O trabalho apresenta uma proposta de metodologia para diagnóstico de sistemas de distribuição de água através da elaboração, passo a passo, e de uso de simuladores hidráulicos apoiados por aplicativos de geoprocessamento. Utilizando-se de dados reais como o histórico operacional de vazamentos dentro da região adotada num intervalo de tempo, espera-se fornecer ao analista um instrumento de análise visual do comportamento hidráulico do setor em função de uma escala progressiva de ocorrências, mapeada através de cores, permitindo avaliar a qualidade do modelo hidráulico como um todo, corrigindo desvios para que o mesmo reproduza eficientemente o comportamento real da rede de distribuição. Através deste, esperase avaliar as consequências da variação das pressões e vazões durante o dia, subsidiando tomadas de decisão, permitindo avaliação das opções e a redução de riscos e investimentos desnecessários. / The work presents a proposed methodology for diagnosis of water distribution systems through the development, step-by-step and hydraulic simulators use supported by geoprocessing applications. Using real data and operational history of leaks within the region adopted a time interval, is expected to provide the analyst a tool for visual analysis of the hydraulic behavior of the sector according to a progressive scale of occurrences, mapped through colors, in order to evaluate the quality of hydraulic model as a whole, correcting deviations so that it efficiently reproduces the actual behavior of the distribution network. Through this, it is expected to evaluate the consequences of variation of pressure and flows during the day, supporting decision-making, allowing the evaluation of the options and the reduction of unnecessary risks and investments.

Considerando a necessidade do controle mais efetivo dos sistemas de distribuição de água para abastecimento, a calibração constitui etapa fundamental a ser trilhada para garantir a reprodução do comportamento dos sistemas sob as mais diversas condições operacionais. Apesar da importância da calibração e da diversidade de modelos construídos com esse propósito no ambiente acadêmico, essa prática não tem sido amplamente utilizada pelas companhias, que demonstram certa relutância em fazer uso de modelos matemáticos. É interessante, portanto, que os modelos existentes sejam intensivamente testados em sistemas reais para que se possam estabelecer diretrizes para a sua utilização, bem como uma maior confiança no seu emprego. O presente trabalho de pesquisa visou o estudo de aplicação de um modelo especialmente construído para a calibração de sistemas, através do qual é possível identificar variáveis de campo tais como rugosidades, diâmetros, parâmetros do modelo de vazamentos, etc. O modelo empregado é abrangente o suficiente para incorporar vazamentos e demandas variáveis com a pressão. Através dele, foram realizados dois estudos de caso e discutidas as razões pelas quais discrepâncias entre os valores simulados e observados foram detectadas, apesar da consistência das respostas produzidas via simulação. Algumas recomendações são feitas também no sentido de viabilizar estudos dessa natureza que possam produzir ferramental diretamente utilizável pelas concessionárias de água para abastecimento. / Considering the need for more effective control of water supply distribution systems, the calibration constitutes fundamental step to guarantee that the system behavior under several operational conditions can be reproduced. Instead of the importance of calibration and the variety of models built by the academy for this purpose, this practice has not been broadly used by the water industry, which demonstrates certain reluctance regards the use of mathematical models. It is interesting, hence, that existing models are intensively tested in real systems to establish guidelines and consequent confidence in their use. The present research focused on the study of a model especially built for the calibration of water supply systems, through which it is possible identify field variables such as roughness, diameters, parameters of leakage model, etc. The model is comprehensive enough to incorporate leakage and pressure driven demands. Two study cases were analyzed supported by the model and discussed the reasons by which disagreement between simulated and observed data were verified, instead of the consistency of results produced by simulation. Some recommendations are made to become practical this kind of study as useful tool for the water industry.

Os avanços observados em Sistemas de Distribuição de Água vêm surgindo da necessidade de aumentar a eficiência, a qualidade e segurança do abastecimento de água aos consumidores. Dois desses avanços recentes que podem ser citados são a setorização e a quantificação da confiabilidade. O processo de setorização de um sistema de distribuição de água favorece a sua gestão, uma vez que possibilita maior controle da vazão distribuída e dos limites de fornecimento do serviço, entretanto pode implicar em restrições no abastecimento durante eventos de falhas ou emergências, sendo necessária a avaliação da confiabilidade. Diversos pesquisadores têm buscado uma metodologia coerente e adequada para quantificar a confiabilidade em sistemas de distribuição de água, muitos deles desenvolvendo métricas alternativas que visam simplificar esta definição. O presente trabalho visou investigar métricas alternativas de confiabilidade, propostas na literatura especializada, aplicando-as a estudos de caso para a rede original e após a setorização. Os resultados sugerem a viabilidade de utilização das métricas de confiabilidade como forma de avaliar diferentes níveis de setorização, no que diz respeito à vulnerabilidade do sistema. / Improvements upon Water Distribution Systems have been made under the urge of increasing efficiency, quality and security of water supply to its customers. A couple of recent breakthroughs on Water Distribution Network are partitioning and reliability. Water network partitioning enhances operational management, once it enables higher control of supplied flow and awareness of boundaries regarding each partition. Nevertheless, it can lead to supply restrictions under emergency and failure events, what may require reliability assessment. Several researchers have pursued consistent approach to quantify reliability of Water Distribution Network, many of them proposed surrogate measures which focused on simplifying its measurement. The aim of this work is to look into surrogate reliability measures proposed in the literature and applying them on case studies for its original layout and after proposed partitioning. The results implies the usage feasibility for the reliability measures as a way of evaluating different stages of partitioning, regarding system\'s vulnerability.

