dc.creator.ID |
NEPOMUCENO, T. C. |
pt_BR |
dc.creator.Lattes |
http://lattes.cnpq.br/6513462502498555 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1 |
CURI, Wilson Fadlo. |
|
dc.contributor.advisor1ID |
CURI, W. F. |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/4941338019932170 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor2 |
SANTOS, Valterlin da Silva. |
|
dc.contributor.advisor2ID |
SANTOS, V. S. |
pt_BR |
dc.contributor.advisor2Lattes |
http://lattes.cnpq.br/4740303724015282 |
pt_BR |
dc.contributor.referee1 |
RODRIGUES, Andréa Carla Lima. |
|
dc.contributor.referee1ID |
RODRIGUES, A. C. L. |
pt_BR |
dc.contributor.referee1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/2045007192282761 |
pt_BR |
dc.contributor.referee2 |
FARIAS, Camilo Allyson Simões de. |
|
dc.contributor.referee2ID |
FARIAS, C. A. S. |
pt_BR |
dc.contributor.referee2Lattes |
http://lattes.cnpq.br/7482889323422305 |
pt_BR |
dc.contributor.referee3 |
BARBOSA, Dayse Luna. |
|
dc.contributor.referee3ID |
BARBOSA, D. L. |
pt_BR |
dc.contributor.referee3Lattes |
http://lattes.cnpq.br/7376198442355112 |
pt_BR |
dc.contributor.referee4 |
VIEIRA, Fernando Fernandes. |
|
dc.contributor.referee4ID |
VIEIRA, F. F. |
pt_BR |
dc.contributor.referee4Lattes |
http://lattes.cnpq.br/1129711375633007 |
pt_BR |
dc.description.resumo |
Os recursos hídricos são fundamentais para a vida, o que torna necessário a realização de
esforços para garantir o uso eficiente da água, principalmente em sistemas que possuem
reduzida oferta hídrica, múltiplas demandas e efluentes lançados nos corpos hídricos. O
presente estudo propõe desenvolver um modelo de otimização quali-quantitativo, a nível
mensal, para aplicação em sistemas de recursos hídricos, permitindo a modelagem nos corpos
hídricos de nitrogênio, fósforo, oxigênio dissolvido e demanda bioquímica de oxigênio. Com o
produto final, foi possível efetuar a otimização multiobjetivo, quali-quantitativa, baseada em
programação linear, para vários Cenários, favorecendo a tomada de decisão. Foi levada em
consideração a modelagem, para rios e reservatórios, de formas orgânicas e inorgânicas do ciclo
do nitrogênio e do fósforo, provenientes de efluentes domésticos e agrícolas, estes últimos
quantificados a partir de balanços de massa no solo. O modelo foi estruturado em ambiente
Matlab, com funções objetivo e restrições de caráter quantitativo e qualitativo, sendo as não
linearidades superadas por meio de artifícios de linearização. Como estudo de caso, foi avaliado
um sistema localizado no Alto Piranhas – PB, que compreende dois reservatórios ligados em
série e os trechos de rio entre os mesmos. Foram analisados quatro Cenários, o primeiro
considerando apenas os aspectos quantitativos dos recursos hídricos e os demais com a
influências dos efluentes domésticos e agrícolas. Após os procedimentos de otimização, foi
possível atender às demandas urbanas em todo o período de operação, nos quatro Cenários.
Para a agricultura irrigada, principalmente o Perímetro Irrigado de São Gonçalo, a área alocada
foi inferior à disponível, devido às demandas elevadas associadas a esta atividade. Quando os
parâmetros de qualidade não foram priorizados na otimização, as concentrações foram elevadas
em vários meses, com o fósforo total no reservatório São Gonçalo, por exemplo, apresentando
valores até 12,30 vezes superiores aos limites máximos para este corpo hídrico. A partir da
consideração desse objetivo, mesmo lançados esgotos brutos, foram mantidos os níveis de
acordo com a resolução nº 357/2005 do Conama. À medida que as cargas agrícolas foram
inseridas, ocorreram meses em que as concentrações dos nutrientes e do oxigênio dissolvido,
para São Gonçalo e o nó entre os reservatórios, estiveram em desacordo com a legislação
vigente, para este último, por exemplo, foram observados níveis de nitrogênio amoniacal cerca
de 1,75 vezes superiores ao limite para a Classe adotada. Assim, ocorreram reduções na
confiabilidade e na resiliência, com maior vulnerabilidade correspondente às concentrações de
fósforo total no nó (38,40%), justificando resultados encontrados na literatura acerca do
impacto dos fertilizantes nos corpos hídricos. O reuso dos efluentes domésticos pode ser uma
alternativa para a área de estudo, favorecendo o suprimento hídrico e nutricional das culturas.
