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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq Fundação de Apoio à Tecnologia e Ciência - FATEC Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul - FAPERGS The observation and use of hydrological data represents the key to the resilience and sustainability of the use of water resources and soil. Furthermore, computational modeling techniques can be used as complementary strategies to investigate water and sediment flows in rivers. In this context, the thesis addresses the monitoring of hydrosedimentological processes and the application of modeling tools in two paired rural watersheds, with drainage areas of 1.14 km² (northern watershed) and 0.67 km² (southern watershed), in the southern from Brazil. The southern watershed has 59% more riparian forest than the northern watershed and also more intensive dairy activity. The drainages of the two watersheds are connected to the Passo Real water reservoir, one of the largest reservoirs in southern Brazil, with great importance for energy generation and supply. The first chapter of this thesis deals with the investigation of hydrological and sedimentological processes at the scale of rainfall events in the two paired watersheds. We investigated the effect of riparian vegetation in the two watersheds on surface hydrology and sediment transport. In addition, we investigated the connectivity aspects of these watershed, representative of regional conditions, with the Passo Real reservoir. The southern watershed, even with a smaller size, presented higher surface runoff and peak flow for most of the observed events, even with similar land uses to the northern watershed. On the other hand, the total production of specific sediments was higher for the northern watershed. This behavior can be explained due to the practice of minimum soil disturbance, which means greater disturbance, promoting greater production of sediments. The second chapter addresses the identification of sediment sources. Therefore, knowing the main origin of sediments is valuable information for decision making. The methods for determining the optical emission tracer properties of inductively coupled plasma and X-ray fluorescence confirmed that roads presented the greatest contributions from suspended sediment sources (between 84.3% and 89.2%), followed by crops and drainages, for the two watersheds. The third chapter describes the unprecedented and challenging efforts to apply LISEM to simulate the flow and production of sediments in the study area. We simulated a robust set of various rainfall events, divided into calibration and validation steps. The model satisfactorily represented the hydrology and sediment production of the simulated events for the calibration step. On the other hand, in the validation stage, the model did not adequately represent the processes, except for some events. This result is attributed to the uncertainties related to how the calibrated variables represent the variables observed in the field and, mainly, to the effect of spatial variability on the representation of hydrological processes. Strategies for watershed-scale monitoring, despite being a major challenge in environmental sciences in emerging countries, are also crucial investments to identify changes in hydrological systems, especially in the face of the effects of climate and ecosystem changes. A observação e utilização de dados hidrológicos representam a chave para a resiliência e a sustentabilidade do uso dos recursos hídricos e do solo. Além disso, técnicas de modelagem computacional podem ser utilizadas como estratégias complementares para investigar fluxos de água e sedimento em rios. Nesse contexto, a tese aborda o monitoramento dos processos hidrossedimentológico e a aplicação de ferramentas de modelagem em duas bacias hidrográficas rurais pareadas, com áreas de drenagem de 1,14 km² (bacia norte) e 0,67 km² (bacia sul), no sul do Brasil. A bacia sul possui 59% mais mata ciliar do que a bacia norte e também atividade leiteira mais intensiva. As drenagens das duas bacias são conectadas ao reservatório de água Passo Real, um dos maiores reservatórios do sul do Brasil, com grande importância para geração de energia a abastecimento. O primeiro capítulo desta tese aborda a investigação de processos hidrológicos e sedimentológicos em escala de eventos de chuva nas duas bacias hidrográficas pareadas. Investigamos o efeito da vegetação ribeirinha nas duas bacias sobre a hidrologia de superfície e transporte de sedimentos. Além disso, investigamos os aspectos da conectividade dessas bacias, representativa das condições regionais, com o reservatório Passo Real. A bacia hidrográfica sul, mesmo com tamanho menor, apresentou maior escoamento superficial e vazão de pico para a maioria dos eventos observados, mesmo apresentando usos do solo similares à bacia hidrográfica norte. Por outro lado, a produção total de sedimentos específica foi maior para a bacia norte. Esse comportamento pode ser explicado devido à prática de revolvimento mínimo do solo, o que significa maior perturbação, promovendo maior produção de sedimentos. O segundo capítulo aborda a identificação das fontes de sedimentos. Pois, conhecer a origem principal dos sedimentos é uma informação valiosa para a tomada de decisões. Os métodos de determinação de propriedades traçadoras de emissão óptica de plasma indutivamente acoplado e fluorescência de raios-X confirmaram que as estradas apresentaram as maiores contribuições das fontes de sedimentos suspensos (entre 84,3% e 89,2%), seguido das lavouras e drenagens, para as duas bacias hidrográficas. O terceiro capítulo descreve os esforços inéditos e desafiadores para a aplicação do LISEM para simular o escoamento e a produção de sedimentos na área de estudo. Simulamos um conjunto robusto de vários eventos de chuvas, divididos em etapas de calibração e validação. O modelo representou satisfatoriamente a hidrologia e a produção de sedimentos dos eventos simulados para a etapa de calibração. Por outro lado, na etapa de validação, o modelo não representou adequadamente os processos, salvo em alguns eventos. Esse resultado é atribuído às incertezas relacionadas ao quanto às variáveis calibradas representam as variáveis observadas em campo e, principalmente, ao efeito da variabilidade espacial sobre a representação de processos hidrológicos. Estratégias de monitoramento em escala de bacias hidrográficas, apesar de ser um grande desafio nas ciências ambientais em países emergentes, também são investidas cruciais para identificar mudanças nos sistemas hidrológicos, principalmente diante dos efeitos das mudanças climáticas e ecossistêmicas.

