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Title: Análise de alternativas para o uso das águas do projeto de integração do rio São Francisco - eixo norte, no Estado da Paraíba através de um modelo de otimização multiobjetivo.
Other Titles: Analysis of alternatives for the use of water from the São Francisco River - North Axis Integration Project in the State of Paraíba through a multiobjective optimization model.
???metadata.dc.creator???: COSTA NETO, Francisco de Assis da.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: CURI, Wilson Fadlo.
???metadata.dc.contributor.advisor-co1???: SANTOS, Valterlin da Silva.
???metadata.dc.contributor.referee1???: RODRIGUES, Andréa Carla Lima.
???metadata.dc.contributor.referee2???: SARMENTO, Francisco Jácome.
Keywords: Escassez Hídrica - Semiárido Nordestino Brasileiro;Operação de Reservatórios - Rio São Francisco – Projeto de Integração;Água – Rio São Francisco – Projeto de Integração;Bacia do Rio Piancó-Piranhas-Açu;Otimização Multiobjetivo;Gestão de Sistemas de Recursos Hídricos;Water Shortage - Northeastern Brazilian Semiarid;Reservoir Operation - Rio São Francisco - Integration Project;Water - São Francisco River - Integration Project;Piancó-Piranhas-Açu River Basin;Multiobjective Optimization;Water Resource Systems Management
Issue Date: 22-Oct-2020
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: COSTA NETO, Francisco de Assis da. Análise de alternativas para o uso das águas do projeto de integração do rio São Francisco - eixo norte, no Estado da Paraíba através de um modelo de otimização multiobjetivo. 2020. 118 f. (Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental, Centro de Tecnologia e Recursos Naturais, Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2020.
???metadata.dc.description.resumo???: Por ser um recurso limitado e variável, muitos são os fatores que têm pressionado a água e os setores a ela relacionados em todo o mundo, sendo a sobreexploração uma das principais causas. A explosão demográfica mundial tem levado a um aumento exponencial da demanda hídrica em vários segmentos da sociedade, situação que exige a adoção de métodos que otimizem o uso da água. A questão da escassez hídrica é especialmente importante para regiões do planeta como a do semiárido nordestino, que é fortemente marcada por severos ciclos de estiagem, altas taxas de evaporação, bem como pela alta variabilidade espaço-temporal das chuvas e baixas intensidades precipitadas. A fim de promover a segurança hídrica no semiárido nordestino e atenuar os impactos das citadas condições climáticas, o Governo Federal, através do então Ministério da Integração Nacional, em 2007, deu início às obras do Projeto de Integração do Rio São Francisco com as bacias do Nordeste Setentrional (PISF). Nesse contexto, especificamente naquilo que concerne ao Eixo Norte, com o intuito de diagnosticar as potencialidades, vulnerabilidades e sustentabilidade em decorrência do reforço hídrico proveniente da transposição do conjunto hídrico, formado pelas regiões do Alto e Médio cursos do rio Piranhas, mais a sub-bacia do rio do Peixe, foi realizado um levantamento de todas as demandas de abastecimento urbano e irrigação das mencionadas vertentes, cujo principal objetivo foi analisar alternativas de entrada da vazão exógena proveniente do PISF na bacia do rio Piancó-Piranhas-Açu, considerando e avaliando a sustentabilidade hídrica das citadas demandas. Os mencionados requerimentos hídricos e os dados estruturais dos reservatórios estratégicos (tais como curvas cota-área-volume, tipo e extensão de seus vertedouros, cota e diâmetro dos seus descarregadores de fundo, informações de precipitação e seu escoamento superficial derivado, além de dados de evaporação) serviram de entrada a um modelo de otimização multiobjetivo baseado em Programação Linear Sucessiva. Para tanto, foram estabelecidos quatro cenários possíveis, que simularam: 1) a proposta apresentada no Plano de Recursos Hídricos (Cenário C1); 2) como se a toda a vazão exógena fluísse exclusivamente pela vertente do Alto Piranhas (Cenário C2); 3) como se a vazão exógena escoasse exclusivamente pelo subsistema Peixe (Cenário C3); e 4) o modelo deixado livre para determinar os valores de vazão exógena estritamente necessários ao pleno atendimento de todas as demandas e restrições inerentes ao sistema (Cenário C4). Os resultados apontaram que os cenários extremistas, isto é, aqueles em que se alocou, por hipótese, toda a vazão exógena numa única vertente (situações segunda e terceira), são ruins e prejudicam intensamente as vertentes preteridas, com recorrentes eventos de falha em várias unidades consumidoras. O cenário-base, não obstante a sua maior equidade em face dos cenários extremos, apresentou-se carente de ajustes pontuais, haja vista que alguns elementos componentes do sistema não foram satisfatoriamente atendidos. O Cenário C4, por sua vez, demonstrou resultados mais exitosos, e nenhuma falha de atendimento foi observada. Contudo, para a sua viabilização, percebeu-se recomendável um gerenciamento ostensivo, rigoroso, através da aplicação de planos concebidos em menor escala temporal sobre a utilização dos recursos, para que se exija em termos de vazão exógena apenas o que for necessário em face das demandas apresentadas para aquele determinado período previsto no horizonte de planejamento, buscando, desta maneira, aproximar-se o máximo possível da realidade instantânea operacional.
