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Análise do regime hidrológico e da disponibilidade hídrica da Bacia do Rio Amazonas
(Universidade Federal do Pará, 2017-05-25) AGUIAR, Rogério de Souza; ROCHA, Edson José Paulino da; http://lattes.cnpq.br/2313369423727020
A Amazônia vive ano após ano a dinâmica de cheias e vazantes nos seus rios. No entanto, expressiva variabilidade das descargas fluviais diante de séries históricas dos dados climáticos passou a ser mais persistentes ao longo dos anos. Este estudo busca analisar a influência da variabilidade temporal em escala de bacia hidrográfica sobre o regime do rio Amazonas, a partir das vazões observadas na estação hidrológica da Agência Nacional de Águas – ANA, localizada em Óbidos, no Estado do Pará em uma série histórica de janeiro/1970 a dezembro/2013. Além do tempo, o estudo analisou a intensidade de mecanismos oceânicos sobre a bacia Amazônica Brasileira em cada ano da série. Como esperado, o tempo influenciou na vazão média interanual encontrada de 98.723 m3/s para os 44 anos da série analisada. Porém apresentando a vazão média do rio Amazonas com uma expressiva variabilidade de amplitude entre picos de máximo e mínimo do rio, entorno de 134.000 m3/s, com a vazão variando de ordem de 105.000 m3/s (como ocorrido em novembro) no regime hidrológico de vazante até uma ordem de 239.000 m3/s (como em junho) no regime de cheia. Também foi identificado que fenômenos de El Niño e La Niña modularam eventos climáticos extremos causando anomalias de TSM negativas e positivas diferenciadas sobre a bacia Amazônica, no período de 1970 a 2013 com significante relação no comportamento das vazões de vazante e de cheia. A análise interanual mostrou que os anos de baixas vazões registradas, possuíam a característica de persistência de ocorrência em relação as altas vazões registradas. No final do período analisado, a partir de 1989, houve um aumento sazonal em relação à amplitude média da vazão de 87.727 m3/s devido a fortes níveis mínimos registrados. Ao analisar a vazão normalizada percebeu-se a persistência de vazão baixa no ano em curso do fenômeno El Niño e também do ano seguinte. Após constatar esta persistência de vazão abaixo da média na série estudada, a pesquisa buscou investigar quanto aos fatores de armazenamento e disponibilidade do rio Amazonas. Na determinação da disponibilidade hídrica do rio Amazonas foi utilizado o método dos Percentis (especificamente a ordem quantílica Q95%). As análises das vazões disponíveis obtidas pelo quantil 95% mostram que os anos do fenômeno El Niño não refletiram na diminuição da vazão do rio Amazonas em todos os anos da série, pois houve anos de ocorrência que não apresentaram índices críticos de disponibilidade hídrica. Concluiu-se que o comportamento das vazões na bacia Amazônica sofreu a influência de anomalias de TSM negativas e positivas moduladas pela intensidade do El Niño e La Niña, não havendo disponibilidade hídrica suficiente para a manutenção dos ecossistemas da bacia Amazônica. Assim o estudo mostrou que naturalmente as vazões anuais do rio Amazonas não atingem, em sua totalidade, o valor mínimo determinado para as séries históricas pela lei. Além de que as variabilidades hidrológicas na Amazônia não são causadas somente pelos fenômenos de El Niño ou La Niña.
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Aplicação de técnicas estatísticas e de inteligência computacional na classificação de ciclos hidrológicos em reservatórios de água na região amazônica: um estudo de caso
(Universidade Federal do Pará, 2014-05-09) FREIRE, Jean Carlos Arouche; OLIVEIRA, Terezinha Ferreira de; http://lattes.cnpq.br/6230804143692945; MORAIS, Jefferson Magalhães de; http://lattes.cnpq.br/5219735119295290
Este estudo avalia a qualidade da água do reservatório da Usina Hidrelétrica de Tucuruí de acordo com o ciclo hidrológico da região e da disposição espacial dos diferentes sítios de coleta distribuídos nas zonas à montante da barragem no período de 2009 a 2012 a partir da alteração de 17 parâmetros físico-químicos e de metais da água extraídos de seis fatores que representaram 71,01% de variabilidade total dos dados. Foi observado que as maiores variações do NO3, NH4, Total P, PO4 e STS ocorreram no período de enchentes, podendo ser uma indicação do estado trófico nos sítios amostrais em decorrência da existência de pólos pesqueiros ou da densidade populacional no entorno desses sítios. Para classificação do ciclo hidrológico foram utilizados seis classificadores: análise discriminante, redes neurais artificiais, k-vizinhos mais próximo, máquinas de vetores de suporte com núcleo radial e polinominal, e random forest. Os resultados obtidos indicaram que o classificador random forest foi o que apresentou melhor desempenho com percentual de classificação de 7,80% de predições incorretas. Enquanto que o t-Student test indica que random forest e k-vizinhos mais próximo tem em média taxa de predições incorretas iguais com índice de significância fixado em α = 5%.
