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Resumo Este artigo buscou avaliar a capacidade da técnica de Simulação de Grandes Escalas em reproduzir as pressões flutuantes exercidas sobre as lajes de bacias de dissipação por ressalto hidráulico. Empregando a técnica volume-de-fluido (VOF) e o modelo de Smagorinsky, três condições hidráulicas foram simuladas, com números de Froude incidentes iguais a 2.3, 3.0 e 3.8. Após verificação das malhas, as simulações foram validadas por meio da comparação de quantis de pressões extremas e da média e dos desvios-padrão das velocidades. Séries de pressões instantâneas extraídas das simulações numéricas foram comparadas com outros estudos experimentais, abrangendo os coeficientes de flutuação de pressão e quantis adimensionais de pressões extremas. Verificou-se que a técnica de Simulação de Grandes Escalas (LES) é capaz de gerar séries de pressões instantâneas de ressaltos hidráulicos com baixos números de Froude com distribuições de probabilidade adequadas. A intensidade de flutuações de pressão e valores extremos de pressão atuando em bacias de dissipação com baixos números de Froude podem ser prontamente calculadas empregando as equações aqui propostas.

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Abstract This paper sought to assess the capability of the Large Eddy Simulation technique in reproducing the fluctuating pressures exerted on the slabs of hydraulic jump stilling basins. Using the volume-of-fluid (VOF) technique and the Smagorinsky model, three hydraulic conditions were simulated, with inflow Froude numbers equal to 2.3, 3.0 and 3.8. After grid verification, the simulations were validated through the comparison of extreme pressure quantiles and mean and standard deviation of velocities. Instantaneous pressure series extracted from the numerical simulations were compared against data from other experimental works, comprising the pressure fluctuations coefficient and dimensionless quantiles of extreme pressures. The Large-Eddy Simulation (LES) technique was found to be able to generate instantaneous pressure series of low Froude number jumps with adequate probability distributions. Intensity of pressure fluctuations and extreme pressure values acting on low Froude number stilling basins can be readily computed using the equations proposed herein.

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RESUMO A intervenção governamental em infraestrutura hídrica é justificada quando os mercados não conseguem garantir a provisão equitativa e eficiente de serviços essenciais. Os sistemas de abastecimento de água apresentam características de bens públicos e monopólios naturais, o que limita os incentivos privados. Os altos custos fixos e os benefícios sociais difusos restringem a eficiência, enquanto os horizontes de planejamento curtos e a incapacidade de internalizar externalidades positivas resultam em subinvestimento crônico. No Agreste semiárido de Pernambuco — marcado por chuvas irregulares e ausência de rios perenes — essas falhas são particularmente agudas, e a escassez crônica justifica a liderança pública na expansão da oferta. O Sistema Adutor do Agreste, integrado ao Projeto de Integração do Rio São Francisco (PISF), foi concebido para fornecer água tratada a 64 municípios. Este estudo aplica uma análise custo-benefício social sob dois cenários: (i) cenário de referência — continuidade do risco hídrico atual, sem demanda induzida ou irrigação autônoma; e (ii) cenário alternativo — implementação do sistema adutor, gerando benefícios de economia de custos e demanda induzida. Os resultados confirmam a viabilidade econômica: VPL social de R$ 838,28 milhões, TIR econômica de 22,62% e razão B/C de 2,21, indicando ganhos líquidos substanciais pela redução da insegurança hídrica. Para tratar o item operacional mais incerto, testaram-se participações de eletricidade de 40%, 60% e 80% do total de O&M; o VPL caiu para R$ 748,21–663,91 milhões, a TIR para 21,51–20,49% e a razão B/C para 1,95–1,76. Além dos custos energéticos, análises de risco complementares reforçariam a robustez e a confiança das políticas.

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ABSTRACT Government intervention in water infrastructure is justified where markets cannot ensure equitable, efficient provision of essential services. Water systems exhibit public goods and natural monopolies characteristics, limiting private incentives. High fixed costs and diffuse social benefits constrain efficiency, while short planning horizons and failure to internalize positive externalities drive chronic underinvestment. In Pernambuco’s semi-arid Agreste—marked by irregular rainfall and no perennial rivers—these failures are acute, and chronic scarcity justifies public leadership in supply expansion. The Agreste Adduction System, integrated with the São Francisco River Integration Project, was designed to provide treated water to 64 municipalities. This study applies a social cost–benefit analysis under two scenarios: (i) baseline—continuation of current water risk, without induced demand/irrigation; and (ii) alternative—adduction system implementation, generating cost-avoidance and induced-demand benefits. Results confirm economic viability: NPSV of R$ 838.28 million, ERR of 22.62%, and B/C ratio of 2.21, indicating substantial net gains through reduced water insecurity. To address the most uncertain item, we test electricity shares of 40%, 60%, and 80% of total O&M; NPSV falls to R$ 748.21–663.91 million, ERR to 21.51–20.49%, and B/C to 1.95–1.76. Beyond energy, complementary risk analyses would further strengthen robustness and policy confidence.

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RESUMO Este estudo estabelece uma nova metodologia para calcular o fluxo de diluição em cursos d'água, propondo um Índice de Sustentabilidade da Qualidade da Água (ISQA) como métrica específica para avaliar a dimensão qualitativa da sustentabilidade hídrica sob a perspectiva da assimilação da poluição. O objetivo deste estudo foi estabelecer uma nova metodologia que permitisse o cálculo do fluxo de diluição em cursos d'água, possibilitando uma melhor compreensão da gestão dos recursos hídricos da bacia hidrográfica sob a perspectiva da sustentabilidade hídrica. Neste estudo, a metodologia foi aplicada à Bacia do Rio Paraíba do Sul. O fluxo de diluição foi correlacionado com as vazões mínimas de referência por meio do ISQA para cenários atuais (2025) e futuros (2047). Os principais resultados revelam que, no cenário atual, 45% dos corpos d'água excedem a capacidade de poluição (ISQA > 1), enquanto o cenário futuro apresenta uma melhora significativa, com 70,5% dos cursos d'água atingindo a sustentabilidade (ISQA < 1). Por meio de ajustes de eficiência em Estações de Tratamento de Esgoto (ETEs), a conformidade atingiu 100% no cenário futuro, demonstrando a eficácia do método. A vazão de diluição, cuja metodologia se baseia na pegada hídrica cinza, pode ser considerada um instrumento para a gestão de recursos hídricos, utilizado para avaliar impactos e situações de degradação do ambiente aquático, tornando-se uma ferramenta crucial para a tomada de decisões na prevenção ou remediação de impactos ambientais.

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ABSTRACT This study establishes a new methodology to calculate the dilution flow in water courses, proposing a Water Quality Sustainability Index (WSI) as a specific metric to assess the qualitative dimension of water sustainability from a pollution assimilation perspective. The objective of this study was to estabilish a new methodology that would allow the calculation of dilution flow in water courses, allowing a better understanding of the water resources management of the river basin from a water sustainability perspective. In this study, the methodology was applied to the Paraiba do Sul River Basin. The dilution flow was correlated with minimum reference flows through the WSI for current (2025) and future (2047) scenarios. Key findings reveal that in the current scenario, 45% of water bodies exceed pollution capacity (WSI > 1), while the future scenario shows significant improvement, with 70.5% of watercourses achieving sustainability (WSI < 1). Through efficiency adjustments in Wastewater Treatment Plants (WWTPs), compliance reached 100% in the future scenario, demonstrating the method's effectiveness. The dilution flow that has its methodology based on the gray water footprint can be considered as an instrument for the management of water resources, used to evaluate impacts and situations of degradability of the aquatic environment, making it a crucial tool for decision-making for prevention or remediation of environmental impacts.

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RESUMO Em cenários de mudança climática, espera-se que a frequência e a intensidade dos eventos de inundação urbana aumentem, levando a impactos mais severos nas cidades. Assim, o acoplamento de modelos hidrológicos e hidrodinâmicos espacialmente distribuídos é essencial para simular a propagação das inundações e identificar áreas suscetíveis em bacias urbanas. Este estudo tem como objetivo avaliar a influência de eventos extremos de precipitação na dinâmica das inundações na bacia urbana de São Carlos, tanto nas condições climáticas atuais quanto em projeções futuras derivadas de cenários de mudança climática (ETA-MIROC5 para os cenários RCP 4.5 e 8.5, 4.5 W/m2 e 8.5 W/m2). Para analisar como a precipitação influencia a propagação da inundação e a extensão das áreas alagadas, foi aplicado o modelo hidrológico-hidrodinâmico bidimensional totalmente distribuído HydroPol2D. Esse modelo resolve as equações de conservação de quantidade de movimento, massa e transporte de poluentes em uma grade cartesiana. Essa metodologia foi aplicada em bacias urbanas selecionadas de São Carlos (SP) – Brasil, uma cidade reconhecida como polo tecnológico que sofre com episódios de chuvas intensas e, consequentemente, inundações. Esses eventos continuam a causar crises recorrentes, resultando em perdas materiais e imateriais. Os resultados revelaram que, em média, as áreas inundadas aumentaram em 65% em comparação com as condições atuais. Além disso, para eventos com período de retorno de 100 anos, as profundidades máximas de inundação aumentaram em até 2,5 metros em determinados locais da bacia hidrográfica.

