PLANEJAMENTO AMBIENTAL DA BACIA HIDROGRÁFICA DO CÓRREGO EMBIRÍ - UGRHI PONTAL DO PARANAPANEMA – SÃO PAULO

Este trabalho visa contribuir para o planejamento ambiental da bacia hidrográfica do Córrego Embirí – UGRHI Pontal Paranapanema (pertencente à unidade de Gestão Paranapanema), nos municípios de Presidente Prudente e Regente Feijó, São Paulo. Essa bacia localiza-se na área do manancial Rio Santo Anastácio, responsável pelo abastecimento de água para cerca de 30% da população de Presidente Prudente. A metodologia compreende as etapas do inventário e diagnóstico da bacia. No inventário foram elaboradas cartas temáticas e de síntese, tais como: uso e ocupação da terra, cartas de unidades físicas e ambientais. Na fase de diagnóstico foram elaboradas as cartas de fragilidade ambiental e de problemas ambientais. A maior parte da bacia hidrográfica do Córrego Embirí apresentou alta fragilidade ambiental devido, principalmente, ao uso e ocupação da terra com 71% da área de pastagem. Os principais problemas encontrados foram disposição irregular de entulho, lançamento de esgotos, ausência de mata ciliar, erosões e assoreamento de corpos d’água. Os resultados foram sistematizados no diagnóstico e identificados os mais importantes problemas ambientais e fragilidades ambientais, possibilitando elaborar propostas de intervenção para a área, que se encontra substancialmente degradada. Palavras-chave: planejamento ambiental, bacia hidrográfica, Córrego Embirí

Enhanced immunogenicity and protective efficacy in mice following a Zika DNA vaccine designed by modulation of membrane-anchoring regions and its association to adjuvants

Zika virus (ZIKV) is a re-emerging pathogen with high morbidity associated to congenital infection. Despite the scientific advances since the last outbreak in the Americas, there are no approved specific treatment or vaccines. As the development of an effective prophylactic approach remains unaddressed, DNA vaccines surge as a powerful and attractive candidate due to the efficacy of sequence optimization in achieving strong immune response. In this study, we developed four DNA vaccine constructs encoding the ZIKV prM/M (pre-membrane/membrane) and E (envelope) proteins in conjunction with molecular adjuvants. The DNA vaccine candidate (called ZK_ΔSTP), where the entire membrane-anchoring regions were completely removed, was far more immunogenic compared to their counterparts. Furthermore, inclusion of the tPA-SP leader sequence led to high expression and secretion of the target vaccine antigens, therefore contributing to adequate B cell stimulation. The ZK_ΔSTP vaccine induced high cellular and humoral response in C57BL/6 adult mice, which included high neutralizing antibody titers and the generation of germinal center B cells. Administration of ZK-ΔSTP incorporating aluminum hydroxide (Alum) adjuvant led to sustained neutralizing response. In consistency with the high and long-term protective response, ZK_ΔSTP+Alum protected adult mice upon viral challenge. Collectively, the ZK_ΔSTP+Alum vaccine formulation advances the understanding of the requirements for a successful and protective vaccine against flaviviruses and is worthy of further translational studies

Parsimonious and physically-based models to evaluate streamflow, soil loss and pollution in watersheds in the interior of São Paulo