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Avaliação ambiental das vias de drenagem da região metropolitana de Belém (PA) quanto à distribuição dos elementos Ca, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, K, Mg, Mn, Na, Ni, Pb e Zn
(Universidade Federal do Pará, 1991-01-07) MAZZEO, Tereza Elizabete; RAMOS, José Francisco da Fonseca; http://lattes.cnpq.br/8189651755374537
A investigação das concentrações dos metais pesados nas sete principais vias de drenagem da cidade de Belém, com vistas à questão ambiental, é o conteúdo central deste trabalho. Nos capítulos introdutórios enfoca-se a geologia, geomorfologia, solos, clima, vegetação e hidrologia da cidade de Belém, caracterizando as condições naturais do meio ambiente nas drenagens estudadas. Sob o aspecto metodológico, o trabalho apresenta duas fases: a primeira consiste no reconhecimento, localização e determinação dos metais (Ca, Na, K, Mg, Fe, Cr, Zn, Cu, Cd, Pb, Ni e Mn) e suas principais fontes, naturais ou antropogênicas, ou ambas; a segunda, no detalhamento da distribuição e do comportamento químico de cada metal no igarapé Tucunduba, que apresenta maior concentração destes elementos. O igarapé Tucunduba apresenta, além das fontes de metais comuns a todas outras drenagens, como o esgoto doméstico, descarga pluvial e a influência das marés estuarinas, o efluente de uma indústria do tratamento do couro, manifestando por isso valores anômalos para o elemento cromo. A investigação dos parâmetros físico-químicos das águas das vias de drenagens estudadas, tem por objetivo caracterizar e identificar o comportamento dos compostos metálicos formados, ressaltando-se a variação sazonal - função da intensidade pluviométrica -- e a ação das marés lançantes. O igarapé Tucunduba é o único a ser considerado poluído por metais - devido a alta concentração de cromo encontrado em suas águas e sedimentos - se comparado com rios e lagos poluídos do Brasil, Europa e Estados Unidos. Apesar do pequeno número de amostras de cada drenagem e da grande variança dos resultados, foram observadas algumas correlações lineares entre as concentrações de metais, entre si e com os parâmetros físico-químicos, que caracterizam a intensa influência das marés da baía do Guajará e do rio Guamá nas drenagens. Estas correlações evidenciam também a existência de grandes quantidades de agentes surfactantes derivados dos sabões e detergentes sintéticos.
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Condições oceanográficas, ocupação territorial e problemas ambientais na praia do Atalaia (nordeste do Pará, Brasil)
(Universidade Federal do Pará, 2012-06-28) PINTO, Ketellyn Suellen Teixeira; COSTA, Rauquírio André Albuquerque Marinho da; http://lattes.cnpq.br/4504677939464624; PEREIRA, Luci Cajueiro Carneiro; http://lattes.cnpq.br/9883400404823218
A conservação e gestão da zona costeira da região amazônica merecem atenção especial, devido à riqueza de seus recursos naturais. O presente estudo visa avaliar os impactos dos eventos naturais e atividades humanas na praia de Atalaia, situada no estado do Pará (Brasil), e o desenvolvimento de diretrizes para a implementação de programas de gestão costeira. Os dados foram coletados entre novembro/2008 e novembro/2010. Quatro conjuntos de variáveis foram avaliados: (i) variáveis físicas (climatologia, hidrodinâmica e morfodinâmica), (ii) variáveis hidrológicas (temperatura da água, salinidade, pH, turbidez, oxigênio dissolvido e nutrientes inorgânicos dissolvidos, clorofila a e níveis de coliformes termotolerantes), (iii) desenvolvimento urbano e (iv) distribuição espacial de serviços e infraestrutura. Os resultados indicam que o clima e as condições hidrodinâmicas foram os principais fatores responsáveis pelas flutuações na qualidade de água, turbidez, oxigênio dissolvido, nutrientes inorgânicos dissolvidos e concentrações de clorofila a. A descarga de esgoto doméstico não tratado foi responsável pela contaminação bacteriológica, embora a rápida turbulência decorrente da alta energia hidrodinâmica do ambiente tenha limitado a contaminação por coliformes termotolerantes. Esta alta energia hidrodinâmica, principalmente durante as marés equinociais de sizígia e a falta de planejamento urbano gera outros problemas, tais como a erosão costeira. A área de estudo é caracterizada por altas taxas pluviométricas (> 1900 mm durante a estação chuvosa), ventos de NE com velocidades médias mensais superiores a 4,36 m/s na estação seca e 3,06 m/s na estação chuvosa, condições de macromaré (alcance da maré > 4,0 m), velocidades moderadas de correntes de maré (superior a 0,5 m/s) e alturas de ondas significantes superior a 1,5 m. Em março e junho (meses chuvosos), a corrente de maré vazante alcançou um máximo de 0,4 m/s. O ciclo de maré foi fracamente assimétrico com a maré vazante durando mais de 6 horas e 40 minutos. A energia das ondas foram fracamente moduladas pela maré baixa devido à atenuação das ondas em bancos de areia. A temperatura da água foi relativamente homogênea (27,4°C a 29,3°C). A salinidade variou de 5,7 (junho) a 37,4 (novembro). A água foi bem oxigenada (superior a 9,17 mg/L), turva (superior a 118 NTU), alcalina (acima de 8,68) e eutrófica (máximo de 2,36 μmol/L para nitrito, 24,34 μmol/L para nitrato, 0,6 μmol/L para fosfato e 329,7 μmol/L para silicato), além de apresentar altas concentrações de clorofila a (acima de 82 mg/m³). As condições naturais observadas no presente estudo indicam a necessidade de uma revisão dos critérios hidrológicos usados para avaliação de praias por agências nacionais e internacionais e sua adaptação para a realidade da costa amazônica. A falta de sistema de saneamento público levou a contaminação bacteriológica e a perda da qualidade da água. Com relação ao estado morfodinâmico, as condições dissipativas foram encontradas durante alta a moderada energia hidrodinâmica (condições equinociais e não-equinociais), porém em novembro as maiores alturas de ondas geraram características de barred dissipative, enquanto nos outros meses características nonbarred foram dominantes. Desta forma, o modelo proposto por Masselink & Short (1993) parece não ser ideal para ser aplicado em praias com características similares a praia de Atalaia, na qual a energia das ondas é modulada pela presença de bancos de areia durante algumas fases da maré.
