Development, sensitivity and uncertainty analysis of LASH model

Diversos modelos hidrológicos têm sido desenvolvidos no intuito de auxiliar na gestão de recursos naturais em todo o mundo. Porém, a maioria desses modelos apresenta um alto grau de complexidade em relação tanto à necessidade de base de dados, quanto ao número de parâmetros de calibração. Em virtude desses fatores, se torna difícil a aplicação em bacias hidrográficas que têm bases de dados reduzidas. Neste artigo é descrito o desenvolvimento do modelo Lavras Simulation of Hydrology (LASH) em uma estrutura de SIG, buscando enfatizar seus principais componentes e parâmetros, bem como suas potencialidades. Além da descrição do modelo, também foram realizadas a análise de sensibilidade, a redução do intervalo de parâmetros e a análise de incertezas, anteriormente à fase de calibração, utilizando metodologias específicas (método de Morris, simulação de Monte Carlo e o método Generalized Likelihood Uncertainty Equation (GLUE)), com a base de dados de uma bacia hidrográfica experimental tropical brasileira (32 km²), a fim de simular a vazão total média diária. O LASH é um modelo classificado como determinístico e distribuído, que utiliza dados de longo termo e poucos mapas para predizer vazão na seção de controle de bacias hidrográficas. Foi possível identificar os parâmetros mais sensíveis do modelo para a bacia hidrográfica de referência, os quais estão associados com os componentes de escoamento de base e superficial direto. Em função do limiar conservador utilizado neste estudo, foram reduzidos os intervalos de dois parâmetros, dessa forma gerando resultados simulados mais realísticos e também facilitando a calibração automática do modelo com um menor número de iterações necessárias. O método da GLUE mostrou ser eficiente frente à análise de incertezas relacionadas à predição de vazão na bacia de estudo.Many hydrologic models have been developed to help manage natural resources all over the world. Nevertheless, most models have presented a high complexity regarding data base requirements, as well as, many calibration parameters. This has brought serious difficulties for applying them in watersheds where there is scarcity of data. The development of the Lavras Simulation of Hydrology (LASH) in a GIS framework is described in this study, which focuses on its main components, parameters, and capabilities. Coupled with LASH, sensitivity analysis, parameter range reduction, and uncertainty analysis were performed prior to the calibration effort by using specific techniques (Morris method, Monte Carlo simulation and a Generalized Likelihood Uncertainty Estimation -GLUE) with a data base from a Brazilian Tropical Experimental Watershed (32 km²), in order to predict streamflow on a daily basis. LASH is a simple deterministic and spatially distributed model using long-term data sets, and a few maps to predict streamflow at a watershed outlet. We were able to identify the most sensitive parameters which are associated with the base flow and surface runoff components, using a reference watershed. Using a conservative threshold, two parameters had their range of values reduced, thus resulting in outputs closer to measured values and facilitating automatic calibration of the model with less required iterations. GLUE was found to be an efficient method to analyze uncertainties related to the prediction of mean daily streamflow in the watershed

TEMPORAL TRENDS OF CLIMATE INDICES ASSOCIATED WITH PRECIPITATION AND AIR TEMPERATURE IN MINAS GERAIS, BRAZIL

The objective of this study was to evaluate the trends of four climatic extremes indices related to minimum and maximum air temperatures and three related to precipitation in Minas Gerais state, Brazil, from 1961 to 2010. These indices were developed by the Expert Team on Climate Change Detection Monitoring and Indices (ETCCDMI) with the aim of subsidizing climate change on global, regional and local levels. Daily rainfall and temperature long-term series were obtained from the National Institute of Meteorology (INMET) for 47 municipalities, in different regions of the state. The analyzes were conducted considering the four seasons of the year based on the Mann-Kendall and linear regression tests. There was a significant trend towards change in the indices related to minimum (TNn; TNx) and maximum (TXn; TXx) temperatures all over the state. Precipitation indexes (R10mm, R20mm and SDII) have showed no significant changes. The increase in the TNn, TNx, TXn and TXx has been observed in all seasons, except for autumn, and the TNx index in the winter. Both minimum and maximum temperatures indices have showed increase in greatest part of Minas Gerais in the spring, evidencing an expressive heating in this season and a premature summer onset. In the autumn, there was a downward trend in all temperature indices, characterizing an anticipation of winter. In winter, there was an upward trend in the TNn index and downward of the TNx in almost the entire state, indicating a reduction in the frost occurrence possibility, especially in the South and Southeast regions. The highest rates were observed in the Mid-west and Northwest regions. For the TXx index, in the summer there were upward trends throughout the state, especially in the North. Thus, important consequences to the agriculture planning and zoning have taken place as well as a proliferation of arbovirus diseases, affecting the life quality of the population

