A gestão da qualidade da água no Brasil não tem merecido o mesmo destaque dado à gestão da quantidade da água, quer no aspecto legal, quer nos arranjos institucionais em funcionamento no setor ou no planejamento e na operacionalização dos sistemas de gestão. Dessa forma, o principal foco da pesquisa foi contribuir, no âmbito da gestão de recursos hídricos e ambientais, para o conhecimento, em termos matemáticos e experimentais, da qualidade da água e da capacidade de autodepuração do Rio Pomba, utilizando modelos matemáticos como subsídio para a tomada de decisão nos processos de planejamento e gestão dos recursos hídricos. Foram utilizados no trabalho os modelos matemáticos de Streeter-Phelps modificado, QUAL-UFMG e QUAL2Kw para avaliar a qualidade da água e a capacidade de autodepuração, em termos espaciais e temporais, do curso médio do Rio Pomba. A análise espacial compreendeu o estudo da qualidade da água ao longo de nove seções de monitoramento, entre os municípios de Astolfo Dutra e Cataguases, perfazendo um trecho total de 42,8 km, e a análise temporal contemplou os estudos nos períodos seco e chuvoso, entre os meses de outubro de 2008 a janeiro de 2009. Para melhor representar as condições qualitativas dos ecossistemas aquáticos, os mesmos foram calibrados e validados utilizando, respectivamente, 16 e 6 parâmetros de qualidade da água. O estudo da capacidade de autodepuração do Rio Pomba deu-se em função dos resultados gerados pelos modelos de qualidade, principalmente em termos de Oxigênio Dissolvido (OD), Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) e dos coeficientes de desoxigenação (K1) e reaeração (K2). Os resultados encontrados indicaram que uma das principais fontes de degradação da qualidade das águas do curso médio do Rio Pomba é o lançamento de efluentes domésticos nos dois períodos hidrológicos estudados, devido às grandes concentrações de matéria orgânica encontradas. Durante o período seco, o constituinte de qualidade da água melhor associado à condição de degradação das águas do Rio Pomba foi a DBO, apresentando concentrações da ordem de 5 mg L-1, sendo as maiores concentrações encontradas na cidade de Cataguases, com 13 mg L-1. Nesse município, a concentração de DBO ficou acima do limite estabelecido na Resolução CONAMA 357/2005, estando o curso d’água na condição classe 4. A concentração média de oxigênio dissolvido encontrada no período seco do ano foi de 5,6 mg L-1. Durante o período chuvoso verificou-se melhora na qualidade da água, em termos de OD (6 mg L-1), mas o excesso de matéria orgânica (7,3 mg L-1) e o aumento das concentrações de outros parâmetros de qualidade da água, como sedimentos, fósforo, nitrogênio e coliformes, fez decrescer os níveis satisfatórios de qualidade, impossibilitando o uso dessas águas para algumas finalidades. A situação qualitativa dos recursos hídricos, nesse período, só não se encontra pior devido à vazão expressiva no Rio Pomba, uma vez que ocorre um processo de diluição da matéria orgânica e dos demais constituintes de qualidade da água. Segundo a Resolução CONAMA 357/2005, todo o trecho estudado está na condição classe 3. No trecho localizado entre os municípios de Astolfo Dutra e Dona Euzébia encontrou-se, nas duas condições hidrológicas, a menor capacidade de autodepuração de efluentes, sendo necessário tomar medidas preventivas no controle dos lançamentos in natura de esgotos domésticos diretamente no curso d’água. O modelo matemático que melhor se ajustou aos dados de qualidade de água no Rio Pomba foi o QUAL-UFMG, considerando os períodos seco e chuvoso. Verificou-se que a utilização de modelos matemáticos na avaliação da qualidade da água e nos estudos de autodepuração em rios pode constituir importante ferramenta no subsídio para a tomada de decisão nos processos de planejamento, monitoramento e gestão dos recursos hídricos. | Water quality management in Brazil has not been deserving the same prominence given to water quantity management, being these in legal aspects, institutional arrangements, or in the planning and operation of management systems. Thus, the main focus of this research was to contribute, in the ambit of water resources and environment, for the knowing, in mathematical and experimental terms, of water quality and of the capacity of self- purification of Pomba river, using mathematical models as supporting decision-making in the process of planning and management of water resources. It was used the mathematical models of Streeter-Phelps, modified, QUAL-UFMG and QUAL2Kw for evaluating water quality and the capacity of self-purification, both in terms of space and time, of the medium course of Pomba river. The spatial analysis covered the study of water quality along nine sections of monitoring, between the