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Desenvolvimento de metodologia para regionalização de curvas de permanência de vazões na Amazônia legal
(Universidade Federal do Pará, 2015-03-30) PESSOA, Francisco Carlos Lira; BLANCO, Claudio José Cavalcante; http://lattes.cnpq.br/8319326553139808
A ausência ou a insuficiência de dados fluviométricos de séries longas e confiáveis, devido a fatores físicos e/ou econômicos, é um dos principais desafios enfrentados em estudos hidrológicos. Com o intuito de contornar esse problema, na presente Tese, foi proposto a aplicação do método de regionalização de curvas de permanência de vazões. Nesse contexto, a hipótese principal foi dividir a região da Amazônia Legal em regiões homogêneas, definidas pelos métodos de análise de agrupamento hierárquico de Ward e difuso Fuzzy C-Means, e para cada uma, formular modelos regionais de curvas de permanência de vazões. Para os dois métodos de análise de agrupamento, a distância euclidiana foi usada como medida de similaridade, e as variáveis explicativas da vazão (área de drenagem, precipitação anual média, comprimento e desnível do rio), foram usadas como dados de entrada. Foram obtidas 4 regiões homogêneas por intermédio do método de Ward e 14 regiões por Fuzzy C-Means. Curvas de permanência foram construídas para cada uma das 214 estações fluviométricas distribuídas em suas respectivas regiões, e calibradas em função de 6 modelos matemáticos (linear, potência, exponencial, logarítmico, quadrático e cúbico). Para cada região homogênea formada pelos métodos de análise de agrupamento, foi formulado um modelo regional de curvas de permanência de vazões, utilizando-se análise de regressão múltipla, relacionando os parâmetros do melhor modelo matemático calibrado com as características físicas (área de drenagem, comprimento e desnível do rio) e climática (precipitação anual média) das bacias. Os modelos regionais obtidos foram validados por meio do método “Jack-Knife cross validation”. Os índices de desempenho encontrados - valores de NASH ≥ 0,75 em mais 62% dos casos, situando-se na faixa de desempenho de aceitável a bom - permitiram concluir que o método Fuzzy C-Means foi o mais indicado para a formação de regiões hidrologicamente homogêneas de vazão. Os modelos regionais desenvolvidos para cada uma das regiões formadas, apresentam-se como uma boa alternativa na modelagem de curvas de permanência de vazão para médias e pequenas bacias sem dados de vazão na região da Amazônia Legal.
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Distribution and isotopic composition of lead in bottom sediments from the hydrographic system of Belém, Pará (western margin of Guajará Bay and Carnapijó River)
(Universidade Federal do Pará, 2016-06) OLIVEIRA, Elma Costa; LAFON, Jean Michel; CORRÊA, José Augusto Martins; CARVALHO, Jully Hellen dos Santos
Este trabalho teve como objetivos: (1) avaliar a extensão da ação antrópica sobre a distribuição do chumbo no sistema estuarino da região de Belém, Pará, por meio do estudo da concentração e assinatura isotópica de Pb em sedimentos de fundo da margem oeste da baía do Guajará e do rio Carnapijó, localizado em uma área mais afastada da influência da cidade de Belém; (2) avaliar a contribuição do material em suspensão como meio de transporte de Pb antropogênico na baía do Guajará; e (3) conferir os teores e assinatura isotópica de background de Pb no sistema hidrográfico de Belém. As assinaturas isotópicas dos sedimentos da margem oeste da baía do Guajará confirmam uma contribuição antropogênica para o Pb na escala de toda a baía. O processo de acumulação de Pb se tornou mais eficiente nos últimos 10 anos e deve estar ligado ao crescimento populacional acelerado da cidade de Belém. Os sedimentos do rio Carnapijó ainda não foram afetados pela ação antrópica e os valores médios de concentração (Pb = 19,6 ± 3,7 mg kg-1) e assinatura isotópica (206Pb/207Pb = 1,196 ± 0,004) confirmam os valores de background de Pb anteriormente propostos para o sistema hidrográfico da região de Belém. As assinaturas isotópicas do material em suspensão nas margens oriental (206Pb/207Pb = 1,188) e ocidental (206Pb/207Pb = 1,174) da baía do Guajará mostram que o material em suspensão é um mecanismo eficiente de transporte do chumbo proveniente dos efluentes domésticos e industriais da cidade de Belém para a margem oeste da baía; em razão dos efeitos de maré na confluência com o rio Guamá.