La modelación numérica es una herramienta fidedigna para determinar áreas susceptibles de inundación siendo esta la razón fundamental para identificar los puntos de desborde causadas por eventos típicos y extraordinarios de precipitación, en la región media del rio Sinú (tramo Montería). Para el desarrollo sustancial de esta investigación se generó en primer lugar una simulación hidrológica la cual evaluó el comportamiento de las precipitaciones en la cuenca media, teniendo en cuenta parámetros morfométricos, uso y cobertura del suelo, un modelo de elevación digital e información hidrometereológica, generando unos resultados confiables como la extrapolación de lluvias máximas en 24 horas, determinación del CN , generación curvas IDF, hietogramas de los periodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 50 y 100 años ,generados en el software IDF tormenta los cuales son el sustento de los hidrograma generados en el software Hec-Hms, siendo estos la base principal de la simulación hidrodinámica. De esta manera en la implementación del modelo hidrodinámico Iber se configuraron aspectos esenciales, como la geometría del modelo, la cual se adaptó eficientemente a las condiciones de la zona de estudio, además, comprobando la certeza del modelo se calibró y validó por medio de los datos reales de niveles medidos por la estación limnimétrica Montería, obteniéndose una prueba de bondad de ajuste muy buena con resultado de NSE 0.75 y 0.73 para calibración y validación respectivamente. Finalmente, se generó una zonificación de la inundación para cada periodo de retorno evidenciándose mayores afectaciones a partir del Tr 20 en ambas márgenes del rio, de esta manera se puede identificar qué lugares necesitan medidas oportunas de gestión de riesgo para la toma de decisiones y mitigación de posibles impactos. RESUMEN .................................................................................................................... xiii ABSTRACT ................................................................................................................... xiv 1. INTRODUCCIÓN ................................................................................................. 15 2. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA ............................................................................ 18 2.1. Estado del arte ................................................................................................... 18 2.2. Modelación numérica aplicada a la simulación de inundación ......................... 22 2.3. Modelo bidimensional Iber ............................................................................... 23 2.3.1. Ecuaciones en el software Iber aplicadas a la hidrodinámica .................... 23 2.3.2. Condiciones de contorno ............................................................................ 24 3. MATERIALES Y MÉTODOS.............................................................................. 25 3.1. TIPO DE ESTUDIO .......................................................................................... 25 3.2. ÁREA DE ESTUDIO ........................................................................................ 25 3.3. DISEÑO METODOLÓGICO ........................................................................... 26 3.3.1. Campaña de medición batimétrica ............................................................. 26 3.3.2. Pre-procesamiento de datos........................................................................ 27 3.3.2.1. Adquisición y procesamiento del Modelo de Elevación Digital (DEM) 27 3.3.2.2. Características morfométricas generales de la cuenca ........................... 28 3.3.2.3. Clasificación de la cuenca en subcuencas .............................................. 29 3.3.2.4. Cálculo del tiempo de concentración ..................................................... 30 3.3.2.5. Obtención del número de curva CN ....................................................... 30 3.3.2.6. Cálculo abstracción inicial (Ia) ............................................................... 31 3.3.2.7. Adquisición y procesamiento de datos pluviométricos .......................... 32 3.3.3. Polígonos de Thiessen: Área de influencia de las estaciones sobre la cuenca ... 33 3.3.4. Ponderación de extrapolación de lluvias máximas en 24 horas ..................... 33 3.3.5. Cálculo de hietogramas .................................................................................. 34 3.3.6. Implementación del modelo hidrológico Hec-Hms ....................................... 35 3.3.7. Calibración del modelo hidrológico Hec-Hms y obtención de hidrogramas. 35 3.4. Implementación del modelo hidrodinámico ...................................................... 36 3.4.1. Selección del modelo ................................................................................. 36 3.4.2. Pre-proceso de datos en el modelo Iber ..................................................... 36 3.4.2.1. Creación de la geometría del modelo ..................................................... 36 3.4.2.2. Generación de la malla de cálculo .......................................................... 37 3.4.2.3. Condiciones de contorno ........................................................................ 37 3.4.2.3.1. Condición de entrada .......................................................................... 