Detecção de vazamentos em redes de distribuição de água através da aplicação do método iterativo do gradiente hidráulico alternativo (MIGHA)

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2020
Autor(a) principal: Araujo, Rafael Brito Aguiar de
Orientador(a): Castro, Marco Aurélio Holanda de
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
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://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/50144
Resumo: MIGHA is based on the principles of minimizing an objective function based on the differences between the hydraulic gradients observed and calculated through iterative procedures, with the arbitrary initial parameters being adjusted for each new iteration cycle. Calibration can be defined as the process of adjusting the parameters of a model so that the behavior presented by it is similar to the results obtained in the field. This work aims to detect possible leakage points in water distribution networks through the calibration of flows in stretches of networks using observed pressure gauge data. To perform the calibration process, the Alternative Hydraulic Gradient Iterative Method (MIGHA) was applied through computational modeling. For each calibration, several iterations were performed and the best results were determined by applying different objective functions. After obtaining the results of the calibrations, a computational routine was applied to identify all possible sections and nodes of the networks with indications of leaks. An equation was also used to estimate the location of the leak in the identified stretches. For all cases, the influence of the amount of pressure data observed was tested. The results showed that in order to accurately detect the location of the leaks, it is necessary to have observed pressure data for all nodes of the analyzed networks. The computational routine applied to detect possible leaks in the network obtained satisfactory results in tests in which the leak points were located in stretches isolated from any other leak, that is, which did not have nodes in common. For networks in general, even though the routine was not able, in some situations, to estimate the exact points where the leaks are located, it still managed to locate the possible nodes and sections where the leaks are located.
id UFC-7_293f2e4f317be3d59636a8ca1ca2fc5e
oai_identifier_str oai:repositorio.ufc.br:riufc/50144
network_acronym_str UFC-7
network_name_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
repository_id_str
spelling Araujo, Rafael Brito Aguiar deCastro, Marco Aurélio Holanda de2020-02-17T13:10:51Z2020-02-17T13:10:51Z2020ARAUJO, R. B. A. de. Detecção de vazamentos em redes de distribuição de água através da aplicação do método iterativo do gradiente hidráulico alternativo (MIGHA). 2020. 88 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Centro de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil: Recursos Hídricos, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2020.http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/50144MIGHA is based on the principles of minimizing an objective function based on the differences between the hydraulic gradients observed and calculated through iterative procedures, with the arbitrary initial parameters being adjusted for each new iteration cycle. Calibration can be defined as the process of adjusting the parameters of a model so that the behavior presented by it is similar to the results obtained in the field. This work aims to detect possible leakage points in water distribution networks through the calibration of flows in stretches of networks using observed pressure gauge data. To perform the calibration process, the Alternative Hydraulic Gradient Iterative Method (MIGHA) was applied through computational modeling. For each calibration, several iterations were performed and the best results were determined by applying different objective functions. After obtaining the results of the calibrations, a computational routine was applied to identify all possible sections and nodes of the networks with indications of leaks. An equation was also used to estimate the location of the leak in the identified stretches. For all cases, the influence of the amount of pressure data observed was tested. The results showed that in order to accurately detect the location of the leaks, it is necessary to have observed pressure data for all nodes of the analyzed networks. The computational routine applied to detect possible leaks in the network obtained satisfactory results in tests in which the leak points were located in stretches isolated from any other leak, that is, which did not have nodes in common. For networks in general, even though the routine was not able, in some situations, to estimate the exact points where the leaks are located, it still managed to locate the possible nodes and sections where the leaks are located.O MIGHA se baseia nos princípios da minimização de uma função objetivo a partir das diferenças entre dos gradientes hidráulicos observados e calculados através de procedimentos iterativos, com os parâmetros iniciais arbitrários sendo ajustados a cada novo ciclo de iteração. Calibração pode ser definida como o processo de ajuste dos parâmetros de um modelo para que o comportamento apresentado por este seja semelhante aos resultados obtidos em campo. Este trabalho tem como objetivo detectar possíveis pontos de vazamentos em redes de distribuição de água através da calibração de vazões em trechos de redes mediante dados de pressão manométrica observados. Para realizar o processo de calibração aplicou-se o Método Iterativo do Gradiente Hidráulico Alternativo (MIGHA) através de modelagem computacional. Para cada calibração foram realizadas várias iterações e os melhores resultados foram determinados aplicando diferentes funções objetivo. Depois de obtidos os resultados das calibrações aplicou-se uma rotina computacional para identificar todos os possíveis trechos e nós das redes com indícios de vazamentos. Utilizou-se ainda uma equação para estimar a localização do vazamento nos trechos identificados. Para todos os casos foi testada a influência da quantidade de dados de pressão observados. Os resultados mostraram que para detectar precisamente a localização dos vazamentos é necessário ter dados observados de pressão para todos os nós das redes analisadas. A rotina computacional aplicada para detecção de possíveis vazamentos na rede obteve resultados satisfatórios nos testes em que os pontos de vazamento estavam localizados em trechos isolados de qualquer outro com vazamento, ou seja, que