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Evapotranspiration from Remote Sensing to Improve the Swat Model in Eastern Amazonia
(Universidade Federal do Pará, 2015-12) SOUSA, Adriano Marlisom Leão de; VITORINO, Maria Isabel; CASTRO, Nilza Maria dos Reis; BOTELHO, Marcel do Nascimento; SOUZA, Paulo Jorge de Oliveira Ponte de
Neste estudo estimou-se a evapotranspiração a partir de imagens orbitais MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) para assimilação na modelagem hidrológica do modelo SWAT (Soil Water Assessment Tools). Os dados utilizados compreendem o período de outubro de 2003 a dezembro de 2006 da sub-bacia do rio Lajeado, localizada na bacia do rio Tocantins-Araguaia, no estado do Tocantins. No geral, os resultados da utilização dos fluxos de calor estimados por sensores remotos no modelo SWAT podem ser julgados satisfatórios. Os valores de COE (Coefficient of Efficiency of Nash-Sutcliffe) variaram de -0,40 para 0,91 na comparação dos dados diários de vazão e de 0,17 para 0,77 com os dados mensais de vazão, com a assimilação da evapotranspiração a partir de imagens orbitais. Isso indica benefício no ajuste do modelo, devido a uma melhoria nos dados assimilados de aproximadamente 0,91 no COE na escala diária e de 0,60 na escala mensal.
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Evento extremo de chuva-vazão na bacia hidrográfica do rio Araguari, Amapá, Brasil
(Universidade Federal do Pará, 2014-12) CUNHA, Alan Cavalcanti da; VILHENA, Jefferson Erasmo De Souza; SANTOS, Eldo Silva Dos; SARAIVA, Jaci Maria Bilhalva; KUHN, Paulo Afonso Fischer; BRITO, Daímio Chaves; SOUZA, Everaldo Barreiros de; ROCHA, Edson José Paulino da; CUNHA, Helenilza Ferreira Albuquerque; BRITO, Alaan Ubaiara; BRASIL JUNIOR, Antonio Cesar Pinho; PACA, Victor Hugo da Motta; SANTOS, Paula Verônica Campos Jorge
O objetivo da investigação foi analisar vazões extremas ocorridas entre 9 e 14 de abril de 2011 na bacia do Rio Araguari-AP. A metodologia consistiu de três etapas principais: 1) re-análise da precipitação estimada pelo Modelo BRAMS (Brazilian in Development Regional Atmospheric Model System),utilizando como suporte a sinótica do mesmo período; 2) análise de vazão nas seções de monitoramento hidrológico em Porto Platon, Capivara e Serra do Navio (ADCP-Accustic Doppler Profiller Current); 3) análise estatística da série histórica de vazões máximas em Porto Platon utilizando distribuição de Gumbel. Observou-se que o modelo BRAMS capturou parcialmente o padrão do sistema de precipitação quando comparado com a análise sinótica e com os dados da literatura, mas demandando ainda otimização na representação de respostas hidrológicas extremas. Em Porto Platon foi registrada uma vazão recorde de 4036 m3/s, cujo comportamento foi analisado sob a ótica dos mecanismos disponíveis de monitoramento no Estado. Concluiu-se que tais eventos extremos são pouco detectáveis e oferecem riscos consideráveis aos usuários da bacia. A previsão de vazão, baseada na série hidrológica disponível, era de 100 anos de retorno, mas as análises revelaram que este período seria de 360 anos, indicando significativa fragilidade do sistema de previsão de eventos extremos no Estado.
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Investigação de mistura de águas entre o sistema Barreiras e Pirabas com base na assinatura isotópica de Estrôncio (Sr) e hidrogeoquímica em Ananindeua, Belém e backgrounds em Benevides e Capanema, Pará
(Universidade Federal do Pará, 2012-05-31) OLIVEIRA FILHO, Olavo Bilac Quaresma; GALARZA TORO, Marco Antonio; http://lattes.cnpq.br/8979250766799749; https://orcid.org/0000-0002-7271-4737
Até a década de 70 acreditava-se que a região nordeste do Pará, assim como outras áreas de idade cenozóica no Brasil, fosse estável, sem indícios de tectonismo recente. Entretanto, investigações de campo e análise por sensoriamento remoto identificaram feições e estruturas tectônicas que caracterizaram o processo neotectônico do nordeste do Pará. Concomitante ao exposto, estudos em águas foram realizados na Região Metropolitana de Belém e demonstram a vulnerabilidade de aqüíferos mais profundos por processos neotectônicos, sugerindo misturas entre os aqüíferos Barreiras e Pirabas. Resultados obtidos a partir da variação sazonal revelam aqüíferos de características hidrogeoquímicas distintas, destacando-se os parâmetros pH (4,27 a 6,19 no Barreiras; 7,00 a 8,02 no Pirabas), Condutividade Elétrica (11,1 a 92,2 μS/cm no Barreiras; 222 a 406 μS/cm no Pirabas), Sólidos Totais Dissolvidos (10 a 87 mg/l no Barreiras; 105 a 181 mg/l no Pirabas), Cl- (0,18 a 0,42 meq/l no Barreiras; 0,05 a 