cities of Astolfo Dutra and Cataguases, completing a total distance of 42,8 km, and the time analysis comprised studies in dry and rainy periods, between the months of October of 2008 to January of 2009. In order to better represent the qualitative conditions of the aquatic ecosystems, the models were calibrated and confirmed using, respectively, 16 and 6 parameters of water quality. The study of the capacity of self-purification of Pomba river was made following the results generated by quality models, mainly in terms of dissolved oxygen (DO), biochemical oxygen demand (BOD), deoxygenation rate constant (K1) and reaeration (K2). The found results showed that one of the main sources of degradation of water quality of the medium course of the Pomba river refers to the throwing of domestic sewage in both hydrological periods studied, due to the great concentration of organic matter found. During the dry period, the water quality constituent that influenced the most in the degradation of the water of Pomba river was the BOD, presenting concentrations of order of 5 mg L-1, the greatest concentrations were found in the city of Cataguases, with 13 mg L-1. In that city the BOD concentration was above the limit established by the resolution of CONAMA 357/2005, being this water course ranked in class 4. The medium concentration of dissolved oxygen found in the dry period of the year was 5,6 mg L-1. During the rainy period it was found a improvement of water quality in terms of DO (6 mg L-1), but the excess of organic matter (7,3 mg L-1) and the increasing of the concentration of other water quality parameters, as sediments, phosphorus, nitrogen and coliforms, made decrease the satisfactory levels of water quality making it impossible to use these waters for certain activities. The qualitative situation of water sources in this period is not worse just because of the expressive flowing of Pomba river, since it occurs a process of dilution of organic matter and of constituents of the water quality. According to the resolution CONAMA 357/2005, all the studied patch is ranked in class 3. In the patch located between the cities of Astolfo Dutra and Dona Euzébia it was found, in both hydrological conditions, the least capacity of self-purification of effluents, making it necessary to take preventive actions to control the throwing in natura of domestic sewages directly on water flow. The mathematical model that adjusted better to the data of water quality of Pomba river was the QUAK-UFMG, considering both dry and rainy periods. It was verified that the use of mathematical models in the evaluation of water quality and in studies of self- depuration in rivers may constitute an important tool as support in the decision-making in the process of planning, monitoring, and management of water resources. | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

A numerical method to interpret aqueous extract methods is presented. The numerical model is solved with CORE and allows to account for: 1) dilution, 2) kinetic mineral dissolution and precipitation processes; 3) equilibrium mineral dissolution and precipitation processes; 4) cation exchange; 5) aqueous complexation and acid base reactions; and 6) gas dissolution/ex-solution. The methodology has been successfully applied to model aqueous extract tests performed with distilled and granitic waters of several durations and at different ratios R between mass of added water to mass of soil sample ranging from 1 to 16. Although the method has been tested with bentonites used for sealing and backfilling radiactive waste disposal, it should be applicable to any type of soil. | Se presenta una metodología numérica para la interpretación de los resultados de ensayos de extractos acuosos basada en la modelización hidrogeoquímica del ensayo. El modelo numérico se ha resuelto con el código de transporte reactivo CORE desarrollado en la Universidad de La Coruña y permite tener en cuenta: (1) La dilución del agua intersticial inicial; (2) Los procesos cinéticos de disolución/precipitación de fases minerales; (3) La disolución/precipitación de fases minerales en condiciones de equilibrio; (4) El intercambio catiónico; (5) las reacciones ácido-base y de formación de complejos acuosos; y (6) La disolución/ex-solución de gases. La metodología se ha aplicado con éxito a la modelización de ensayos de extractos acuosos realizados con agua destilada y agua granítica a distintas duraciones (entre 1 y 30 días) y a distintas relaciones R entre la masa de agua añadida y la masa de muestra que varían entre 1 y 16. Aunque la metodología ha sido desarrollada para las bentonitas utilizadas como material de relleno y sellado de almacenamientos de residuos radiactivos, es aplicable a cualquier tipo de suelo.