A escassez de dados hidrológicos no Brasil é um problema recorrente em muitas regiões, principalmente em se tratando de dados hidrométricos, produção de sedimentos e qualidade da água. A pesquisa por modelos de bacias hidrográficas tem aumentado nas últimas décadas, porém, a estimativa de dados hidrossedimentológicos a partir de modelos mais sofisticados demanda de grande número de variáveis, que devem ser ajustadas para cada sistema natural, o que dificulta a sua aplicação. O objetivo principal desta tese foi avaliar diferentes ferramentas de modelagem utilizadas para a estimativa da vazão, produção de sedimentos e qualidade da água e, em particular, comparar os resultados obtidos de um modelo hidrológico físico semi-distribuído, o Soil Water Assessment Tool (SWAT) com os resultados obtidos a partir de modelos hidrológicos concentrados, com base na metodologia do número da curva de escoamento do Soil Conservation Service (SCS-CN) e no modelo Generalized Watershed Loading Function (GWLF). Buscou-se avaliar e apresentar em quais condições o uso de cada modelo deve ser recomendado, ou seja, quando o esforço necessário para executar o modelo semi-distribuído leva a melhores resultados efetivos. Em relação à simulação da vazão, os resultados dos dois modelos foram altamente influenciados pelos dados de precipitação, indicando que existem, possivelmente, falhas ou erros de medição que poderiam ter influenciado negativamente os resultados. Portanto, foi proposto aplicar o modelo semi-distribuído com dados de precipitação interpolados (DPI) de alta resolução para verificar a eficiência de seus resultados em comparação com os resultados obtidos com a utilização dos dados de precipitação observados (DPO). Para simulação da produção de sedimentos, e das concentrações de nitrogênio e fósforo, o SWAT realiza uma simulação hidrológica mais detalhada, portanto, fornece resultados ligeiramente melhores para parâmetros de qualidade da água. O uso do modelo semi-distribuído também foi ampliado para simular uma bacia hidrográfica sob a influência do reservatório, a fim de verificar a potencialidade do modelo para esse propósito. Os modelos também foram aplicados para identificar quais os impactos potenciais das mudanças no uso do solo previstas e em andamento. Os cenários estudados foram: I – cenário atual, II – cenário tendencial, com o aumento da mancha urbana e substituição do solo exposto e de parte da mata nativa por uso agrícola; III – cenário desejável, complementa o crescimento urbano tendencial com aumento de áreas de reflorestamento. As metodologias foram aplicadas em duas bacias hidrográficas localizadas no Sudeste do Brasil. A primeira é a bacia do rio Jacaré-Guaçu, incluída na Unidade de Gerenciamento de Recursos Hídricos 13 (UGRHI-13), a montante da confluência do rio das Cruzes, com uma área de 1934 km2. O segundo caso de estudo, é a bacia do rio Atibaia, inserida na UGRHI-5, tem uma área de 2817,88 km2 e abrange municípios dos estados de São Paulo e Minas Gerais. Como principal conclusão, o desempenho do modelo semi-distribuído para estimar a produção de sedimentos, e as concentrações de nitrogênio e fósforo foi ligeiramente melhor do que as simulações do modelo concentrado SCS-CN e GWLF, mas essa vantagem pode não compensar o esforço adicional de calibrá-lo e validá-lo.The lack of hydrological data in Brazil is a recurrent problem in many regions, especially in hydrometric data, sediment yield and water quality. The research by simplified models has increased in the last decades, however, the estimation of hydrossedimentological data from these more sophisticated models demands many variables, which must be adjusted for each natural system, which makes it difficult to apply. At times it is necessary to respond quickly without much precision in the results, in these situations, simpler models with few parameters can be the solution. The objective of this research is to evaluate different modelling tools used estimate streamflow, sediments yield and nutrients loads values, and namely to compare the results obtained from a physically-based distributed hydrological model (SWAT) with the results from a lumped hydrological, the Soil Conservation Service (SCS-CN) and the Generalized Watershed Loading Function (GWLF) model. Both models use the curve number (CN) concept, determined from land use, soil hydrologic group and antecedent soil moisture conditions and were run with a daily time step. We are particularly interested in understanding under which conditions the use of each model is to be recommended, namely when does the addition effort required to run the distributed model leads to effective better results. The input variables and parameters of the lumped model are assumed constant throughout the watershed, while the SWAT model performs the hydrological analysis at a small unit level, designated as hydrological response units (HRUs), and integrates the results at a sub-basin level. In relation to the flow simulation, the results of the two models were highly influenced by the rainfall data, indicating that, possibly, faults or measurement errors could have negatively influenced the results. Therefore, it was proposed to apply the distributed model with high-resolution grids of daily precipitation to verify the efficiency of its results when compared to rainfall data. For simulation of sediment, nitrogen and phosphorus, SWAT performs a more detailed simulation and thus provides slightly better results. The use of the SWAT was also extended to simulate the influence of reservoir, in order to verify the potentiality of the model, in relation to the simulation. The models also were used to identify which are potential impacts of the ongoing land use changes. The scenarios were: I - Current scenario, II - trend scenario, with the increase of urban land and replacement of the exposed soil and part of the native forest by agricultural use; III - desirable scenario complements the trend urban growth with the replacement of exposed soil and part of the agricultural use by reforestation. The methodologies were applied on two watersheds located in the Southeast of Brazil. The first one is the Jacaré-Guaçu river basin, included in the Water Resources Management Unit 13 (UGRHI-13), upstream of Cruzes river confluence, with an area of 1934 km2. The second watershed is the Atibaia River Basin, a part of Water Resources Management Unit 5 (UGRHI-5). It has an area of 2817.88 km2 and covers municipalities of the states of São Paulo and Minas Gerais

Parsimonious and physically-based models to evaluate streamflow, soil loss and pollution in watersheds in the interior of São Paulo

