85,3 euros por pessoa por ano e os não-utilizadores cerca de 28,9 euros por pessoa por ano. Esta alteração é correspondente a passagem de um estado medíocre para um estado bom, no que respeita a qualidade do ecossistema. Dada a população total de utilizadores e não utilizadores, isto resulta num aumento no valor do ecossistema aquático da Pateira de Fermentelos em cerca de 2,4 milhões de euros anuais. A estimativa da valorização do ecossistema caso o RQE tenha um valor correspondente ao bom estado ecológico é, portanto, cerca de 7 milhões de euros por ano. Deste modo, mostra-se que os custos associados ao tratamento da água do Rio Cértima podem ser mitigados pelos benefícios económicos advindos da melhoria da qualidade da água e do ecossistema na Pateira de Fermentelos. Water pollution affects every major uses that are attributed to it. In Portugal several efforts have been developed to preserve water quality, and aquatic ecosystems. One example is the application of the EU Water Framework Directive. This study aims to connect the general state of water quality with the values associated to aquatic ecosystem, in a case study developed for the Cértima River Basin, specifically the Pateira Fermentelos. Were identified indexes that could be applied and related, the Water Quality Index (WQI) and Ecosystem Quality Ratio (RQE) , then, attempted to establish the link between dose indexes and the services provided by the ecosystem, in a way that, using benefit transfer, wood be possible to quantify the economical benefit provided by a water quality and ecosystem improvement. The results show that the actual value of the aquatic ecosystem of the Pateira Fermentelos is about 4.6 million euros per year. If the WQI is improved by approximately 3 points, users of Pateira Fermentelos are willing to pay about 85.3 euros per person per year and non-users about 28.9 euros per person per year. This change is equivalent to a state transition from poor to good state, as regards the quality of the ecosystem. Given the total users and non-users, this results in an increase around 2.4 million annually in the value of the aquatic ecosystem of the Pateira Fermentelos. The estimation of ecosystem value is about 7 million per year, if the RQE value corresponds to a good ecological status. Thus, it is shown that the costs associated with Cértima river water treatment can be mitigated by the economic benefits arising from improved water quality and ecosystem in Pateira Fermentelos.

Mestrado em Engenharia do Ambiente A atividade agrícola evidenciou um acentuado ritmo de mudança como resposta às necessidades de melhorar a utilização e produtividade dos solos, nomeadamente com recurso ao uso intensivo de fertilizantes inorgânicos. Isto levou a que as capacidades de assimilação fossem postas em causa, dando origem a fenómenos de contaminação (de fonte difusa) das águas e solos, nomeadamente pela presença de nitratos, tendo impactes negativos na qualidade da água. Este estudo tem como objetivo determinar os custos relacionados com a adoção de boas práticas agrícolas que visem a diminuição da poluição da água. Através do modelo Soil and Water Assessment Tool (SWAT) foi possível estimar funções de custos de abatimento da poluição, com base na adoção de boas práticas agrícolas e estimativas associadas à produção agrícola e exportações de azoto inorgânico dissolvido (AID), proveniente das principais atividades agrícolas da Bacia Hidrográfica do rio Cértima (BHRC), no Centro de Portugal – vinha, milho e culturas heterogéneas. Os resultados provenientes do SWAT mostram que para as atuais práticas agrícolas (APA’s), existem sempre custos de abatimento à medida que se reduz a exportação de AID (win-lose). Relativamente à aplicação única de azoto (BP1), verifica-se que há um aumento na produção e por conseguinte no rendimento agrícola, comparando com as APA’s. Constata-se que a redução de AID exportado, até 80% de aplicação de azoto, apresenta benefícios na produção de todas as culturas e não apresenta qualquer custo de abatimento. Quanto à aplicação de azoto de libertação lenta (BP2) verifica-se um aumento significativo na produção das três culturas, comparando com as APA’s, aumentando também o rendimento agrícola. Os custos de abatimento nesta prática agrícola são nulos até uma taxa de 80% na aplicação de azoto, contribuindo para o aumento dos benefícios dos produtores, apresentando assim benefícios sociais e económicos (win-win). A cultura de vinha é a cultura que apresenta maior potencial para melhorar a qualidade da água na BHRC. A vinha apresenta a maior produção, tendo em conta o custo-efetividade e é a cultura que diminui mais a exportação de azoto, seguido da cultura heterogénea e por último a cultura do milho. Todas as práticas agrícolas em estudo apresentam um aumento exponencial nos custos de abatimento à medida que se diminui a quantidade de azoto a aplicar. Contudo, em comparação com as atuais práticas agrícolas, a adoção de boas práticas agrícolas (BP1 e BP2) resulta de maior produção, maior diminuição na exportação de azoto, maior rendimento agrícola e por conseguinte os custos de abatimento são mais baixos a quando da utilização de boas práticas agrícolas. The need for improving the exploitation and productivity of soils resulted in a change in agricultural activities, namely through the intensive use of inorganic fertilizers. This undermined assimilation capacities, leading to (diffuse source) contamination phenomena of water and soil resources, particularly by nitrate, with negative impacts on water quality. This study aims at the determination of costs related to the adoption of good agricultural practices that reduce water pollution. Application of the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model allowed for the estimation of pollution abatement costs functions, based on the adoption of good agricultural practices and corresponding agricultural production and export of dissolved inorganic nitrogen (AID), from the main agricultural land uses (vineyard, corn and heterogeneous crops) in the Cértima river basin (BHRC) in Central Portugal. The results from the SWAT showed that for the current agricultural practices (APA's), there are always abatement costs associated with reductions in nitrogen application (win-lose). For the single application of nitrogen (BP1), it seems that there is an increase in production and, therefore, in farming profit, compared with the APA's. Reduction of exported AID to 80% of nitrogen application presents profits in the production of all cultures and shows no abatement costs. In the use of slow release nitrogen (BP2) there was a significant increase in the production of three cultures compared to the APA's, also increasing the revenue agriculture. The pollutions reduction costs are zero in this agricultural practice to a rate of 80% in nitrogen application, contributing to the increase in revenues, thus presenting social and private economic benefits (win-win). The vineyard culture is more suitable to improve the water quality in BHRC. The vineyard presented the highest yield, taking into account the cost-effectiveness, and the lower nitrogen exportation, followed by heterogeneous culture and corn crop. All agricultural practices under study show an exponential increase in abatement costs, resulting from the decrease in nitrogen application and associated yields. However, compared to current agricultural practices (APA), the adoption of best agricultural practices (BP1 and BP2) results in increased production, greater reduction in the export of AID and higher agricultural income – hence abatement costs are much lower when using best agricultural practices (BP1 e BP2).

Submitted by Patrícia Correia (patriciacorreia@ua.pt) on 2018-12-11T14:58:46Z No. of bitstreams: 1 dissertação.pdf: 2836217 bytes, checksum: 19e72659978c77d70237fbb00d9a09f6 (MD5) Made available in DSpace on 2018-12-11T14:58:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertação.pdf: 2836217 bytes, checksum: 19e72659978c77d70237fbb00d9a09f6 (MD5) Previous issue date: 2018 This thesis was developed in the context of the UNaLab project (https://www.unalab.eu/), undertaken by a consortium led by VTT and in which the UA is consortium partner as well as work package leader (Monitoring and impact assessment). The UNaLab project has received funding from the European Union Horizon 2020 research and innovation programme under Grant Agreement No. 730052, Topic: SCC-2-2016-2017: Smart Cities and Communities Nature based solutions. Mestrado em Engenharia do Ambiente