A poluição dos corpos hídricos é um problema mundial e o seu controle é um dos grandes desafios da gestão dos recursos hídricos. Dessa forma, o objetivo da pesquisa foi avaliar a capacidade de autodepuração do rio Piracicaba, localizado no estado de Minas Gerais, utilizando modelos matemáticos de qualidade da água como subsídio para a tomada de decisão nos processos de planejamento e gestão dos recursos hídricos. A análise compreendeu o estudo da qualidade da água ao longo de seis trechos de monitoramento, perfazendo um total de 190,76 km. Foram utilizados, para o estudo da autodepuração do rio Piracicaba, os modelos matemáticos de Streeter-Phelps modificado e QUAL-UFMG, considerando dois períodos distintos (seco e chuvoso). No estudo foram considerados dados de qualidade da água para as variáveis oxigênio dissolvido (OD), demanda bioquímica de oxigênio (DBO), nitrogênio total (NT) e fósforo total (PT), os quais foram utilizados na calibração e validação dos modelos, sendo os dados oriundo das campanhas de monitoramento de qualidade de água do “Projeto Águas de Minas”, realizado pelo Instituto Mineiro de Gestão das Águas (IGAM). Posteriormente, foi verificado o atendimento das variáveis de qualidade da água com os limites estabelecidos pela Resolução CONAMA no 357/2005, bem como o índice de conformidade ao enquadramento, segundo metodologia desenvolvida pelo Canadian Council of Ministers of Environment. Por fim, foi simulado um cenário futuro de qualidade da água previsto no Plano para Incremento do Percentual de Tratamento de Esgotos Sanitários na Bacia Hidrográfica do Rio Piracicaba. Os resultados mostraram que, em relação aos processos de calibração para as variáveis OD e DBO, ambos os modelos matemáticos de qualidade de água estimaram satisfatoriamente as informações qualitativas quando comparadas com as observadas nas seções de monitoramento no rio Piracicaba. Para a variável PT, o modelo QUAL-UFMG não apresentou resultados satisfatórios para as condições em que o estudo foi realizado. Foi observado, durante o período seco, que a qualidade da água no trecho do município de João Monlevade, após receber os efluentes do município, não satisfaz às condições de enquadramento do rio Piracicaba, apresentando valores de DBO cima do permitido pela legislação para águas doces de classe 2. Para as demais variáveis não foram constatados violação dos limites estabelecidos pela legislação em ambos os períodos avaliados. Com relação ao índice de conformidade ao enquadramento, as variáveis apresentaram excelente aderência para o período chuvoso e boa para o período seco. Considerando a simulação feita para o cenário futuro, a partir da remoção da carga orgânica em virtude da consideração das ETEs fora de operação, em obras e em projeto existentes na bacia do rio Piracicaba, as concentrações das variáveis de qualidade da água analisadas se mantiveram dentro do permitido pela legislação para águas doces classe 2. | The pollution of bodies of water is a worldwide problem, and its control is one of the large challenges faced by the water resource management. The main objective of this research was to evaluate the self-purification capacity of the Piracicaba river, Minas Gerais State, using mathematical water quality models to assist in the decision making of the water resource management and planning. The analysis included the water quality study of six monitoring sections that total 190.76 km. The modified Streeter-Phelps model and the QUAL-UFMG model were used for the self- purification study of the Piracicaba river on two distinct periods (dry and rainy). Water quality data for the following variables were considered for the study: dissolved oxygen (DO), biochemical oxygen demand (BOD), total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP). These variables were utilized in the calibration and validation of the models, with the data been taken from the “Projeto Águas de Minas” (Waters of Minas Project) water quality monitoring campaigns driven by the “Instituto Mineiro de Gestão das Águas” (Water Resource Management Institute in MG). Subsequently, the variables' compliance of CONAMA resolution n° 357/2005 and of the Canadian Council of Ministers of the Environment Water Quality Index was verified. In conclusion, a simulation for the future water quality scenario was made as projected by the “Plano para Incremento do Percentual de Tratamento de Esgotos Sanitários na Bacia Hidrográfica do Rio Piracicaba” (Piracicaba River Basin ́s Sewage Treatment Percentage Incrementation Plan). According to the calibration processes for DO and BOD, both models represented the qualitative information observed in the monitored sections of Piracicaba river. For the variable total phosphorus, QUAL- UFMG model did not achieve satisfactory results for the conditions under which the study was conducted. The water quality in the João Monlevade municipality section during dry periods didn't meet the Piracicaba River's standards, with BOD values higher than permitted by the legislation for the Class II fresh water, after receiving the municipality’s effluents. The other variables presented no violation of parameters set by the legislation on both the dry and the rainy periods. The variables presented excellent ranking for the rainy period and good ranking for the dry period according to the water quality index. Considering the simulation done for the future scenario, from the organic load removal under consideration of STPs out of operation, under construction and project existing in the Piracicaba river’s basin, concentrations of water quality variables remained within permitted by law to Class II fresh water. | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

