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dc.creatorEbling, Éderson Diniz
dc.date.accessioned2022-07-22T18:52:23Z
dc.date.available2022-07-22T18:52:23Z
dc.date.issued2022-02-23
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/25630
dc.description.abstractThe 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.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpor
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqpor
dc.description.sponsorshipFundação de Apoio à Tecnologia e Ciência - FATECpor
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul - FAPERGSpor
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectEventos pluviaispor
dc.subjectHidrogramaspor
dc.subjectProdução de sedimentospor
dc.subjectModelagempor
dc.subjectLISEMpor
dc.subjectRainfall eventseng
dc.subjectHydrographseng
dc.subjectSediment productioneng
dc.subjectFingerprintingeng
dc.subjectModelingeng
dc.titleMonitoramento, dinâmica e modelagem hidrossedimentológica de duas bacias hidrográficas rurais com produção de leite e grãospor
dc.title.alternativeHydrosedimentological monitoring, dynamics and modeling of two watersheds with milk and grain productioneng
dc.typeTesepor
dc.description.resumoA 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.por
dc.contributor.advisor1Reichert, José Miguel
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0910765178697312por
dc.contributor.referee1Swarowsky, Alexandre
dc.contributor.referee2Kemerich, Pedro Daniel da Cunha
dc.contributor.referee3Deus Junior, José Carlos de
dc.contributor.referee4Cavalli, Jean Pierre
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/0741882394611617por
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentAgronomiapor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência do Solopor
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::CIENCIA DO SOLOpor
dc.publisher.unidadeCentro de Ciências Ruraispor


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