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ABSTRACT Under scenarios of climate change, the frequency and intensity of urban flood events are expected to increase, leading to more severe impacts in cities. Thus, coupling spatially distributed hydrological and hydrodynamic models is essential to simulate flood propagation and identify flood-prone areas in urban basins. This study aims to evaluate the influence of extreme rainfall events on flood dynamics in the urban basin of São Carlos, under both current climatic conditions and future projections derived from climate change scenarios (ETA-MIROC5 for RCP 4.5 and 8.5, 4.5 W/m2 and 8.5 W/m2). To examine how rainfall influences flood propagation and the extent of inundation, the two-dimensional, fully distributed hydrological-hydrodynamic model HydroPol2D is applied. This model solves the conservation equations for momentum, mass, and pollutant transport over a Cartesian grid. This methodology is used in selected urban catchments of São Carlos (SP) - Brazil, a city recognized as a technological hub in Brazil that suffers from episodes of intense rainfall and subsequent flooding. These events continue to cause recurring crises, resulting in both material and immaterial losses. The results revealed that, on average, flooded areas increased by 65% compared to current conditions. Moreover, for 100-year return period events, maximum flood depths increased by up to 2.5 meters in certain locations within the basin.

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RESUMO A simulação do fluxo de águas subterrâneas em meios porosos complexos requer métodos numéricos sofisticados, capazes de lidar com geometrias gerais, coeficientes fortemente descontínuos e anisotrópicos, e garantir a conservação da massa local. Nesse sentido, utilizamos, pela primeira vez, um método de volumes finitos do tipo MPFA-D (Multi-Point Flux Approximation with Diamond Stencil) para a aproximação da equação de carga hidráulica em aquíferos. Para testar a precisão e a robustez do método, resolvemos problemas relacionados à simulação de aquíferos e os comparamos com soluções analíticas e resultados do simulador MODFLOW 6.

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ABSTRACT The simulation of groundwater flow in complex porous media requires sophisticated numerical methods capable of handling general geometries, strongly discontinuous and anisotropic coefficients, and ensuring local mass conservation. In this sense, we use for the first time, a finite volume method of the type MPFA-D (Multi-Point Flux Approximation with Diamond Stencil), for the approximation of the hydraulic head equation in aquifers. To test the accuracy and robustness of the method, we solved problems related to the simulation of aquifers and compared them with analytical solutions and results from the MODFLOW 6 simulator.

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RESUMO Acidentes com derramamento de óleo constituem grave risco a sistemas socioecológicos costeiros. Este trabalho avalia a aplicabilidade da modelagem computacional como ferramenta de suporte à gestão portuária e ambiental e à elaboração de planos de ação emergencial para derrames na zona costeira de Fortaleza (CE). Foram implementados o modelo hidrodinâmico SisBaHiA e o modelo de intemperismo ADIOS2 para simular hidrodinâmica, derrame, transporte e intemperismo de óleo. O modelo foi implementado, calibrado e validado com dados de uma estação maregráfica e de um ADCP; em seguida, foi simulado um derrame contínuo de 1000 m3, com duração de 24 horas, no terminal do Porto do Mucuripe, considerando um cenário de ventos mais intensos, com mapeamento das áreas de potencial contaminação. A validação mostrou elevada concordância para elevações superficiais (R2 > 0,90; PBIAS < ±1%; RMSE ≈ 5-14 cm; CIM > 90%) e desempenho moderado para velocidades (R2 ≈ 0,30-0,50; PBIAS < ±7%; RMSE ≈ 0,08 m/s; CIM > 80%). Foram produzidos mapas probabilísticos e trajetórias determinísticas dos eventos críticos. Conclui-se que o SisBaHiA oferece insumos úteis para avaliação de risco e planejamento de resposta em escala local, embora refinamentos adicionais possam otimizar sua capacidade preditiva.

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ABSTRACT Oil spill accidents constitute a serious threat to coastal socio-ecological systems. This study assesses the applicability of computational modelling as a decision-support tool for port and environmental management and for the development of emergency response plans for spills in the coastal zone of Fortaleza (Ceará, Brazil). The hydrodynamic model SisBaHiA and the oil-weathering model ADIOS2 were implemented to simulate hydrodynamics, spill release, transport and weathering of oil. The modelling system was implemented, calibrated and validated against observational data from a tide gauge and an ADCP. Subsequently, a continuous spill of 1,000 m3 over a 24-hour period was simulated at the Mucuripe Port terminal under a higher-wind scenario, with mapping of areas of potential contamination. Validation results indicated high agreement for sea-surface elevations (R2 > 0.90; PBIAS < ±1%; RMSE ≈ 5-14 cm; CIM > 90%) and moderate skill for velocities (R2 ≈ 0.30-0.50; PBIAS < ±7%; RMSE ≈ 0.08 m s−1; CIM > 80%), reflecting the greater physical complexity involved in the spatial and temporal representation of coastal currents. Probabilistic contamination maps and deterministic trajectory forecasts were produced for the considered critical events. It is concluded that SisBaHiA can provide valuable inputs for local-scale risk assessment and response planning, although further refinements could enhance its predictive capability for oil behaviour in the marine environment.

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RESUMO Este estudo investigou a estabilidade de taludes construídos em modelos físicos reduzidos que representavam taludes de barragens, focado nos efeitos da ação de ondas e do rebaixamento rápido com objetivo de testar o modelo físico reduzido. Um modelo físico reduzido em escala 1:30 foi desenvolvido com solo tropical laterítico argiloso de Ouro Preto, MG, classificado como MH (SUCS) e LG' (MCT). Os modelos foram submetidos a condições controladas de geração de ondas (variando altura e período) e rebaixamento rápido. O monitoramento incluiu sensores de umidade, escaneamento a laser 3D para avaliação da erosão e medição da turbidez. Os resultados revelaram que a erosão superficial progressiva, a instabilidade por saturação e a ruptura localizada por rebaixamento rápido são os mecanismos de falha predominantes. Observou-se relação direta entre a altura da onda e a taxa de erosão, com alturas de onda críticas acima de 1,8 m (escala real) induzindo erosão acelerada. O estudo fornece subsídios técnicos para o dimensionamento de estruturas hidráulicas mais seguras com solos tropicais frente a eventos hidrodinâmicos extremos.

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ABSTRACT This study investigated the stability of dam slopes built with tropical soils, focusing on the effects of wave action and rapid drawdown with the aim of testing the physical scale model. A 1:30 scale physical model was developed using a lateritic clayey tropical soil from Ouro Preto, MG, classified as MH (SUCS) and LG' (MCT). The models were subjected to controlled wave generation (varying height and period) and rapid water level drawdown. Monitoring included moisture sensors, 3D laser scanning for erosion assessment, and water turbidity measurements. Results revealed that progressive surface erosion, saturation-induced instability, and localized failure from rapid drawdown are the predominant failure mechanisms. A direct relationship was found between wave height and erosion rate, with critical wave heights above 1.8 m (real scale) inducing accelerated erosion. The study provides technical data for designing safer hydraulic structures with tropical soils against extreme hydrodynamic events.

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RESUMO A insegurança hídrica na Região Metropolitana de Campinas é impulsionada pela variabilidade climática, pela expansão urbana desordenada e por vulnerabilidades socioinstitucionais. O objetivo deste estudo é propor um marco de governança da segurança hídrica regional fundamentado em indicadores de risco climático. A metodologia integra caracterização territorial, dados climáticos do AdaptaBrasil, análise geoespacial e a avaliação da vulnerabilidade, exposição e ameaça climática utilizando o Índice de Risco de Estresse Hídrico, baseado em indicadores como o Programa Cidades Resilientes, perdas hídricas no sistema de abastecimento, densidade populacional, índice de precipitação-evapotranspiração, entre outros. Os resultados revelam pressão hídrica significativa decorrente da demanda humana, da baixa cobertura florestal e da desigualdade na segurança hídrica. Municípios de alto risco apresentam capacidade adaptativa limitada e elevada exposição. A principal contribuição da pesquisa é o desenvolvimento de um marco de governança que vincula o diagnóstico de risco climático à gestão adaptativa, participativa e multinível, oferecendo um ciclo de monitoramento estruturado para fortalecer a resiliência, fundamentar políticas públicas e promover a segurança hídrica equitativa em contextos metropolitanos.

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ABSTRACT Water insecurity in the Campinas Metropolitan Region is driven by climate variability, land sprawl, and socio-institutional vulnerabilities. The objective is to propose a regional water security governance framework grounded in climate risk indicators. The methodology integrates territorial characterization, climate data from AdaptaBrasil, geospatial analysis, and the evaluation of vulnerability, exposure, and climatic threat using the Water Stress Risk Index, based on indicators such as the Resilient Cities Program, water losses in the supply system, population density, precipitation-evapotranspiration index, among others. The findings reveal significant water pressure from human demands, low forest cover, and uneven water security. High-risk municipalities show limited adaptive capacity and elevated exposure. The research’s main contribution is the development of a governance framework that links climate-risk diagnostics to adaptive, participatory, and multi-level management, offering a structured monitoring cycle to strengthen resilience, underwrite public policies, and enhance equitable water security across metropolitan contexts.

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RESUMO Os elevados índices de desabastecimento em comunidades rurais do semiárido brasileiro reforçam a necessidade de modelos de gestão que ampliem o acesso e garantam maior eficiência no abastecimento. O estudo teve como objetivo avaliar os impactos da implantação do SISAR no Sertão do Pajeú (PE), considerando mudanças no acesso à água, adaptações domiciliares, custos e saúde autodeclarada. Em diálogo com estudos anteriores sobre o SISAR, que empregaram entrevistas, análise documental e o Discurso do Sujeito Coletivo (DSC), aplicou-se aqui uma triangulação metodológica semelhante, composta por questionário on-line a 91 domicílios, análise de indicadores secundários e interpretação qualitativa via DSC. Os resultados indicam ampliação do acesso às instalações de higiene, redução percebida de doenças de veiculação hídrica e melhoria na sustentabilidade operacional nas comunidades, embora ainda haja intermitência de água. Conclui-se que o SISAR contribui para avanços socioeconômicos e sanitários, recomendando-se monitoramento contínuo e ajustes às especificidades locais.

