dados de entrada swat
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7/25/2019 Dados de Entrada Swat
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O modelo SWAT e suas possibilidades de aplicaes em APL agrcolas
Josimar Gurgel Fernandes1, Josiclda Domiciano Galvncio2
1Pesquisador (a) do Institito Agronmico de Pernambuco IPA. E-mail: [email protected]!Pesquisador (a) "#PE. E-mail:josicleda@$otmail.com
Resumo:
A utilizao do SWA !ode estar atrelada a v"rios !ro!#sitos segundo os
o$%etivos de cada tra$al&o desenvolvido com essa 'erramenta( uns visam
avaliar o com!ortamento &idrol#gico, outros !rocuram )uanti'icar a !roduo
de sedimentos, em$asados em di'erentes 'ormas de uso e mane%o do solo,
al*m de !oder ser utilizado !ara avaliar a !ro!agao de nutrientes, !esticidas
e contaminantes+ A utilizao dessa 'erramenta !oderia auiliar imensamente o
desenvolvimento de a-es em A./s agrcolas, tendo em vista suas
'uncionalidade e a!lica-es, conduzindo dessa 'orma a tomada de decis-es
mais acertada com relao 0 !ro$lem"tica de cada arran%o !rodutivo+ SWA
* um modelo )ue gradualmente vem am!liando as suas 'ronteiras no am$iente
cienti'ico, !ois det*m um !er'il de modelagem )ue !ossi$ilita englo$ar
di'erentes com!onentes &idrol#gicos e agronmicos+ .erante estudos to
!romissores com a utilizao do SWA, esse modelo a!resenta3se como um
su!orte !ara resultados e 'undamentao cienti'ica, estimulando discuss-es e
!ro!ostas a soluo de !ro$lemas agrcolas e am$ientais+
Palavra-Chave:4eio am$iente( 5roso, .roduo Agrcola
Absrac:
&e use o' SWA can $e lin6ed to various !ur!oses according to t&e o$%ectives
o' eac& 7or6 7it& t&is tool, one see6s to assess t&e &8drological $e&avior,
ot&ers see6 to )uanti'8 t&e sediment 8ield, $ased on di''erent 'orms o' land use
and management, in addition to $e used to evaluate t&e s!read o' nutrients,
!esticides and contaminants+ &e use o' t&is tool could &el! immensel8 t&e
develo!ment o' A./s agricultural activities in clusters, in vie7 o' its 'unctionalit8
and a!!lications, t&us leading to more accurate decision ma6ing 7it& res!ect to
t&e !ro$lems o' eac& !roductive arrangement+ SWA is a model t&at &as $een
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected] -
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graduall8 e!anding its 'rontiers in environmental science, as &as a !ro'ile
model t&at allo7s di''erent com!onents include &8drological and agricultural+
Faced 7it& suc& !romising studies 7it& t&e use o' SWA, t&is model !resents
itsel' as a su!!ort 'or scienti'ic reasons and results, stimulating discussions and
!ro!osals to solve agricultural and environmental !ro$lems+
!e"#ord9 5nvironment, 5rosion, Agricultural .roduction+
Re$ere%cial e&rico
De acordo com Srinivasan : Arnold ;1 * um modelo matem"tico de domnio !?$lico
desenvolvido !elo De!artemanto de Agricultura dos 5stados @nidos @SDA,
em con%unto com a @niversidade A:4 do eas A4@+ .ode3se destacar do
modelo matem"tico seu !arBmetro distri$udo ;)uando as vari"veis e
!arBmetros do modelo de!endem do es!ao e, ou, do tem!o> !ossi$ilitando
um n?mero de di'erentes !rocessos 'sicos !ossam ser simulados em $acias
&idrogr"'icas com o intuito de analisar os im!actos das altera-es no uso do
solo so$re o escoamento su!er'icial e su$3su!er'icial, sua !roduo de
sedimentos e tam$*m a )ualidade da "gua em $acias &idrogr"'icas agrcolas
no instrumentadas+ modelo tra$al&a em escala de tem!o di"rio e * ca!az