0,12 meq/l no Pirabas), Na+ (0,24 a 0,50 meq/l no Barreiras; 0,05 a 0,18 meq/l no Pirabas), Mg2+ (0,001 a 0,061 meq/l no Barreiras; 0,68 a 0,128 meq/l no Pirabas), Ca2+ (0,01 a 0,33 meq/l no Barreiras; 1,78 a 2,53 meq/l no Pirabas) e Sr2+ (0,0002 a 0,0066 meq/l no Barreiras; 0,016 a 0,023 meq/l no Pirabas), todos com notável variação entre os sistemas aqüíferos abordados. Os resultados das análises a partir da matriz de correlação entre os sistemas aqüíferos (Barreiras e Pirabas) nos períodos seco e chuvoso mostraram índices de correlação (r) acima de 0,8 em vários parâmetros estudados, evidenciando uma relação direta de contribuição entre os aqüíferos. Com relação às fácies hidrogeoquímicas são divididas em 2 tipos: 1) aqüífero Barreiras, período seco, as amostras comportam-se como águas do tipo Cl--Na+, subdivididas nos tipos Cl-Na-Ca-SO4 e Cl-Fe-Na; enquanto no período chuvoso temos águas do tipo Cl-Na-Ca-SO4 e Cl-Na-Ca, salientado-se a menor estabilidade deste aqüífero sendo sua fácie tipicamente de input de água meteórica, alterando o tipo da água conforme o ciclo hidrológico e 2) aqüífero Pirabas, tanto no período seco quanto no chuvoso comportou-se como água do tipo HCO3-Ca, mostrando grande estabilidade da fácie hidrogeoquímica. O diagrama de composição do tipo Schöller para os aqüíferos Barreiras e Pirabas, a partir do modelamento hidrogeoquímico a 10%, indica mistura das amostras desses aqüíferos. As análises isotópicas de 87Sr/86Sr mostram, de forma geral, que as águas do aqüífero Barreiras são mais radiogênicas (continental) que as do aqüífero Pirabas (marinha). Destaca-se que no período chuvoso, em geral, há homogeneização nas razões isotópicas obtidas (abaixo de 0,71), corroboradas pela razão isotópica da água da chuva (0,705316), sugerindo misturas entre os sistemas aqüíferos estudados. A partir dos diagramas de dispersão de 87Sr/86Sr-STD é possível observar o tipo de processo que controla o sistema aqüífero (no caso do Barreiras apresenta-se o intemperismo dos silicatos, enquanto no Pirabas apresenta-se a dissolução da calcita). Os resultados da análise discriminante utilizando os parâmetros isotópicos e hidrogeoquímicos (87Sr/86Sr-Cl--SO4 2--K+-Mg2+) sugerem uma excelente discriminação das amostras do Barreiras e Pirabas no período chuvoso, assim como as análises de PCA utilizando 87Sr/86Sr e 87Sr/86Sr-SO4 2--K+ indicam misturas entre os sistemas aqüíferos no período chuvoso. A combinação dos resultados isotópicos e parâmetros hidrogeoquímicos no período seco e chuvoso com base na assinatura isotópica do Sr, estatística multivariada, diagrama de Schöller e análises de correlação sugerem processos de misturas, principalmente no período chuvoso entre os sistemas aqüíferos Barreiras e Pirabas, corroborando com os estudos estruturais. Os mesmos que indicam a mobilidade das águas desses aqüíferos em misturar-se, principalmente pelas feições neotectônicas existentes na Região Metropolitana de Belém.
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Modelagem Hidrológica Estocástica Aplicada ao Rio Tocantins para a Cidade de Marabá-PA
(Universidade Federal do Pará, 2016-03) CÂMARA, Renata Kelen Cardoso; ROCHA, Edson José Paulino da; PROTÁZIO, João Marcelo Brazão; QUEIROZ, Joaquim Carlos Barbosa; RIBEIRO, Wanda Maria do Nascimento; SIQUEIRA, Ionara Santos; LIMA, Aline Maria Meiguins de
Estudos na área da hidrologia mostraram que podemos evitar desastres naturais através de previsões hidrológicas. Nesse trabalho foi utilizada a metodologia de Box-Jenkins de séries temporais multivariadas para previsão diária de nível fluviométrico do rio Tocantins para o município de Marabá-PA, que sofre anualmente com eventos de enchentes, ocasionado pelo aumento periódico do rio Tocantins e pela situação de vulnerabilidade da população que residem em áreas de riscos. Foram utilizados dados de níveis diários observados nas estações fluviométricas de Marabá e Carolina e Conceição do Araguaia da Agência Nacional de Águas (ANA), do período de 01/12/2008 a 31/03/2011. Evidenciou-se que o modelo ajustado conseguiu capturar a dinâmica das séries temporais, com bons prognósticos para o período de sete dias, com erro absoluto máximo de 0,08m, e com precisão na previsão acima de 99,00%. Assim, a pesquisa mostrou que o modelo de previsão teve um bom ajuste apresentando bons resultados, podendo ser utilizado como ferramentas de apoio para Defesa Civil, auxiliando no planejamento e preparo de ações preventivas para o município de Marabá.
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Modelagem hidrológica para extremos de inundações e secas para o município de Boa Vista em Roraima.
