Este trabalho apresenta um estudo experimental realizado na bacia hidrográfica do arroio Donato (1,1 km2), localizada na região central do derrame basáltico sul-riograndense, com o objetivo de avaliar se a variabilidade espaço-temporal do conteúdo de água no solo pode ser explicada a partir de fatores ambientais, tais como topografia e solo. Para isto foi analisado um conjunto de mais de 2000 medições de conteúdo de água no solo, coletadas numa malha regular em toda a bacia, nas profundidades de 0cm (superfície), 30 cm e 60 cm, e em dois perfis com comprimentos de 280 m (Perfil P1) e 320 m (Perfil P3). As medições do conteúdo de água no solo foram realizadas pelo método gravimétrico, na camada superficial, e com TDR, nas camadas inferiores. A análise de correlação mostrou que os atributos topográficos com maior correlação com o conteúdo de água no solo foram: área de contribuição, aspecto e curvatura no perfil, na superfície; e declividade, área de contribuição e aspecto, a 30 cm de profundidade. Os dados dos perfis P1 e P3 mostraram correlação muito fraca com praticamente todos os atributos topográficos testados neste trabalho. Com relação aos índices de conteúdo de água, observou-se que os mesmos apresentam boa correlação com os dados da malha regular, principalmente com os obtidos a 30 cm de profundidade. Nos conjuntos de dados obtidos somente numa vertente (perfis P1 e P3) os índices de conteúdo de água não apresentam bom desempenho.

A estabilidade temporal no padrão espacial do conteúdo de água no solo foi avaliada numa pequena bacia rural na região do derrame basáltico sul-riograndense com o objetivo de identificar pontos de amostragem que reproduzem o comportamento médio e extremo do conteúdo de água no solo. Para isto o conteúdo de água no solo foi monitorado durante um ano agrícola. As amostras eram coletadas numa malha regular em toda a bacia, nas profundidades de 0 cm (superfície), 30cm, e em dois perfis com comprimentos de 280m (Perfil P1) e 320m (Perfil P3). As medições do conteúdo de água no solo foram realizadas pelo método gravimétrico, na camada superficial, e com TDR, na camada inferior. Observou-se que a estabilidade completa do padrão espacial do conteúdo de água no solo não existe na camada superficial sendo identificada somente para a profundidade de 30 cm. Foi possível identificar pontos na bacia com estabilidade temporal, principalmente na profundidade de 30 cm e no perfil P1. O uso de pontos de estabilidade temporal permite estimar a média espacial do conteúdo de água no solo com erro inferior a 5% e 1% na superfície e 30 cm, respectivamente.

A partir de estudos experimentais e de análise da representação do efeito de forma do canal no escoamento uniforme livre, Kazemipour e Apelt (1980) desenvolveram um procedimento para cálculo do escoamento uniforme em canais circulares lisos, denominado método de Kazemipour. Este método, dependente de procedimentos gráficos, possibilita, através da adequação do fator de atrito para tubos lisos pressurizados, o cálculo do escoamento uniforme em canais circulares lisos. Posteriormente Goldfarb e Silva (2003), através de um procedimento numérico, tornaram este método exeqüível através de uma formulação algébrica. O método de Goldfarb e Silva (2003) foi confrontado por estes autores com a equação de Manning para o cálculo do escoamento em canais circulares lisos, e a superioridade deste novo método foi demonstrada. Neste trabalho faz-se uma avaliação do parâmetro de forma utilizado, de maneira a facilitar a aplicação do novo método, modificado para tornálo implícito, no cálculo do escoamento em canais circulares lisos. Apresenta-se também a validação analítica do método de Kazemipour. As formulações obtidas quando também comparadas com a equação de Manning, apresentaram-se superiores. Propõe-se ainda a possibilidade de unificação dos procedimentos para cálculo do fator de atrito nas fases pressurizada e livre.