37 3.4.2.3.2. Condición de salida ............................................................................. 37 3.4.2.3.3. Condición inicial ................................................................................. 38 3.4.3. Rugosidad del suelo ................................................................................... 38 3.4.3.1. Obtención de Manning del río con fórmula de Cowan .......................... 38 3.4.3.2. Asignación de Manning en Iber ............................................................. 40 3.4.4. Datos del problema en Iber ........................................................................ 41 3.5. Calibración y validación del modelo hidrodinámico Iber ................................. 42 3.6. Determinación de las zonas susceptibles a inundación ..................................... 43 4. RESULTADOS Y DISCUSIONES ....................................................................... 45 4.1. Medición batimétrica ......................................................................................... 45 4.2. Procesamiento del modelo de elevación digital (DEM) .................................... 45 4.3. Características morfométricas generales de la cuenca ...................................... 46 4.3.1. Curva hipsométrica .................................................................................... 48 4.3.2. Resultado clasificación de la cuenca en subcuencas .................................. 49 4.3.3. Tiempo de concentración ........................................................................... 49 4.4. Obtención del número de curva CN .................................................................. 50 4.5. Obtención de abstracción inicial (Ia) ................................................................. 52 4.6. Selección y área de influencia de las estaciones pluviométricas sobre las subcuencas.................................................................................................................... 53 4.7. Ponderación de extrapolación de lluvias máximas en 24 horas ........................ 56 4.8. Hietogramas obtenidos ...................................................................................... 57 4.9. Calibración del Hec-Hms y generación de hidrogramas ................................... 58 4.10. Pre-procesamiento de datos en Iber ............................................................... 60 4.10.1. Generación de la malla de cálculo .......................................................... 60 4.10.2. Rugosidad del suelo ................................................................................ 62 4.10.2.1. Obtención Manning del río ................................................................. 62 4.10.3. Resultados datos del problema en Iber ................................................... 63 4.11. Resultados calibración y validación de Iber .................................................. 64 4.12. Escenarios de simulación hidrodinámica ....................................................... 67 5. CONCLUSIONES .................................................................................................. 83 6. RECOMENDACIONES ........................................................................................ 84 7. BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................... 85 8. ANEXOS ................................................................................................................. 93 Pregrado Ingeniero(a) Ambiental Trabajos de Investigación y/o Extensión

Agência 1 A demanda por recursos hídricos é um processo que anda em sentido contrário a quantidade e qualidade apresentada pela maioria dos corpos hídricos superficiais. Diante disso três situações são observadas: o elevado custo para recuperação dos corpos hídricos, o tratamento das águas para obtenção de potabilidade, e a exploração das águas subterrâneas, justificada pela abundância e limpidez. Este trabalho tem como principal objetivo a caracterização e avaliação do potencial hídrico subterrâneo, com bases nas características geológicas e hidrogeológicas do baixo curso do Rio Piracicaba, região esta, dependente das águas subterrâneas para o desenvolvimento de todas as atividades. O estudo dos poços perfurados e das vazões outorgadas, permitiu a caracterização dos aquíferos. A quantificação das componentes superficiais e subterrâneas, reproduzidas por meio de hidrogramas, possibilitaram os cálculos das contribuições dos aquíferos para a perenicidade dos cursos d’água, mediante avaliação dos volumes referentes ao deflúvio total e ao deflúvio subterrâneo. Das sete cidades que constituem a área de estudo, apenas Jaguaraçu não utiliza das águas subterrâneas para abastecimento público. Foram cadastrados 1275 poços que estão assentados em quatro sistemas aquíferos identificados. Metade destes poços estão perfurados no sistema aquífero fissural das rochas cristalinas. No sistema aquífero fissural formado por rochas metassedimentares/metavulcânicas e no sistema aquífero poroso proveniente das formações cenozoicas são encontrados os poços com as maiores vazões de captação. Estimativas realizadas considerando o aumento populacional, correlacionado com a demanda hídrica regional, para o ano de 2035, mostram que será necessário uma nova e