não possuíam nós em comum. Para redes em geral, mesmo que a rotina não tenha conseguido, em algumas situações, estimar os pontos exatos onde se encontram os vazamentos, ela ainda conseguiu localizar os possíveis nós e trechos em que os vazamentos estão localizados.Recursos hídricosÁgua - DistribuiçãoCalibraçãoÁgua - DesperdícioLeaksCalibrationDetecção de vazamentos em redes de distribuição de água através da aplicação do método iterativo do gradiente hidráulico alternativo (MIGHA)info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFCinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINAL2020_dis_rbaaraujo.pdf2020_dis_rbaaraujo.pdfapplication/pdf3679388http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/50144/3/2020_dis_rbaaraujo.pdf0a186f514c2c2cc3108e2b0e505ad227MD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/50144/4/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD54riufc/501442021-03-29 12:27:04.609oai:repositorio.ufc.br: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Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2021-03-29T15:27:04Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Detecção de vazamentos em redes de distribuição de água através da aplicação do método iterativo do gradiente hidráulico alternativo (MIGHA)
title Detecção de vazamentos em redes de distribuição de água através da aplicação do método iterativo do gradiente hidráulico alternativo (MIGHA)
spellingShingle Detecção de vazamentos em redes de distribuição de água através da aplicação do método iterativo do gradiente hidráulico alternativo (MIGHA)
Araujo, Rafael Brito Aguiar de
Recursos hídricos
Água - Distribuição
Calibração
Água - Desperdício
Leaks
Calibration
title_short Detecção de vazamentos em redes de distribuição de água através da aplicação do método iterativo do gradiente hidráulico alternativo (MIGHA)
title_full Detecção de vazamentos em redes de distribuição de água através da aplicação do método iterativo do gradiente hidráulico alternativo (MIGHA)
title_fullStr Detecção de vazamentos em redes de distribuição de água através da aplicação do método iterativo do gradiente hidráulico alternativo (MIGHA)
title_full_unstemmed Detecção de vazamentos em redes de distribuição de água através da aplicação do método iterativo do gradiente hidráulico alternativo (MIGHA)
title_sort Detecção de vazamentos em redes de distribuição de água através da aplicação do método iterativo do gradiente hidráulico alternativo (MIGHA)
author Araujo, Rafael Brito Aguiar de
author_facet Araujo, Rafael Brito Aguiar de
author_role author
dc.contributor.author.fl_str_mv Araujo, Rafael Brito Aguiar de
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Castro, Marco Aurélio Holanda de
contributor_str_mv Castro, Marco Aurélio Holanda de
dc.subject.por.fl_str_mv Recursos hídricos
Água - Distribuição
Calibração
Água - Desperdício
Leaks
Calibration
topic Recursos hídricos
Água - Distribuição
Calibração
Água - Desperdício
Leaks
Calibration
description MIGHA is based on the principles of minimizing an objective function based on the differences between the hydraulic gradients observed and calculated through iterative procedures, with the arbitrary initial parameters being adjusted for each new iteration cycle. Calibration can be defined as the process of adjusting the parameters of a model so that the behavior presented by it is similar to the results obtained in the field. This work aims to detect possible leakage points in water distribution networks through the calibration of flows in stretches of networks using observed pressure gauge data. To perform the calibration process, the Alternative Hydraulic Gradient Iterative Method (MIGHA) was applied through computational modeling. For each calibration, several iterations were performed and the best results were determined by applying different objective functions. After obtaining the results of the calibrations, a computational routine was applied to identify all possible sections and nodes of the networks with indications of leaks. An equation was also used to estimate the location of the leak in the identified stretches. For all cases, the influence of the amount of pressure data observed was tested. The results showed that in order to accurately detect the location of the leaks, it is necessary to have observed pressure data for all nodes of the analyzed networks. The computational routine applied to detect possible leaks in the network obtained satisfactory results in tests in which the leak points were located in stretches isolated from any other leak, that is, which did not have nodes in common. For networks in general, even though the routine was not able, in some situations, to estimate the exact points where the leaks are located, it still managed to locate the possible nodes and sections where the leaks are located.
publishDate 2020
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2020-02-17T13:10:51Z
dc.date.available.fl_str_mv 2020-02-17T13:10:51Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2020
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv ARAUJO, R. B. A. de. Detecção de vazamentos em redes de distribuição de água através da aplicação do método iterativo do gradiente hidráulico alternativo (MIGHA). 2020. 88 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Centro de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil: Recursos Hídricos, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2020.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/50144
identifier_str_mv ARAUJO, R. B. A. de. Detecção de vazamentos em redes de distribuição de água através da aplicação do método iterativo do gradiente hidráulico alternativo (MIGHA). 2020. 88 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Centro de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil: Recursos Hídricos, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2020.
url http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/50144
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)
instacron:UFC
instname_str Universidade Federal do Ceará (UFC)
instacron_str UFC
institution UFC
reponame_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
collection Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
bitstream.url.fl_str_mv http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/50144/3/2020_dis_rbaaraujo.pdf
http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/50144/4/license.txt
bitstream.checksum.fl_str_mv 0a186f514c2c2cc3108e2b0e505ad227
8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)
repository.mail.fl_str_mv bu@ufc.br || repositorio@ufc.br
_version_ 1847793031242055680