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Title: Modelo de otimização qualiquantitativo multiobjetivo para o planejamento dos recursos hídricos superficiais, com aplicação à bacia do rio Paraíba.
???metadata.dc.creator???: SANTOS, Valterlin da Silva.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: CURI, Wilson Fadlo.
???metadata.dc.contributor.referee1???: MATTOS , Arthur.
???metadata.dc.contributor.referee2???: AZEVEDO , José Roberto Gonçalves de.
???metadata.dc.contributor.referee3???: DANTAS NETO , José.
???metadata.dc.contributor.referee4???: SOUSA, Francisco de Assis Salviano de.
Keywords: Recursos Hídricos;Otimização;Programação Linear;Qualidade de Água;Water Resources;Optimization;Linear Programming;Water Quality
Issue Date: Aug-2011
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: SANTOS, V. da S. Modelo de otimização qualiquantitativo multiobjetivo para o planejamento dos recursos hídricos superficiais, com aplicação à bacia do rio Paraíba. 2011. 170 f. Tese (Doutorado em Recursos Naturais) – Programa de Pós-Graduação em Recursos Naturais, Centro de Tecnologia e Recursos Naturais, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2011.
???metadata.dc.description.resumo???: Este trabalho apresenta um modelo de otimização multiobjetivo quali-quantitativo, baseado em programação linear, para o planejamento e operação integrada de sistemas de reservatórios e perímetros ou áreas irrigadas, visando estabelecer a alocação ótima dos recursos naturais existentes (água e terras aptas ao plantio) e políticas operacionais ótimas em bacias hidrográficas. Os múltiplos usos da água incluem o atendimento das demandas através de tomadas d águas em reservatórios e/ou a fio d água; dos volumes metas dos reservatórios; das concentrações permitidas dos parâmetros de qualidade de água nos reservatórios e nas seções dos rios; da alocação de áreas agrícolas; do controle de cheias e da regularização de vazões. Aspectos econômicos e sociais, como a maximização da receita líquida e da geração de empregos oriunda da agricultura irrigada, são contemplados pelo modelo. O modelo foi aplicado a um sistema constituído por dois reservatórios, Epitácio Pessoa e Argemiro Figueiredo, ligados em série, na bacia do Rio Paraíba, uma área irrigada de 1020 ha e o trecho do rio Paraíba entre os dois reservatórios. As demandas hídricas consideradas dizem respeito ao abastecimento urbano de 27 cidades através de adutoras nos reservatórios, a irrigação, a perenização do rio a jusante do reservatório Argemiro Figueiredo e o atendimento das concentrações permitidas para a classe adotada para os parâmetros de qualidade de água nos reservatórios e no trecho de rio considerado. Para a operação do sistema foram considerados os seguintes objetivos: minimização do déficit do atendimento das demandas das adutoras, das concentrações de certos parâmetros de qualidade de água nos reservatórios e nós do sistema, do atendimento ao volume meta dos reservatórios e da vazão defluente mínima do reservatório Acauã e a maximização da receita líquida e da mão-de-obra oriunda da atividade agrícola no perímetro irrigado. Foram idealizados cenários, variando as prioridades de atendimentos dos objetivos, com o intuito de avaliar o comportamento das respostas do modelo para 4 anos de operação do sistema. Os resultados mostraram que os objetivos são atendidos considerando as restrições e prioridades de atendimento pré-estabelecidas em cada cenário (comprovando que o modelo efetua uma análise multiobjetivo). A demanda de abastecimento urbano é atendida em todos os cenários sem apresentar falhas. A atividade agrícola pode ser desenvolvida sem comprometer a demanda de abastecimento urbano. Entretanto, a consideração do atendimento das concentrações permitidas dos parâmetros de qualidade pode afetar a atividade agrícola, caso não seja implantado um sistema de tratamento de esgoto. Observa-se que tais resultados podem prover subsídios para a tomada de decisão quanto ao estabelecimento de regras operacionais ou no processo de outorga.
Abstract: This work presents a quali-quantitative multiobjective optimization model, based on linear programming, for planning and management of reservoirs and irrigated areas perimeters, besides other water uses, integrated system to provide optimal resources (water and land) allocation and establish optimal operational policies in riverbasin systems, The multiple water uses includes meeting the requirement of irrigation and human supplies demands, flood control, minimum regulated flows, target reservoirs volumes, optimal crop plantation area allocation and water quality parameters concentration in reservoirs and riverbeds. The water withdraw can be done at reservoirs or riverbed sections. Social and economic aspects, such as maximization of net profit and irrigated perimeter labor, are considered in the model. The nonlinearities of the objective function and the involved process, described by the constraints imposed in the optimization problem, were implemented through the use of a combined used of mathematical linearization techniques. The model has been applied to the study of two reservoirs, Epitácio Pessoa and Argemiro Figueiredo, connected in series in the Paraíba river basin, a 1220 ha irrigated perimeter and the riverbed connecting both reservoirs. The considered water demands involved human supply for the cities in the neighborhood, irrigation, regulation of river flow downstream the Acauã reservoir and meeting adopted class water quality standard parameters within the reservoirs and the considered section of the river. The following objectives were considered: minimization of water requirement deficities and some water quality parameters in reservoirs and the section of the river, meeting the reservoirs target volumes and the minimum regulated flow downstream the Acauã reservoir and maximization of net profit, labor in irrigated perimeter and dissolved oxygen water quality parameter. In order to evaluate the model response regarding computational time and results consistency, scenarios with different priority assignments to the objectives were idealized. The results have shown that the considered objectives were met according to the preestablished constraints and priorities for each scenario (showing the model performs a multiobjetive analysis). The urban water demand is fulfilled without any failure. Agricultural activities can be developed without compromising the fulfillment of urban water requirements. On the other hand, the requirement of certain water quality parameters may compromise agricultural activities, if it is not implanted a sewer treatment system. The attained results may provide subsidies to decision making regarding the establishment of operational rules or water right processes.
Keywords: Recursos Hídricos
Otimização
Programação Linear
Qualidade de Água
Water Resources
Optimization
Linear Programming
Water Quality
???metadata.dc.subject.cnpq???: Recursos Naturais
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/1768
Appears in Collections:Doutorado em Engenharia e Gestão de Recursos Naturais.

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