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ABSTRACT The high rates of water supply shortages in rural communities of Brazil’s semi-arid region highlight the need for management models that expand access and ensure greater efficiency in service delivery. This study aimed to evaluate the impacts of the implementation of SISAR in the Sertão do Pajeú (PE) mesoregion, considering changes in water access, household adaptations, costs, and self-reported health outcomes. Aligned with the previous studies on SISAR, which employed interviews, document analysis, and the Collective Subject Discourse (CSD), this research applied a similar methodological triangulation, consisting of an online survey of 91 households, analysis of secondary indicators, and qualitative interpretation through CSD. The results indicate expanded access to hygiene facilities, a perceived reduction in waterborne diseases, and improvements in operational sustainability within the communities, although water intermittency persists. It is concluded that SISAR contributes to socioeconomic and sanitary advances, and continuous monitoring and adjustments to local specificities are recommended.

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RESUMO O Brasil é um país com elevada dependência de reservatórios hidrelétricos, tanto para produção de eletricidade renovável quanto para fornecer estabilidade ao sistema em face do uso de fontes intermitentes. Contudo, o país também enfrenta restrições ambientais e sociais para a criação de novos reservatórios. Neste contexto, o uso de alternativas que melhorem a eficiência dos reservatórios, como o alteamento de barragens por meio de comportas, se tornam relevantes. O dimensionamento desses sistemas deve ser realizado de maneira a não comprometer a segurança da barragem. Neste contexto, este trabalho apresenta a avaliação hidrodinâmica de um sistema de alteamento para ganho de capacidade, controle de vazão e acréscimo da geração de energia na barragem de Cipó, no Sul de Estado de Minas Gerais, Brasil. O sistema alteamento proposto nesse trabalho se baseia em uma comporta auto operante de perfil curvilíneo. As análises foram realizadas tanto em laboratório físico quanto em laboratório virtual, por meio de ferramentas CFD. Para modelagem do problema, foi adotado um escoamento bifásico em regime permanente. A comporta avaliada apresentou comportamento satisfatório, sendo capaz de abrir e fechar conforme a pressão estática do volume de água sobrecarregava o seu centro de gravidade, controlando o volume dentro do reservatório.

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ABSTRACT Brazil has an elevated dependence on hydroelectric powerplants, both in terms of production of renewable energy as well as providing stability to the energy grid while using intermittent energy sources. Despite these challenges, the country currently encounters environmental and social restrictions to build new dams. Thus, the use of alternatives to improve efficiency, such as heightening reservoir walls through the use of floodgates, has become more relevant. The dimensions of these systems should be determined in order not to compromise the reservoir’s safety. In light of this, this study presents the hydrodynamic evaluation of a heightening system for capacity gains, flow control, and increasing energy generation at the Cipó hydroelectric plant in southern region of the state Minas Gerais, Brazil. The heightening system proposed in this study is based on an automated floodgate with a curvilinear profile. The analyses were conducted in a physics laboratory as well as virtually through computational fluid dynamics (CFD) tools. To model the problem, a two-phase steady state flow was adopted. The floodgate demonstrated satisfactory behavior, capable of opening and closing as the static pressure from the water volume overloaded its center of gravity, controlling the volume within the reservoir.

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RESUMO A não estacionariedade representa um desafio para o dimensionamento hidrológico, especialmente em grandes estruturas que exigem estimativas de cheias associadas a longos períodos de retorno. Este artigo avalia as propriedades estatísticas das séries de vazões máximas diárias anuais de 152 usinas hidrelétricas (UHEs) em operação no Brasil. Para as séries que apresentaram tendências, o método Empirical Quantile Mapping é proposto para a correção da não estacionariedade. Para comparação, o método da Curva Acumulativa de Vazões foi aplicado como referência. Os dois métodos de correção foram aplicados antes de uma nova análise de frequência de cheias, visando estimativas de cheias de projeto com períodos de retorno de 10.000 anos. Os resultados indicam que 70 UHEs apresentaram evidências de não estacionariedade. Essas séries foram, então, analisadas com um índice de risco, a partir do qual discussões adicionais são fornecidas para os casos das bacias dos rios Iguaçu e São Francisco. Os resultados ressaltam a importância do desenvolvimento de metodologias que considerem a não estacionariedade na definição de cheias associadas a grandes períodos de retorno.

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ABSTRACT Nonstationarity presents a challenge for hydrological design, particularly for large structures that require high return period floods. This paper assesses the statistical properties of annual maximum daily streamflows from 152 hydropower plants (HPPs) operating in Brazil. For series exhibiting temporal trends, we propose the Empirical Quantile Mapping method for correcting nonstationarity. For comparison, we employed the Flow Accumulative Curve technique as a benchmark. These approaches are employed prior to a revisited flood frequency analysis to estimate the 10,000-year design flood. Results indicate that 70 HPPs show evidence of nonstationarity. These series were further examined using a risk index, and we discuss in further detail the cases of the Iguaçu and São Francisco basins. The findings highlight the importance of developing methodologies that account for nonstationarity in the definition of high-recurrence flows.

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RESUMO A produção agrícola desempenha um papel fundamental na exportação de água virtual, que se refere ao volume de água incorporado na produção de bens. Esse conceito evidencia as fortes conexões entre recursos hídricos, comércio global e sustentabilidade. Quando commodities agrícolas são exportadas, a água utilizada em todo o processo produtivo é efetivamente transferida para os países importadores, gerando uma perda líquida de água para a região exportadora. Este estudo avaliou a demanda de água virtual associada à produção de soja em grão no MATOPIBA, com foco no estado do Maranhão, Brasil, entre 2000 e 2020. Utilizando a metodologia de Mekonnen e Hoekstra (2011), a análise mostrou uma expansão significativa do cultivo de soja: de 19 municípios em 2000 para 64 em 2020. A pegada hídrica também aumentou acentuadamente, passando de 17,1 m3/ton−1 para 68,1 m3/ton−1, um crescimento de aproximadamente 298,5%. Enquanto em 2000 não havia registros relevantes de exportação de soja, em 2020 dez municípios exportaram um total combinado de 3 milhões de toneladas, correspondendo a 121 mil m3/ton de água virtual exportada. Esses resultados revelam a crescente pressão sobre os recursos hídricos regionais e destacam que fatores como disponibilidade de água e baixo preço da terra, isoladamente, não explicam a conversão de florestas nativas em pastagens ou monoculturas em larga escala

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ABSTRACT Agricultural production plays a key role in the export of virtual water, which refers to the volume of water embedded in the production of goods. This concept highlights the strong links between water resources, global trade, and sustainability. When agricultural commodities are exported, the water used throughout their production is effectively transferred to importing countries, creating a net water loss for the exporting region. This study evaluated the virtual water demand associated with soybean grain production in the MATOPIBA, focusing on the state of Maranhão, Brazil, from 2000 to 2020. Using the methodology of Mekonnen and Hoekstra (2011), the analysis showed a significant expansion of soybean cultivation: from 19 municipalities in 2000 to 64 in 2020. The water footprint also increased sharply, rising from 17.1 m3/ton−1 to 68.1 m3/ton−1, an increase of approximately 298.5%. While there were no relevant soybean export records in 2000, by 2020 ten municipalities exported a combined 3 million tons of soybeans, corresponding to 121 thousand m3/ton of virtual water exported. These findings reveal growing pressure on regional water resources and emphasize that factors such as water availability and low land prices alone do not explain the conversion of native forests into pastures or large-scale monocultures.

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RESUMO Este estudo avaliou a dispersão de derramamentos de óleo no rio Guaíba utilizando modelagem computacional (SISBAHIA). A metodologia proposta integra a modelagem 3D hidrodinâmica com simulações de transporte advectivo-difusivo dos derramamentos. Foram avaliados nove cenários hipotéticos acidentais de derramamentos de 2.400 m3 de óleo MF-380 (bunker) no porto de Porto Alegre (rio Guaíba) sob diferentes condições de nível d’água, vazão do rio, vento e absorção das margens, usando ambas abordagens de transporte determinísticas e probabilísticas. A dinâmica de dispersão da mancha refletiu a hidrodinâmica do rio: sob baixas vazões, os efeitos do vento predominaram, confinando a mancha à margem oeste; sob vazões médias e altas, as correntes a jusante dominaram, transportando o óleo até Itapuã. O coeficiente de absorção apresentou pouca influência nos resultados. Áreas ambientalmente sensíveis foram identificadas por meio dos mapas SAO incluíram o Delta do Jacuí, a cidade de Guaíba e o Parque Estadual de Itapuã.

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ABSTRACT This study evaluated the dispersion of oil spills in the Guaíba River using computational modeling (SISBAHIA). The methodology integrates 3D hydrodynamic modeling with advective–diffusive transport simulations of oil spills , testing nine hypothetical accidental scenarios of 2,400 m3 spills of MF-380 oil (bunker fuel) at the port of Porto Alegre (Guaiba river) and evaluating the oil slick trajectories under varying conditions of water level, river discharge, wind, and margins absorption coefficient. Also, a deterministic and probabilistic transport approaches were employed. The dispersion dynamics of the oil slick reflected the river hydrodynamics: wind effects dominated under low flows confined the oil slick to the western bank, whereas downstream currents governed average and high flows transporting the oil as far as Itapuã. The absorption coefficient has little influence on results. Environmentally sensitive areas identified through SAO maps included the Jacuí Delta, the city of Guaíba, and the Itapuã State Park.