Distribuição espacial da umidade superficial do solo em uma bacia hidrográfica experimental do Sudeste do Brasil

Soil water content is essential to understand the hydrological cycle. It controls the surface runoff generation, water infiltration, soil evaporation and plant transpiration. This work aims to analyze the spatial distribution of top soil water content and to characterize the spatial mean and standard deviation of top soil water content over time in an experimental catchment located in the Mantiqueira Range region, state of Minas Gerais, Brazil. Measurements of top soil water content were carried out every 15 days, between May/2007 and May/2008. Using time-domain reflectometry (TDR) equipment, 69 points were sampled in the top 0.2 m of the soil profile. Geostatistical procedures were applied in all steps of the study. First, the spatial continuity was evaluated, and the experimental semi-variogram was modeled. For the development of top soil water content maps over time a co-kriging procedure was used having the slope as a secondary variable. Rainfall regime controlled the top soil water content during the wet season. Land use was also another fundamental local factor. The spatial standard deviation had low values under dry conditions, and high values under wet conditions. Thus, more variability occurs under wet conditions.A umidade do solo é essencial para o entendimento do ciclo hidrológico, uma vez que controla a geração do escoamento superficial, infiltração de água no solo, evaporação do solo e transpiração das plantas. Este trabalho objetivou analisar os padrões espaciais da umidade superficial do solo e caracterizar a média e o desvio padrão espaciais da mesma ao longo do tempo em uma bacia hidrográfica experimental localizada na Serra da Mantiqueira, MG. As medidas da umidade superficial do solo foram conduzidas a cada 15 dias, entre Maio/2007 e Maio/2008, usando um equipamento TDR portátil, em 69 pontos amostrados na camada de 0-20 cm. Procedimentos geoestatísticos foram aplicados em todas as etapas do trabalho. Primeiramente, a continuidade espacial foi avaliada modelando-se o semivariograma experimental. Mapas de umidade do solo foram desenvolvidos com base na cokrigagem usando o padrão de declividade como variável secundária. O regime de chuvas controlou a umidade superficial do solo durante o período úmido, devido aos altos conteúdos de umidade. O uso do solo também foi outro fator fundamental na distribuição espacial da umidade do solo. O desvio padrão espacial apresentou baixos valores sob condições secas e valores mais altos sob condições úmidas

Spatial prediction of soil properties in two contrasting physiographic regions in Brazil

This study compared the performance of ordinary kriging (OK) and regression kriging (RK) to predict soil physical-chemical properties in topsoil (0-15 cm). Mean prediction of error and root mean square of prediction error were used to assess the prediction methods. Two watersheds with contrasting soil-landscape features were studied, for which the prediction methods were performed differently. A multiple linear stepwise regression model was performed with RK using digital terrain models (DTMs) and remote sensing images in order to choose the best auxiliary covariates. Different pedogenic factors and land uses control soil property distributions in each watershed, and soil properties often display contrasting scales of variability. Environmental covariables and predictive methods can be useful in one site study, but inappropriate in another one. A better linear correlation was found at Lavrinha Creek Watershed, suggesting a relationship between contemporaneous landforms and soil properties, and RK outperformed OK. In most cases, RK did not outperform OK at the Marcela Creek Watershed due to lack of linear correlation between covariates and soil properties. Since alternatives of simple OK have been sought, other prediction methods should also be tested, considering not only the linear relationships between covariate and soil properties, but also the systematic pattern of soil property distributions over that landscape