de simular longos !erodos, !ara com!utar os e'eitos das varia-es de mane%o+
Segundo ;/astres : Cassiolato, 2E>, Arran%o .rodutivo /ocal ;A./> *
de'inido como con%untos de atores econmicos, !olticos e sociais, localizados
em um mesmo territ#rio, desenvolvendo atividades econmicas correlatas e
)ue a!resentam vnculos de !roduo, interao, coo!erao e a!rendizagem+
Geralmente, os A./s agrcolas originam3se onde &ouver !roduo de )ual)uer
$em ou servio ligados a agricultura, envolvendo atividades e atoresrelacionados 0 a)uisio de mat*rias3!rimas, m")uinas e demais insumos,
al*m de outros+ ais arran%os variaro desde a)ueles mais rudimentares
0)ueles mais com!leos e articulados+
A 'ormao de arran%os !rodutivos locais encontra3se geralmente
associada a tra%et#rias &ist#ricas de construo de identidades e de 'ormao
de vnculos territoriais ;regionais e locais>, a !artir de uma $ase social, cultural,
!oltica e econmica comum+ A ao de !olticas, tanto !?$licas como !rivadas,
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!ode contri$uir !ara 'omentar e estimular ;e at* mesmo destroar> tais
!rocessos &ist#ricos de longo !razo ;/astres : Cassiolato, 2E>+
A 'ormao do arran%o !rodutivo local na agricultura 'amiliar no agro3!#lo
Assu34ossor# ;> * um $om eem!lo de A./ agrcola, !ois, a!resenta
evidncias te#ricas e em!ricas acerca da agricultura 'amiliar, suas estrat*gias
e reinsero no es!ao rural do .#lo de Desenvolvimento Hntegrado Assu3
4ossor# ;>+ Al*m disso, a$range suas rela-es no conteto regional em )ue
se insere, a !artir de determinado arran%o !rodutivo local, tendo em vista as
trans'orma-es e im!actos resultantes da glo$alizao ;unes et al 2I>+
5ssa * uma atividade relativamente recente, vem da segunda metade da
d*cada de estimulada es!ecialmente !ela im!lantao de grandes !ro%etos
governamentais de irrigao, )ue continuamente tiveram na 'ruticultura irrigada
a atividade !rodutiva )ue conduziu o !rinci!al arran%o !rodutivo local e
cola$orou 'ortemente com o crescimento do !roduto agrcola regional+
As atividades !rinci!ais desenvolvidas no .#lo determinam a
!redominBncia de um car"ter !rodutivo com 'orte im!ortBncia do setor
agro!ecu"rio, e isso tem destacado a "rea do .#lo como um am$iente de
irradiao do setor da agricultura irrigada atrelada a agroind?strias
!rocessadoras+ .#lo AssuK4ossor# vem se con'igurando num dos mais
im!ortantes es!aos de introduo de inova-es tecnol#gicas no estado, e os
resultados o$tidos, en)uanto atividades !rodutivas tm etra!olado seus
limites geogr"'icos e con)uistado mercados nacionais e internacionais ;unes
et al 2I>+
5sse A./ * a!resentado como revitalizador da economia do 5stado e
alada 0 condio de L.#lo de DinamismoM da agro!ecu"ria do ordeste em
geral, e do io Grande do orte, em !articular, as suas atividades, com n'ase!ara a 'ruticultura irrigada, tm sido alvo constante e !rivilegiado da ateno do
!oder !?$lico, a!ontado !elo 'avorecimento e trans'erncia de e!ressivas
somas de incentivos 'inanceiros ;unes et al 2I>+ )ue continua discutvel,
contudo, * a dimenso do retorno social, ou os re'leos socioeconmicos,
deste es'oro no cam!o da !roduo agro!ecu"ria e agroindustrial !ara a
regio )ue 'orma o .#lo Assu34ossor#, tendo em vista )ue !ro$lemas de
salinizao do solo %" se encontram !resentes na "rea, em decorrncia do usoinade)uado da irrigao+
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5ssa !ro$lem"tica !ode ser investigada com a utilizao do SWA, !ois