eficiente gestão dos recursos hídricos subterrâneos capaz de atender as necessidades de um futuro bem próximo. The demand for hydric resources is a process that moves in the opposite direction of the quantity and quality of superficial hydric bodies majority. Considering this circumstance, three situations are identified: the high cost for recovering hydric bodies, water treatment aiming to achieve potability, and the exploitation of groundwaters, justified by its abundance and limpidity. The main goal of this work is to characterize and evaluate the ground hydric potential, based on the geological and hydrogeological characteristics of the low course of Piracicaba River, region in which the development of all activities depends on groundwater. The study of the drilled wells and granted flows, enabled the characterization of the aquifers. The quantification of the superficial and subterranean components, presented through hydrographs, led to the calculation of the contribution of the aquifers to the perpetuity of the water course, upon the evaluation of total and subterranean defluvium volumes. Considering the seven cities included in the studied area, only Jaguaraçu doesn’t use groundwater for public supply. In total, 1275 wells were registered, which are placed within four aquifer systems identified. Half of these wells are drilled in the fissural aquifer system of the crystalline rocks. In the fissural aquifer system formed by metasedimentary / metavolcanic rocks and in the porous aquifer system from the cenozoic formations, the wells with the highest flow rates are found. Estimates developed considering population growth, correlated to the regional hydric demand, for 2035, show that a new and efficient ground hydric resource management will be necessary in order to meet the necessities of a near future.

Indexado en Scopus Debris flows are geophysical phenomena, caused by torrential rain, which occur in mountainous areas, characterized by the detachment of slope and riverbed materials and their consequent dislodge through watersheds and streams. Debris flows usually carry sludge, water and rocks, and can destroy everything in their path. On February 8th, 2019, an event of this type occurred and destroyed Mirave’s community in Peru, which was located in the areas of transport and deposition of debris flows. This research presents the modeling and numerical simulation to reproduce the transport and deposition processes of the debris flow that occurred in Mirave. The initiation process of the debris flow in streams was represented by hydrographs obtained from the estimated rain runoff volumes and solid materials found at each evaluated micro watershed. The numerical simulation results show acceptable results in terms of reproduction of the extension of the affectation and deposition areas of solids related to the studied debris flow. The resulting velocity field shows an adequate representation of the erosion zones observed in the area. The model used for evaluating the disaster risk by debris flows can predict and delimit, with acceptable accuracy, the potentially dangerous areas for a mudslide event. The application of the proposed methodology for assessing the disaster risk due to debris flows at watersheds and streams is useful to understand the extent of debris flow affectation during extreme weather events, as well as to develop emergency plans, and to formulate disaster management policies in Peru or in other countries with similar conditions. Os fluxos de detritos são fenômenos geofísicos provocados por chuvas torrenciais, que ocorrem em áreas montanhosas, e se caracterizam pelo desprendimento de materiais de declives e de leitos de rios e seu consequente arraste água abaixo através de bacias e córregos. Os fluxos de detritos carregam consigo, em geral, lodo, água e rochas, e podem destruir tudo o que está em seu caminho. No dia 8 de fevereiro de 2019 ocorreu um evento deste tipo que destruiu a comunidade de Mirave, no Peru, que estava localizada nas áreas de trânsito e deposição dos fluxos de detritos. Esta pesquisa apresenta a modelagem e simulação numérica para reproduzir os processos de iniciação e deposição de fluxos de detritos ocorrido em Mirave. O processo de iniciação dos fluxos de detritos nos desfiladeiros foi representado por hidrogramas obtidos a partir dos volumes estimados de escoamento de água da chuva e materiais sólidos encontrados em cada microbacia avaliada. Os resultados das simulações numéricas mostram resultados aceitáveis em termos de reprodução da extensão do impacto nas áreas de deposição de sólidos relacionados ao fluxo de detritos estudado. O campo de velocidades resultantes mostra uma adequada representação das zonas de erosão observadas in loco. O modelo usado para a avaliação do risco de desastres por fluxos de detritos é capaz de prever e delimitar, com uma aproximação aceitável, as áreas potencialmente perigosas para um evento de deslizamento de terra com um período de retorno determinado. A aplicação da metodologia proposta para avaliação do risco de desastres devido aos fluxos de detritos, a bacias e riachos, é útil para entender a extensão dos impactos gerados pelos fluxos de detritos durante eventos climáticos extremos, bem como para o desenvolvimento de planos de emergência e formulação de políticas de gestão de desastres no Peru.

