dc.creator | Ebling, Éderson Diniz | |
dc.date.accessioned | 2022-07-22T18:52:23Z | |
dc.date.available | 2022-07-22T18:52:23Z | |
dc.date.issued | 2022-02-23 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/25630 | |
dc.description.abstract | 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. | eng |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | por |
dc.description.sponsorship | Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq | por |
dc.description.sponsorship | Fundação de Apoio à Tecnologia e Ciência - FATEC | por |
dc.description.sponsorship | Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul - FAPERGS | por |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Eventos pluviais | por |
dc.subject | Hidrogramas | por |
dc.subject | Produção de sedimentos | por |
dc.subject | Modelagem | por |
dc.subject | LISEM | por |
dc.subject | Rainfall events | eng |
dc.subject | Hydrographs | eng |
dc.subject | Sediment production | eng |
dc.subject | Fingerprinting | eng |
dc.subject | Modeling | eng |
dc.title | Monitoramento, dinâmica e modelagem hidrossedimentológica de duas bacias hidrográficas rurais com produção de leite e grãos | por |
dc.title.alternative | Hydrosedimentological monitoring, dynamics and modeling of two watersheds with milk and grain production | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.description.resumo | 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. | por |
dc.contributor.advisor1 | Reichert, José Miguel | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/0910765178697312 | por |
dc.contributor.referee1 | Swarowsky, Alexandre | |
dc.contributor.referee2 | Kemerich, Pedro Daniel da Cunha | |
dc.contributor.referee3 | Deus Junior, José Carlos de | |
dc.contributor.referee4 | Cavalli, Jean Pierre | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/0741882394611617 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Agronomia | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::CIENCIA DO SOLO | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Ciências Rurais | por |