uma das suas grandes vantagens * o seu !otencial de simulao mais !reciso
do !rocesso de escoamento su!er'icial, com 'orte contri$uio das varia-es
es!aciais das !rinci!ais caractersticas do terreno como, clima, solo, vegetao
e to!ogra'ia ;Wigmosta et al+, 1 do ar e umidade relativa+
A utilizao dessa 'erramenta !oderia auiliar imensamente o
desenvolvimento de a-es em A./s agrcolas, tendo em vista suas
'uncionalidade e a!lica-es, conduzindo dessa 'orma a tomada de decis-es
mais acertada com relao 0 !ro$lem"tica de cada arran%o !rodutivo+
modelo SWA tra$al&a com uma 'ormula modi'icada do 4*todo da
Curva ?mero ;C> ;@SDA, 1 !ara calcular o escoamento su!er'icial+
4*todo da Curva ?mero relaciona o escoamento su!er'icial ao ti!o de solo,uso da terra e !r"ticas de mane%o ;Arnold et al+, 1 ;Williams : Perndt, 1+
A entrada de dados no SWA * 'eita atrav*s de uma inter'ace
a!ro!riada, os !lanos de in'ormao cartogr"'icos .HQs e dados
al'anum*ricos+ s .HQs necess"rios so9 4odelo um*rico do erreno ;4>(
solos e uso da terra+ 4 !ode ser de'inido como sendo a re!resentaomatem"tica de uma su!er'cie ou 'eio altim*trica atrav*s das coordenadas R,
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e T+@m as!ecto im!ortante na modelagem es!acial distri$uda * de'inir o
delineamento de su$3$acias e com isso a etrao da rede de drenagem a
!artir dos 4Qs+ De acordo com 4ac&ado ;22>, na modelagem &idrol#gica,
o desenvolvimento de t*cnicas autom"ticas nas ?ltimas d*cadas !ara a
de'inio das !ro!riedades da drenagem em $acias e su$3$acias &idrogr"'icas,
!ossi$ilitou a su$stituio gradual das re!resenta-es cartogr"'icas !or 4, o
)ue 'acilitou muito a !re!arao dos dados+
@ma inter'ace 'oi desenvolvida entre o SWA e o SHG ArcUie7V+ A
inter'ace su$divide automaticamente a $acia em su$3$acias a !artir do 4,
em seguida etrai os dados de entrada a !artir dos .HQs e do $anco de dados
relacionados !ara cada su$3$acia+ A inter'ace !ossi$ilita )ue as sadas do
modelo se%am ei$idas em ma!as, gr"'icos e )uadros do ArcUie7V+ 5ste
modelo !ermite a simulao de !rocessos &idrol#gicos, a !roduo e
trans!orte de sedimentos, e o ciclismo de !esticidas e nutrientes+
A verso AUSWA2, est" totalmente integrada ao SHG ArcUie7V+
so't7are * de domnio !?$lico e !ode ser acessado na Hnternet no endereo
&tt!9KK777+$rc+tamus+eduKs7atK+
A nova verso do SWA incor!ora grande !arte dos avanos contidos
nos modelos anteriores, e tem como o$%etivo !redizer o im!acto do uso e
mane%o do solo so$re o ciclo &idrol#gico, o trans!orte de sedimento e a
)ualidade da "gua em grandes e com!leas $acias &idrogr"'icas, considerando
longos !erodos de tem!o+
Como caracersicas pri%cipaisdo modelo SWA, !odemos destacar9
A sua $ase 'sica, !ois congrega e)ua-es )ue descrevem a relao
entre as vari"veis do sistema+ e)uer in'ormao es!ec'ica so$re
vegetao, clima, relevo, !ro!riedades do solo e seu uso e mane%o+
Paseado nessas in'orma-es, o SWA modela os !rocessos 'sicos
associados como o crescimento da vegetao, movimento da "gua,
movimento de sedimentos, )ualidade da "gua, ciclagem de nutriente,
entre outros( A seguimentao, a $acia &idrogr"'ica !ode ser su$dividida em su$3
$acias de modo a re'letir as di'erenas de co$ertura vegetal, ti!o de
solo, to!ogra'ia e uso do solo, sendo !ossvel a su$diviso c*lulas, cadac*lula re!resentando uma su$3$acia(
http://www.brc.tamus.edu/swat/http://www.brc.tamus.edu/swat/ -
