Interferência da infraestrutura com operação isolada e integrada no atendimento das demandas hídricas
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRN |
Texto Completo: | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/49715 |
Resumo: | A água é um recurso natural essencial, considerado um fator limitante do desenvolvimento, necessário para as atividades econômicas e para subsistência dos seres. Entretanto, conflitos podem surgir pelo seu uso quando ocorre um desequilíbrio hídrico, ou seja, quando a oferta de água é inferior a demanda. Para minimizar esse problema, a construção de reservatórios para o atendimento das demandas é uma solução recorrente em regiões semiáridas, que se caracterizam por apresentar grande variabilidade hidrológica, tanto espacial como temporal. Para um bom gerenciamento e maximização da utilização dos reservatórios podem ser aplicadas regras de operação, de modo a otimizar o atendimento dos usuários. Para resolução dos modelos de otimização são utilizadas técnicas de inteligência computacional para resolver problemas complexos, dentre as quais encontra-se o algoritmo genético como importante ferramenta na resolução de problemas relacionados à gestão dos recursos hídricos. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar o ganho de performance no atendimento das demandas de água com a definição de regras de operação nos reservatórios, operando de forma isolada e integrada, utilizando na otimização o algoritmo genético através da simulação de balanço hídrico do reservatório. A avaliação foi obtida por meio dos indicadores de desempenho confiabilidade, eficiência (confiabilidade volumétrica), resiliência, vulnerabilidade e principais saídas de água do reservatório (suprimento das demandas, vertimento e evaporação). A área de estudo localizase no semiárido brasileiro, na bacia dos rios Piancó-Piranhas-Açu, especificadamente nos reservatórios Dourado e Marechal Dutra. Os resultados apontaram que as infraestruturas hídricas contribuem com o atendimento das demandas, pois diminuem os períodos de falha. Além disso, as regras de racionamento podem proporcionar uma elevação da eficiência na operação integrada no atendimento das demandas prioritárias. Também, foi observada grande perda do volume de água por vertimento ou evaporação, portanto, é desejável que futuros estudos possam incorporar na otimização diferentes coeficientes de racionamento para períodos secos e úmidos na definição das regras de operação. |
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Batista, Cândida Beatriz Santoshttp://lattes.cnpq.br/5919753960819239http://lattes.cnpq.br/0533084856785161Kuritza, Joice CristiniMedeiros, Joana Darc Freire dehttp://lattes.cnpq.br/1359759456699671Maia, Adelena Gonçalves2022-11-09T22:56:37Z2022-11-09T22:56:37Z2021-12-21BATISTA, Cândida Beatriz Santos. Interferência da infraestrutura com operação isolada e integrada no atendimento das demandas hídricas. Orientadora: Adelena Gonçalves Maia. 2021. 40f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Sanitária e Ambiental) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2021.https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/49715A água é um recurso natural essencial, considerado um fator limitante do desenvolvimento, necessário para as atividades econômicas e para subsistência dos seres. Entretanto, conflitos podem surgir pelo seu uso quando ocorre um desequilíbrio hídrico, ou seja, quando a oferta de água é inferior a demanda. Para minimizar esse problema, a construção de reservatórios para o atendimento das demandas é uma solução recorrente em regiões semiáridas, que se caracterizam por apresentar grande variabilidade hidrológica, tanto espacial como temporal. Para um bom gerenciamento e maximização da utilização dos reservatórios podem ser aplicadas regras de operação, de modo a otimizar o atendimento dos usuários. Para resolução dos modelos de otimização são utilizadas técnicas de inteligência computacional para resolver problemas complexos, dentre as quais encontra-se o algoritmo genético como importante ferramenta na resolução de problemas relacionados à gestão dos recursos hídricos. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar o ganho de performance no atendimento das demandas de água com a definição de regras de operação nos reservatórios, operando de forma isolada e integrada, utilizando na otimização o algoritmo genético através da simulação de balanço hídrico do reservatório. A avaliação foi obtida por meio dos indicadores de desempenho confiabilidade, eficiência (confiabilidade volumétrica), resiliência, vulnerabilidade e principais saídas de água do reservatório (suprimento das demandas, vertimento e evaporação). A área de estudo localizase no semiárido brasileiro, na bacia dos rios Piancó-Piranhas-Açu, especificadamente nos reservatórios Dourado e Marechal Dutra. Os resultados apontaram que as infraestruturas hídricas contribuem com o atendimento das demandas, pois diminuem os períodos de falha. Além disso, as regras de racionamento podem proporcionar uma elevação da eficiência na operação integrada no atendimento das demandas prioritárias. Também, foi observada grande perda do volume de água por vertimento ou evaporação, portanto, é desejável que futuros estudos possam incorporar na otimização diferentes coeficientes de racionamento para períodos secos e úmidos na definição das regras de operação.Water is an essential natural resource, considered a limiting factor for development, necessary for economic activities and for the subsistence of beings. However, conflicts can arise over its use when there is a water imbalance, that is, when the supply of water is less than the demand. To minimize this problem, the construction of reservoirs to meet the demands is a recurrent solution in semi-arid regions, which are characterized by having great hydrological variability, both spatial and temporal. For a good management and maximization of the use of reservoirs, operating rules can be applied, in order to optimize user service. To solve the optimization models, computational intelligence techniques are used to solve complex problems, among which the genetic algorithm is an important tool in solving problems related to the management of water resources. Thus, the objective of this work was to evaluate the performance gain in meeting the demands of water with the definition of operation rules in the reservoirs, operating in an isolated and integrated way, using the genetic algorithm in the optimization through the simulation of the water balance of the reservoir. The evaluation was obtained through performance indicators reliability, efficiency (volumetric reliability), resilience, vulnerability and main water outputs from the reservoir (demand supply, spillage and evaporation). The study area is located in the Brazilian semi-arid region, in the Piancó-Piranhas-Açu river basin, specifically in the Dourado and Marechal Dutra reservoirs. The results showed that water infrastructures contribute to meeting the demands, as they reduce failure periods. In addition, rationing rules can provide an increase in efficiency in the integrated operation in meeting priority demands. Also, a great loss of water volume by spillage or evaporation was observed, therefore, it is desirable that future studies can incorporate in the optimization different rationing coefficients for dry and humid periods in the definition of the operation rules.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESUniversidade Federal do Rio Grande do NortePROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTALUFRNBrasilCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIAOperação de reservatóriosGestãoOtimizaçãoAlgoritmo genéticoRegras de operaçãoInterferência da infraestrutura com operação isolada e integrada no atendimento das demandas hídricasinfo: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:UFRNORIGINALInterferenciainfraestruturaoperacao_Batista_2021.pdfapplication/pdf813995https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/49715/1/Interferenciainfraestruturaoperacao_Batista_2021.pdfada2608f098ce814bf574b667190fc16MD51123456789/497152022-11-09 19:57:39.944oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/49715Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2022-11-09T22:57:39Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
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