Definição de regra de operação de reservatórios com uso de previsões climáticas sazonais
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRN |
Texto Completo: | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/31682 |
Resumo: | As regiões semiáridas são caracterizadas por alta variabilidade temporal e espacial da precipitação, resultando em alta incerteza na sua estimativa. Este fato provoca um impacto dramático nas decisões adotadas para alocar recursos hídricos a centros de demanda, dificultando a gestão dos recursos hídricos. Em termos climáticos, a região Nordeste do Brasil é vulnerável aos extremos observados de variabilidade climática interanual, principalmente as secas, e cenários de mudanças climáticas indicam que a região será afetada pelo déficit de chuvas e aumento da aridez na segunda metade do século 21. A integração da previsão meteorológica no gerenciamento de um sistema hídrico pode melhorar substancialmente a segurança da operação. Diante disso, esta pesquisa verificou a adequabilidade do uso das previsões de precipitação na definição de uma regra de operação do reservatório Cruzeta, inserido no semiárido brasileiro. Cenários foram desenvolvidos por meio de algoritmo genético (AG) para otimizar as variáveis envolvidas na operação de racionamento com previsão (RP). Esta operação teve seus indicadores de desempenho comparados a outras quatro regras de operação: Política de operação padrão (standard operating policy - SOP), atual regra de racionamento do reservatório Cruzeta (A), racionamento sem previsões (R) e racionamento com previsão perfeita (RPP). Os resultados mostraram que os três cenários com racionamento otimizados em AG (R, RP e RPP) apresentaram resultados intermediários entre o consumismo de SOP e o conservadorismo de A. Seus resultados apresentam propostas de operações de reservatórios razoáveis, que aproveitam ao máximo a disponibilidade hídrica, sem deixar que o reservatório colapse. RP apresentou melhorias no atendimento às demandas com relação à regra R, inclusive nos períodos de falha, aproveitando com mais eficiência o volume de armazenamento. Ainda, quando se compara RP a RPP, percebe-se que a ideia central deste trabalho obteve resultados muito próximos da condição idealizada. |
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Em termos climáticos, a região Nordeste do Brasil é vulnerável aos extremos observados de variabilidade climática interanual, principalmente as secas, e cenários de mudanças climáticas indicam que a região será afetada pelo déficit de chuvas e aumento da aridez na segunda metade do século 21. A integração da previsão meteorológica no gerenciamento de um sistema hídrico pode melhorar substancialmente a segurança da operação. Diante disso, esta pesquisa verificou a adequabilidade do uso das previsões de precipitação na definição de uma regra de operação do reservatório Cruzeta, inserido no semiárido brasileiro. Cenários foram desenvolvidos por meio de algoritmo genético (AG) para otimizar as variáveis envolvidas na operação de racionamento com previsão (RP). Esta operação teve seus indicadores de desempenho comparados a outras quatro regras de operação: Política de operação padrão (standard operating policy - SOP), atual regra de racionamento do reservatório Cruzeta (A), racionamento sem previsões (R) e racionamento com previsão perfeita (RPP). Os resultados mostraram que os três cenários com racionamento otimizados em AG (R, RP e RPP) apresentaram resultados intermediários entre o consumismo de SOP e o conservadorismo de A. Seus resultados apresentam propostas de operações de reservatórios razoáveis, que aproveitam ao máximo a disponibilidade hídrica, sem deixar que o reservatório colapse. RP apresentou melhorias no atendimento às demandas com relação à regra R, inclusive nos períodos de falha, aproveitando com mais eficiência o volume de armazenamento. Ainda, quando se compara RP a RPP, percebe-se que a ideia central deste trabalho obteve resultados muito próximos da condição idealizada.Semi-arid regions are characterized by high temporal and spatial variability of precipitation, resulting in high uncertainty in their estimation. This fact has a dramatic impact on the decisions taken to allocate water resources to demand centers, making it difficult to manage water resources. In climatic terms, the Brazilian Northeast is vulnerable to the observed extremes of interannual climate variability, mainly droughts, and climate change scenarios indicate that the region will be affected by rainfall deficit and increased aridity in the second half of 21st century The integration of weather forecasting in the management of a hydrological system can substantially improve the safety of the operation. Therefore, this research verified the adequacy of the use of precipitation forecasts in the definition of an operating rule for the Cruzeta reservoir, inserted in the Brazilian semiarid region. Scenarios were developed using a genetic algorithm (GA) to optimize the variables involved in the hedging operation with forecast (FH). This operation had its performance indicators compared to other four operation rules: Standard operating policy (SOP), current hedging rule for the Cruzeta reservoir (C), hedging without predictions (R) and hedging with perfect forecast (PFR). The results showed that the three hedging scenarios optimized in GA (R, FR and PFR) presented intermediate results between the consumption of SOP and the conservatism of C. Their results present proposals for reasonable reservoir operations, which make the most of water availability, without letting the reservoir collapse. FR showed improvements in meeting the demands regarding the R rule, including in periods of failure, making more efficient use of storage volume. Still, when comparing FR to PFR, it is clear that the central idea of this work obtained results very close to the idealized condition.Universidade Federal do Rio Grande do NortePROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTALUFRNBrasilOtimizaçãoRegras de operaçãoPrevisões de precipitaçãoEscassez hídricaRegras de racionamentoDefinição de regra de operação de reservatórios com uso de previsões climáticas sazonaisDefinition of reservoir operation rule using seasonal weather forecastsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNTEXTDefinicaoregraoperacao_Morais_2020.pdf.txtDefinicaoregraoperacao_Morais_2020.pdf.txtExtracted texttext/plain92968https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/31682/2/Definicaoregraoperacao_Morais_2020.pdf.txt48d2f2d40e9c4f82e0a7b39257cbd385MD52THUMBNAILDefinicaoregraoperacao_Morais_2020.pdf.jpgDefinicaoregraoperacao_Morais_2020.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1295https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/31682/3/Definicaoregraoperacao_Morais_2020.pdf.jpgae316fd6ebb50aca79f9e8f41f7a5ea5MD53ORIGINALDefinicaoregraoperacao_Morais_2020.pdfapplication/pdf1899302https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/31682/1/Definicaoregraoperacao_Morais_2020.pdf785bcd08b84a6112dbe3b21aa305a3bdMD51123456789/316822021-03-07 05:50:10.534oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/31682Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2021-03-07T08:50:10Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
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