A escassez de dados hidrológicos no Brasil é um problema recorrente em muitas regiões, principalmente em se tratando de dados hidrométricos, produção de sedimentos e qualidade da água. A pesquisa por modelos de bacias hidrográficas tem aumentado nas últimas décadas, porém, a estimativa de dados hidrossedimentológicos a partir de modelos mais sofisticados demanda de grande número de variáveis, que devem ser ajustadas para cada sistema natural, o que dificulta a sua aplicação. O objetivo principal desta tese foi avaliar diferentes ferramentas de modelagem utilizadas para a estimativa da vazão, produção de sedimentos e qualidade da água e, em particular, comparar os resultados obtidos de um modelo hidrológico físico semi-distribuído, o Soil Water Assessment Tool (SWAT) com os resultados obtidos a partir de modelos hidrológicos concentrados, com base na metodologia do número da curva de escoamento do Soil Conservation Service (SCS-CN) e no modelo Generalized Watershed Loading Function (GWLF). Buscou-se avaliar e apresentar em quais condições o uso de cada modelo deve ser recomendado, ou seja, quando o esforço necessário para executar o modelo semi-distribuído leva a melhores resultados efetivos. Em relação à simulação da vazão, os resultados dos dois modelos foram altamente influenciados pelos dados de precipitação, indicando que existem, possivelmente, falhas ou erros de medição que poderiam ter influenciado negativamente os resultados. Portanto, foi proposto aplicar o modelo semi-distribuído com dados de precipitação interpolados (DPI) de alta resolução para verificar a eficiência de seus resultados em comparação com os resultados obtidos com a utilização dos dados de precipitação observados (DPO). Para simulação da produção de sedimentos, e das concentrações de nitrogênio e fósforo, o SWAT realiza uma simulação hidrológica mais detalhada, portanto, fornece resultados ligeiramente melhores para parâmetros de qualidade da água. O uso do modelo semi-distribuído também foi ampliado para simular uma bacia hidrográfica sob a influência do reservatório, a fim de verificar a potencialidade do modelo para esse propósito. Os modelos também foram aplicados para identificar quais os impactos potenciais das mudanças no uso do solo previstas e em andamento. Os cenários estudados foram: I – cenário atual, II – cenário tendencial, com o aumento da mancha urbana e substituição do solo exposto e de parte da mata nativa por uso agrícola; III – cenário desejável, complementa o crescimento urbano tendencial com aumento de áreas de reflorestamento. As metodologias foram aplicadas em duas bacias hidrográficas localizadas no Sudeste do Brasil. A primeira é a bacia do rio Jacaré-Guaçu, incluída na Unidade de Gerenciamento de Recursos Hídricos 13 (UGRHI-13), a montante da confluência do rio das Cruzes, com uma área de 1934 km2. O segundo caso de estudo, é a bacia do rio Atibaia, inserida na UGRHI-5, tem uma área de 2817,88 km2 e abrange municípios dos estados de São Paulo e Minas Gerais. Como principal conclusão, o desempenho do modelo semi-distribuído para estimar a produção de sedimentos, e as concentrações de nitrogênio e fósforo foi ligeiramente melhor do que as simulações do modelo concentrado SCS-CN e GWLF, mas essa vantagem pode não compensar o esforço adicional de calibrá-lo e validá-lo.The lack of hydrological data in Brazil is a recurrent problem in many regions, especially in hydrometric data, sediment yield and water quality. The research by simplified models has increased in the last decades, however, the estimation of hydrossedimentological data from these more sophisticated models demands many variables, which must be adjusted for each natural system, which makes it difficult to apply. At times it is necessary to respond quickly without much precision in the results, in these situations, simpler models with few parameters can be the solution. The objective of this research is to evaluate different modelling tools used estimate streamflow, sediments yield and nutrients loads values, and namely to compare the results obtained from a physically-based distributed hydrological model (SWAT) with the results from a lumped hydrological, the Soil Conservation Service (SCS-CN) and the Generalized Watershed Loading Function (GWLF) model. Both models use the curve number (CN) concept, determined from land use, soil hydrologic group and antecedent soil moisture conditions and were run with a daily time step. We are particularly interested in understanding under which conditions the use of each model is to be recommended, namely when does the addition effort required to run the distributed model leads to effective better results. The input variables and parameters of the lumped model are assumed constant throughout the watershed, while the SWAT model performs the hydrological analysis at a small unit level, designated as hydrological response units (HRUs), and integrates the results at a sub-basin level. In relation to the flow simulation, the results of the two models were highly influenced by the rainfall data, indicating that, possibly, faults or measurement errors could have negatively influenced the results. Therefore, it was proposed to apply the distributed model with high-resolution grids of daily precipitation to verify the efficiency of its results when compared to rainfall data. For simulation of sediment, nitrogen and phosphorus, SWAT performs a more detailed simulation and thus provides slightly better results. The use of the SWAT was also extended to simulate the influence of reservoir, in order to verify the potentiality of the model, in relation to the simulation. The models also were used to identify which are potential impacts of the ongoing land use changes. The scenarios were: I - Current scenario, II - trend scenario, with the increase of urban land and replacement of the exposed soil and part of the native forest by agricultural use; III - desirable scenario complements the trend urban growth with the replacement of exposed soil and part of the agricultural use by reforestation. The methodologies were applied on two watersheds located in the Southeast of Brazil. The first one is the Jacaré-Guaçu river basin, included in the Water Resources Management Unit 13 (UGRHI-13), upstream of Cruzes river confluence, with an area of 1934 km2. The second watershed is the Atibaia River Basin, a part of Water Resources Management Unit 5 (UGRHI-5). It has an area of 2817.88 km2 and covers municipalities of the states of São Paulo and Minas Gerais