El área de estudio fue la microcuenca Cruz del Chaquilcay que intersecta con el AVBPA. Se realizó la aplicación del software HEC - HMS para el cálculo de hidrogramas de crecida y el software R - ClimDex para obtener índices climáticos. La finalidad fue la generación de información hidrológica y determinar el grado de afección ejercido por el cambio climático. The study area was the Chaquilcay micro watershed that intersects with the AVBPA. The HEC - HMS software was used for the calculate of flood hydrographs and the R - ClimDex software to obtained climatic indixes. The purpose was the generation of hydrological information and determine the degree of affection exerted by climate change.

Testes preliminares realizados com o modelo hidrológico HidroBacia, indicaram desequilíbrio no seu balanço de massa, despertando a necessidade de estudos visando ao seu aperfeiçoamento; assim, o presente trabalho consistiu no aprimoramento do modelo HidroBacia a partir da localização e correção de falhas no código-fonte do seu programa computacional, essas falhas foram identificadas através da depuração do modelo durante simulações do hidrograma de escoamento superficial, utilizando-se dados de uma microbacia hidrográfica experimental. A principal causa relacionada com o desequilíbrio do balanço de massa do modelo, tinha referência com a solução das equações do modelo de ondas cinemáticas usado na propagação dos hidrogramas de escoamento superficial, cujo problema foi contornado pela substituição do algoritmo linear utilizado, Bras (1990), pelo algoritmo não-linear apresentado por Li et al. (1975). A partir desta modificação, considerada principal, e outras modificações implementadas, o balanço de massa do modelo HidroBacia foi ajustado e suas simulações passaram a gerar estimativas coerentes. Em virtude das alterações efetuadas, o HidroBacia evoluiu da versão 1.0 para a versão 1.1.In previous tests conducted by the HidroBacia hydrologic model, desequilibria in its mass balance was detected, thus showing the need for further studies for its improvement. This work consisted of improvement of the HidroBacia model by means of identification and correction of mistakes in its software source code. The mistakes were identified through adjustment during runoff hydrograph simulations using an experimental watershed data bank. The main factor, related to the mass balance desequilibria in the model, was correlated with the solution of the equations for the kinematic wave model used for propagation of the runoff hydrographs. This problem was corrected by the substitution of the linear algorithm used (Bras, 1990), by the non-linear algorithm proposed by Li et al. (1975). Starting from this modification, considered as the principal one, and other modifications made in the program, mass balance of the HidroBacia model was fitted and its simulations started to generate coherent estimates. Due to the modifications made in HidroBacia the software evolved from version 1.0 to version 1.1.

Este trabalho consistiu na modelagem hidrológica de uma microbacia hidrográfica utilizando-se o modelo HidroBacia, no qual o processo de infiltração da água no solo é representado por meio da equação de Green-Ampt modificada por Mein e Larson. Obtiveram-se, dentre os parâmetros desta equação, o potencial matricial na frente de umedecimento, a condutividade hidráulica e a umidade do solo na zona de transmissão, através de diversos métodos apresentados na literatura; desta forma, foram preparadas e testadas 36 combinações de dados de entrada, visando identificar as que apresentam melhor desempenho nas simulações do hidrograma de escoamento superficial com o modelo e se selecionaram, dentre os eventos de chuva-vazão registrados na microbacia, os 14 mais relevantes para realização das simulações. Das 36 combinações de dados de entrada testadas, seis apresentaram melhor desempenho na estimação dos hidrogramas. O modelo HidroBacia ainda necessita de aprimoramentos, juntamente com análises de sensibilidade, com vista a identificar possíveis incompatibilidades entre os dados de entrada e os respectivos resultados das simulações, uma vez que o modelo apresentou resultados incoerentes em determinadas situações.This work consisted of the hydrologic modeling of a small watershed using the HidroBacia model. The soil water infiltration process is represented by means of the Green-Ampt equation, modified by Mein and Larson, in this model. Among the equation parameters, matric potential in the wetting front, hydraulic conductivity and soil moisture in the "field saturation" were obtained using different methods based on previous scientific literature. Thirty six input data combinations were tested in order to identify those that showed better performance on the runoff hydrograph simulations with the model. Between the rainfall-runoff events registered on watershed, the most relevant (14) of them were selected to perform the simulations. Six of 36 input data combinations tested showed better performance in the hydrograph estimations. The HidroBacia model still needs more improvenents, as well as sensitivity analysis in order to identify incompatibilities between input data and the simulation results, since the model showed incoherent results under certain situations.

