ABSTRACT Ensuring compliance with the minimum Water Quality Standards stipulated by law demands the implementation of strategic measures within the watershed. Water pollution modeling serves as a tool to guide the formulations of effective pollution control strategies. However, the inherent complexity of calibration, spatial-temporal variability, and uncertainty, in addition to effective communication of technical information to decision makers, makes it challenging to prioritize actions, implement them, and allocate resources efficiently. This paper presents the implementation of a Web-GIS for decision making support which combines collaborative hydrological and hydrodynamic modeling results with an interactive visualization of the Paranapanema river basin in the South of Brazil. The Web-GIS aimed to overcome the difficulty of presenting scientific results to decision-makers, gathering and harmonizing diverse datasets. Combining information from the watershed, the pollutant loads estimations for three substances (phosphorus, nitrogen, and BOD), the resulting concentrations in rivers and reservoirs, as well as the results for different future scenarios into a unified platform. It is expected that decision-making regarding water bodies framework will be facilitated by identifying the primary sources and pathways of pollution, prioritizing basins with the highest load production, an determining realistic possibilities of load reduction through effective measures.

RESUMO Garantir o cumprimento dos padrões mínimos de qualidade de água estabelecidos por lei exige medidas estratégicas na bacia afluente. A modelagem da poluição de água serve como ferramenta para orientar a formulação de estratégias eficazes de controle de poluição. No entanto, a complexidade inerente à calibração, à variabilidade espacial-temporal e a incerteza, aliadas ao repasse ineficaz de informações técnicas para os tomadores de decisão, dificultam não apenas a priorização se não a própria efetivação das ações e aplicação dos recursos eficientemente. Sendo assim, este estudo apresenta o desenvolvimento de um Web-GIS que reúne os principais resultados das modelagens hidrológicas para conceder uma visão interativa da bacia do Rio Paranapanema no sul do Brasil. O sistema supera a dificuldade de apresentação de resultados científicos para o gestor, reunindo e harmonizando conjuntos de dados diversos. Combinando informações da bacia hidrográfica, estimativas de carga de poluentes para três substâncias (fósforo, nitrogênio e DBO), as concentrações resultantes em rios e reservatórios, bem como os resultados para diferentes cenários futuros em uma plataforma unificada. Espera-se que a tomada de decisão em relação ao enquadramento de corpos d'água seja facilitada pela identificação das principais fontes e vias de poluição, priorizando as bacias com maior produção de carga e determinando possibilidades realistas de redução da carga por meio de medidas eficazes.

RESUMO Modelos de qualidade da água são frequentemente aplicados para apoiar as definições de planejamento e gestão de recursos hídricos. Este processo requer dados apropriados para calibrar e fazer o processo de verificação necessário para análise de validação. No entanto, em alguns estudos de caso, não há dados suficientes para executar um modelo complexo de qualidade da água, seja qual for o sistema de água, rio ou reservatório. No contexto de dados escassos, a busca por modelos simples de qualidade da água é uma alternativa para compreender o comportamento da qualidade da água. Nesta pesquisa, um modelo zero-dimensional não-permanente de qualidade de água foi desenvolvido e aplicado utilizando séries sintéticas de concentrações de fósforo para um reservatório brasileiro. Os resultados dos modelos zero-dimensionais desenvolvidos nesta pesquisa foram comparados aos resultados de um modelo tridimensional, a fim de verificar se esta metodologia pode ser uma alternativa mais simples ao modelo tridimensional complexo. Os resultados compatíveis dos modelos zero-dimensional (0D) e tridimensional (3D) mostram que os esquemas numéricos simplificados são importantes ferramentas potenciais a serem consideradas para a análise inicial da dinâmica da qualidade da água em reservatórios e para fins de gestão. hídricos validação entanto caso escassos zerodimensional zero dimensional nãopermanente permanente brasileiro zerodimensionais dimensionais 0D D (0D 3D (3D

ABSTRACT Water quality models are often applied to support the definitions for water resources planning and management. This process requires appropriate data to calibrate and make the required verification process for validation analysis. However, in some case studies, there is not enough data to run a complex water quality model whatever is the water system, being river or reservoir. In the context of scarce data, the search for a simple water quality model is an alternative to comprehend the water quality behavior of the water system. In this research, an unsteady zero-dimensional (0D) water quality model was developed and applied using synthetic series of phosphorus concentrations for a Brazilian reservoir. The results of the zero-dimensional models developed in this research were compared to the results of a three-dimensional water quality model, in order to verify if this methodology can be a simpler alternative to a complex three-dimensional model. The compatible results of the zero-dimensional (0D) and three-dimensional (3D) models show the simplified numerical schemes are important potential tools to be considered for initial analysis of water quality dynamics in reservoirs and for management purposes. However studies system reservoir zerodimensional zero dimensional 0D D (0D threedimensional three 3D (3D purposes