Comportamento físico da precipitação interna em um povoamento de Eucalyptus

The understanding of rainfall physical characteristics and their interaction with the landscape allow the development of more feasible mathematical models to be applied on the planning of agricultural conservation practices. However, only a few studies have tried to characterize the throughfall in planted forests, like eucalyptus plantation. The objective of this study was to characterize the throughfall behavior under Eucalyptus canopy, at Lavras county region, southern Minas Gerais state, relating it to the hydrology pattern and erosive potential of the rainfall. For that, rainfall events were individualized by means of two criteria: 6 and 3 hours between the events, consecutively. For each one of the approaches, both gross precipitation and throughfall were classified in terms of the rainfall hydrology pattern linked to the following rainfall features: rainfall depth, rainfall duration, kinetic energy, average and maximum intensities and erosivity. On average, throughfall events have corresponded to 79.2% of the gross precipitation. In addition, it has showed to be 36.4% less erosive than gross precipitation. The advanced rainfall pattern was identified as predominant considering both methodologies for rainfall events individualization.A compreensão das características físicas da chuva e sua interação com a paisagem possibilita o desenvolvimento de modelos matemáticos mais condizentes com a realidade além de auxiliar no planejamento eficiente de obras e práticas agrícolas. O objetivo deste estudo foi caracterizar a precipitação interna de um povoamento de Eucalyptus no município de Lavras, Minas Gerais, associado a padrões hidrológicos e potencial erosivo. Para individualização dos eventos de precipitação interna foram adotados os intervalos de 3 e 6 horas entre chuvas. Para cada abordagem foi realizada a classificação do padrão hidrológico da precipitação, incidente e interna, e, associados a estes, as características das chuvas: lâmina precipitada, tempo de duração, energia cinética, intensidades média e máxima, e erosividade. A precipitação interna no povoamento de eucalipto representou 79,2% da precipitação externa. A precipitação interna mostrou-se 36,4% menos erosiva do que a precipitação externa, na qual o padrão avançado foi identificado como predominante na série analisada em ambas as metodologias de individualização dos eventos

Indústria farmacêutica

35 p.Este relatório de acompanhamento setorial está focado na indústria farmacêutica, busca em primeiro lugar, destacar suas principais características e tendências mundiais e, em segundo lugar, analisar tanto o desempenho recente quanto as perspectivas e os desafios competitivos a serem enfrentados pela indústria farmacêutica brasileira

DESEMPENHO DO MODELO SWAT PARA DIFERENTES CRITÉRIOS DE GERAÇÃO DE UNIDADES DE RESPOSTA HIDROLÓGICA

A subjetividade no uso do modelo SWAT, no que diz respeito à escolha de critérios para discretização espacial da área de estudo em sub-bacias e para geração das unidades de resposta hidrológica (URHs) foi a questão que motivou a elaboração deste artigo. Foram comparados os resultados obtidos (vazões mensais) com o modelo hidrológico SWAT na simulação mensal de uma bacia hidrográfica com 2030 Km2 de área de drenagem (rio Grande, MG), adotando diferentes critérios de geração de URHs e de discretização em sub-bacias. Foi observado que a configuração do modelo SWAT com um maior número de sub-bacias e a adoção de URHs múltiplas apresentou melhores resultados, na calibração e validação, no passo de tempo mensal, do que o cenário com menor detalhamento da rede de drenagem e apenas uma URH por sub-bacia. Observou-se também que uma maior discretização da bacia do rio Grande em termos de sub-bacias e de URHs propiciou melhor qualidade estatística na simulação de vazões médias. Dentre os três critérios de geração de URHs analisados, houveram poucas diferenças entre os resultados dos métodos que geram uma única URH por sub-bacia (URH Predominante e Classes Predominantes). Entretanto, observou-se uma melhoria significativa no desempenho do modelo, expresso nas estatísticas de precisão NS (coeficiente de Nash-Sutcliffe) e PBIAS (tendência), ao se considerar o método que gera mais de uma URH por sub-bacia (URHs Múltiplas), possibilitando concluir que o maior grau de discretização espacial proporcionou melhores resultados na simulação hidrológica

Avaliação da regeneração natural em nascentes perturbadas no município de Lavras, MG.