Planejamento ambiental da bacia hidrográfica do córrego Embirí – UGRHI Pontal do Paranapanema – São Paulo: inventário e diagnóstico

This study aimed to contribute to the environmental planning of the watershed Embirí stream - UGRHI Pontal Paranapanema (belonging to the Paranapanema Management unit) in the cities of Presidente Prudente and Regente Feijó, São Paulo. This basin is located in the area of the Santo Anastácio river source, responsible for supplying water to about 30% of the population of Presidente Prudente. The methodological procedures based on Leal (1995) and Rodriguez et al. (2004), and the steps include inventory and diagnosis of the basin. We conducted extensive literature review, cartographic and documentary on the subject area of research, field work, preparation of thematic maps and summary chart of physical units and environmental use and land cover, participatory mapping of environmental risks, quality analysis of water. Most of the basin of the stream of twine had a high environmental fragility and the main problems found were lack of riparian vegetation, erosion, siltation of water bodies, irregular disposal of debris and the dumping of sewage. The results were summarized in the diagnosis and can identify the most important environmental impacts, environmental and spatial weaknesses of the legislation, and thus draw up proposals for action to the area that is substantially degradedEste trabalho teve como objetivo contribuir para o planejamento ambiental da bacia hidrográfica do córrego do Embirí – UGRHI Pontal Paranapanema (pertencente à unidade de Gestão Paranapanema), nos municípios de Presidente Prudente e Regente Feijó, São Paulo. Essa bacia localiza-se na área do manancial Rio Santo Anastácio, responsável pelo abastecimento de água para cerca de 30% da população de Presidente Prudente. Os procedimentos metodológicos adotados baseiam-se em Leal (1995) e Rodriguez et al. (2004), e as etapas compreendem o inventário e diagnóstico da bacia. Foi realizado amplo levantamento bibliográfico, cartográfico e documental sobre o tema área de pesquisa; trabalhos de campo; elaboração de cartas temáticas e de síntese, carta de unidades físicas e ambientais; uso e ocupação do solo, mapeamento participativo de riscos ambientais, análise da qualidade da água. A maior parte da bacia hidrográfica do córrego do Embirí apresentou alta fragilidade ambiental e os principais problema encontrados foram ausência de mata ciliar, processos erosivos, assoreamento de corpos d’água, disposição irregular de entulhos e lançamento de esgotos. Os resultados foram sistematizados no diagnóstico, e pode-se identificar os mais importantes impactos ambientais, fragilidades ambientais e espacialização da legislação, e assim elaborar propostas de intervenção para a área que encontra-se substancialmente degradad

LOW COST POTENTIAL INFILTRATION ESTIMATION FOR WET TROPICAL WATERSHEDS FOR TERRITORIAL PLANNING SUPPORT

This study was developed at Caçula stream watershed of Ilha Solteira (Brazil) for potential infiltration estimation based on digital cartography. These methods aim at low-cost and quick analysis processes in order to support the territorial planning. The preliminary potential infiltration chart was produced using ArcHydro and pedological information of the study area. The curve-number method (Soil Conservation Service) was used to determine the potential infiltration combining information related to landuse and soil types in the watershed. We also used a methodology that assumes being possible to evaluate potential infiltration of a watershed combining average annual rainfall, land-use and watershed natural attributes (geomorphology, geology and pedology). Results show that ArcHydro is efficient for a preliminary characterization because it shows flow accumulation areas, allowing higher potential of degradation areas in terms of floods, mass movement and erosion. As land-use classes have significant weight in Soil Conservation Service method assessing potential infiltration, this method allow us to evaluate how land-use changes affect water dynamic in the watershed. The propose based on natural environment attributes enables to determine the homologous infiltration areas based on a higher number of natural characteristics of the area, and thereby obtain a result that is closer to the local conditions and, consequently for degradation surface processes identification