Com o objetivo de promover a reflexão sobre os impactos ambientais ocasionados pela urbanização, avalia-se a relação entre expansão urbana e histórico de ocorrência de inundações e alagamentos em uma cidade média brasileira: São Carlos — SP. O levantamento de notícias históricas de jornal tem como objetivo resgatar informações sobre transformações físicoterritoriais e ocorrência de inundações e alagamentos em uma bacia urbana sem sistematização de dados históricos. Os métodos utilizados relacionam dados sobre evolução da urbanização, população e de ocorrência de inundações e alagamentos na Bacia do Gregório, especificamente no período de 1940 a 2004. Os resultados demonstram que a urbanização da bacia teve influência no aumento da freqüência de inundações se alagamentos, bem como no aumento da magnitude de seus impactos. Tais resultados indicam que a inclusão do histórico da ocupação territorial é um elemento crucial no processo de tomada de decisões para o planejamento territorial futuro. A abordagem histórica da drenagem urbana fornece subsídios para a implementação de políticas públicas que objetivem a recuperação ambiental e a redução dos impactos gerados por inundações e alagamentos.

O objetivo deste trabalho foi avaliar o impacto do custo da água para irrigação sobre as culturas exploradas na bacia hidrográfica do Baixo Jaguaribe (Ceará). Foram identificadas 36 culturas exploradas com irrigação a partir do rio Jaguaribe, totalizando uma área cultivada de 7.570 ha. O impacto da cobrança de água sobre a produção agrícola relacionada foi analisado utilizando os dados de necessidade de irrigação e os parâmetros de produção utilizando os seguintes indicadores: i) custo de produção; ii) receita bruta; e, iii) receita líquida,, sempre contrastanto com a tarifação vigente no Estado do Ceará estipulada pelo decreto nº 27.271/03. Em função das análises efetuadas, concluiu-se que o estabelecimento de um preço para água baseado no benefício líquido das explorações é mais adequado, do ponto de vista financeiro, que em relação aos custos de produção e sobre o faturamento bruto. Para a maioria das culturas analisadas, o impacto da cobrança sobre os custos de produção ficou na faixa de 1,5% a 5,1%, sendo que para o arroz cultivado em solo de textura leve e para a canade- açúcar, os impactos atingiram 9,0% e 11,1%, respectivamente.

Com o intuito de contribuir ao melhoramento das previsões meteorológicas na região semi-árida do Nordeste Brasileiro dominada por vegetação de Caatinga, foi instalado na fazenda escola de São João do Cariri, na Paraíba, um experimento denominado projeto Cariri. Uma torre com 8 metros de altura foi erguida no meio da vegetação para coletar informações micrometeorológicas na camada limite atmosférica, no dossel da vegetação e no solo para realizar localmente os balanços de radiação, de energia e de água. A intenção é de elaborar um modelo SVATs (Soil Vegetation Atmosphere Transfer Scheme) para ser, no futuro, incorporado a modelos de circulação atmosférica de mesoescala aplicáveis à região. O estudo experimental permitiu detectar processos físicos naturais específicos que reduzem as perdas de água neste ambiente frágil e vulnerável às secas. As transferências de calor sensível e vapor de água entre o solo e a atmosfera ou entre o solo e a vegetação, se devem permanentemente a um processo de conveccão livre controlado pela diferença de temperatura entre a superfície do solo e a atmosfera ou o ar no dossel da vegetação. Por sua vez, esta diferença de temperatura reduzida e as vezes invertida resulta conjuntamente da baixa difusividade termodinâmica do solo e do controle exercido pela vegetação sobre a transpiração. O resultado deste processo é uma baixa taxa de evapotranspiração e um relativo poder de conservação da umidade deste solo da região mais semi-árida do Brasil.

Medidores do tipo “tipping bucket (TBs)” são largamente utilizados em estações meteorológicas e hidro-ambientais para registrar detalhes da precipitação. A investigação da condição de funcionamento de equipamentos utilizados na Bacia experimental do Rio Barigüi revelou erros substanciais de medida. Levantamento bibliográfico indica haver consideráveis fontes de incerteza nas medições produzidas pelos TBs. Ensaios em laboratório confirmaram tendência a sub-medição, em especial durante eventos intensos. Os resultados obtidos indicam haver necessidade de ampliar o estudo, para que performance real deste tipo de equipamento no Brasil seja melhor compreendida.