Testes preliminares realizados com o modelo hidrológico HidroBacia, indicaram desequilíbrio no seu balanço de massa, despertando a necessidade de estudos visando ao seu aperfeiçoamento; assim, o presente trabalho consistiu no aprimoramento do modelo HidroBacia a partir da localização e correção de falhas no código-fonte do seu programa computacional, essas falhas foram identificadas através da depuração do modelo durante simulações do hidrograma de escoamento superficial, utilizando-se dados de uma microbacia hidrográfica experimental. A principal causa relacionada com o desequilíbrio do balanço de massa do modelo, tinha referência com a solução das equações do modelo de ondas cinemáticas usado na propagação dos hidrogramas de escoamento superficial, cujo problema foi contornado pela substituição do algoritmo linear utilizado, Bras (1990), pelo algoritmo não-linear apresentado por Li et al. (1975). A partir desta modificação, considerada principal, e outras modificações implementadas, o balanço de massa do modelo HidroBacia foi ajustado e suas simulações passaram a gerar estimativas coerentes. Em virtude das alterações efetuadas, o HidroBacia evoluiu da versão 1.0 para a versão 1.1. In previous tests conducted by the HidroBacia hydrologic model, desequilibria in its mass balance was detected, thus showing the need for further studies for its improvement. This work consisted of improvement of the HidroBacia model by means of identification and correction of mistakes in its software source code. The mistakes were identified through adjustment during runoff hydrograph simulations using an experimental watershed data bank. The main factor, related to the mass balance desequilibria in the model, was correlated with the solution of the equations for the kinematic wave model used for propagation of the runoff hydrographs. This problem was corrected by the substitution of the linear algorithm used (Bras, 1990), by the non-linear algorithm proposed by Li et al. (1975). Starting from this modification, considered as the principal one, and other modifications made in the program, mass balance of the HidroBacia model was fitted and its simulations started to generate coherent estimates. Due to the modifications made in HidroBacia the software evolved from version 1.0 to version 1.1.

Trabajo de investigación Se presentan tres metodologías hidrológicas para estimar los caudales ecológicos en la cuenca del río Ocoa a la altura de la inspección de policía Alto Pompeya en el municipio del Meta. El modelo hidrológico empleado representa las características de un modelo hidrológico agregado conceptualizado bajo un esquema de cuatro tanques interconectados entre sí, adaptado por la universidad de Medellín del modelo TETIS, el cual esquematiza los diferentes componentes del ciclo hidrológico. Los métodos de generación de caudales ecológicos utilizados corresponden a los índices 7Q10, propuesto por Chiang en 1976, a partir de caudales mínimos diarios, el cálculo del Q95% de la curva de duración de caudales medios diarios multianuales y los factores de reducción del 25% en el mes más bajo de la serie mensual multianual; de acuerdo a lo dispuesto en la resolución 0865 de 2004 de Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible. Todos estos se comparan y se busca el resultado más conservador para la planificación de los recursos hídricos Especialización Especialista en Recursos Hídricos

Trabajo de investigación En este documento se hará una breve descripción de los países que conforman la comunidad andina, hablaremos de su localización geográfica, el aspecto social de cada nación, su climatología, hidrografía y precipitación, todo esto con el fin de conocer el potencial de la región dadas sus condiciones geográficas y orográficas. También se dará a conocer el marco legal con el que se rige cada nación para el cuidado y preservación del recurso hídrico, al igual que las instituciones que intervienen en todo este proceso, finalizando se encontrarán en el documento la descripción de la situación actual de los recursos hídricos en donde se tocarán temas como la disponibilidad del recurso hídrico, los usos que se le dan y las políticas implementadas para hacer una buena Gestión Integral del Recurso Hídrico. Especialización Especialista en Recursos Hídricos