This work aimed at evaluating the natural regeneration dynamics in two springs in process of recovery in Lavras-MG, surrounded in December/2003. To do that, two springs were carried out from August/2005 (18 months) to April/2006 (24 months). 122 plots in the total of 5 x 5m (25m2) were plotted, being 76 plots in spring 1 and 46 plots in spring 2. The plots were distributed systematically throughout all the area of the springs. All individuals with height larger than 0.10 m and DBH lower than 5 cm were identified, having their diameters and height measured. Floristic composition, structural analyses and natural regeneration dynamics were studied. In the total, 524 individuals from 24 family and 55 species were sampled. The Asteraceae family was distinguished in species number in spring 1 and the families Fabaceae Faboideae, Myrtaceae and Solanaceae in spring 2. The species Baccharis dracunculifolia and Vernonia ferruginea presented the highest natural regeneration indexes in spring 1, while the species Vernonia polyanthes and Nectandra nitidula in spring 2. The higher diversity index was registered for the spring 2 in the second evaluation, having an increase from 3,324 (first evaluation) to 3,384 (second evaluation). The floristic similarity index registered between the springs was of 20.0% and 18.5% for the evaluations 1 and 2, respectively. During the time of monitoring, it was verified a significant increase of 33.33% and 15.8% in individuals number sampled in springs 1 and 2, respectively. The natural regeneration method presents potential for the recovering of the vegetation of the two springs; however, it is necessary the adoption of control techniques of Brachiaria sp. grass.Este trabalho teve como objetivo avaliar a dinâmica da regeneração natural em duas nascentes em processo de recuperação no município de Lavras, MG. Para tanto, foram realizados dois inventários após o isolamento das áreas, nos períodos de Agosto/2005 (18 meses) e Abril/2006 (24 meses). Foram alocadas no total 122 parcelas de 5´5 m (25 m2), sendo 76 na nascente 1 e 46 parcelas na nascente 2. As parcelas foram distribuídas de forma sistemática ao longo de toda a área das nascentes. Todos os indivíduos com altura superior a 0,10 m e DAP (diâmetro a altura do peito) < 5 cm, foram identificados, tendo seus diâmetros e alturas mensuradas. Foram avaliadas a composição florística, a estrutura, e a dinâmica da regeneração natural. Foram amostrados no total 524 indivíduos pertencentes a 24 famílias e 55 espécies. A família Asteraceae se destacou em número de espécies na nascente 1 e as famílias Fabaceae Faboideae, Myrtaceae e Solanaceae na nascente 2. As espécies Baccharis dracunculifolia e Vernonia ferruginea apresentaram os maiores índices de regeneração natural, na nascente 1, enquanto que as espécies Vernonia polyanthes e Nectandra nitidula se destacaram na nascente 2. O maior índice de diversidade foi registrado para a nascente 2 na segunda avaliação, aumentando de 3,324 (primeira avaliação) para 3,384 (segunda avaliação). O índice de similaridade florística encontrado entre as duas nascentes, foi de 20,0 e 18,5% para as avaliações 1 e 2 respectivamente. Durante o período de monitoramento, verificou-se um aumento significativo de 33,33 e 15,8% no número de indivíduos amostrados nas nascentes 1 e 2 respectivamente. O método da regeneração natural apresenta grande potencial para a recuperação da vegetação no entorno das duas nascentes, sendo necessária, no entanto, a adoção de técnicas de controle do capim Brachiaria sp

Osteossíntese do dedo em martelo com placa e parafuso: avaliação de 25 pacientes

ResumoObjetivoAvaliar os resultados do tratamento cirúrgico de pacientes com lesão de dedo em martelo com o uso de placa‐gancho e parafuso.MétodosForam analisados 25 pacientes entre 20 e 35 anos, 19 do sexo masculino e seis do feminino, de maio de 2008 a dezembro de 2012. Os pacientes foram submetidos à avaliação de acordo com os critérios de Crawford e o acompanhamento médio foi de 18 meses.ResultadosOs resultados obtidos foram excelentes em 10 pacientes (40%) e bons em 15 (60%); 21 pacientes (84%) não referiram dor no 18° mês de pós‐operatório. Foi verificada ausência de limitação da amplitude de movimento em 14 casos (56%), limitação da extensão em sete (28%) e limitação da flexão em quatro (16%).ConclusãoO tratamento cirúrgico com redução aberta e fixação interna com placa‐gancho e parafuso demonstrou ser uma ótima opção de tratamento nas fraturas em martelo e é considerado um método seguro e eficaz.AbstractObjectivesTo evaluate the results from surgical treatment of patients with mallet finger injury using a hook plate and screw.MethodsTwenty‐five patients (19 males and six females) between the ages of 20 and 35 years were analyzed between May 2008 and December 2012. They were evaluated in accordance with Crawford's criteria and the mean follow‐up was 18 months.ResultsThe results from 10 patients (40%) were excellent and from 15 (60%), good. Twenty‐one patients (84%) reported no pain, 18 months after the operation. There was no limitation to range of motion in 14 cases (56%), limitation of extension in seven (28%) and limitation of flexion in four (16%).ConclusionSurgical treatment by means of open reduction and internal fixation using a hook plate and screw proved to be an excellent option for treating mallet finger fractures and was considered to be a safe and effective method