(Universidade Federal do Pará, 2018-09-24) CARVALHO, Adriana Alves de; ROCHA, Edson José Paulino da; http://lattes.cnpq.br/2313369423727020
A pesquisa apresentada é baseada em métodos estatísticos aplicados como ferramenta de análise no estudo da interação oceano-atmosfera no comportamento de subida e descenso do Rio Branco, em Boa Vista. Associações individualizadas para anos de inundações e secas condicionadas a componente oceânica, avaliados através da Temperatura da Superfície do Mar (TSM) nas áreas monitoradas do Niño 1+2, Niño 3.4, Niño 3, Niño 4 e do Atlântico Tropical Norte (ATN); e atmosférica, por meio da Pressão atmosférica nas regiões de Darwin (PD) e Tahiti (PT) foram avaliados através da aquisição de dados climáticos mensais provenientes do Climate Prediction Center no período de 1982-2016. Tais associações objetivou investigar se estas áreas apresentam indicativos favoráveis para anos extremos de inundações e secas. Foram encontradas correlações significativas acima de 0.5 na maioria dos eventos de inundações e secas nas seguintes áreas: Niño 1+2, Atlântico Tropical Norte, ambas com tempo de defasagem de 4 meses, e as regiões de Darwin e Tahiti, porém, os efeitos destas variáveis para alterar o regime fluviométrico do rio branco, em Boa Vista é de 6 meses. Essas informações obtidas através do cálculo do coeficiente de correlação (r) permitiram admitir a utilização do Método dos Mínimos Quadrados para modelar a previsão da variabilidade de eventos de inundações e secas induzidos pela sazonalidade do rio Branco. As oscilações de tendências e numéricas de longo prazo reproduzidas pelo modelo para ambos os cenários foram comparados com as medições de níveis para o período de 2011-2016. Os resultados mostraram bom desempenho do modelo, com erro percentual de 30 % para a predição de eventos de seca e 34 % para os de inundações, indicando assim que as componentes de entrada selecionadas exercem grande contribuição na previsibilidade de extremos hidrológicos em Boa Vista. Diante disso, sugere-se que esse estudo possa se tornar operacional nos centros de Monitoramento do estado de Roraima, como ferramenta de apoio as ações de planejamento no período de inundações e secas.
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Modelo vazão-velocidade para avaliação de potencial hidrocinético
(Universidade Federal do Pará, 2018-05-25) CRUZ, Josias da Silva; BLANCO, Claudio José Cavalcante; http://lattes.cnpq.br/8319326553139808
A rede de informações hidrológicas brasileira disponibiliza dados de vazões diários, contudo, as informações de velocidades diárias não estão disponíveis em séries históricas. O inventário de velocidades dos rios é importante para muitas aplicações, e uma delas é o estudo de potencial hidrocinético, inclusive a jusante de centrais hidrelétricas. Portanto, o trabalho propõe um modelo denominado Vazão Velocidade que determina a velocidade média diária, a forma geométrica e a distribuição do perfil logarítmico de velocidade da seção transversal de rios a partir de dados de vazão diária. O modelo foi aplicado inicialmente em uma pequena bacia hidrográfica com dados de vazão e a validação foi realizada utilizando o erro médio quadrático – RMSE, o erro médio quadrático relativo - RRMSE, a razão do desvio padrão de observação – RSR e a porcentagem de viés – PBIAS. Posteriormente, o modelo foi aplicado às bacias hidrográficas dos rios Amazonas, São Francisco e Paraná (maiores bacias do Brasil), usando a maior e menor vazão da série histórica. A maior e menor velocidade média encontrada no rio Amazonas foi de 2,27 ms-1 e 0,735 ms-1 na seção transversal de Óbidos para uma vazão de 266 897 m³s-1 e 72 480 m³s-1, respectivamente. Os principais contribuintes do rio Amazonas, com exceções dos rios Trombetas, Madeira e Xingu, apresentam velocidades médias diárias abaixo de 2 ms-1 para o período de cheia, porém, no período de estiagem as velocidades médias diárias de todos são abaixo de 0,5 ms-1. O rio São Francisco, nas seções transversais estudadas ao longo de sua extensão, apresenta velocidades entre 3,087 ms-1 a 1,679 ms-1 para o período de cheia e no período de estiagem as velocidades estão entre 0,437 ms-1 a 0,116 ms-1. Já no rio Paraná, as velocidades estão entre 2,167 ms-1 a 1,504 ms-1 e 0,594 ms-1 a 0,118 ms-1 para a maior e menor vazão, na devida ordem. Verificou-se que o rio Amazonas tem potencial hidrocinético que pode ser explorado durante o ano todo. Na bacia do São Francisco, somente no período de maiores vazões há potencial para a instalação de turbinas hidrocinéticas, idem para a bacia do rio Paraná. É claro que, em pontos dos rios onde existam centrais hidrelétricas essa avaliação deve mudar devido ao despacho das centrais.