La presente investigación se considera como un estudio complementario a los diferentes proyectos de investigación que se vienen realizando en la zona por parte de Programas de Investigación como el Programa de Agua y Suelo (PROMAS) y Grupo de Ciencias de la Tierra y el Ambiente (GCTA) de la Universidad de Cuenca, quienes vienen desarrollando varios proyectos de investigación de carácter hidrometeorológicos en la zona de estudio. En cumplimiento a los objetivos planteados, como producto final se presentan mapas temáticos relacionados a la cubierta vegetal, edafología, hidrología, pendientes y una propuesta de zonificación, así como una tabla resumen de los parámetros morfométricos y tabla resumen con el inventario de usuarios y el análisis hidroclimático La microcuenca del Río Irquis es parte de la subcuenca del Río Tarqui, afluente de la Cuenca del Río Paute y se encuentra ubicada dentro de la jurisdicción parroquial de Victoria del Portete del Cantón Cuenca en la Provincia del Azuay. La microcuenca tiene una forma alargada (rectangular oblonga) en dirección NW - SE y se encuentra ubicada entre las coordenadas UTM (WGS84) en su parte alta 698396E ¿ 9665964N y en su parte baja en la confluencia con el Río Tarqui 713544E ¿ 9659449N...

Este trabalho consistiu na modelagem hidrológica de uma microbacia hidrográfica utilizando-se o modelo HidroBacia, no qual o processo de infiltração da água no solo é representado por meio da equação de Green-Ampt modificada por Mein e Larson. Obtiveram-se, dentre os parâmetros desta equação, o potencial matricial na frente de umedecimento, a condutividade hidráulica e a umidade do solo na zona de transmissão, através de diversos métodos apresentados na literatura; desta forma, foram preparadas e testadas 36 combinações de dados de entrada, visando identificar as que apresentam melhor desempenho nas simulações do hidrograma de escoamento superficial com o modelo e se selecionaram, dentre os eventos de chuva-vazão registrados na microbacia, os 14 mais relevantes para realização das simulações. Das 36 combinações de dados de entrada testadas, seis apresentaram melhor desempenho na estimação dos hidrogramas. O modelo HidroBacia ainda necessita de aprimoramentos, juntamente com análises de sensibilidade, com vista a identificar possíveis incompatibilidades entre os dados de entrada e os respectivos resultados das simulações, uma vez que o modelo apresentou resultados incoerentes em determinadas situações. This work consisted of the hydrologic modeling of a small watershed using the HidroBacia model. The soil water infiltration process is represented by means of the Green-Ampt equation, modified by Mein and Larson, in this model. Among the equation parameters, matric potential in the wetting front, hydraulic conductivity and soil moisture in the "field saturation" were obtained using different methods based on previous scientific literature. Thirty six input data combinations were tested in order to identify those that showed better performance on the runoff hydrograph simulations with the model. Between the rainfall-runoff events registered on watershed, the most relevant (14) of them were selected to perform the simulations. Six of 36 input data combinations tested showed better performance in the hydrograph estimations. The HidroBacia model still needs more improvenents, as well as sensitivity analysis in order to identify incompatibilities between input data and the simulation results, since the model showed incoherent results under certain situations.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental.