Na Amazônia, o potencial hidrelétrico pode ser estimado somente nas grandes bacias, pois são as únicas que possuem dados de vazão. Tal fato deixa de lado inúmeras pequenas bacias que poderiam atender às pequenas comunidades isoladas através da implantação de microcentrais hidrelétricas. Os dados comumente disponíveis na região são os pluviométricos. Assim, o objetivo principal deste artigo é a aplicação e a transposição de um modelo chuva-vazão visando à simulação de curvas de permanência. A simulação das vazões é formulada a partir de um sistema linear (entrada-saída) invariável no tempo. O modelo é aplicado a duas pequenas bacias localizadas no Estado do Pará. Uma análise de sensibilidade do modelo, em função do tamanho das amostras de chuva e vazão, é efetuada com o objetivo de determinar o período de dados mais curto que ainda assegure uma boa aplicação do modelo. Como se tem duas pequenas bacias, é efetuada a transposição do modelo e uma análise de sensibilidade em função do tamanho da série de vazões necessária para a calibração da transposição. A análise de sensibilidade do modelo revela que um ano e meio de dados de chuva e vazão são suficientes para a aplicação do modelo. Já a análise de sensibilidade da transposição indica que uma amostra de vazões de um ano é suficiente para calibrar a transposição do modelo. Os resultados das análises de sensibilidade são importantes para a aplicação do modelo em pequenas bacias sem dados de vazão, como a maioria das pequenas bacias amazônicas.

O arroio da Manteiga, com extensão média de 7,12 km, localizado na Zona Norte de São Leopoldo, RS, é tributário indireto do rio dos Sinos e o principal afluente da sub-bacia do arroio Cerquinha. Este estudo visa elaborar um perfil da qualidade do ambiente, através das análises físico-químicas da água e sedimento de fundo; granulometria e teor de matéria orgânica do substrato; identificação de fatores microbiológicos e antrópicos que influenciam o sistema aquático; dos aspectos ecológicos dos macroinvertebrados, seus riscos e benefícios; e da verificação dos usos da água pela população. A escolha dos pontos amostrados deu-se através dos impactos que o arroio sofre ao longo de seu curso. Realizou-se uma coleta no período de cheia e duas no de estiagem. Devido à presença de moradores às margens do arroio a partir de seu trecho médio, as características gerais até sua foz são da classe 4, segundo Resolução do CONAMA nº 357/05. Coletaram-se 951 indivíduos de macroinvertebrados, sendo apenas Planorbidae (Gastropoda) considerado de importância para saúde pública. Houve segregação ecológica entre os pontos devido às famílias sensíveis à poluição, destacando-se Tipulidae, Gripopterygidae, Calamoceratidae e Gerridae ocorrentes apenas na nascente. Verificou-se que o uso deste recurso hídrico está diretamente relacionado ao lazer, dessedentação animal e deposição de resíduos.

A implantação de barramentos sejam eles para geração de energia, abastecimento de água, irrigação, dentre outros, tem promovido o impedimento da migração de peixes de piracema. No intuito de minimizar os efeitos negativos, causados por esses empreendimentos, surge em Minas Gerais a Lei 12.488, que obriga a construção de mecanismos para transposição de peixes (MTP) em barramentos, caso sejam necessários. Entretanto, a construção destes mecanismos em nosso país se baseia em modelos americanos, canadenses e europeus. No intuito de se conhecer o escoamento no mecanismo de transposição de peixes construído na UHE de Igarapava, realizaram-se testes em um modelo reduzido desse sistema na escala de 1:20. O mapeamento foi realizado com o auxilio de um Anemômetro LASER Doppler. Fez-se um conjunto de medidas em oito diferentes planos, e estes planos foram subdivididos em áreas de 10 x 10mm. Após o mapeamento foi possível “desenhar”, com auxílio do Matlab, os mapas representativos das iso-velocidades e vetores que ocorrem no MTP. Para isso utilizou-se de uma escala em cores nos contornos das iso-velocidades, onde as cores correspondem a magnitude das velocidades medidas, e o mapa de setas o direcionamento do escoamento, para verificação do comportamento do mesmo.

