Um modelo de simulação, via programação linear sequencial, para sistema de recursos hídricos.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2007
Autor(a) principal: VIEIRA, Allan Sarmento.
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande
Brasil
Centro de Tecnologia e Recursos Naturais - CTRN
PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL
UFCG
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/3465
Resumo: Neste trabalho, procurou-se desenvolver um modelo de simulação, baseado na aplicação da programação linear seqüencial a cada mês, com o objetivo de promover uma política ótima de operação integrada de reservatórios com vistas a maximizar o atendimento das demandas hídricas dos diferentes usos, segundo critérios de prioridade. As limitações operacionais foram incluídas no modelo através de restrições lineares (balanço hídrico nos nós, volumes metas, volumes mínimos, capacidade dos componentes, etc.) e não-lineares (vazão vertida máxima, vazão descarregada máxima, área da superfície líquida do reservatório, etc.). As não-linearidades foram aproximadas por segmentos lineares e resolvidas num processo iterativo (programação linear seqüencial) até a convergência de uma tolerância desejada para o erro relativo da função objetivo. A demanda hídrica para a agricultura irrigada foi obtida a partir do balanço hídrico no solo. Para avaliar o desempenho do sistema, foi incluído, no modelo, o cálculo de indicadores de desempenho como a confiabilidade, vulnerabilidade e resiliência. Visando avaliar o desempenho do modelo proposto foi feita uma análise do comportamento do sistema de reservatórios Catolé II e Poço Redondo, pertencentes à bacia hidrográfica do Rio Piancó - PB, e suas demandas hídricas de abastecimento humano, irrigação, volumes meta e vazões ecológicas. Foram criados três cenários distintos de demandas para abastecimento e irrigação, mantendo-se os parâmetros hidro-climáticos e operacionais do sistema. A simulação foi realizada para um período de 684 meses. Os resultados obtidos mostraram que as restrições impostas à operação do sistema foram satisfeitas e os índices de desempenho associados ao atendimento das demandas hídricas para os diversos usos foram considerados satisfatórios. A convergência numérica e o tempo computacional foram, também, considerados satisfatórios.
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As limitações operacionais foram incluídas no modelo através de restrições lineares (balanço hídrico nos nós, volumes metas, volumes mínimos, capacidade dos componentes, etc.) e não-lineares (vazão vertida máxima, vazão descarregada máxima, área da superfície líquida do reservatório, etc.). As não-linearidades foram aproximadas por segmentos lineares e resolvidas num processo iterativo (programação linear seqüencial) até a convergência de uma tolerância desejada para o erro relativo da função objetivo. A demanda hídrica para a agricultura irrigada foi obtida a partir do balanço hídrico no solo. Para avaliar o desempenho do sistema, foi incluído, no modelo, o cálculo de indicadores de desempenho como a confiabilidade, vulnerabilidade e resiliência. Visando avaliar o desempenho do modelo proposto foi feita uma análise do comportamento do sistema de reservatórios Catolé II e Poço Redondo, pertencentes à bacia hidrográfica do Rio Piancó - PB, e suas demandas hídricas de abastecimento humano, irrigação, volumes meta e vazões ecológicas. Foram criados três cenários distintos de demandas para abastecimento e irrigação, mantendo-se os parâmetros hidro-climáticos e operacionais do sistema. A simulação foi realizada para um período de 684 meses. Os resultados obtidos mostraram que as restrições impostas à operação do sistema foram satisfeitas e os índices de desempenho associados ao atendimento das demandas hídricas para os diversos usos foram considerados satisfatórios. A convergência numérica e o tempo computacional foram, também, considerados satisfatórios.This work is concerned with the development of a simulation model, based on sequential linear programming, which is applied at each monthly time step, to generate optimal operation policies to an integrated system of reservoirs regarding the maximization of different water users’ requirements, according to predefined priorities. Operational restrictions were included in the model through mathematical linear (node water balance, target and minimum reservoir storage volumes, hydraulic components capacities, etc.) and nonlinear (spills, maximum reservoir release, reservoir water area, etc.) constraints. Nonlinearities were approximated by linear segments and the results were achieved in an iterative way (sequential linear programming) until desired convergence for the objective function relative error was achieved. Irrigation water demand was obtained from water balance at soil. Performance indexes, such as reliability, resiliency and vulnerability, were included in the model to evaluate the system results performance. A study of the Catolé II and Poço Redondo reservoirs system, located at the Piancó river basin, and their water demands for human supply, irrigation, target reservoir storage volume and ecological flow was carried out to analyze the performance of the system and the developed model. Three water requirement scenarios for human supply and irrigation, while keeping operational and hydro-climatic parameters constants, were simulated. The simulation time span was 684 months. The obtained results have shUniversidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Tecnologia e Recursos Naturais - CTRNPÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTALUFCGCURI, Rosires Catão.CURI, R. C.http://lattes.cnpq.br/7625445154639508CURI, Wilson Fadlo.CURI, W. 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