Abstract: Being a limited and variable resource, many factors has pressed the water and its relationated sectors around the world, such as superexploration and aquifers‟ contamination. The world‟s demografic explosion has taken to an exponencial increase about hydrics demand at many society‟s segments, situation that requires the adoption of methods that optimize the water uses. The water‟s scarcity question is especially important to planet‟s regions like brazilian semiarid, that is strongly marked by long drought‟s periods, high evaporation rates, as well as high rains variability spacial and temporally and low precipitation‟s intensity. These atributes configure themselves as an important dificulty to economic and social region‟s development. In order to promote hydric‟s security for brazilian‟s semiarid, the Federal Government started, at 2006, the San Francisco‟s river integration project with the Northeast septentrional‟s basins. The mentionated project was divided in two axis: north and east. The first aims to attend the Sertão region and the second correspond to Borborema and Agreste regions attendance. At north axis, the prevision is to provide 2.7 m³/s of flow acessing the Piranhas-Açu river‟s basin by two areas: Piranhas‟ river high course region and Peixe‟s river subbasin. Each one will receive, respectively, 1.7 m³/s and 1.0 m³/s. An important condition was imposed by the basin‟s principal management instrument, that is 1.7 m³/s as residual flow to the neighboring state Rio Grande do Norte. So, from a multiobjective optimization model, based on Linear Programming, it has done a survey about the demands on urban supply and irrigation at whole study area to be used as inputs for the mentioned otimization model and to diagnosticate hydric system‟ potentialities, vulnerabilities and sustainability, from the water‟s transposition reinforcement. It were established four scenarios, that simulated: exactly the Hydric Resources Plan proposes (Scenario 1); as if all of external reinforcement flows was drained, exclusively, by the Piranha‟s river high course region (Scenario 2); as if the whole external contribution was drained by Peixe‟s river subbasin (Scenario 3); and the model left free to arbitrate the optimum exogenous flow values by the system (Scenario 4). The results pointed that the extreme scenarios (like the second and the third) are bad and hardly prejudice the deprecated basins, by recurrent events of fail at various consumers units. The basic scenario, although its greater balance relatively the extremes scenarios, is needy of pontuals adjustments. The fourth scenario, by its turn, presented very good results through no events of fail. However, it is needy a rigorous managements plans in a smaller temporal scale, to be demanded as an exogenous flow reinforcement only the necessary to that management horizont.
Keywords: Escassez Hídrica - Semiárido Nordestino Brasileiro
Operação de Reservatórios - Rio São Francisco – Projeto de Integração
Água – Rio São Francisco – Projeto de Integração
Bacia do Rio Piancó-Piranhas-Açu
Otimização Multiobjetivo
Gestão de Sistemas de Recursos Hídricos
Water Shortage - Northeastern Brazilian Semiarid
Reservoir Operation - Rio São Francisco - Integration Project
Water - São Francisco River - Integration Project
Piancó-Piranhas-Açu River Basin
Multiobjective Optimization
Water Resource Systems Management
???metadata.dc.subject.cnpq???: Recursos Hídricos
Saneamento Ambiental
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/16552
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