A crescente demanda de energia elétrica no Brasil tem alavancado a implantação de usinas hidrelétricas. Entretanto, a construção dessas estruturas promove impactos sobre o meio ambiente, especialmente no que diz respeito à migração de peixes. A partir do final dos anos 90 surgiram dispositivos legais que obrigam a construção de mecanismos para transposição de peixes (MTP), quando necessários. O desconhecimento sobre as características bio-hidráulicas dos peixes, a serem transpostos, tem obrigado os projetistas a utilizarem dados internacionais, de peixes do hemisfério Norte. Além disso, inexiste na literatura um estudo mais aprofundado sobre o campo de velocidades dentro dos MTP. Este trabalho apresenta um estudo sobre o escoamento em um MTP construído na UHE de Igarapava. O mapeamento de velocidades foi realizado utilizando-se um fluxímetro (molinete) com saída digital. Fez-se um conjunto de medidas em planos distantes entre si de 200mm. Estes planos foram subdivididos em áreas de 200 X 200mm. Após o mapeamento em campo foi possível “desenhar”, com auxílio do Matlab, os mapas representativos das velocidades que ocorrem no MTP. Para isso utilizou-se de uma escala em cores e setas, onde as cores correspondem a magnitude das velocidades medidas e as setas o direcionamento do escoamento, para verificação do comportamento do escoamento.

As simulações computacionais são atualmente indispensáveis para auxiliar a tomada de decisões em relação aos recursos hídricos, no entanto ainda são grandes as incertezas relacionadas às previsões hidrológicas, principalmente em bacias hidrográficas com poucos dados. O presente trabalho apresenta uma análise das incertezas do processo hidrométrico de medições de vazão e sua influência na modelagem de pequenas bacias urbanas. Para a avaliação das incertezas utiliza-se uma análise de primeira ordem para a equação de Manning. A metodologia apresentada é aplicada a um estudo de caso na parte alta da bacia do Córrego do Gregório, localizado no município de São Carlos, Estado de São Paulo. Os resultados mostram que um erro de ±5% (em 1 minuto) na leitura do nível d’água causa um desvio de aproximadamente ±15% na estimativa da vazão. Através deste estudo é possível verificar a importância da inclusão definitiva da análise de incertezas à modelagem hidrológica e a necessidade de desenvolvimento de novas metodologias e abordagens que possam reduzir as incertezas das previsões.

Este é o segundo de uma série de dois artigos que mostram como a inexistência de dados hidrológicos, ou a pobre qualidade dos mesmos, têm como conseqüência redes de macrodrenagem urbana mal dimensionadas, resultando em grandes custos para a sociedade. A partir dos resultados obtidos no primeiro artigo concluiu-se que o parâmetro CN representa uma das mais importantes fontes de erros na estimativa das dimensões das redes de macrodrenagem urbana. Desta forma foi utilizada a análise da sensibilidade mediante a técnica de Montecarlo para quantificar melhor o efeito de erros na estimativa do parâmetro sobre a vazão e custo da rede. A utilização do custo da rede como indicador permitiu o estabelecimento de uma linguagem comum com profissionais de outras áreas, principalmente de tomadores de decisão. Também foi quantificado quanto seria gasto adicionalmente no caso em que a rede fosse dimensionada e construída com parâmetros errados (custo de construção de uma tubulação auxiliar que evite alagamentos quando a principal foi subdimensionada, custo adicional em concreto quando a obra foi superdimensionada, etc.). Os resultados da análise aleatória mostraram que o erro usualmente cometido na estimativa do CN pode ocasionar um erro na estimativa da vazão da ordem de 30-160% e no custo da rede de 15-80% dependendo do cenário. Caso se a rede fosse construída com os parâmetros errados, que implicassem no subdimensionamento da mesma, seriam necessários R$ 0,50 a 1,10 por cada real investido pára recuperar a capacidade da rede.