Os impactos sobre o meio ambiente, associados ao desenvolvimento de atividades pelo homem em uma bacia hidrográfica, estão fortemente inter-relacionados e têm, a cada dia, se tornado mais evidentes. Esta idéia motiva a concepção de uma gestão integrada dos recursos naturais em várias partes do mundo, inclusive em países em desenvolvimento como o Brasil. Modelos matemáticos de qualidade de água podem ser ferramentas úteis para a tomada de decisão no apoio à gestão de bacias hidrográficas. O planejamento e gestão dos recursos hídricos em um país de grande porte como o Brasil envolve, geralmente, bacias extensas, com um vasto conjunto de elementos naturais e antrópicos. Um modelo de qualidade de água deve permitir a representação da variabilidade espacial da região e, desta forma, a consideração de fontes difusas juntamente com fontes pontuais de poluição. O presente estudo analisou o impacto do desenvolvimento sobre a qualidade da água em uma bacia de grande extensão (bacia do rio Taquari-Antas, RS, com 26.500 km2), considerando a alternativa de aproveitamento hidrelétrico definida no inventário da bacia. Utilizou-se um modelo distribuído de simulação hidrológica e de qualidade de água aplicável principalmente a grandes bacias ( > 1.000 km2), o IPH-MGBq. Este modelo, desenvolvido no IPH, foi ajustado aos dados diários observados de vazão, no seu módulo de quantidade, e de concentração de OD, DBO, nitrogênio e fósforo totais e coliformes fecais, obtidos de coletas trimestrais, no módulo de qualidade. O modelo permite a análise temporal das condições hidrológicas e de qualidade da água de toda a bacia, discretizada por células, com trechos de rios e reservatórios. O modelo apresentou bom desempenho quanto à quantidade (vazões) e quanto aos perfis de concentração dos parâmetros de qualidade de água ao longo do Taquari- Antas, principalmente em termos de valores médios. Foi realizada uma análise de incertezas de alguns parâmetros e variáveis de entrada do modelo com relação à inerente incerteza existente na definição destes elementos. Esta metodologia demonstrou ser uma alternativa adequada à aplicação de modelos distribuídos de qualidade de água em bacias sem dados, sendo que os erros cometidos pelo modelo, em relação aos valores de concentração observados, foram aceitáveis para uma confiança de 95%. A simulação de alguns cenários de desenvolvimento na bacia do Taquari-Antas evidenciou a importância da avaliação conjunta de todos os elementos da bacia (fontes pontuais e difusas de poluição e da implantação de reservatórios) sobre a qualidade de suas águas. O IPH-MGBq mostrou ser uma ferramenta útil para a simulação de cenários de desenvolvimento em grandes bacias como base para a tomada de decisão na gestão dos recursos hídricos.

A bacia do rio dos Sinos ocupa uma área de 3 700 km² e situa-se em uma área de grande concentração urbana e industrial próxima à região metropolitana de Porto Alegre. O rio dos Sinos tem sua foz no delta do Jacuí e se apresenta bastante poluído no seu trecho final. Este estudo buscou ampliar as características do modelo de qualidade da água em regime não-permanente desenvolvido por Tucci (1978) para simular outros parâmetros de qualidade e utilizá-lo como ferramenta de análise das condições do rio dos Sinos. O modelo em estudo pode ser dividido em dois módulos: hidráulico e de transporte de massa. O modelo foi aplicado no trecho final do Rio dos Sinos compreendido entre o posto fluviométrico de Campo Bom e a foz do rio. Este trecho foi divido em 21 seções transversais nas quais foram avaliadas as condições hidráulicas e ambientais. A simulação do trecho em estudo em regime não-permanente reveste-se de importância na medida em que leva em consideração a inversão de fluxo a que o rio está sujeito nos períodos de estiagem. Os resultados obtidos demonstraram a variação diária das condições hidráulicas e ambientais que se verificam de forma mais intensa nas seções situadas próximas a foz do Rio dos Sinos como conseqüência da inversão de fluxo. Além disso, buscou-se avaliar as condições ambientais associadas a uma condição de estiagem crítica e o nível de tratamento dos efluentes necessário para manter a qualidade da água dentro dos padrões determinados pela resolução 20/86 do CONAMA. | The Sinos River Basin has a surface of 3,700 km ² and is located in a very important urban and industrial region next to the Porto Alegre metropolitan area. The Sinos River has its mouth on the Delta of Jacuí and become very polluted as it gets closer to the end. The purpose of this work is to enlarge the features of the water quality model developed by Tucci (1978) to simulate another water quality parameters and to make use of it as a tool to evaluate Sinos' River conditions. The model studied here can be divided in two modules: a hydraulic anda mass transport one. The mathematical model was applied in the final course of the Sinos' River which is delimited between Campo Bom fluviometric station and the mouth of the river. This course was divided in 21 transverrsal sections where we evaluate hidraulic and ambiental conditions. The simulation of this course in non-permanent state becomes very important as we consider the downstream effects that the river undergoes during dry periods. The results that we obtain make clear that the daily variations of hidraulic and ambiental conditions are more intensive as we get closer to the end of the river. Besides that we also evaluate ambiental conditions associated with a dry period and the wastes reduction that are necessary to bring this conditions in accordance with the local legislation.