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RESUMO Este estudo apresenta uma abordagem integrada para o dimensionamento de microreservatórios em escala de lote, considerando a variabilidade espacial da geração de escoamento dentro de uma bacia hidrográfica. Métodos tradicionais de dimensionamento frequentemente negligenciam os efeitos hidrológicos cumulativos em escala de bacia, o que pode levar à sincronização indesejada de picos de vazão e à ocorrência de alagamentos localizados. A metodologia proposta introduz um novo critério de projeto baseado na contribuição hidrológica a montante e na posição de cada lote dentro da bacia. Utilizando o Método Racional para estimativa de escoamento, o método SCS-CN para perdas por infiltração, e o método PULS para a propagação hidráulica, foi desenvolvida uma ferramenta computacional de código aberto em Excel-VBA para automatizar o processo de modelagem e dimensionamento. Três estudos de caso demonstram a capacidade do modelo em distinguir requisitos de projeto para lotes com geometria idêntica, mas com diferentes posições na bacia. Os resultados mostram que restrições de vazão de referência derivadas das características a montante influenciam significativamente o volume de armazenamento necessário e a configuração dos dispositivos de saída. A ferramenta permite análise de sensibilidade e otimização por meio de indicadores adimensionais, promovendo a resiliência dos sistemas de drenagem urbana. Este framework viabiliza o dimensionamento sensível ao contexto, conectando a implementação local ao controle de cheias em escala de bacia.

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ABSTRACT This study presents an integrated approach for the design of lot-scale micro-reservoirs that considers the spatial variability of runoff generation within a catchment. Traditional reservoir sizing methods often neglect the cumulative, catchment-scale hydrological effects, which can lead to unintended synchronization of hydrograph peaks and localized flooding. The proposed methodology introduces a novel design criterion based on the upstream hydrological contribution and the position of each lot within the catchment. Using the Rational Method for runoff estimation, the SCS–CN method for infiltration and abstraction losses, and the PULS method for hydraulic routing, an open-source Excel–VBA tool was developed to automate the modeling and design process. Three case studies demonstrate the framework's ability to distinguish design requirements for lots with identical geometries but varying catchment positions. Results show that reference flow constraints derived from upstream characteristics significantly influence the required storage volume and outlet configuration. The tool supports optimization and performance analysis through dimensionless indicators that characterize peak attenuation, time-to-peak delay, storage performance, and mass balance.

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RESUMO O estudo teve como objetivo avaliar se dados primários de monitoramento hidrossedimentométrico seriam suficientes para estimar o assoreamento total do reservatório de Pimental (UHE Belo Monte) ou se seriam necessários métodos mais complexos. Foram aplicadas três abordagens de balanço de massa: método sedimentométrico, modelo simplificado Sediment e modelagem hidrodinâmica e de transporte de sedimentos tridimensional (Delft3D). Foi realizada a calibração do modelo tridimensional e avaliada a sedimentação no período com dados observados. Posteriormente, foi avaliado um cenário futuro (2018–2039) com base em hidrogramas de cheia e dados operativos. Os resultados mostraram taxas médias de assoreamento semelhantes entre o método sedimentométrico (1,37 hm3/ano) e a modelagem 3D (1,31–1,48 hm3/ano), enquanto o modelo Sediment superestimou (2,29 hm3/ano) por não representar a saída pelo canal de derivação. Avaliando as taxas de sedimentação por décadas, observou-se aumento nas taxas na segunda década simulada em todos os métodos. Observou-se que métodos menos complexos podem fornecer estimativas representativas para a gestão do assoreamento, desde que haja monitoramento adequado, especialmente no canal de derivação, e monitoramento em picos de cheia.

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ABSTRACT The study aimed to evaluate whether primary hydrosedimentometric monitoring data would be sufficient to estimate the total siltation of the Pimental Reservoir (Belo Monte HPP) or whether more complex methods would be required. Three mass balance approaches were applied: the sedimentometric method, the simplified Sediment model, and three-dimensional hydrodynamic and sediment transport modeling (Delft3D). The three-dimensional model was calibrated and the silting was evaluated for a period were observed data was available. Subsequently, a future scenario (2018–2039) was simulated based on extrapolations of existing flood hydrographs and operational data. The results showed similar average siltation rates between the sedimentometric method (1.37 hm3/year) and the 3D modeling (1.31–1.48 hm3/year), while the Sediment model overestimated siltation rates (2.29 hm3/year) because it did not represent the outflow through the diversion channel. When evaluating sedimentation rates over decades, an increase in rates was observed in the second decade for all methods. It was observed that less complex methods can provide representative estimates for siltation management, provided there is adequate monitoring, especially in the diversion channel, and monitoring during flood peaks.

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RESUMO Este artigo apresenta uma proposta para dimensionamento de dispositivos de controle de percolação interna em barragens, conhecidos como abraços, por meio da aplicação de Redes Neurais Artificiais (RNA) do tipo perceptron multicamadas. A abordagem integra modelagens numéricas tridimensionais do fluxo utilizando o Método dos Elementos Finitos (MEF), permitindo a simulação da interação entre a estrutura da barragem e os dispositivos de controle de percolação. Foram analisadas múltiplas combinações de parâmetros geométricos, hidráulicos e geotécnicos, abrangendo diferentes configurações do dispositivo, de forma a ampliar a representatividade e variabilidade dos dados, diante da limitação de informações experimentais e de campo disponíveis para o desenvolvimento do modelo neuronal. Para o treinamento e validação da rede, foram utilizadas variáveis de entrada que abrangem três principais categorias: geometria da barragem, propriedades hidráulicas dos materiais e dispositivos de controle de percolação. Na primeira categoria, foram consideradas a altura da barragem, a inclinação dos taludes e a largura da crista. Na segunda, a permeabilidade dos materiais, além da condição hidráulica, representada pela cota da soleira e pela redução percentual do gradiente. Já na terceira, foram incluídos parâmetros como a largura do abraço, comprimento do tapete drenante, presença de enrocamento e trincheira de vedação. A variável de saída utilizada para o treinamento da rede foi o comprimento do abraço. O modelo de melhor desempenho, configurado com duas camadas ocultas contendo 30 e 20 neurônios, respectivamente, alcançou coeficientes de determinação (R2) de 89.79% no conjunto de treinamento e 86.39% no conjunto de teste. Conclui-se que a abordagem proposta se configura como uma ferramenta promissora para o dimensionamento de dispositivos de controle de percolação interna, proporcionando um suporte técnico fundamentado para a concepção e aprimoramento de projetos geotécnicos de barragens.

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ABSTRACT This paper proposes a methodology for designing internal seepage control structures in earth dams, known as wraparound systems, using Multilayer Perceptron (MLP) Artificial Neural Networks (ANNs). The approach combines three-dimensional numerical flow modeling via the Finite Element Method (FEM) to simulate the interaction between the dam structure and seepage control devices. A thorough analysis of various geometric, hydraulic, and geotechnical parameters covered various device configurations to improve data representativeness and variability. This comprehensive approach addresses the scarcity of experimental and field data for neural model development, instilling confidence in the robustness of our methodology. The neural network was trained and validated using input variables categorized into three main groups: dam geometry, material hydraulic properties, and seepage control devices. The geometry category included dam height, slope inclination, and crest width. The hydraulic properties considered material permeability and hydraulic conditions, represented by the reservoir water level and percentage reduction in hydraulic gradient. The seepage control device category included parameters such as wraparound width, drainage blanket length, and the presence of riprap and cutoff trenches. The output variable used for training was the wraparound length. The optimal model, with two hidden layers of 30 and 20 neurons, achieved determination coefficients (R2) of 89.79% for the training set and 86.39% for the test set. The results suggest that the proposed methodology is a promising tool for designing internal seepage control structures, offering a robust technical foundation for developing and optimizing geotechnical dam projects.

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RESUMO Eventos de precipitação extrema afetam diretamente a segurança pública, a infraestrutura e a economia, sendo condicionados por características hidrometeorológicas regionais. Na hidrologia, as vazões de projeto podem ser estimadas por meio de abordagens determinísticas ou probabilísticas. No método estatístico, a Precipitação Máxima Provável (PMP) é tradicionalmente interpretada como um limite superior teórico obtido pela maximização do fator de frequência (K). No entanto, essa formulação estatística foi desenvolvida a partir de conjuntos de dados e pressupostos que podem não representar adequadamente outras regiões climáticas. Discussões mais recentes têm destacado a importância de definições probabilísticas da precipitação extrema, nas quais a PMP é interpretada como uma altura de chuva associada a probabilidades de excedência muito baixas. Este estudo desenvolveu curvas envoltórias para os fatores de frequência em Minas Gerais, Brasil, utilizando séries históricas e sintéticas de precipitação diária provenientes de 481 estações. As séries sintéticas permitiram uma caracterização probabilística dos extremos, com estimativas obtidas para níveis de excedência de 5% e 1%. Os resultados indicaram valores máximos de K iguais a 8,98 nos dados históricos e valores mais elevados nas séries sintéticas, alcançando 14,04 e 14,62. As curvas também evidenciaram diferenças espaciais entre as regiões climáticas. De modo geral, os resultados indicam que a envoltória clássica de Hershfield, quando aplicada a Minas Gerais, pode assumir um caráter conservador, enquanto curvas específicas por região oferecem uma base mais representativa para a estimativa local da PMP.