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.ossi$ilita o uso de dados dis!onveis, as 'un-es mais $"sicas do
SWA !odem ser simuladas com um con%unto mnimo de dados
dis!onveis e de '"cil acesso nas agncias ou #rgos governamentais( e'iciente, !ois !ermite a simulao de $acias em di'erentes escalas e
uma grande variedade de situa-es de uso e mane%o do solo de 'orma
r"!ida e e'iciente com!utacionalmente( .ermite simular longos !erodos de 'orma contnua, sendo )ue muitos
dos !ro$lemas relacionados com im!actos am$ientais s# so
!erce$idos )uando avaliados !or longos !erodos de tem!o+
.ara a realizao de simulao, o SWA re)uer in'orma-es es!aciais,
como o modelo digital do terreno, &idrogra'ia, vazo l)uida, s*ries tem!oraisde !reci!itao, ma!a de solos, ma!a de uso e ocu!ao do solo e de
descarga s#lida, umidade relativa, velocidade do vento, tem!eratura mnima e
m"ima e dados da radiao solar+ .ara as in'orma-es dos solos, o SWA
re)uer um $anco de dados com m?lti!las in'orma-es, entre elas !odemos
destacar o n?mero de camadas do solo e in'orma-es !or camada de solo,
!orosidade, condutividade &idr"ulica saturada, ca!acidade de "gua dis!onvel,
gru!o &idrol#gico, !odendo ser agregada outras in'orma-es+ modelotam$*m utiliza um $anco de dados relativos ao uso do solo+
A utilizao do SWA !ode estar atrelada a v"rios !ro!#sitos segundo
os o$%etivos de cada tra$al&o desenvolvido com essa 'erramenta( uns visam
avaliar o com!ortamento &idrol#gico, outros !rocuram )uanti'icar a !roduo
de sedimentos, em$asados em di'erentes 'ormas de uso e mane%o do solo,
al*m de !oder ser utilizado !ara avaliar a !ro!agao de nutrientes, !esticidas
e contaminantes+
SWA * um modelo )ue gradualmente vem am!liando as suas
'ronteiras no am$iente cienti'ico, !ois det*m um !er'il de modelagem )ue
!ossi$ilita englo$ar di'erentes com!onentes &idrol#gicos e agronmicos,
tornando3se um modelo vers"til !ara muitas em!resas e #rgos !?$licos na
tomada de decis-es diante de situa-es de con'lito de uso do solo )ue
resultam em intensos !rocessos erosivos ;Uac&* et al 22( Sant&i et al 2X(
C&u et al 2E>+
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o Prasil as !es)uisas envolvendo a utilizao de modelos &idrol#gicos
distri$udos ainda so limitadas em 'uno do grande n?mero de in'orma-es
necess"rias !ara descrever a varia$ilidade es!acial e tem!oral dos sistemas
naturais e da ineistncia de dados detal&ados re'erentes 0s vari"veis de
entrada nos modelos ;.essoa et al+, 1 utilizou o
modelo !ara simular o escoamento e a !roduo de sedimentos em uma
micro$acia &idrogr"'ica+ Paldissera ;2E> usou o modelo !ara simular vaz-es
l)uidas mensais na Pacia do io Cuia$"+ Algumas institui-es !?$licas e
!rivadas tam$*m utilizam o SWA !ara !rognosticar !ro$lemas relacionados 0
eroso e assoreamento, con'orme Santos et al+ ;2E>
4ac&ado e Uettorazzi ;2X> a!licaram o SWA !ara simular a carga de
sedimentos !roduzida !ela !e)uena $acia &idrogr"'ica do i$eiro dos 4artins,
na cidade de .iracica$a S., nos anos de 1
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reduo de
A !otencialidade a!resentada !ela regio e o em!en&o do 4inist*rio do
Desenvolvimento Hnd?stria e Com*rcio e da Secretaria 4unici!al da Hnd?stria e
Com*rcio de .iracica$a, 'ez com )ue a regio 'osse !ioneira na im!lantao
de um A./ do "lcool, e dentre os !rinci!ais o$%etivos desse A./ !odemos
destacar o !lane%amento e organizao do setor )ue !assa !elo