A irrigação de precisão é uma tecnologia com grande potencial de contribuir com a segurança alimentar e com a redução de uso de água na agricultura. Apesar de serem reconhecidos seus benefícios para a agricultura irrigada, estes são, ainda, abstratos, por serem poucos quantificados, contribuindo para a baixa aceitação/implantação dessa tecnologia de irrigação pelos seus usuários. Com isso, torna-se imprescindível a quantificação dos benefícios do uso da irrigação de precisão na agricultura irrigada. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a economia de água e energia e o potencial de aumento de produtividade da cultura de soja em sistema de irrigação de precisão com pivô central. O estudo foi realizado em dois sistemas de irrigação por pivô central, situados na Bacia Hidrográfica do Rio Buriti Vermelho, PivoBHBV, e na Bacia Hidrográfica do Alto Paranapanema, PivoBHALPA. A partir de dados físico- hídricos do solo levantados nas áreas de estudo, foi realizada uma análise geoestatística, para verificação da variabilidade espacial desses atributos, seguido da interpolação dos dados por meio da Krigagem simples. A interpolação foi feita considerando pixels de 5x5, 10x10 e 15x15 m. Para fins de avaliação da economia de água e energia e do potencial aumento de produtividade proveniente da utilização do manejo de irrigação de precisão, fez-se a comparação com o manejo de irrigação convencional, na qual considerou o manejo realizado com base no menor, na média e no maior valor de água disponível no solo. Para fins de avaliação, foi implementado também a utilização de zonas de manejo de irrigação, construídas com base na água disponível no solo. A simulação de todas as estratégias de manejo de irrigação foi realizada através do módulo de irrigação de precisão do software Manejo de Simulação de Estratégias de Irrigação. Na simulação considerou-se quatro datas de semeadura da cultura da soja em um ano chuvoso e um ano seco. Foi realizada ainda uma análise econômica, com o intuito de avaliar o potencial de aumento de lucratividade com o uso da irrigação de precisão. Os resultados obtidos para o PivoBHBV demonstraram que o uso da irrigação de precisão comparada ao manejo convencional, nas condições avaliadas, atingiu potenciais de economia de água e energia e de aumento de produtividade, respectivamente, de 7,9; 10,7 e 23,7%, no ano chuvoso, e de 7,6; 8,9 e 14,9%, no ano seco. Para o PivoBHALPA, a irrigação de precisão comparado comparada ao manejo convencional atingiu potenciais de economia de água e energia e de aumento de produtividade, respectivamente, de 23,3; 25,3 e 25,1%, no ano chuvoso, e de 17,0; 17,9 e 16,2%, no ano seco. Nos dois pivôs estudados, os resultados obtidos com uso de zonas de manejo de irrigação foram semelhantes aos obtidos pela irrigação de precisão, cujos potenciais benefícios avaliados foram próximos de zero. O potencial de aumento de lucratividade da cultura da soja com o uso da irrigação de precisão nos anos chuvoso e seco foram de 106,2% e 67,1% para o PivoBHBV, e 96,8% e 62,5% para o PivoBHALPA, respectivamente. Palavras-chave: Demanda energética. Eficiência de irrigação. Irrigação a taxa variada. Modelo de simulação. Produtividade potencial. Recursos hídricos. | Precision irrigation is a technology with great potential to contribute to food security and reduce water use in agriculture. Although their benefits for irrigated agriculture are recognized, they are still abstract, as they are few quantified, contributing to the low acceptance/implantation of this irrigation technology by its users. Thus, it is essential to quantify the benefits of using precision irrigation in irrigated agriculture. The objective of the present work was to evaluate the water and energy savings and the potential to increase crop yield of the soybean crop in a precision irrigation system with central pivot. The study was carried out in two central pivot irrigation systems, located in the Buriti Vermelho River Basin, PivoBHBV, and in the Alto Paranapanema River Basin, PivoBHALPA. Based on physical-hydric data from the soil surveyed in the study areas, a geostatistical analysis was performed to verify the spatial variability of these attributes, followed by the interpolation of the data using simple