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ABSTRACT Extreme precipitation events directly affect public safety, infrastructure, and the economy, and are influenced by regional hydrometeorological conditions. In hydrology, design flows may be estimated using deterministic or probabilistic approaches. Under the statistical method, the Probable Maximum Precipitation (PMP) is traditionally interpreted as a theoretical upper limit obtained by maximizing the frequency factor (K). However, this statistical formulation was developed from datasets and assumptions that may not fully represent other climatic regions. More recent discussions have highlighted the importance of probabilistic definitions of extreme precipitation, which interpret the PMP as a rainfall depth associated with very low exceedance probabilities. This study developed envelope curves for frequency factors in Minas Gerais, Brazil, using historical and synthetic daily precipitation series from 481 stations. The synthetic series enabled a probabilistic characterization of extremes, with estimates obtained for exceedance levels of 5% and 1%. The results showed maximum K values of 8.98 in historical data and higher values in synthetic series, reaching 14.04 and 14.62. The curves also revealed spatial differences across climatic regions. Overall, the findings indicate that Hershfield’s classical envelope, when applied to Minas Gerais, may assume a conservative character, while region-specific curves can offer a more representative basis for local PMP estimation.

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RESUMO O mapeamento de inundações envolve diversas incertezas, especialmente em estudos de rompimento de barragens. Para representar melhor essas incertezas, abordagens probabilísticas têm sido cada vez mais adotadas como alternativas aos métodos determinísticos tradicionais. Este trabalho compara duas abordagens probabilísticas de mapeamento de inundações: modelos hidrodinâmicos truncados, amplamente utilizados devido à menor demanda computacional, e modelos hidrodinâmicos completos 2D, comumente empregados em estudos de inundações naturais. Embora os modelos truncados reduzam os custos computacionais, apresentam limitações na representação da equifinalidade — situação em que diferentes combinações de parâmetros de ruptura resultam em vazões de pico semelhantes. Com a utilização de rotinas em Python e simulações de Monte Carlo no HEC-RAS para propagar incertezas nos parâmetros de ruptura, a comparação revelou diferenças significativas nas profundidades de inundação (1%–15%) e nos tempos de chegada (3%–36%), em comparação com as variações de área inundada (<2%). Espacialmente, os modelos completos 2D ofereceram maior detalhamento e precisão, sobretudo em áreas residenciais e comerciais potencialmente afetadas. De forma geral, o estudo fornece uma base mais clara para a escolha da abordagem probabilística mais adequada em análises de segurança de barragens e planejamento de emergências, contribuindo para avaliações de risco de inundação mais confiáveis e computacionalmente eficientes.

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ABSTRACT Flood modeling and mapping involve considerable uncertainties, particularly in dam-breach studies. To better account for these uncertainties, probabilistic flood-mapping approaches have been increasingly adopted as alternatives to traditional deterministic methods. This study aims to evaluate and compare two probabilistic flood-mapping approaches applied to dam-breach modeling: truncated hydrodynamic models, widely used due to their lower computational demand, and full 2D hydrodynamic models, commonly employed in natural flood mapping. Python scripting and Monte Carlo simulations in HEC-RAS were used to propagate uncertainties in breach parameters (side slope, height, width, and formation time). In a well-established benchmark case study, results revealed significant differences in flood depths (1%–15%) and arrival times (3%–36%), despite minor variations in inundated areas (<2%). Spatially, full 2D models provided greater detail and accuracy, especially in potentially affected residential and commercial zones. Overall, the study provides a clearer basis for selecting the most appropriate probabilistic approach in dam safety analyses and emergency planning, contributing to more reliable and computationally efficient flood-risk assessments.

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RESUMO Este estudo revisita e adapta o Método Estatístico de Hershfield para estimar a Precipitação Máxima Provável (PMP) pontual para uma região de clima tropical no Norte do Brasil, com foco em durações de 24 horas a 30 dias. Para melhorar a representatividade das estimativas de PMP, foram desenvolvidas envoltórias regionais dos fatores de frequência (Km) com base em 52 estações pluviométricas, capturando o comportamento climático distinto de sistemas convectivos típicos de regiões equatoriais. Os resultados indicam uma tendência decrescente nos valores de Km à medida que a duração da chuva aumenta, o que é consistente com a predominância de eventos de curta duração e alta intensidade na região. Além disso, os fatores de frequência locais (Klocal) apresentaram variabilidade significativa e assimetria positiva, refletindo a heterogeneidade espacial de eventos extremos de precipitação. Essa abordagem pode dar suporte em avaliações de risco hidrológico e projetos de infraestrutura em ambientes tropicais, especificamente em parte do estado do Pará, no Brasil. Este artigo constitui a primeira parte de um estudo em duas etapas sobre fatores de frequência para estimativa de PMP.

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ABSTRACT This study revisits and adapts the Hershfield Statistical Method to estimate the point Probable Maximum Precipitation (PMP) for a tropical climate region in northern Brazil, focusing on durations from 24 hours to 30 days. To improve the representativeness of PMP estimates, regional upper envelopes of frequency factors (Km) were developed based on 52 rainfall stations, capturing the distinct climatic behavior of convective systems typical of equatorial regions. The results indicate a decreasing trend in frequency factor (Km) values as rainfall duration increases, consistent with the predominance of short-duration, high-intensity events in the region. Additionally, local frequency factors (Klocal) exhibited significant variability and positive skewness, reflecting the spatial heterogeneity of extreme precipitation events. This approach can support hydrological risk assessments and infrastructure projects in tropical environments, specifically in part of the state of Pará, Brazil. This article is the first part of a two-part study on frequency factors for PMP estimation.

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RESUMO Em estações de tratamento de esgoto, os custos de energia representam aproximadamente 50% dos custos operacionais totais, principalmente devido à operação de compressores e bombas. Nesse contexto, este estudo propõe um modelo matemático e computacional aplicado à otimização da operação de bombeamento em estações de tratamento de esgoto por meio do ajuste dinâmico da rotação de bombas de velocidade variável. O modelo foi desenvolvido com base na integração de informações de projeto e dados operacionais da Estação de Tratamento de Esgotos de Barueri, combinados com métodos numéricos e procedimentos estabelecidos na literatura técnica para a solução do problema hidráulico. A avaliação mostrou uma redução da ordem de 0,024 kWh/m3 no consumo específico de energia entre os cenários propostos. Essa abordagem é particularmente relevante no contexto do novo marco legal do saneamento no Brasil, que promove a expansão e modernização dos sistemas em todo o país e exige maior eficiência energética e sustentabilidade operacional. O modelo desenvolvido apresenta caráter abrangente e transferível, podendo ser adaptado e aplicado a outras estações de tratamento de esgoto e a sistemas de bombeamento correlatos.

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ABSTRACT In wastewater treatment plants, energy costs account for approximately 50% of total operating costs, mainly due to the operation of compressors and pumps. In this context, this study proposes a mathematical and computational model applied to optimize the pumping operation in wastewater treatment plant through the dynamic adjustment of variable-speed pump rotation. The model was developed based on the integration of design information and operational from Barueri Wastewater Treatment Plant, combined with numerical methods and procedures established in the technical literature for the solution of the hydraulic problem. The assessment showed a reduction on the order of 0.024 kWh/m3 in specific energy consumption among the proposed scenarios. This approach is particularly relevant in the context of Brazil’s new legal framework for sanitation, which promotes the expansion and modernization of systems nationwide and demands greater energy efficiency and operational sustainability. The developed model has a comprehensive and transferable character and can be adapted and applied to other wastewater treatment plants and related pumping systems.

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RESUMO Este estudo avalia uma abordagem de otimização multiobjetivo para determinar tarifas de água potável em resposta às novas metas regulatórias no setor de saneamento do Brasil. O modelo, aplicado a 172 municípios de Pernambuco utilizando dados de 2010 de uma importante concessionária de água, foi desenvolvido para otimizar dois objetivos conflitantes: aumentar a viabilidade financeira por meio da melhoria da receita líquida e garantir a acessibilidade tarifária para os consumidores. Foram obtidas tarifas eficientes e seus trade-offs para cinco categorias de consumidores – residencial social, residencial não social, comercial, industrial e público – e os resultados foram agrupados por 12 regiões de desenvolvimento. Foi gerada uma fronteira de Pareto de soluções tarifárias, indicando que ganhos financeiros significativos podem ser alcançados com apenas impactos menores na acessibilidade. Esses achados ressaltam o potencial da precificação otimizada da água como uma ferramenta eficaz de gestão da demanda para apoiar o acesso universal e a prestação de serviços financeiramente sustentáveis.

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ABSTRACT This study evaluates a multi-objective optimization approach for determining potable water tariffs in response to new regulatory targets in Brazil’s sanitation sector. The model, applied to 172 municipalities in Pernambuco using 2010 data from a major water utility, was designed to optimize two conflicting objectives: enhancing financial viability through improved net revenue and ensuring tariff affordability for consumers. Efficient tariffs and their trade-offs were obtained for five consumer categories - residential social, residential non-social, commercial, industrial, and public - and the results were grouped by 12 development regions. A Pareto frontier of tariff solutions was generated, indicating that significant financial gains can be achieved with only minor impacts on affordability. These findings underscore the potential of optimized water pricing as an effective demand management tool to support universal access and financially sustainable service.