Este trabalho apresenta um estudo experimental realizado na bacia hidrográfica do arroio Donato (1,1 km²), localizada na região central do derrame basáltico sul-riograndense, com o objetivo de avaliar a variabilidade espaço-temporal do conteúdo de água no solo utilizando técnicas geoestatiscicas. Para isto foi analisado um conjunto de mais de 2000 medições de conteúdo de água no solo, coletadas numa malha regular em toda a bacia, nas profundidades de 0 cm (superfície), 30 cm, e em dois perfis com comprimento de 280 m (Perfil P1) e 320 m (Perfil P3). As medições do conteúdo de água no solo foram realizadas pelo método gravimétrico, na camada superficial, e com TDR, nas camadas inferiores. A análise geoestatística dos dados mostrou que, na superfície do solo, a estrutura espacial é muito variável temporalmente. Na profundidade de 30 cm a presença de estrutura é mais permanente, indicando que nesta profundidade os processos laterais de distribuição de água são predominantes sobre os processos verticais. Os semivariogramas calculados com os dados do perfil P3 apresentam uma clara estrutura espacial, com o modelo exponencial com pepita apresentando um excelente ajuste.

Numa série de dois artigos mostra-se como a inexistência de dados hidrológicos, ou a pobre qualidade dos mesmos, têm como conseqüência redes de macrodrenagem urbana mal dimensionadas, resultando em grandes custos de investimento para a sociedade. Estes custos poderiam ser economizados com o correto dimensionamento. Neste primeiro artigo é analisada a forma em que as incertezas na determinação dos parâmetros de algumas das metodologias usadas nos projetos de redes de macrodrenagem urbana influem sobre a vazão e custo da rede de drenagem. A análise da incerteza foi realizada através da análise de sensibilidade das metodologias estudadas, escolhidas dentre as mais comuns em estudos de macrodrenagem urbana quando existe escassez de dados. O estudo foi aplicado numa bacia da cidade de Porto Alegre que apresenta condições típicas de bacias urbanas brasileiras. A partir dos resultados obtidos no trabalho pode-se concluir que há baixa sensibilidade das metodologias analisadas a erros na estimativa do tempo de concentração e posição do pico da chuva, e por outro lado, há alta sensibilidade ao parâmetro CN e à escolha da relação IDF para o cálculo do hidrograma de projeto.

Este artigo aborda o fenômeno de interação onda-vegetação submersa, sob uma ótica mecanicista. O conhecimento da interação onda-vegetação é capaz de esclarecer como taludes de canais de navegação ou margens de corpos d’água são protegidos da ação de forçantes hidrodinâmicas, como é o caso das ondas gravitacionais. Tem-se, como um dos objetivos deste trabalho, informar e trazer à comunidade científica brasileira a discussão desse assunto, que é relativamente recente. Então, o foco dessa comunicação científica é apresentar alguns trabalhos da literatura que estudam esse problema e apresentar um modelo próprio, desenvolvido segundo uma potencialidade regional e constatação da erodibilidade de margens desprotegidas de lagos artificiais, notadamente aquelas de lagos de barragens.

Este trabalho baseia-se na constatação de que ondas que incidem em margens protegidas pela vegetação aquática submersa são menos susceptíveis aos efeitos de erosão e/ou assoreamento do que margens desprotegidas. Neste âmbito, propõese um modelo de atenuação da energia da onda baseada na premissa de que toda energia dissipada por esta é transmitida integralmente à vegetação. As equações base do modelo numérico são obtidas a partir da analogia dinâmica entre a vegetação e vigas, dotadas de viscoelasticidade. Estas equações são discretizadas e acopladas com um modelo energético baseado nas equações de atenuação encontradas na literatura. Os resultados experimentais, quando da simulação da vegetação presente no sítio de estudo (margens do reservatório de Ilha Solteira-SP), foram comparados com os resultados do modelo numérico e teóricos, tanto no aspecto dinâmico quanto no energético, mostrando a potencialidade do modelo numérico desenvolvido.