Kriging. The interpolation was performed considering pixels of 5x5, 10x10 and 15x15 m. For the purpose of assessing water and energy savings and the potential increase crop yield resulting from the use of precision irrigation management, a comparison was made with conventional irrigation management, in which the management carried out based on the smallest, in average and the highest amount of water available in the soil. For evaluation purposes, the use of irrigation management zones, built on the basis of water available in the soil, was also implemented. The simulation of all irrigation management strategies was carried out using the precision irrigation module of the Irrigation Strategy Simulation Management software. In the simulation, four soybean sowing dates were considered in a rainy year and a dry year. An economic analysis was also carried out in order to assess the potential for increased profitability with the use of precision irrigation. The results obtained for PivoBHBV demonstrated that the use of precision irrigation compared to conventional management, under the conditions evaluated, reached potential water and energy savings and potential increase crop yield, respectively, of 7.9, 10.7 and 23.7%, in the rainy year, and 7.6, 8.9 and 14.9%, in the dry year. For PivoBHALPA, precision irrigation compared to conventional management reached potential water and energy savings and increased productivity, respectively, of 23.3, 25.3 and 25.1%, in the rainy year, and of 17.0, 17.9 and 16.2%, in the dry year. In the two studied pivots, the results obtained with the use of irrigation management zones were similar to those obtained by precision irrigation, whose evaluated potentials were close to zero. The potential for increasing profitability of the soybean crop with the use of precision irrigation in the rainy and dry years were 106.2% and 67.1% for PivoBHBV, and 96.8% and 62.5% for PivoBHALPA, respectively. Keywords: Energy demand. Irrigation efficiency. Variable rate irrigation. Simulation model. Potential productivity. Water resources. | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

O crescente uso da técnica de fertirrigação não tem sido acompanhado com pesquisas para disponibilizar informações capazes de proporcionar o correto manejo dessa técnica. A reflectometria no domínio do tempo (TDR) possibilita o monitoramento simultâneo e contínuo do teor de água (teta) e da condutividade elétrica aparente do solo (CEa). A literatura apresenta diversos modelos que relacionam teta e CEa com a condutividade elétrica da solução do solo (CEw), com vistas à predição da CEw a partir de dados de teta e CEa obtidos por meio da técnica da TDR. Porém, muitas pesquisas demonstram a necessidade de avaliação e calibração desses modelos para solos de diferentes classes texturais. Neste trabalho, foram avaliados seis modelos com o objetivo de conhecer a capacidade dos mesmos em relacionar teta, CEa e CEw. Experimentos de laboratório foram feitos, com solo de classes texturais franca e franco-arenosa, aplicando-se soluções com cinco condutividades elétricas combinadas com cinco teores de água no solo, resultando em 25 colunas de solo. Os modelos demonstraram capacidade para relacionar teta, CEa e CEw.<br>The increase of fertigation techniques has not been followed by researches that generate available information to guide a correct fertigation management. The time-domain reflectometry allows the simultaneously monitoring of soil water content (theta) and bulk electrical conductivity (CEa). Literature presents various models which relate TDR readings of theta and CEa to soil solution electrical conductivity (CEw). Nevertheless, many researches demonstrate the need for evaluation and calibration of these models under different soil conditions. In this work, six mathematical models were evaluated in order to establish the relationship among theta, CEa e CEw. Laboratory experiments were carried out using two soil materials, by means of applying five electrical conductivities combined with five soil water contents in PVC columns. The models allowed a reasonable relationship among theta, CEa e CEw with better performance of de RHOADES et al. (1976) e de VOGELER et al. (1996) models for the soils 1 and 2, respectively.