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RESUMO Reservatórios tropicais semiáridos apresentam forte variabilidade hidrológica interanual e sazonal, o que afeta significativamente a eutrofização. Este estudo analisou 15 anos de dados mensais de um grande reservatório semiárido no Brasil, abrangendo períodos de alta vazão (2008-2011), seca (2012-2016) e regime intermediário (2017-2022), associados a intensas florações de algas e mortandades de peixes. As variáveis incluíram afluência, defluência, volume, produção em tanques-rede, fósforo total (PT), nitrogênio total (NT), clorofila-a (Cla) e mortandade de peixes. Um modelo mecanístico transiente de mistura completa e quatro algoritmos de aprendizado de máquina (AM), regressão linear (RL), regressão Ridge (RR), árvore de decisão (AD) e k-vizinhos mais próximos (KNN), foram calibrados usando dados de entrada hidrológicos e de produção aquícola para prever PT ou NT. O modelo mecanístico de PT obteve R2 ≈ 0,30 e PBIAS = ±11%, enquanto o KNN apresentou o melhor desempenho (R2 ≈ 0,53, PBIAS ≈ ±9%). Para NT, os modelos mecanístico e AD superaram os demais (R2 ≈ 0,28, PBIAS = ±10%). A combinação dos modelos mecanístico ou dos melhores modelos de AM (KNN, AD) com uma relação empírica de lei de potência para prever Cla (em função de PT, NT, volume e precipitação) apresentou alta precisão (R2 > 0,70, PBIAS < 3%). O uso apenas de AM para prever Cla resultou em desempenho inferior (R2 = 0,22, PBIAS = 17%). A mortandade de peixes apresentou correlação com NT (R2 = 0,37), e um modelo híbrido mecanístico-AD previu mortandade com alta precisão (R2 = 0,90, PBIAS = –8,47%). No geral, os resultados dos modelos revelaram que a qualidade da água melhora para maiores volumes de armazenamento, menores vazões de entrada e maiores vazões de saída. Apesar das limitações de dados, o estudo apresenta modelos robustos e generalizáveis para gestão da qualidade da água e avaliação de riscos ecológicos em reservatórios.

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ABSTRACT Tropical semiarid reservoirs exhibit strong interannual and seasonal hydrological variability that greatly affects eutrophication. This study analyzed 15 years of monthly data from a large semiarid reservoir in Brazil, encompassing high-flow (2008-2011), drought (2012-2016), and intermediate (2017-2022) periods associated with massive algal blooms and fish mortality. Variables included inflow, outflow, volume, fish-cage production, total phosphorus (TP), total nitrogen (TN), chlorophyll-a (Chla), and fish mortality. A transient complete-mixing mechanistic model and four machine learning (ML) algorithms, linear regression (LR), Ridge regression (RR), decision tree (DT), and k-nearest neighbors (KNN), were calibrated using hydrological and aquaculture inputs to predict TP or TN. The mechanistic TP model achieved R2 ≈ 0.30 and PBIAS ≈ ±11%, while KNN performed best (R2 ≈ 0.53, PBIAS ≈ ±9%). For TN, the mechanistic and DT models outperformed the others (R2 ≈ 0.28, PBIAS = ±10%). Combining mechanistic or best ML (KNN, DT) models with an empirical power-law for Chla prediction (as a function of TP, TN, volume and rainfall) yielded high accuracy (R2 > 0.70, PBIAS < 3%). Using only ML for Chla prediction produced poorer results (R2 = 0.22, PBIAS = 17%). Fish mortality correlated with TN (R2 = 0.37), and a hybrid mechanistic-DT model predicted mortality with high accuracy (R2 = 0.90, PBIAS = –8.47%). Overall, model results revealed that water quality improves under higher storage volumes, lower inflow rates and higher outflow rates. Despite data limitations, the study offers robust and generalizable models for managing water quality and assessing ecological risks in reservoirs worldwide.

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RESUMO Este estudo apresenta uma abordagem probabilística para a estimativa pontual da Precipitação Máxima Provável (PMP) em uma região tropical do norte do Brasil, aprimorando a representação da variabilidade e incerteza associadas a eventos extremos de precipitação. As séries de precipitação máxima anual foram simuladas estocasticamente utilizando o Método Monte Carlo, combinadas com distribuições de valores extremos com base em uma seleção de registros históricos de 52 postos pluviométricos. A partir das séries sintéticas de máximos anuais resultantes, foram derivados fatores de frequência e posteriormente utilizados para a estimativa do PMP. Os resultados indicaram padrões temporais e espaciais coerentes com a dinâmica convectiva regional, notadamente uma intensificação acentuada das estimativas de PMP em eventos de curta duração. Esta estrutura probabilística complementa as envoltórias regionais determinísticas apresentadas por Martins & Pinto (2026), oferecendo uma ferramenta flexível e robusta para avaliação de risco hidrológico em ambientes tropicais em uma porção do estado do Pará.

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ABSTRACT This study presents a probabilistic approach for estimating the point Probable Maximum Precipitation (PMP) in a tropical region of northern Brazil, improving the representation of variability and uncertainty associated with extreme rainfall events. Annual maximum precipitation series were stochastically simulated using the Monte Carlo Method, combined with extreme value distributions based on a selection of historical records from 52 rainfall stations. From the resulting synthetic annual maxima series, frequency factors were derived and subsequently employed for PMP estimation. The results revealed temporal and spatial patterns consistent with the convective dynamics of the region, notably a marked intensification of PMP estimates for short-duration events. This probabilistic framework complements the deterministic Regional Upper Envelopes addressed by Martins & Pinto (2026), offering a flexible and robust tool for hydrological risk assessment in tropical environments in a portion of the state of Pará.

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RESUMO A sedimentação em reservatórios é um problema crítico que afeta a vida útil operacional e a capacidade de armazenamento de estruturas hidráulicas. Nesse contexto, a Eficiência de Retenção (ER) é um parâmetro fundamental utilizado para quantificar a capacidade de um reservatório em reter os sedimentos afluentes. O cálculo da Eficiência de Retenção é tradicionalmente realizado para estimar o assoreamento em reservatórios. Assim, o objetivo deste trabalho foi realizar modelagem física e estocástica da ER em reservatórios. Para isso, o assoreamento foi simulado em um modelo reduzido de reservatório utilizando cinco diferentes séries de vazões geradas estocasticamente. Ao final das simulações, os valores de ER foram obtidos experimentalmente e comparados com aqueles calculados pelos métodos de Churchill, Brune e Heinemann. Os dois últimos apresentaram os melhores resultados. Utilizando as vazões geradas estocasticamente, milhares de valores de ER foram calculados com os três métodos empíricos. Nesse caso, o método de Heinemann apresentou melhores resultados. Assim, a ER calculada pode variar de acordo com a série de vazões utilizada, mesmo quando estas correspondem ao mesmo período e apresentam a mesma média e desvio padrão. Dessa forma, a modelagem estocástica pode auxiliar na seleção do método mais adequado para o cálculo da ER.

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ABSTRACT Reservoir sedimentation is a critical issue affecting the operational lifespan and storage capacity of hydraulic structures. In this context, Trap Efficiency (TE) is a key parameter used to quantify the ability of a reservoir to retain incoming sediments. The calculation of Trap Efficiency is traditionally performed to estimate siltation in reservoirs. Thus, the objective of this paper was to perform physical and stochastic modeling of TE in reservoirs. For this purpose, siltation was a simulated in a reduced model of a reservoir model using five different flow series generated stochastically. At the end of the simulations, TE values were obtained experimentally and compared with those calculated using the methods of Churchill, Brune and Heinemann. The latter two showed the best results. Using the stochastically generated flows, thousands of TE values were calculated with the three empirical methods. In this case, the Heinemann method showed better results. Thus, the calculated TE can vary according to the flow series used, even when they correspond to the same period and share the same mean and standard deviation. Therefore, stochastic modeling can help in selecting the most appropriate method for calculating the TE.

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RESUMO Este estudo desenvolveu uma regra de operação otimizada para o reservatório do Rio Colônia (BA) via abordagem híbrida DP-ANN, visando mitigar a vulnerabilidade hídrica regional. A DP foi aplicada sobre uma série histórica de 20 anos (2000-2020) para minimizar déficits de abastecimento e violações de fluxo ecológico, tendo sua política operativa emulada por uma rede MLP para garantir aplicabilidade prática. A eficácia do modelo foi validada no software AcquaNet, utilizando a seca extrema de 2015-2016 como cenário de estresse em oito configurações distintas de disponibilidade hídrica e armazenamento inicial. Os resultados demonstram que a Regra ANN superou a gestão manual, elevando a conformidade ecológica de 58,3% para 95,8% no cenário mais crítico, sem comprometer a confiabilidade do abastecimento urbano. A resiliência hídrica regional exige uma gestão que combine otimização operacional, integridade ecológica e a diversificação de mananciais.

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ABSTRACT This study developed an optimized operating rule for the Colônia River reservoir (BA) via a hybrid DP-ANN approach, aiming to mitigate regional water vulnerability. DP was applied to a 20-year historical series (2000-2020) to minimize supply deficits and ecological flow violations, with its operating policy emulated by an MLP neural network to ensure practical applicability. The model's effectiveness was validated in AcquaNet software, using the 2015-2016 extreme drought as a stress scenario across eight distinct water availability and initial storage configurations. Results demonstrate that the ANN Rule outperformed manual management, increasing ecological compliance from 58.3% to 95.8% in the most critical scenario, without compromising urban supply reliability. Achieving regional water resilience requires management that combines operational optimization, ecological integrity, and diversification of water sources.

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RESUMO Avaliou-se a disponibilidade e o tratamento de dados pluviométricos e seu impacto na calibração do SWAT em duas bacias do litoral do Paraná: Nhundiaquara e Guaraguaçu. Os cenários considerados combinaram estações internas e externas e também testaram a harmonização por curva dupla acumulada. O desempenho foi quantificado nas escalas diária e mensal. No Nhundiaquara (1975–1983), o aumento de estações internas elevou o desempenho. Para 1997–2005, a inclusão de uma estação externa sem harmonização introduziu viés e degradou o ajuste; a curva dupla acumulada removeu o viés multiplicativo e recuperou o desempenho. No Guaraguaçu (2008–2009), a inclusão de uma estação vizinha gerou ganhos modestos; a correção foi neutra ou levemente negativa, sugerindo compatibilidade prévia entre séries no horizonte curto. Conclui-se que ampliar a rede interna e harmonizar séries externas reduz vieses e estabiliza a calibração, sobretudo em ambientes com forte controle orográfico, e que a escala mensal é mais robusta para avaliação.