desenvolvimento de !es)uisa e inovao e adoo de novas tecnologias, tais
como a utilizao do modelo SWA na tentativa de minimizar as !erdas de solo
!or eroso e com isso diminuir os gastos com 'ertilizantes e !ro$lemas
am$ientais ;&tt!9KK7i6i+adv'n+com>
'uadro (: APL do )lcool em *+meros
1 destilarias(
ind?strias )ue geram 1+ em!regos diretos(I Hnstitutos ou Centros de .es)uisa e Desenvolvimento e1< 5ntidades !?$licas e !rivadas+1I,O mil&-es de toneladas de cana3de3a?car col&idas !or ano(E2 mil&-es de litros de etanol !roduzidos !or ano(1+X toneladas de a?car !roduzidas !or ano(1O2+
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os resultados coletados, !ossi$ilitou avaliar de 'orma )uantitativa os e'eitos da
alterao no solo devido 0 retirada da vegetao nativa !ara o !lantio de outras
culturas con'erindo uma co$ertura diversa ao solo, $em como os e'eitos da
ur$anizao e a construo de $arragens na $acia &idrogr"'ica e as
conse)uincias da alterao na 'aia litorBnea+
Parsanti et al ;2X>, estudou a eroso do solo em duas $acias ;uma de
grande e outra de !e)uena escala> na "rea do !antanal de 4ato Grosso do
Sul, com cen"rios de uso do solo !ro%etados !ara X anos su$stituindo a
vegetao nativa !or !astagens e culturas agrcolas+ uso do modelo resultou
em ecelentes estimativas !ara o mane%o e uso de solo de 'orma correta+
Segundo Gassman et al. ;2O>, o modelo SWA vem sendo utilizado de
'orma continua a!#s o seu desenvolvimento+ 4uitas a!lica-es 'oram
eercidas !or agncias e #rgos governamentais, !rinci!almente na 5uro!a e
nos 5stados @nidos, com o intuito de avaliar mudanas clim"ticas, e'eitos do
uso do solo so$re os recursos &dricos e averiguar a ca!acidade do modelo
!ara a!lica-es 'uturas+
escoamento su!er'icial * con&ecido como o !rinci!al agente de
trans!orte de sedimentos e de !oluentes em uma $acia &idrogr"'ica+ Desse
modo, Uan /ie7 : Gar$rec&t ;2X> !rocuraram avaliar o com!ortamento do
SWA na simulao do escoamento su!er'icial em trs su$3$acias do sudeste
de 6la&oma 5@A, considerando diversas condi-es clim"ticas ;normal, com
de'icincia e com ecesso &drico>+ s resultados encontrados mostram )ue
com o modelo 'oi !ossvel simular de 'orma ade)uada a escoamento su!er'icial
em uma das su$3$acias+ .ara as outras, 'oi !reciso realizar a cali$rao !ara
o$teno dos resultados nas condi-es de clima normal e com de'icincia
&drica+s !rocessos re!resentados no modelo !odem ser resumidos con'orme
a!resentado na Figura 1+ Al*m dos com!onentes re!resentados neste
es)uema o modelo !ossui ainda um m#dulo de !roduo de nutrientes e
!esticidas e outro de !roduo de neve+ A estrutura do modelo SWA englo$a
com!onentes relativos 0 !roduo de "gua( !roduo de sedimento( e
!ro!agao no talvegue+
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Figura 1 Fluograma de !rocessamento do modelo SWA ;Adriolo, et al 2>
5studos realizados !or .a!!agallo et al ;2X> encontraram resultados
com a )ualidade da "gua com!atveis entre os simulados !elo SWA e os
dados o$servados na $acia &idrogr"'ica de Celone Cree6 no sudoeste da Ht"lia+
5 com isso !ode concluir )ue o modelo * de grande im!ortBncia !ara avaliar os
im!actos do uso do solo e es!ecialmente de !oluio di'usa+
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Hsso !ossi$ilita a a$ertura de um vasto cam!o de !es)uisa do
desenvolvimento das atividades agrcolas, !ecu"rias e am$ientais, com
