RESUMO O rio Madeira é caracterizado pela grande quantidade de material lenhoso transportado, principalmente durante as cheias, e isso acaba influenciando as condições operativas tornando-se um grande desafio para a geração de energia na UHE Jirau. São muitos troncos e as barreiras flutuantes do log boom que tem a função de retê-los, nem sempre apresentam a eficiência desejada, em especial pelas inúmeras variáveis envolvidas e o regime de vazões. Este trabalho envolve a simulação hidrodinâmica do rio Madeira e a simulação tridimensional desse material lenhoso, para analisar seu comportamento ao longo do rio e ter conhecimento da sua posição conforme o escoamento, do seu destino e da influência das barreiras de log boom na hidrodinâmica e no transporte de partículas. Os troncos foram simulados como partículas pelo módulo PART do Delft3d, através do modelo Lagrangiano. O modelo hidrodinâmico foi validado e foi possível representar as principais variações de velocidades tridimensionais e níveis d’água. A simulação de partículas foi condizente com a distribuição de vazões e assim foi possível identificar, conforme a operação da usina, os destinos mais atrativos para os troncos. transportado cheias tornandose tornando se Jirau retêlos, retêlos retê los, los retê-los desejada escoamento Delft3d Delftd Delft d Lagrangiano dágua. dágua água. água d’água identificar usina

ABSTRACT The Madeira River is characterized by large amount of woody material transported, especially during floods, which interferes with the operation of the Jirau Hydroelectric Power Plant. There are many logs and the log boom structures inserted to retain them do not always present the desired efficiency. This work involves the hydrodynamic simulation of the Madeira River and the three-dimensional simulation of these woody materials to analyze their trajectories along the river and to obtain knowledge of their transport and position according to the flow, different plant operations ways and the influence of log booms. The logs are simulated as particles by the PART module of Delft3d, using the Lagrangian particle tracking model. The hydrodynamic model was validated and it was possible to represent the main variations of three-dimensional velocities and water levels. The particle tracking simulation was consistent with the flow distribution and thus it was possible to identify the most attractive destination for the logs, according to power plant operations. transported floods Plant efficiency threedimensional three dimensional booms Delft3d Delftd Delft d levels

RESUMO Os reservatórios apresentam características diferentes e intrínsecas, do ponto de vista da natureza física, química e biológica, em relação a outros sistemas ambientais. Portanto, eles devem ser caracterizados de forma diferente para uma melhor representação, visando a estratégias adequadas de planejamento e gerenciamento. Este artigo analisou onze reservatórios e desenvolveu uma estratégia de classificação e zoneamento para esses sistemas. Primeiro, são realizadas análises estatísticas e de variação temporal, seguidas de um cálculo do tempo de residência, para avaliar a dinâmica do reservatório. Em seguida, são propostas análises de estratificação e variação espacial para verificar a necessidade de zoneamento. Três dos reservatórios analisados se comportam como sistemas lênticos, com alto tempo de residência. Além disso, todos os três têm afluentes significativos, indicando a necessidade potencial de considerar a variação espacial para sua classificação, posteriormente verificada na modelagem 3D. Mesmo que cada reservatório seja único em sua dinâmica e características, o esquema de classificação é adequado para diferentes tipos de reservatórios, pois funciona como uma árvore de decisão, em que as cargas de entrada e a hidrodinâmica são consideradas. intrínsecas física biológica ambientais Portanto representação gerenciamento Primeiro temporal residência seguida lênticos disso significativos 3D D decisão consideradas

ABSTRACT Reservoirs present different and intrinsic characteristics from the point of view of physical, chemical, and biological nature from other environmental systems. They therefore should be characterized differently for a better representation aiming for proper planning and management strategies. This paper analyzes eleven reservoirs and develops a classification and zonation strategy for those systems. First, temporal variation and statistical analysis are performed, followed by a residence time calculation, to assess the reservoir's dynamics. Next, stratification and spatial variation analysis are proposed to verify their necessity. Three of the reservoirs analyzed behave as lentic systems, with a high residence time. In addition, all three have significant tributaries, indicating the potential necessity of considering spatial variation for their classification, later verified in 3D modeling. Even if every reservoir is unique in its dynamics and characteristics, the classification scheme is suitable for different types of reservoirs, since it works like a decision tree, where input loads and hydrodynamics are considered. physical chemical systems strategies First performed calculation s Next addition tributaries D modeling tree considered

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 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. afluente entanto calibração espacialtemporal espacial temporal incerteza eficientemente assim WebGIS Web GIS Brasil gestor diversos hidrográfica fósforo, fósforo (fósforo DBO, DBO , DBO) reservatórios unificada Esperase Espera dágua d

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. watershed strategies However calibration spatialtemporal spatial temporal variability uncertainty makers actions them efficiently WebGIS Web GIS Brazil decisionmakers, decisionmakers decision-makers datasets phosphorus, phosphorus (phosphorus nitrogen BOD, BOD , BOD) reservoirs platform decisionmaking production

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.