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Title: A exploração de um sistema de reservatórios: uma análise otimizada dos usos e objetos múltiplos na bacia do rio Capibaribe-PE.
Other Titles: The exploration of a reservoir system: an optimized analysis of uses and multiple objects in the Capibaribe-PE river basin.
???metadata.dc.creator???: BARBOSA, Dayse Luna.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: CURI, Rosires Catão.
Keywords: Optimization and Simulation;Index;Management;Otimização e Simulação;Optimización y simulación;Indicadores;Gerenciamento;Administración
Issue Date: 2008
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: BARBOSA, Dayse Luna. A exploração de um sistema de reservatórios: uma análise otimizada dos usos e objetos múltiplos na bacia do rio Capibaribe-PE. 2008. 281f. (Tese de Doutorado em Recursos Naturais), Programa de Pós-graduação em Recursos Naturais, Centro de Tecnologias e Recursos Naturais, Universidade Federal de Campina Grande – Paraíba – Brasil, 2008. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/16872
???metadata.dc.description.resumo???: A água potável é um recurso natural finito, e sua quantidade usável per capita diminui a cada dia com o crescimento da população mundial e da degradação dos mananciais. O uso de modelos matemáticos de planejamento na análise de sistema de recursos hídricos tem se desenvolvido desde a década de 60. A maioria dos trabalhos analisados mostra que várias são as técnicas que podem ser aplicadas na análise de sistemas de reservatórios. Porém não existe uma metodologia consagrada que possa ser utilizada para todas as situações, sendo necessário analisar cada caso e adotar a metodologia mais adequada. Este trabalho busca com a aplicação de uma abordagem que combina as técnicas de otimização e simulação, o planejamento e operação do uso da água para um sistema integrado de recursos hídricos formado por 5 reservatórios – Jucazinho, Carpina, Tapacurá, Goitá e Várzea do Una, localizados na bacia do rio Capibaribe, para atendimento das demandas de abastecimento humano, vazão ecológica, irrigação, piscicultura e controle de cheias, alguns destes usos conflitantes. Para permitir uma boa avaliação do comportamento do sistema e com o objetivo de obter sugestões de políticas operacionais do uso da disponibilidade hídrica foram criados cenários de planejamento, usados tanto na otimização quanto na simulação. O modelo de otimização usado é baseado em programação linear para um período de 10 (dez) anos consecutivos, com o objetivo de buscar a solução ótima para operação do sistema. O Acquanet foi o modelo de simulação utilizado com o intuito de analisar o sistema para um período de tempo maior que o otimizado, um período de 22 anos, aproveitando estratégias operacionais resultantes da otimização. Entre outros, os resultados mostraram que é possível atribuir outros usos aos reservatórios Carpina e Goitá, originalmente construídos para controle de cheias. A irrigação e a piscicultura como usos possíveis de serem implementados incrementa a economia local com geração de empregos e renda. Os resultados obtidos no cenário em que as vazões ecológicas não foram fixas, e sim calculadas pelos métodos baseados em registros de vazões mostraram que as demandas de abastecimento humano, bem como as demandas ecológicas foram plenamente atendidas, proporcionando ainda um maior uso da água dos reservatórios para a agricultura irrigada. Incorporaram-se neste estudo os cálculos dos indicadores de sustentabilidade dos reservatórios, confiabilidade, resiliência e vulnerabilidade, permitindo avaliar a disponibilidade hídrica e o desempenho do sistema para cada um dos cenários. Além desses indicadores foram calculados indicadores que avaliaram o desempenho das áreas irrigadas. Os resultados obtidos a partir dos vários cenários permitem verificar a adequação e aplicabilidade dos modelos ao sistema de multi-reservatórios com usos e objetivos múltiplos. O uso dos modelos e a análise do conjunto dos indicadores possibilitam a adoção de políticas com maior segurança para o gerenciamento da operação dos reservatórios com problemas de déficit hídrico e conflitos de uso da água.
Abstract: Potable water is a finite natural resource, which per capita usable amount decreases each day as world population grows and water sources are reduced. The use of planning mathematical models for the analysis of water resources systems has developed since the 60s. Most of the revised papers shows that there are many techniques which can be applied to the analysis of reservoir systems. However, there is not a final methodology to be used in all situations, which requires each case to be verified so the most adequate methodology can be found for it. This work intends to combine optimization and simulation techniques to define the planning and operation of water use on an integrated water resources system formed by 5 reservoirs - Jucazinho, Carpina, Tapacurá, Goitá, and Várzea do Una, located at the Capibaribe river basin, to supply the demands of human need, ecological discharge, irrigation, fishery, and flooding control, some of which are conflicting. Optimization and simulation planning scenarios were created to provide a good evaluation on how the system behaves, and with the objective to obtain suggestions for operational practices concerning the use of water availability. The optimization model used was based on a linear programming for a period of 10 (ten) consecutive years, with the objective to find an optimal solution for the system operation. Acquanet was the simulation model used with the objective to analyse the system for 22 years, using operational strategies coming from optimization. Results showed that it is possible to make other uses for the Carpina and Goitá reservoirs, originally built to control floodings. Irrigation and fishery as possible uses to be implemented, strengthen local businesses, and generate work and income. The results obtained when the ecological discharges were not fixed, but calculated by methods based on discharge registers showed that human need demands as well as ecological ones were completely fulfilled, providing an even greater availability of water in the reservoirs for irrigated agricultural activities. This study included the calculation of the reservoirs sustainability index, resilience and vulnerability, to allow the evaluation of water availability and system performance for each of the environments. Indexes to evaluate the performance of irrigated areas were calculated besides those other indexes. Results obtained from the various scenarios verify adequation and applicationability of the models to the multi-reservoir system, with multiple uses and objectives. The use of the models and the analysis of the group of indexes permit the adoption of practices for the management of the operation of reservoirs which present problems like water deficit and conflicts on the use of water.
Keywords: Optimization and Simulation
Index
Management
Otimização e Simulação
Optimización y simulación
Indicadores
Gerenciamento
Administración
???metadata.dc.subject.cnpq???: Recursos Naturais.
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/16872
Appears in Collections:Doutorado em Engenharia e Gestão de Recursos Naturais.

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