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ABSTRACT The availability and treatment of rainfall data and its impact on SWAT calibration were evaluated in two watersheds on the coast of Paraná: Nhundiaquara and Guaraguaçu. The tested scenarios combined internal and external stations and also tested harmonization using a double mass curve. Performance was quantified at daily and monthly scales. In the Nhundiaquara (1975–1983), increasing the number of internal stations improved performance. For 1997–2005, the inclusion of an external station without harmonization introduced bias and degraded the model fit; the double mass curve removed the multiplicative bias and recovered performance. In the Guaraguaçu (2008–2009), the inclusion of a neighboring station yielded modest gains; correction was neutral or slightly negative, suggesting prior compatibility between the data series over the short timeframe. It is concluded that expanding the internal network and harmonizing external data series reduces biases and stabilizes calibration, especially in environments with strong orographic control, and that the monthly scale is more robust for evaluation.

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RESUMO Estimativas confiáveis de disponibilidade hídrica são fundamentais para o planejamento e a gestão dos recursos hídricos, mas permanecem fortemente afetadas por incertezas associadas às escolhas de modelagem hidrológica, à disponibilidade de dados e à representação espacial da paisagem. Este estudo avalia os efeitos de diferentes bases de dados de uso e cobertura da terra e de estratégias de calibração do modelo sobre as estimativas de disponibilidade hídrica na bacia do rio Iguaçu (aproximadamente 70.000 km2), no sul do Brasil. O modelo hidrológico distribuído MGB foi implementado utilizando duas bases de dados contrastantes de uso e cobertura da terra para gerar diferentes conjuntos de Unidades de Resposta Hidrológica (URHs), combinadas com três abordagens alternativas de calibração. Os resultados indicam que tanto a representação do uso e cobertura da terra quanto a estratégia de calibração afetam substancialmente as estimativas de vazões mínimas simuladas, particularmente aquelas que servem de base para os critérios de alocação de água. As diferenças entre as simulações atingiram, em média, 38% para a Q90, 42% para a Q95 e quase 50% para a Q98, evidenciando elevada variabilidade nas vazões de referência comumente utilizadas para a outorga de direito de uso dos recursos hídricos. Esses resultados demonstram que indicadores fixos de disponibilidade hídrica podem mascarar incertezas críticas e conduzir a decisões de gestão subótimas. O estudo, portanto, defende a adoção de faixas de disponibilidade hídrica, em vez de valores únicos de referência, como uma abordagem mais robusta para a alocação da água e para a tomada de decisão baseada em riscos, especialmente em regiões com escassez de dados e em bacias hidrográficas altamente reguladas.

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ABSTRACT Reliable estimates of water availability are fundamental for water resources planning and management, yet they remain strongly affected by uncertainties associated with hydrological modeling choices, data availability, and landscape representation. This study evaluates the effects of land use and land cover (LULC) datasets and calibration strategies on water availability estimates in the Iguaçu River basin (approximately 70,000 km2), southern Brazil. The MGB distributed hydrological model was implemented using two contrasting LULC databases to generate distinct sets of hydrological response units, combined with three alternative calibration approaches. Results indicate that both LULC representation and calibration strategy substantially affect simulated low flows, particularly low-flow estimates that underpin water allocation criteria. Differences between simulations reached, on average, 38% for Q90, 42% for Q95, and nearly 50% for Q98, highlighting significant variability in reference flows commonly used for water permitting. These findings demonstrate that fixed-value indicators of water availability may mask critical uncertainties and lead to suboptimal management decisions. The study therefore advocates for the adoption of water availability ranges, rather than single reference values, as a more robust framework for water allocation and risk-informed decision-making, especially in data-scarce regions and highly regulated basins.

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RESUMO Segurança hídrica é comumente analisada por meio da combinação de indicadores que representam as dimensões humana, econômica, ecossistêmica e de resiliência. No entanto, uma compreensão abrangente da segurança hídrica requer a avaliação de como esses indicadores evoluem ao longo do tempo. Neste estudo, combinamos três décadas de dados brasileiros para desenvolver o Temporal Water Security Index (TWSI), que incorpora a variabilidade temporal e os extremos hidrológicos. Comparamos o TWSI com o índice já estabelecido no Brasil e analisamos as mudanças em todo o território nacional. Nossos resultados indicam uma redução de 28% na proporção de ottobacias classificadas nos níveis mais elevados de segurança hídrica ao longo do tempo. O Sudeste do Brasil apresentou o maior declínio na segurança hídrica, provavelmente associado ao crescimento populacional e ao aumento da demanda por água. Esses resultados reforçam a importância de incorporar avaliações temporais e extremos hidrológicos nas análises de segurança hídrica, de modo a oferecer melhor suporte à gestão de recursos hídricos.

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ABSTRACT Water security is commonly analyzed by combining indicators representing human, economic, ecosystemic, and resilience dimensions. However, a comprehensive understanding of water security requires evaluating how these indicators evolve over time. Here, we combine three decades of Brazilian data to develop the Temporal Water Security Index (TWSI) which includes time variability and hydrological extremes. We compare TWSI with Brazil’s established index and analyze changes across the country. Our results show a 28% decrease in the proportion of ottobasins classified as the highest water security levels over time. The greatest decline in water security was observed in Southeast Brazil, likely associated with population growth and increasing water demand. These findings underscore the importance of incorporating temporal assessment and hydrological extremes into water security analyses to better support water resources management.

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RESUMO A obtenção de dados batimétricos para simulações de ruptura de barragens envolve desafios técnicos, logísticos e econômicos, o que limita a compreensão de seus efeitos nos resultados hidrodinâmicos. Este estudo avaliou a influência da batimetria e da resolução de Modelos Digitais de Elevação (MDEs) em simulações de ruptura de barragens, utilizando como estudo de caso um vale representativo do Sul do Brasil. Foram analisados quatro MDEs: LiDAR com batimetria (LiDAR-CB), LiDAR sem batimetria (LiDAR-SB), um modelo derivado de fotogrametria aérea (100m-SB) e um modelo global (FABDEM). As simulações bidimensionais foram conduzidas no software HEC-RAS, estruturadas em duas etapas: preliminar e final. Na etapa preliminar, variaram-se a largura e o tempo de formação da brecha para gerar cinco hidrogramas (QP1–QP5). A largura da brecha foi identificada como o principal fator de controle da gravidade do evento, com diferenças de até 70% na vazão de pico. As simulações finais envolveram três análises: comparação topográfica, parâmetros hidráulicos (vazão de pico, tempo de chegada, profundidade e velocidade) e extensão da inundação. O LiDAR-SB apresentou desempenho quase idêntico ao LiDAR-CB, com variação inferior a 1% nos principais parâmetros. O modelo 100m-SB também mostrou boa concordância, com pequenas divergências localizadas. O FABDEM apresentou discrepâncias, subestimando profundidades em mais de 13 m e superestimando velocidades em mais de 30%, mas previu de forma conservadora vazões de pico (≈9% maiores) e áreas inundadas (≈12% maiores). Os resultados mostram que a resolução topográfica é mais determinante nos resultados das simulações do que a batimetria.

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ABSTRACT Obtaining bathymetric data for dam-break simulations involves technical, logistical, and economic challenges, thereby limiting understanding of its effects on hydrodynamic results. This study evaluated the influence of bathymetry and DEM resolution on dam-break simulations, using as a case study a valley reach representative of Southern Brazil. Four DEMs were analyzed: LiDAR with bathymetry (LiDAR-CB), LiDAR without bathymetry (LiDAR-SB), a photogrammetry-based model (100m-SB), and a global DEM (FABDEM). Two-dimensional simulations were conducted in HEC-RAS, structured in two stages: preliminary and final. In the preliminary stage, breach width and formation time were varied to generate five hydrographs (QP1–QP5). Breach width was identified as the main control on event severity, with differences of up to 70% in peak discharge. Final simulations involved three analyses: topographic comparison, hydraulic parameters (peak discharge, arrival time, depth, velocity), and flood extent. LiDAR-SB performed almost identically to LiDAR-CB, with less than 1% variation in key metrics. The 100m-SB model also showed close agreement, with minor localized divergences. FABDEM presented discrepancies, underestimating depths by more than 13 m and overestimating velocities by over 30%, yet conservatively predicted peak flows (≈9% higher) and inundated areas (≈12% larger). Results show that topographic resolution is a stronger determinant of simulation outcomes than bathymetry.

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RESUMO O controle de perdas de água em redes melhora a eficiência hidráulica, energética e contribui para a sustentabilidade ambiental. A eficácia de modelos hidráulicos e técnicas de otimização no controle de perdas é limitada pela escassez de dados. Esta nota técnica propõe um método baseado em modelagem hidráulica (EPANET, QGIS) para apoiar um planejamento preliminar de medidas de redução de perdas. Utilizando dados de entrada limitados, o modelo simula valores de pressão e classifica setores da rede por risco de vazamento, gerando dados complementares (ex: demandas nodais via método de Voronoi) a partir dos disponíveis. Considerando o estudo de caso, o método identificou setores com condições de pressão críticas, orientando a priorização de setores para ações emergenciais e estratégias preventivas de controle de perdas de água. Os resultados, ainda que demandem validações futuras, destacam o potencial da abordagem para decisões mais assertivas no gerenciamento de perdas, especialmente em contextos com dados limitados.