Os índices de eficiência dos reservatórios indicaram grande relevância de Engenheiro Ávidos
para o suprimento quali-quantitativo dos corpos hídricos a jusante, com 70,47% de sua
afluência podendo ser utilizada, principalmente, para o auxílio a jusante. Por fim, o modelo de
otimização mostrou-se satisfatório, possibilitando a operação do sistema de forma eficiente, de
maneira que os aspectos quali-quantitativos dos recursos hídricos puderam ser integrados, o
que torna a representação do sistema mais fidedigna. |
pt_BR |
dc.publisher.country |
Brasil |
pt_BR |
dc.publisher.department |
Centro de Tecnologia e Recursos Naturais - CTRN |
pt_BR |
dc.publisher.program |
PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL |
pt_BR |
dc.publisher.initials |
UFCG |
pt_BR |
dc.subject.cnpq |
Engenharia Civil |
pt_BR |
dc.title |
Modelo de otimização quali-quantitativo para sistemas de recursos hídricos: aplicação no Sistema Engenheiro Ávidos e São Gonçalo - PB. |
pt_BR |
dc.date.issued |
2022-08-18 |
|
dc.description.abstract |
Water resources are essential for life, which makes it necessary to make efforts to ensure the
efficient use of water, especially in systems that have reduced water supply, multiple demands
and effluents released into water bodies. The present study proposes to develop a qualitativequantitative
optimization model, at monthly level, for application in water resources systems,
allowing the modeling of nitrogen, phosphorus, dissolved oxygen and biochemical oxygen
demand in water bodies. With the final product, it was possible to carry out the multi-objective,
qualitative-quantitative optimization, based on linear programming, for several Scenarios,
favoring decision making. Modeling, for rivers and reservoirs, of organic and inorganic forms
of the nitrogen and phosphorus cycle, from domestic and agricultural effluents, the latter
quantified from soil mass balances, was taken into account. The model was structured in a
Matlab environment, with objective functions and restrictions of a quantitative and qualitative
nature, with non-linearities being overcome by means of linearization artifices. As a case study,
a system located in Alto Piranhas - PB, which comprises two reservoirs connected in series and
the river stretches between them, was evaluated. Four Scenarios were analyzed, the first
considering only the quantitative aspects of water resources and the others with the influence
of domestic and agricultural effluents. After the optimization procedures, it was possible to
meet urban demands throughout the period of operation, in the four Scenarios. For irrigated
agriculture, mainly the Irrigated Perimeter of São Gonçalo, the allocated area was lower than
the available area, due to the high demands associated with this activity. When the quality
parameters were not prioritized in the optimization, the concentrations were high in several
months, with the total phosphorus in the São Gonçalo reservoir, for example, presenting values
up to 12.30 times higher than the maximum limits for this water body. Based on this objective,
even when raw sewage was discharged, the levels in accordance with Conama Resolution nº
357/2005 were maintained. As the agricultural loads were inserted, there were months in which
the concentrations of nutrients and dissolved oxygen, for São Gonçalo and the node between
the reservoirs, were in disagreement with the current legislation, for the latter, for example,
levels were observed of ammonia nitrogen about 1.75 times higher than the limit for the adopted
Class. Thus, there were reductions in reliability and resilience, with greater vulnerability
corresponding to the concentrations of total phosphorus in the node (38.40%), justifying results
found in the literature about the impact of fertilizers on water bodies. The reuse of domestic
effluents can be an alternative for the study area, favoring the water and nutritional supply of
crops. The efficiency indices of the reservoirs indicated great relevance of Engenheiro Ávidos
for the qualitative-quantitative supply of water bodies downstream, with 70.47% of its inflow
being able to be used, mainly, for the assistance downstream. Finally, the optimization model
proved to be satisfactory, enabling the system to be operated efficiently, so that the qualiquantitative
aspects of water resources could be integrated, which makes the representation of
the system more reliable. |
pt_BR |
dc.identifier.uri |
http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/28735 |
|
dc.date.accessioned |
2023-01-20T18:08:59Z |
|
dc.date.available |
2023-01-20 |
|
dc.date.available |
2023-01-20T18:08:59Z |
|
dc.type |
Tese |
pt_BR |
dc.subject |
Sistemas de recursos hídricos |
pt_BR |
dc.subject |
Water resources systems |
pt_BR |
dc.subject |
Recursos hídricos |
pt_BR |
dc.subject |
Water resources |
pt_BR |
dc.subject |
Otimização quali-quantitativa - sistema de recursos hídricos |
pt_BR |
dc.subject |
Quali-quantitative optimization - water resources system |
pt_BR |
dc.subject |
Sistema Engenheiro Ávidos |
pt_BR |
dc.subject |
Avid Engineer System |
pt_BR |
dc.subject |
Saneamento ambiental |
pt_BR |
dc.subject |
Environmental sanitation |
pt_BR |
dc.subject |
Sustentabilidade |
pt_BR |
dc.subject |
Sustainability |
pt_BR |
dc.subject |
Nitrogênio |
pt_BR |
dc.subject |
Nitrogen |
pt_BR |
dc.subject |
Fósforo |
pt_BR |
dc.subject |
Phosphor |
pt_BR |
dc.subject |
Modelagem nos corpos hídricos - hidrogênio e fósforo |
pt_BR |
dc.subject |
Modeling in water bodies - hydrogen and phosphorus |
pt_BR |
dc.subject |
Perímetro Irrigado de São Gonçalo - PB |
pt_BR |
dc.subject |
São Gonçalo Irrigated Perimeter - PB |
pt_BR |
dc.subject |
Engenheiro Ávidos - reservatório |
pt_BR |
dc.subject |
Avid Engineer - Reservoir |
pt_BR |
dc.rights |
Acesso Aberto |
pt_BR |
dc.creator |
NEPOMUCENO, Thiago Cabral. |
|
dc.publisher |
Universidade Federal de Campina Grande |
pt_BR |
dc.language |
por |
pt_BR |
dc.title.alternative |
Quali-quantitative optimization model for water resources systems: application in the Engenheiro Ávidos and São Gonçalo System - PB. |
pt_BR |
dc.identifier.citation |
NEPOMUCENO, Thiago Cabral. Modelo de otimização quali-quantitativo para sistemas de recursos hídricos: aplicação no Sistema Engenheiro Ávidos e São Gonçalo - PB. 2022. 200f. (Tese de Doutorado), Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil e Ambiental , Centro de Tecnologia e Recursos Naturais, Universidade Federal de Campina Grande - Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2022. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/28735 |
pt_BR |