Regra de operação de reservatório isolado no semiárido: uma aplicação da lógica fuzzy
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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/123456789/31683 |
Resumo: | A boa gestão de reservatórios requer a criação de um conjunto de procedimentos operacionais, regras ou planos que melhor atendam aos objetivos da sociedade. Em geral, as regras de operação são equações lógicas ou matemáticas que levam em consideração as variáveis do sistema para calcular a liberação de água de um reservatório. As técnicas computacionais, lógica difusa e computação evolucionária, têm sido bastante utilizadas para otimização de problemas de recursos hídricos, incluindo operação de reservatórios. Esta é uma pesquisa aplicada em uma análise quantitativa que propõe desenvolver um modelo de simulação e otimização da operação de reservatórios isolados com o objetivo de avaliar a regra de racionamento com aplicação da lógica fuzzy (FHR). A área de estudo é um reservatório inserido no semiárido brasileiro, o reservatório Cruzeta. A área encontra-se em uma região que apresenta significativa variabilidade hidrológica intra-anual, interanual e secas severas, o que exige melhor planejamento na gestão. A otimização da operação foi realizada via algoritmo genético associada à simulação de balanço hídrico do reservatório. Buscou-se maximizar a eficiência do atendimento das demandas hídricas no período de estiagem, período com maior demanda hídrica. A performance das regras de operação padrão (SOP), regra de racionamento (HR) e FHR foram avaliadas por simulação através de indicadores como confiabilidade, eficiência, resiliência, vulnerabilidade e tempo no volume morto. Sendo assim, as regras com melhor performance em mitigar a escassez de água no período de estiagem, em ordem decrescente, foram a FHR, HR e SOP. A melhoria é constatada pela elevação da eficiência de atendimento às demandas prioritárias, assim como, maior redução da vulnerabilidade e do tempo com armazenamento no volume morto. Contudo, as regras de racionamento induzem maiores períodos com redução de oferta por racionamento. Portanto, os resultados confirmam vantagens desejáveis do racionamento de água antecipado, uma vez que permite mitigar futuros eventos de escassez contínua e severa. |
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Em geral, as regras de operação são equações lógicas ou matemáticas que levam em consideração as variáveis do sistema para calcular a liberação de água de um reservatório. As técnicas computacionais, lógica difusa e computação evolucionária, têm sido bastante utilizadas para otimização de problemas de recursos hídricos, incluindo operação de reservatórios. Esta é uma pesquisa aplicada em uma análise quantitativa que propõe desenvolver um modelo de simulação e otimização da operação de reservatórios isolados com o objetivo de avaliar a regra de racionamento com aplicação da lógica fuzzy (FHR). A área de estudo é um reservatório inserido no semiárido brasileiro, o reservatório Cruzeta. A área encontra-se em uma região que apresenta significativa variabilidade hidrológica intra-anual, interanual e secas severas, o que exige melhor planejamento na gestão. A otimização da operação foi realizada via algoritmo genético associada à simulação de balanço hídrico do reservatório. Buscou-se maximizar a eficiência do atendimento das demandas hídricas no período de estiagem, período com maior demanda hídrica. A performance das regras de operação padrão (SOP), regra de racionamento (HR) e FHR foram avaliadas por simulação através de indicadores como confiabilidade, eficiência, resiliência, vulnerabilidade e tempo no volume morto. Sendo assim, as regras com melhor performance em mitigar a escassez de água no período de estiagem, em ordem decrescente, foram a FHR, HR e SOP. A melhoria é constatada pela elevação da eficiência de atendimento às demandas prioritárias, assim como, maior redução da vulnerabilidade e do tempo com armazenamento no volume morto. Contudo, as regras de racionamento induzem maiores períodos com redução de oferta por racionamento. Portanto, os resultados confirmam vantagens desejáveis do racionamento de água antecipado, uma vez que permite mitigar futuros eventos de escassez contínua e severa.Good reservoir management requires the creation of a set of operational procedures, rules or plans that best meet society's objectives. In general, the operational policy are logical or mathematical equations that take into account system variables to calculate the release of water from a reservoir. The computational techniques, fuzzy logic and evolutionary computing, have been widely used to optimize water resource problems, including the operation of reservoirs. This is a research applied in a quantitative analysis that implements a simulation and optimization model of reservoirs’ operation in order to evaluate a hedging rule with application of fuzzy logic (FHR). The study area is a reservoir inserted in the Brazilian semiarid, the Cruzeta reservoir. The area is located in a region that has intra-annual, inter-annual hydrological variability and severe droughts, that requires better management. The optimization of the operation was carried out via a genetic algorithm associated with the simulation of the reservoir's water balance. It was sought to maximize the efficiency of meeting water demands during dry season, a period with greater water demand. A performance of standard operating policy (SOP), hedging rule (HR) and FHR were assessed by analysis of indicators such as indicators, efficiency, resilience, vulnerability and time on dead volume. Thus, the rules with the best performance in mitigating water scarcity during the dry season, in decreasing order, were FHR, HR and SOP. The improvement is evidenced by the increase in efficiency in meeting priority demands, such as, for example, greater reduction of vulnerability and time with storage in the dead volume. However, the hedging rules induce more time with reduced supply, while rationing. Therefore, the results confirm the desirable advantages of the anticipated rationing of water, since it allows to mitigate future events of continuous and severe scarcity.Universidade Federal do Rio Grande do NortePROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTALUFRNBrasilAbastecimento de águaRegra de racionamentoModelagemOtimizaçãoRegra de operação de reservatório isolado no semiárido: uma aplicação da lógica fuzzyinfo: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:UFRNTEXTRegraoperacaoreservatorio_Gomes_2020.pdf.txtRegraoperacaoreservatorio_Gomes_2020.pdf.txtExtracted texttext/plain69801https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/31683/2/Regraoperacaoreservatorio_Gomes_2020.pdf.txt3b723e865714b861017de4f592b29dbcMD52THUMBNAILRegraoperacaoreservatorio_Gomes_2020.pdf.jpgRegraoperacaoreservatorio_Gomes_2020.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1298https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/31683/3/Regraoperacaoreservatorio_Gomes_2020.pdf.jpg234a177d0aa79f644d4f7cfd63bf33f6MD53ORIGINALRegraoperacaoreservatorio_Gomes_2020.pdfapplication/pdf1290632https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/31683/1/Regraoperacaoreservatorio_Gomes_2020.pdfa686437ab56e41bff3d9d6ecbbdf5e4aMD51123456789/316832021-03-07 05:50:11.352oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/31683Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2021-03-07T08:50:11Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
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