Acesso aberto (Open Access)
Mudança hidrossedimentológica na volta grande do Xingu influenciada pela Usina Hidrelétrica Belo Monte
(Universidade Federal do Pará, 2025-04-16) HENRIQUES, Matheus de Oliveira; RODRIGUES, Fernanda Costa Gonçalves; http://lattes.cnpq.br/1166409664890965; https://orcid.org/0000-0003-1236-7937; SAWAKUCHI, André Oliveira; http://lattes.cnpq.br/3999005419444953; CUNHA, Janice Muriel; SOUSA, Leandro Melo de; WAHNFRIED, Ingo Daniel; PUPIM, Fabiano do Nascimento; ZUANON, Jansen Alfredo Sampaio; http://lattes.cnpq.br/4027012189701116; http://lattes.cnpq.br/6529610233878356; http://lattes.cnpq.br/5399807455957370; http://lattes.cnpq.br/0329197428428225; http://lattes.cnpq.br/0161925591909696
As barragens têm impactos significativos sobre a dinâmica hidrológica e sedimentar dos rios, o que afeta diretamente a morfologia fluvial e os ecossistemas aquáticos e de áreas alagáveis. A retenção de sedimentos nos reservatórios, assim como a redução da vazão, altera o aporte sedimentar que seria transportado a jusante, podendo resultar tanto em erosão do leito e das margens quanto em assoreamento, perturbando a heterogeneidade ambiental necessária para manutenção da biodiversidade. Essa perturbação na heterogeneidade ambiental influência diretamente a disponibilidade de habitats, uma vez que sistemas com maior variabilidade de ambientes físicos tendem a ser mais resistentes a perturbações, como mudanças climáticas ou impactos antrópicos. Neste contexto, a Usina Hidrelétrica Belo Monte, uma das maiores usinas hidrelétricas do país em termos de potência instalada, foi implantada na Volta Grande do Xingu. A área da Volta Grande do Xingu se caracteriza por ser uma região de aproximadamente 130 km de extensão no médio curso do Rio Xingu, apresentar águas claras, de baixa profundidade, com trechos sinuosos, o que cria um complexo mosaico de habitats aquáticos e de inundação sazonal, além da presença de corredeiras e ilhas, praias, igarapés e canais sobre substratos rochosos que abrigam uma rica e também endêmica biodiversidade aquática e ripária. Diante disso, o objetivo deste trabalho foi caracterizar os depósitos sedimentares associados ao canal principal e aos igarapés da Volta Grande do Xingu, adjacente à aldeia Mïratu (Terra Indígena Paquiçamba) e, analisar as características internas dos depósitos sedimentares por meio de análises de fácies e granulometria. Além disto, foi realizada a análise de proveniência (origem) dos sedimentos utilizando a sensibilidade da luminescência opticamente estimulada e também identificadas áreas em processo de erosão e assoreamento. Por último, foi investigada como as variações de vazão provocam mudanças nos igarapés e canais associados aos habitats da fauna aquática e das áreas sazonalmente alagáveis. As análises faciológicas indicaram que os leitos do Igarapé paraíso, Ilha do Zé Maria e canais principais são compostos por ao menos três fácies sedimentares (lama maciça compactada com cascalho, cascalho de blocos de rocha e areia média a muito grossa). Os perfis batimétricos dos canais relevaram significativa variabilidade de lâmina d’água, destacando a hidrodinâmica e os processos de erosão e deposição que moldam o leito do Rio Xingu, corroborando com a ideia de alta heterogeneidade ambiental. As réguas linimétricas evidenciaram correlação positiva entre os níveis da água no canal principal e igarapés. A granulometria relevou maior frequência de areia média a grossa (com cascalho) e menor ocorrência de areia fina. A sensibilidade da luminescência opticamente estimulada (OSL) indicou fontes distintas para as areias. A área 7 apresentou, majoritariamente, quartzo de menor sensibilidade com mediana menor que 50% (porcentagem do primeiro segundo de estimulação). A área 3 (Igarapé Paraíso e canais adjacentes) apresentou areias de sensibilidade variável, sugestiva de mistura de fontes. As demais áreas estudadas apresentaram, majoritariamente, grãos de quartzo com sensibilidade com mediana maior que 50%. Esses resultados contribuem para o entendimento dos impactos associados à regulação da vazão na Volta Grande do Xingu, fornecendo subsídios para futuras ações de manejo ambiental voltadas à conservação da biodiversidade e à proteção das áreas alagáveis, especialmente no contexto das mudanças provocadas pela Usina Hidrelétrica Belo Monte.
Acesso aberto (Open Access)
As mudanças no uso e cobertura da terra e o comportamento hidrológico da bacia do rio Capim
(Universidade Federal do Pará, 2018-04-09) DIAS, Gustavo Francesco de Morais; LIMA, Aline Maria Meiguins de; http://lattes.cnpq.br/6572852379381594
As implicações ocasionadas pelas mudanças no uso e cobertura da terra afetam o comportamento hidrológico de bacias hidrográficas; neste contexto, insere-se a bacia do rio Capim localizada no nordeste do Estado do Pará. O estudo teve como objetivo relacionar o comportamento da vazão com as mudanças no uso e cobertura da terra da bacia, para os anos de 2004, 2008, 2010 e 2014. Para isso, utilizou-se os dados de uso e cobertura da terra do projeto TerraClass, a fim de se identificar a proporção das classes na bacia e nas APP’s; para avaliação do comportamento hidrológico analisou-se a vazão média mensal e os trimestres de maior e menor vazão, além da espacialização e o comportamento da precipitação no período de 1983 a 2014. Os resultados indicam uma redução na classe floresta para a bacia do rio Capim, e aumento das classes pastagem e agricultura, porém nas APP’s identificou-se um aumento da classe floresta no período 2004 a 2014. Obteve-se uma alta correlação, tanto para os usos e coberturas de toda a bacia como para somente as APP’s dos recursos hídricos, entre as classes floresta e pastagem com as vazões do rio Capim. A análise da paisagem da bacia mostrou um aumento da fragmentação florestal, sendo que as métricas com maior correlação com o comportamento da vazão foram as métricas de borda total (TE) da floresta, índice de agregação (AI) da pastagem e índice de intercalação e justaposição (IJI) e AI da agricultura; indicando que a fragmentação da cobertura florestal da bacia e ampliação das áreas destinadas a pastagens tem obtido reflexo no comportamento da vazão.