Esta dissertação avaliou a acurácia de estimativas da temperatura superficial da água (TSA) de rios e lagos utilizando dois sensores remotos, e a aplicabilidade de modelos de temperatura da água de rios em conjunto com estes dados. O trabalho foi dividido em dois capítulos principais, o primeiro focando em lagos e o segundo em rios. No Capítulo 2 foi estudada a acurácia da estimativa da temperatura superficial da Lagoa Mangueira utilizando os sensores Landsat 7 ETM+, este com aplicação de diferentes métodos, e MODIS, utilizando seus produtos MOD11 e MOD28. Verificou-se que o MOD11 e a aplicação da equação de transferência radiativa (RTE) com as imagens Landsat se mostraram as melhores opções, com REQM próximos a 1 C. Também foi verificado que esta equação é bastante sensível aos parâmetros de entrada, mas que os parâmetros de correção obtidos pelo AtmCorr são consistentes, apesar da perda de desempenho quando há alta quantidade de vapor d’água na atmosfera. Além disso, foi analisada a sensibilidade da acurácia a duas variáveis, a emissividade e os parâmetros atmosféricos, e verificados os impactos dos efeitos de superfície nas estimativas da TSA, em especial o efeito de pele fria, que resulta em uma subestimatação média da temperatura, observado na maior parte dos trabalhos neste tema. No Capítulo 3 foi analisada a consistência de séries contínuas da temperatura de um rio geradas por dois modelos de temperatura de rios, o air2stream e um modelo estocástico, calibrados com dados derivados dos sensores Landsat 7 ETM+ e MODIS, este após o uso de uma técnica de downscale. Verificou-se que é possível gerar séries contínuas e consistentes da temperatura de rios utilizando o modelo air2stream calibrado com estes dados. Contudo, esta aplicação está atrelada à acurácia da estimativa da TSA pelo Landsat 7 ETM+, que é inferior à estimativa em lagos, principalmente devido ao tamanho dos pixels e o efeito do entorno do rio na radiância captada pelo sensor devido à reflexão da água. Nesta estimativa, novamente a aplicação da RTE com AtmCorr se mostrou a melhor opção, com REQM próximo a 1,4 C. O desempenho da técnica de fusão de imagens foi bastante fraco, e os critérios de seleção desenvolvidos se mostraram cruciais para uma incorporação apenas dos dados mais acurados. Em virtude deste baixo desempenho, o uso das imagens MODIS junto com as Landsat mostrou pouca resposta pelo modelo, apesar de indicar que mais dados podem melhorar sua performance. Ainda assim, o modelo mostrou um boa performance utilizando apenas os dados do Landsat na sua calibração, e esta abordagem tem grande potencial para ser aplicada em rios sem dados medidos de temperatura, como em análise de tendências das séries temporais da temperatura e na modelagem de rios tributários para aplicação em modelos ecológicos de lagos. | This dissertation assessed the accuracy of estimates of rivers and lakes water surface temperature (WST) using two remote sensors, and the applicability of river water temperature models with these data. This work was divided in two chapters, the first focusing on lakes and the second on ivers. In Chapter 2 the accuracy of the surface temperature estimates was assessed in Lake Mangueira, using Landsat 7 ETM+, by applying different methods, and MODIS, using its products MOD11 and MOD28. Both MOD11 and the application of the radiative transfer equation (RTE) with Landsat images showed the best results, with RMSE close to 1 C. It was also verified that this equation is very sensitive to its input parameters, but the correction parameters provided by AtmCorr are consistent, despite the loss of performance when there is the water vapour in the atmosphere is high. Furthermore, the its sensibility to two variables, the emissivity and the atmospheric parameters, and the impacts of the surface effects on the accuracy of the estimates were evaluated, in particular the cool-skin effect, which results in a mean underestimation of the temperature, and was observed in most studies in this subject. In Chapter 3 the consistency of continuous series of river temperatures generated by two river temperature models, air2stream and a stochastic model, and calibrated with data derived by Landsat 7 ETM+ and MODIS, in this case after the application of a downscaling technique, were analysed. It was observed that it is possible to generate continuous and consistent series of river temperature with air2stream calibrated with these data. However, this application is dependant on the accuracy of the WST estimates using Landsat, which is inferior in rivers when compared to lakes, mainly due to the pixel size and the effect of the surrounding surfaces on the radiance measured by the sensor due to the reflection by the water surface. In this case, again the the application of the RTE with AtmCorr showed the best results, with RMSE close to 1.4 C. The image fusion technique underperformed, and the data selection criteria were crucial for the incorporation of the accurate data only. Due to this weak performance, the use of MODIS images along with Landsat showed little response by the model, although there is indication that more data can improve its performance. Still, the model showed a good performance when calibrated with Landsat-derived data, and this approach has great potential for studies in rivers with no measured water temperature data, such as trend analysis of temperature and in modelling tributary rivers temperatures as input data for lake ecological modelling.