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ABSTRACT Loss control in water supply networks improves hydraulic and energy efficiency and contributes to environmental sustainability. The effectiveness of hydraulic models and optimization techniques in loss control is limited by data scarcity. This technical note proposes a hydraulic modeling-based method (EPANET, QGIS) to support preliminary planning of water loss reduction measures. Using limited input data, the model simulates pressure values and classifies network sectors by leakage risk, generating complementary data (e.g., nodal demands via Voronoi method) from available information. Considering the case study, the method successfully identified sectors with critical pressure conditions, guiding the prioritization of sectors for emergency interventions and preventive water-loss control strategies. Although further validation is required, the results highlight the potential of this approach to enhance decision-making in water loss management, particularly in data-scarce scenarios.

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ABSTRACT The HEC-RAS software, widely recognized in hydraulic engineering projects, incorporated a riprap design module since version 6.1. To explore the capabilities and limitations of this new feature, a case study was conducted on the Dilúvio river, an urban river in Porto Alegre, Brazil. This river has experienced bank collapses following rainfall events, motivating an investigation into potential riprap interventions at the damaged locations. A one-dimensional sediment transport model with quasi-unsteady flow conditions was developed for an 890-meter reach of the Dilúvio river, encompassing two bridge decks and the riprap design region. The design hydrographs used in the case study were derived from an SCS rainfall–runoff model for return periods of 2, 5, 10, 25, 50, and 100 years. The riprap design tool demonstrated practicality and efficiency, being synergistically integrated with the other hydraulic and sediment transport modules of HEC-RAS. The analysis enabled the quantification of global erosion tendencies along the modeled reach as well as at the riprap design section. The required grain size distribution to maintain slope stability was determined for each of the design hydrographs, both for the channel bed and the banks.

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RESUMO O software HEC-RAS, consagrado em projetos de engenharia acerca de hidráulica fluvial, implementou um módulo de dimensionamento de proteção de margens por riprap a partir de sua versão 6.1. Com intuito de explorar as capacidades e limitações deste módulo, foi realizado um estudo de caso no rio urbano Dilúvio, em Porto Alegre, Brasil. Este rio sofreu desmoronamentos em suas margens após eventos de chuva, motivando o estudo de uma possível intervenção com riprap nos pontos danificados. Um modelo unidimensional, sedimentológico, em regime quase-unsteady, foi desenvolvido em um trecho de 890 metros do rio Dilúvio, contemplando duas travessias e a seção de projeto do riprap. Os hidrogramas de projeto utilizados no estudo de caso foram obtidos de um modelo chuva-vazão SCS para os termos de recorrência de 2, 5, 10, 25, 50 e 100 anos. Observou-se praticidade ao se utilizar a ferramenta de dimensionamento de riprap, sinergicamente integrada aos demais módulos de cálculo hidráulicos e sedimentológicos do HEC-RAS. Ao final da análise, foi possível quantificar a tendência de erosão global no trecho avaliado, assim como na seção de projeto do riprap. O perfil granulométrico necessário para manter o talude estável foi obtido para os hidrogramas de projeto avaliados, tanto para a calha quanto margens.

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RESUMO Durante vertimentos voluntários e involuntários os níveis de total de gás dissolvido (TDG) aumentam e podem causar a doença da bolha (GBD) em peixes. Este trabalho descreve um modelo computacional desenvolvido em linguagem Go para calcular os níveis de TDG utilizando como dados de entrada variáveis hidrodinâmicas calculadas através do software OpenFOAM, como velocidade do fluxo, pressão e fração volumétrica de água. A principal vantagem desta abordagem é que ela requer apenas um computador pessoal para estimar os valores de TDG, sendo adequada para estudos preliminares. Em contraste, os estudos desenvolvidos para a construção do defletor da UHE Colíder, demandaram um cluster com 96 processadores.

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ABSTRACT During voluntary and involuntary spills, total dissolved gas (TDG) levels can rise and may cause gas bubble disease (GBD) in fish. At hydropower plants (HPP), one way to reduce the TDG levels is to design the deflectors in spillway. Ideally, deflector design combines physical model testing with mathematical or computational modeling, whose simulations require significant computational effort. This study presents a computational model developed in the Go programming language, to estimate the TDG levels, using with input data the hydrodynamic variable as velocity, pressure, and water volume fraction simulated in the OpenFOAM. The main advantage of this approach is that it requires only a personal computer to estimate TDG values making it suitable for preliminary studies. In contrast, the simulations performed for the design of the Colíder HPP spillway deflector required on a cluster with 96 processors.

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RESUMO A bacia hidrográfica do Riacho Maceió, situada em Fortaleza, Ceará, é um componente essencial do sistema de drenagem urbana, mas sofre com urbanização intensa, poluição e degradação ambiental. Este estudo aplica o Storm Water Management Model (SWMM) para modelagem hidrológico-hidráulica e da qualidade da água, avaliando os efeitos da impermeabilização e da poluição difusa. O objetivo é desenvolver um modelo integrado capaz de simular vazões, picos de cheia e concentrações de poluentes como Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO), Nitrogênio Total (NT), Fósforo Total (PT) e Escherichia coli (E. coli). A relevância do trabalho decorre da importância ambiental e social do Riacho Maceió, que corta áreas densamente povoadas e de interesse social. Os resultados mostraram que o SWMM reproduz satisfatoriamente os hidrogramas do riacho (NSE=0,78; PBIAS=-9%), com excelente ajuste para DBO (NSE=0,97; PBIAS=2%), NT (NSE=0,91; PBIAS=-3%) e PT (NSE=0,98; PBIAS=-4%). As análises de cenários de mudanças climáticas e urbanização reforçam a necessidade de intervenções nos canais de drenagem para mitigar eventos extremos e de estratégias voltadas à melhoria da qualidade da água. Conclui-se que a modelagem integrada com o SWMM é uma ferramenta eficaz para diagnóstico e proposição de soluções em bacias urbanas.

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ABSTRACT The Maceió Stream watershed, in Fortaleza, Ceará, Brazil, plays a vital role in the city’s urban drainage system but suffers from urbanization, pollution, and environmental degradation. This study applies the Storm Water Management Model (SWMM) to develop hydrological-hydraulic and water quality models, assessing the impacts of impervious areas and diffuse pollution. The integrated model simulates flow rates, flood peaks, and pollutant concentrations, focusing on Biochemical Oxygen Demand (BOD), Total Nitrogen (TN), Total Phosphorus (TP), and Escherichia coli (E. coli). The watershed’s relevance stems from its location across densely populated and socially vulnerable areas, making its management environmentally and socially critical. Model performance showed good reproduction of Maceió Stream hydrographs (NSE = 0.78, PBIAS = -9%), with excellent accuracy for BOD (NSE = 0.97, PBIAS = 2%), TN (NSE = 0.91, PBIAS = -3%), and TP (NSE = 0.98, PBIAS = -4%). Scenario analyses considering climate change and continued urbanization revealed the necessity of drainage interventions to mitigate extreme hydrological events and strategies to improve water quality. The study concludes that integrated modeling with SWMM is an effective tool for diagnosing water-related challenges and guiding sustainable management solutions for urban watersheds.

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RESUMO A restauração de rios urbanos envolve processos decisórios complexos em função de fatores como o grau de degradação do ecossistema, organização do espaço urbano, falta ou problemas na infraestrutura sanitária bem como problemas sociais e econômicos, muitas vezes dificultando o planejamento das ações pelas diferentes esferas da sociedade. Assim, este estudo teve como objetivo propor uma abordagem simplificada de apoio à decisão para a elaboração de projetos preliminares de restauração de rios urbanos, por meio da utilização conjunta de um diagnóstico inicial da bacia e aplicação de um fluxograma de análise estruturado. O fluxograma combina os problemas identificados na bacia a alternativas de intervenção, organizadas em sete cenários de ação, através de parâmetros de entrada pré-fixados. O estudo de caso foi aplicado na bacia do Rio Chimbituva, no município de Araucária (PR), região metropolitana de Curitiba (PR), e possibilitou a identificação de áreas prioritárias e a definição de um conjunto de ações voltadas à melhoria da qualidade da água, ordenamento do uso e ocupação do solo, uso de infraestrutura verde e azul, reintegração de planícies de inundação e o envolvimento da comunidade local. Os resultados indicam que a abordagem contribui para organizar e tornar mais acessível o processo decisório, podendo ser aplicada na formulação de propostas iniciais de requalificação de rios urbanos, oferecendo um conjunto estruturado de medidas para apoiar análises com base em informações essenciais.

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ABSTRACT Urban river restoration involves complex decision-making processes due to factors such as the degree of ecosystem degradation, urban spatial organization, deficiencies or problems in sanitary infrastructure, as well as social and economic issues, which often hinder planning actions across different societal sectors. Therefore, this study aimed to propose a simplified decision-support approach for the development of preliminary urban river restoration projects, based on the combined use of an initial watershed diagnosis and a structured analysis flowchart. The flowchart links the problems identified in the watershed to intervention alternatives, organized into seven action scenarios through predefined input parameters. The case study was applied to the Chimbituva River Basin, located in the municipality of Araucária (Paraná State), within the Curitiba Metropolitan Region, and enabled the identification of priority areas and the definition of a set of actions aimed at improving water quality, guiding land use and occupation, implementing green and blue infrastructure, reintegrating floodplains, and promoting local community involvement. The results indicate that the proposed approach helps organize and make the decision-making process more accessible and can be applied to the formulation of initial urban river requalification proposals, offering a structured set of measures to support analyses based on essential information.