Um estudo experimental e teórico da interação que ocorre num sistema rio-aqüífero foi realizado. A parte experimental consiste da liberação de um pulso de água de um reservatório e medição dos níveis d´água do rio e do aluvião adjacente, de forma a determinar o gradiente hidráulico entre ambos. A parte teórica consiste em analisar a interação rioaqüífero no regime transiente por meio de um programa computacional, doravante denominado STLK1, desenvolvido por DeSimone e Barlow do United States Geological Survey (USGS). Tal programa faz uso da Transformada de Laplace e do conceito de Integral de Convolução na resolução analítica das equações que descrevem o sistema rio-aqüífero. O modelo analítico é usado então para estimar propriedades hidráulicas do aqüífero, aqüitarde e da margem do rio, avaliar as condições hidrológicas no aqüífero, estimar o fluxo d´água no sistema rio-aqüífero e o volume armazenado no aqüífero resultante da onda de cheia. Os resultados de carga hidráulica e fluxo são comparados com resultados obtidos com o programa computacional MODFLOW. A análise realizada mostrou a aplicabilidade do programa STLK1, além de levar a um melhor conhecimento da dinâmica da interação rio-aqüífero no Semi-Árido brasileiro.

O Terminal Almirante Barroso — TEBAR, de propriedade da Petrobrás, está localizado no Canal de São Sebastião — CSS, onde lança seus efluentes através de dois emissários submarinos de polietileno de alta densidade, contendo, cada um deles, uma tubulação difusora em sua extremidade. Cada tubulação difusora é constituída de três risers com 0,15m de diâmetro e 1,5m de altura, a uma profundidade que varia entre 19,15 e 25,45m. A intensidade média de corrente no canal é da ordem de 0,40 e 0,60m/s, com direção preferencial NE. O efluente possui altas concentrações de amônia (máxima de 125,5mg/L em abril de 2001) que ultrapassam o padrão de emissão estabelecido pela Resolução Conama 20/86 (Artigo 21 - 5,0 mg NH3/L), além de ser caracterizado como um efluente denso devido a alta concentração de salinidade. Para compreender o processo de dispersão do contaminante amônia e o perfil hidrodinâmico da pluma do efluente dos emissários submarinos do TEBAR, utilizou-se a modelagem computacional baseada no método dos volumes finitos (DFC — software FLUENT) e no método integral (CORMIX) como ferramenta de análise do processo da dispersão de efluentes no corpo d’água, e também como ferramenta no suporte a decisão da agência ambiental e da própria Petrobrás, frente a exigência de atendimento à legislação. Os resultados apresentaram uma pluma com empuxo negativo, que submerge após alguns metros do lançamento, acarretando um forte impacto bêntico na área circunvizinha do sistema difusor. Os resultados de dispersão da aplicação do FLUENT mostraram uma boa concordância com os resultados de dispersão obtidos a partir das medições de campo com traçador fluorimétrico, mas os resultados de dispersão de aplicação do CORMIX foram muito mais conservadores quando comparados com estes mesmos dados de campo.

Neste artigo é apresentada uma verificação exploratória, expedita, sobre a natureza e o número de denúncias de dano ou ameaças de dano a recursos hídricos na região Norte-Noroeste Fluminense, oficiadas ao Ministério Público (MP) na forma de Inquéritos Civis. Ao todo, através de um inventário realizado junto ao 1o Centro Regional de Apoio Administrativo Institucional do Ministério Público do Rio de Janeiro, foram computados 46 casos de Inquéritos Civis, considerando uma abrangência temporal e geopolítica de nove anos, entre 1995 e 2003, e 21 municípios, respectivamente. Os resultados são analisados como referenciais métricos, úteis à identificação dos problemas ambientais mais freqüentemente oficiados e também dos processos conectivos que estruturam a atuação do MP como instituição mediadora na defesa da sociedade, bem como de seus bens e valores; neste caso, mais precisamente, no que se refere à proteção dos recursos hídricos. Como resultado da investigação constatou-se a ocorrência de diversos fatores que parecem dificultar a atuação do MP e outros que podem ser otimizados em prol da conservação dos recursos hídricos.