Se desarrolló el índice de calidad del agua como método estandarizado para comparar la categoría de manera integral, entre localidades y a través del tiempo, de los distintos almacenamientos de agua, ríos y arroyos de la cuenca del Amajac. Además, se puede predecir el grado de contaminación y establecer estrategias de planeación en el manejo de los recursos hídricos para la cuenca en cuestión. La metodología utilizada se basó en la expresión cuantitativa de calidad del agua. Se hicieron tres muestreos (2005- 2006) y se determinó: Oxígeno disuelto, Coliformes Fecales, pH, Demanda bioquímica de oxígeno, Nitratos, Fósforo total, Turbidez y Sólidos Totales Disueltos. Para predecir la calidad integral del agua (ICA), se hizo un análisis de regresión múltiple entre el ICA y los ocho parámetros analizados. Posteriormente, para cada variable, se identificaron los patrones de comportamiento y se consignaron los modelos matemáticos. Los resultados obtenidos indican que la calidad del agua para uso urbano, agua de bebida, piscícola, y agrícola fue de Calidad Media (ICA = 50-69), en el 29% de los sitios muestreados dentro de la cuenca hidrológica del Río Amajac. Al mismo tiempo, el 59% de las localidades fue de Mala Calidad (ICA = 30-49). Por último el 12% de los sitios se encontró altamente contaminado (ICA < 30). El mejor ajuste de los parámetros analizados se obtuvo con los modelos cuadráticos y cúbicos. | A water quality index as a standardized method to compare the category in an integral way, between locations and through time, of the different water, river and stream storages of the Amajac river basin was developed. In addition, it is possible to predict the degree of contamination and establish planning strategies in the management of the water resources for the river basin in issue. The used methodology was based in the quantitative expression of water quality. Three samplings were made (2005-2006) and Dissolved Oxygen, Coliform in feaces, pH, Oxygen Biochemical Demand, Nitrates, Total Phosphorus, Turbidity and Dissolved Total Solids were determined. To predict integral water quality (IWQ), a multiple regression analysis between IWQ and the eight parameters was made. Later on, behavior patterns were identified and mathematical models were developed for each variable. Results indicate that water quality for urban, the drinking water, fishtank and agricultural uses was of medium quality (WQI= 50-69) in 29% of the sampling sites within the hydrologic basin of the Amajac River. At the same time, 59% of the locations were of bad quality (IWQ = 30-49). Finally, 12% of the sites were highly contaminated (IWQ < 30). The best fit for the analyzed parameters was obtained with the cubic models.

O uso de equações para predição de algumas propriedades do solo é importante para redução do tempo e dos custos laboratoriais despendidos, especialmente para aplicação rápida e precisa desses valores em projetos agrícolas. A estimativa de uma propriedade do solo através de outras propriedades, que são obtidas de forma rotineira, deve ser contemplada. O objetivo deste trabalho foi obter equações que permitam estimar, com boa precisão, o grau de porosidade drenável e a disponibilidade total de água, a partir da análise textural, do teor de matéria orgânica e da densidade do solo, cuja determinação em laboratório é fácil e rápida. Para isto, trabalhou-se com Cambissolos da Microrregião Campos das Vertentes, MG, até a profundidade de 40 cm, utilizando 36 pontos amostrais. Por meio do programa SAS, através do procedimento "Backward", foi possível ajustar equações que apresentaram boas predições das propriedades em estudo a partir de análises rotineiras de laboratório, o que servirá de suporte para futuros estudos na região analisada. | The use of equations for predicting some soil properties is important for reducing time and laboratorial costs, especially for rapid and precise application of those values in agricultural projects. The estimation of one soil property through other properties which are obtained in a daily routine ought to be considered. The objective of this work was to obtain equations based on soil texture, soil organic matter content and bulk density that allow to estimate with good precision the grade of drainable porosity and the water-holding capacity. The methods for measuring these parameters are used in the routine of most laboratories of soil analisys. Soil texture, organic matter, and bulk density were measured in 36 samples from zero to 40 cm depth of an Inceptsol from the region of Campos das Vertentes, MG, Brazil. The results were compared to drainable porosity and water-holding capacity though the Backward procedure of SAS program. The final equations allowed a good estimate of both parameters, which can the useful for suport of future studies in the region analysed.