No âmbito da preparação da folha 6 da Carta Hidrogeológica de Portugal na escala 1:200 000, que abrange genericamente a região do Alto Alentejo (Portugal), foram estudadas dez bacias hidrográficas, utilizando precipitações e escoamentos monitorizados pelo Instituto da Água (INAG). Dependendo da bacia hidrográfica, foram analisadas séries de escoamento relativas a períodos de 4 a 28 anos hidrológicos, onde se estimaram precipitações anuais médias entre 489 mm/a e 936 mm/a e escoamentos totais anuais médios entre 49 mm/a e 623 mm/a. Utilizando uma técnica de decomposição dos hidrogramas de escoamento, obtiveram-se escoamentos de base anuais médios entre 17 mm/a e 423 mm/a, que correspondem a valores entre 3% e 45% da precipitação calculada nas bacias. Utilizando os valores de escoamento de base anuais e os valores de precipitações anuais apresentam-se funções de escoamento de base anual vs precipitação anual para cada bacia hidrográfica. Os valores de escoamentos de base anuais médios são analisados criticamente e esta informação é cruzada com as áreas de afloramento de agrupamentos de formações geológicas definidos para este efeito, concluindo-se quanto ao respectivo comportamento hidrogeológico. A técnica de cruzamento da informação visa o cálculo de um coeficiente de escoamento de base (c Eb j) característico de cada agrupamento de formações geológicas, que representa, para cada agrupamento, a parte da precipitação que é transformada em escoamento de base. As rochas carbonatadas do soco hercínico originam coeficientes nulos, o que se justifica por não haver coincidência entre as bacias hidrográficas e hidrogeológicas (c Eb j=0.0%). Nas restantes formações obtiveram-se resultados entre 3.5% (rochas essencialmente xistentas paleozóicas) e 21.9% no Pliocénico detrítico (Conglomerados de Ulme e arenitos de Almeirim). O erro resultante da aplicação dos coeficientes encontrados ao conjunto das bacias foi de 59 mm (excluindo a bacia de Rasa, que não foi considerada nesta análise, por razões que se explicam no texto).

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Ambiental O conhecimento obtido pelo monitoramento de fenômenos hidrológicos tem melhorado a representação da realidade pelos modelos. O modelo matemático possui vantagens sobre os outros tipos de modelos, dada à sua facilidade de implementação, baixo custo, rápida visualização dos resultados e a simulação de experimentos inviáveis na prática. Um destes modelos matemáticos é o TOPMODEL. Este modelo possui uma simples e funcional conceituação, baseada em um índice de similaridade hidrológica, sobre os fenômenos que ocorrem em uma bacia hidrográfica. Devido a livre disponibilização do TOPMODEL, desde a sua criação ele vem sendo utilizado e alterado. Entretanto, existem poucos trabalhos comparativos entre a versão original e as alteradas. O presente trabalho teve como objetivo comparar e avaliar três formulações do TOPMODEL na simulação de hidrogramas. Duas formulações do TOPMODEL foram implementadas no código da formulação original. Estas duas formulações modificam o índice topográfico da formulação original. As formulações implementadas geraram dois novos modelos. Os três modelos (MODELO 1 - TOPMODEL original (BEVEN et al., 1984); MODELO 2 - modificado por CAMPLING et al. (2002) e MODELO 3 - modificado por DATIN (1998)) foram analisados e comparados com dados obtidos na bacia Rio Pequeno no município de São José dos Pinhais - PR. Um modelo matemático denominado WADI, utilizando uma rede de triângulos irregulares, foi implementado em linguagem orientada a objetos para extrair a partir de curvas de nível digitalizadas da bacia a função distância-área. Esta função foi convertida em um histograma tempo-área dentro do TOPMODEL. Os intervalos válidos dos parâmetros dos três modelos foram estimados de acordo com recomendações da bibliografia e com prévias simulações. Os modelos foram testados com duas séries de dados horários de precipitação e vazão, uma para calibração dos modelos e a outra para validação. Conjuntos de parâmetros com melhores eficiências foram selecionados a partir de simulações utilizando a técnica Monte Carlo. O critério de escolha do valor da eficiência para exclusão de conjuntos de parâmetros foi baseado na percentagem (60%) de parâmetros excluídos para cada modelo. Por meio da distribuição de freqüência destas eficiências, os limites de incerteza referentes a 5% e 95% foram encontrados nos hidrogramas. Os conjuntos dos melhores parâmetros determinados na primeira série de dados foram aplicados na segunda série. Através de um método estatístico usando a equação de Bayes, as eficiências dos conjuntos de parâmetros da segunda série foram combinadas com as da primeira, implicando na redução do intervalo de incerteza para a segunda série. Hidrogramas das vazões observadas e simuladas com os três modelos foram traçados e estes foram comparados e analisados de acordo com as medidas de desempenho (índice de Nash, entropia e incerteza). Foi observado que para a bacia de aplicação e para as séries de dados escolhidas os três modelos obtiveram desempenhos semelhantes na simulação de hidrogramas. O MODELO 2 tem intervalos de incerteza mais estreitos, desta forma possuindo menos incerteza na calibração de parâmetros. Além disso, este modelo compreende o maior número de vazões observadas dentro dos limites de incerteza. Portanto, o MODELO 2 é considerado o melhor dos três modelos analisados na simulação de hidrogramas, às custas da introdução de um novo parâmetro.