RESUMO A presença de grandes quantidades de macrófitas aquáticas em reservatórios pode desencadear diversos impactos no ecossistema local e o uso de metodologias convencionais para seu monitoramento retorna apenas informações do momento presente. Com isso em vista, este estudo teve como objetivo mapear a variação espaço-temporal da cobertura de macrófitas utilizando imagens Landsat 5, 7 e 8 para o período de 1984-2021 no reservatório Jupiá, Brasil, além de determinar curvas e mapas de permanência da cobertura de macrófitas. A identificação desses organismos nas imagens, e sua distinção de outras espécies vegetais, foi feita através de índices espectrais (NDVI, GNDVI e GSAVI) e da determinação do intervalo característico de cada uma dessas classes, a qual se deu por distribuições de probabilidade. Foram observadas variações interanuais na disposição espacial das macrófitas e tendência de crescimento da área, sendo este último possivelmente causado pela implantação de um reservatório a montante. Apesar da quantidade de imagens sem interferências ter sido uma limitação, a construção de uma série histórica de ocupação de macrófitas e a determinação de curvas e mapas de permanência mostraram-se satisfatórias e poderão auxiliar na tomada de decisões de manejo desses organismos.

ABSTRACT The presence of large amounts of aquatic macrophytes in reservoirs can trigger several impacts on the local ecosystem and conventional methodologies used for their monitoring only returns information from the present moment. With that in mind, this study aimed to map spatio-temporal variation of macrophyte cover using Landsat 5, 7 and 8 images between 1984-2021 at Jupiá reservoir, in south east of Brazil, besides determining curves and maps of macrophyte cover permanence. The identification of these organisms in the images, and their distinction from other vegetations, was made through spectral indices (NDVI, GNDVI and GSAVI) and the determination of the characteristic range of each of these classes, which was given by probability distributions. Interannual variations were observed in the spatial arrangement of macrophytes and the area's growth trend, possibly being caused by the implantation of an upstream reservoir. Although the number of images without interference was a limitation, the construction of a historical series of macrophytes occupation and the determination of permanence curves and maps proved to be satisfactory and could help on the decision-making processes for the management of these organisms.

RESUMO Modelos 1D e 3D de transporte de calor são comparados em um reservatório dentrítico no Brasil. Os períodos de estratificação para ambos modelos foram estimados usando índices físicos e gradientes de temperatura. O modelo tridimensional reproduz a temperatura da coluna d'água com mais acurácia, no entanto, o cálculo de índices físicos (números de Wedderburn e do Lago) apresentaram resultados semelhantes para ambos modelos. Também foram investigados os efeitos de temperatura no transporte de massa, utilizando modelagem tridimensional. Os transportes advectivo e difusivo foram quantificados para um traçador lançado em um rio e em um braço do reservatório. Foi identificado que a temperatura aumenta o transporte advectivo, com um máximo de 40% de aumento no traçador lançado no rio, e 9% de aumento no transporte no traçador lançado no braço do reservatório. Em relação ao transporte dispersivo, no traçador lançado no rio, houve uma diminuição do transporte, devido aos efeitos de temperatura. No caso do traçador lançado no braço do reservatório, não foi possível definir um padrão.

ABSTRACT One and three-dimensional heat transport models are compared in a dendritic reservoir in Brazil. We estimate the periods of temperature stratification for both models using physical indices and temperature gradients. The three-dimensional model reproduces more accurately the water column temperature profiles, however with focus on the physical indices (Wedderburn Number and Lake Number) similar results were obtained with both models. Secondly, we investigated the effects of temperature stratification on substance mass transport using the three-dimensional model. The advective and dispersive transport for a tracer released in a river and in a side arm of the reservoir were quantified. We identified that considering the effects of temperature stratification increased the horizontal advective transport - up to a maximum of 40% increase for the tracer released in the river, and 9% for the side arm. In relation to dispersive transport there was a decrease in transport due to temperature stratification, and no pattern was discernible for the side arm tracer modeling.