!ossi$ilidades de o$teno de resultados !romissores !ara a cincia+
5m !es)uisa realizada !or Souza et al ;2X> utilizando o modelo SWA
na simulao da concentrao total de '#s'oro em uma $acia &idrogr"'ica na
"rea rural de Darnum na Austr"lia e sua im!licao na !roduo de cloro'ila,
c&egaram a resultados )ue re'letem ao !rocesso de eutro'izao acelerada+
Pa''aut et al ;2X> em com!arao entre os resultados o$tidos e os
simulados com relao a !oluio !or coli'ormes 'ecais lanados de 'orma
dis!ersa na $acia do S&oal Cree6 no sudoeste do 4issouri 5@A, o$teve
resultados )ue do credi$ilidade ao SWA+
Co%sideraes ,i%ais
.erante estudos to !romissores com a utilizao do SWA em diversos
locais do mundo, esse modelo a!resenta3se como um su!orte !ara resultados
e 'undamentao cienti'ica, estimulando discuss-es e !ro!ostas a soluo de
!ro$lemas am$ientais, e des!onta como 'erramenta de !ossvel utilizao em
A./s agrcolas+
ibliogra$ia co%sulada
ADH/, 4+ U+( SAS+ /+( GHP5H, + C+( CA4AG, A+ S+ G+ 2+
Cali$rao do modelo SWA !ara a !roduo e trans!orte de sedimentos+ Hn
SH4.\SH SP5 .5]@5AS 5 4DHAS C5AHS NHD5/HCAS, I+
2+ Pelo Norizonte+ Anais, Pelo Norizonte9 Comit Prasileiro de Parragens+ U+1, !+ 131O+
A/D, J+ G+( WH//HA4S, J+ +( 4AHD45, D+ + 1
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rganization 4eeting+ .urdue @niversit8 and @SDA3AS ational Soil 5rosion
esearc& /a$orator8+
GASS4A, .+ W+( 55S, 4+( G55, C+ N+( A/D, J+ G+ 2O+ &e soil
and 7ater assessment tool9 &istorical develo!ment a!!lications and 'uture
directions+ ransactions od t&e ASAP5, St+ Jose!&, v E, n 1+ !+ 1211312E+
/AS5S, N+ 4+ 4+ : CASSH/A, J+ 5+ 2E+ Arran%os .orodutivos /ocais+
Dis!onvel em9 &tt!9KKredesist+ie+u'r%+$rKglossario+!&! Consultado em9 12 de
%aneiro de 212+
4ACNAD, + 5+( U5ATTH, C+ A+ Simulao da !roduo de sedimentos
!ara a micro$acia &idrol#gica do i$eiro dos 4artins S. evista Prasileira
de Cincia do Solo+ Uol+ 2O, n=+ Uiosa Jul&oKAgosto+ 2X+
4ACNAD, + 5+( U5ATTH, C+ A+( Ravier, a+ c+ simulao de cen"rios
alternativos de uso da terra em uma micro$acia utilizando t*cnicas de
modelagem e geo!rocessamento+ 2X+ evista Prasileira de Cincia do Solo+
Uol+ 2O, n=+ !+ O2O3OXX+ Uiosa Jul&oKAgosto+ 2X+
4ACNAD, onalton 5vandro Simulao de escoamento e de !roduo de
sedimentos em uma micro$acia &idrogr"'ica utilizando t*cnicas de modelagem
e geo!rocessamento+22 ese de doutorado ;Doutorado em Agronomia> 3
@niversidade de So .aulo+ So .aulo, S.+
4HSNA, A+( F5PHCN, J+( GASSA4A, .+ W+ 2O+ 5valuation o' t&eSWA model 'or assessing sediment control structures in a small 7aters&ed in
Hndia+ ransactions o' t&e ASAP5, St+ Jose!&, v+ E, n+2, !+1I+ Anais do XLIV CONGRESSO DA Sociedade Brasileira de
Economia e Sociologia Rral! Fortaleza, 2I+
http://redesist.ie.ufrj.br/glossario.phphttp://redesist.ie.ufrj.br/glossario.php -
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/HU5HA, 4+]+C+ Hm!acto de mudanas no uso do solo nas caractersticas
&idrossedimentol#gicas da $acia &idrogr"'ica do rio Joanes e sua re!ercusso
na zona costeira+ Dissertao ;mestrado em Geologia> @niversidade Federal
da Pa&ia @FPA 1
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modeling o' c&loro!&8ll A !roduction 2X+ 2Z Hnternational SWA Con'erence
WH ec&ical e!ort 2II+ PariaKHtal8+
S.@H//, C+ A+( W^4A, S+ +( AAPA, J+ /+ 2+ Simulation o' dail8
and mont&l8 stream disc&arge 'rom small 7aters&eds using t&e SWA model+
ransactions o' t&e ASA5, St+ Jose!&, v+ 1X, n+ I, !+ 1=X131=X