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Previsão estocástica de nível fluviométrico para cidade de Marabá-PA: método de Box-Jenkins
(Universidade Federal do Pará, 2012-04-30) CÂMARA, Renata Kelen Cardoso; QUEIROZ, Joaquim Carlos Barbosa; http://lattes.cnpq.br/4383935463464893; ROCHA, Edson José Paulino da; http://lattes.cnpq.br/2313369423727020
O Município de Marabá- PA, situado na região Amazônica, sudeste do Estado do Pará, sofre anualmente com eventos de enchentes, ocasionados pelo aumento periódico do rio Tocantins e pela situação de vulnerabilidade da população que reside em áreas de risco. A defesa civil estadual e municipal anualmente planeja e prepara equipes para ações de defesa no município. Nesta fase o monitoramento e previsão de eventos de enchentes são importantes. Portanto, com o objetivo de diminuir erros nas previsões hidrológicas para o Município de Marabá, desenvolveu-se um modelo estocástico para previsão de nível do rio Tocantins, baseado na metodologia de Box e Jenkins. Utilizou os dados de níveis diários observados nas estações hidrológicas de Marabá e Carolina e Conceição do Araguaia da Agência Nacional de Águas (ANA), do período de 01/12/ 2008 a 31/03/2011. Efetuou-se o ajustamento de três modelos (Mt, Nt e Yt), através de diferentes aplicativos estatísticos: o SAS e o Gretl, usando diferentes interpretações do comportamento das séries para gerar as equações dos modelos. A principal diferença entre os aplicativos é que no SAS usa o modelo de função de transferência na modelagem. Realizou-se uma classificação da variabilidade do nível do rio, através da técnica dos Quantis para o período de 1972 a 2011, examinando-se apenas as categorizações de níveis ACIMA e MUITO ACIMA do normal. Para análise de impactos socioeconômicos foram usados os dados das ações da Defesa Civil Estado do Pará nas cheias de 2009 e 2011. Os resultados mostraram que o número de eventos de cheias com níveis MUITO ACIMA do normal, geralmente, podem estar associados a eventos de La Niña. Outro resultado importante: os modelos gerados simularam muito bem o nível do rio para o período de sete dias (01/04/2011 a 07/04/2011). O modelo multivariado Nt (com pequenos erros) representou o comportamento da série original, subestimando os valores reais nos dias 3, 4 e 5 de abril de 2011, com erro máximo de 0,28 no dia 4. O modelo univariado (Yt) teve bons resultados nas simulações com erros absolutos em torno de 0,12 m. O modelo com menor erro absoluto (0,08m) para o mesmo período foi o modelo Mt, desenvolvido pelo aplicativo SAS, que interpreta a série original como sendo não linear e não estacionária. A análise quantitativa dos impactos fluviométricos, ocorridos nas enchentes de 2009 e 2011 na cidade de Marabá, revelou em média que mais de 4 mil famílias sofrem com estes eventos, implicado em gastos financeiros elevados. Logo, conclui-se que os modelos de previsão de níveis são importantes ferramentas que a Defesa Civil, utiliza no planejamento e preparo de ações preventivas para o município de Marabá.
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Previsão hidrológica de cheia sazonal do rio Xingu em Altamira-PA
(Universidade Federal do Pará, 2014-05-26) FRANCO, Vânia dos Santos; SOUZA, Everaldo Barreiros de; http://lattes.cnpq.br/6257794694839685
Os modelos hidrológicos são ferramentas de representação do comportamento da bacia hidrográfica e servem para prever condições futuras e/ou simular situações hipotéticas no intuito de avaliar impactos de alterações. Os impactos socioeconômicos dessas alterações (cheias, por exemplo) e desastres naturais normalmente afetam as parcelas menos favorecidas da população. No presente trabalho foram investigados os aspectos climatológicos do regime hidrológico do rio Xingu, incluindo a elaboração de um modelo estatístico de previsão das cheias sazonais no município de Altamira-PA. Além disso, investiga-se o grau de vulnerabilidade social associada às condições de cheias no município de Altamira. Os resultados mostraram que o pico das cheias ocorre entre os meses de março a maio (MAM) e a variabilidade fluviométrica é dependente da ocorrência de precipitação do rio Xingu (entre os estados do Pará e Mato Grosso), bem como dos padrões de TSM no Pacífico e Atlântico que influenciam nas bandas de nuvens convectivas da ZCAS e ZCIT. O modelo estatístico de previsão hidrológica do rio Xingu em Altamira-PA, desenvolvido através da regressão linear múltipla para prever a cota da cheia sazonal (MAM) do município levando em consideração as variáveis preditoras (explicativas) TSM e precipitação do rio Xingu, obteve bom resultado, pois acompanhou bem a cota observada e, além disso, apresentou correlação significativa entre as varáveis, valor considerado adequado e bom para o coeficiente de Nash Sutcliffe e baixo erro. Através do Índice de Vulnerabilidade Social (IVS) classificou-se a vulnerabilidade de Altamira no Censo de 2000 como moderadamente vulnerável e no Censo de 2010 como baixa vulnerabilidade, o que pode não corresponder à atual situação do município depois da construção da Hidrelétrica de Belo Monte.
Acesso aberto (Open Access)
Simulation of flow in the Capim River (PA) using the SWAT Model
(Instituto de Florestas da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, 2019-01) NUNES, Hildo Giuseppe Garcia Caldas; SOUSA, Adriano Marlisom Leão de; SANTOS, Joyse Tatiane Souza dos