O trabalho apresenta uma proposta de metodologia para diagnóstico de sistemas de distribuição de água através da elaboração, passo a passo, e de uso de simuladores hidráulicos apoiados por aplicativos de geoprocessamento. Utilizando-se de dados reais como o histórico operacional de vazamentos dentro da região adotada num intervalo de tempo, espera-se fornecer ao analista um instrumento de análise visual do comportamento hidráulico do setor em função de uma escala progressiva de ocorrências, mapeada através de cores, permitindo avaliar a qualidade do modelo hidráulico como um todo, corrigindo desvios para que o mesmo reproduza eficientemente o comportamento real da rede de distribuição. Através deste, esperase avaliar as consequências da variação das pressões e vazões durante o dia, subsidiando tomadas de decisão, permitindo avaliação das opções e a redução de riscos e investimentos desnecessários. / The work presents a proposed methodology for diagnosis of water distribution systems through the development, step-by-step and hydraulic simulators use supported by geoprocessing applications. Using real data and operational history of leaks within the region adopted a time interval, is expected to provide the analyst a tool for visual analysis of the hydraulic behavior of the sector according to a progressive scale of occurrences, mapped through colors, in order to evaluate the quality of hydraulic model as a whole, correcting deviations so that it efficiently reproduces the actual behavior of the distribution network. Through this, it is expected to evaluate the consequences of variation of pressure and flows during the day, supporting decision-making, allowing the evaluation of the options and the reduction of unnecessary risks and investments.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (especialização em Hidráulica). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Trabalho realizado na Empresa Águas Residuais e Pluviais da Águas e Parque Biológico de Gaia, EEM e orientado pela Engª Eunice Fonseca / Tese de mestrado. Engenharia do Ambiente. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil ( especialização em Hidráulica). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização em Hidráulica). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de mestrado. Engenharia do Ambiente. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2005

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-02-09T09:54:59Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1486025 bytes, checksum: 6bd31701ed984c0752c46726df2a43f5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-09T09:54:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1486025 bytes, checksum: 6bd31701ed984c0752c46726df2a43f5 (MD5) Previous issue date: 2002-01-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O presente trabalho teve como objetivo modelar e avaliar a influência da uniformidade de distribuição de água e de várias lâminas de irrigação sobre os componentes de produção da cultura do feijão. O experimento foi instalado com delineamento estatístico em blocos ao acaso, na Estação Experimental de Coimbra da UFV e conduzido o período de julho a dezembro de 2000. Os tratamentos constaram de três lâminas de irrigação (L1, L2 e L3) e dois níveis de uniformidade de distribuição de água, alto (A) e baixo (B). Nos tratamentos L1, L2 e L3, foram aplicadas lâminas adequadas (100% da demanda), baixa (50% da demanda) e alta (150% da demanda), totalizando seis tratamentos (L1A, L1B, L2A, L2B, L3A, L3B). Os resultados experimentais foram comparados com aqueles obtidos através da simulação, utilizando-se um modelo que incorpora os efeitos da uniformidade de distribuição de água e utiliza os coeficientes de déficit (Cd) para distribuições uniforme e normal. As funções de produção para o feijoeiro foram geradas, considerando-se três níveis de uniformidade de distribuição de água (65, 80, 95%) e cinco níveis da fração da evapotranspiração máxima da cultura reposta por outras fontes (0, 25, 50, 75 e 95%) utilizando-se o modelo com o Cd para as distribuições da água uniforme e normal. Baseados nos resultados obtidos e nas condições sob as quais o trabalho foi realizado, pode-se concluir que o delineamento experimental utilizado proporcionou valores de uniformidade altos e baixos, para todas as irrigações realizadas. Os resultados de produtividade obtidos nos tratamentos L3A, L3B e L1A foram semelhantes entre si e superiores aos demais. As diferenças de uniformidade não afetaram significativamente a produtividade em razão, possivelmente de terem sido realizadas somente cinco irrigações, assim como as precipitações observadas durante o ciclo da cultura foram bem distribuídas. A produtividade simulada ajustou-se melhor para os tratamentos L1A, L1B e L2B, quando foi utilizado o Cd com distribuição normal, e L3A e L3B quando se utilizou a distribuição uniforme. Para o tratamento L2A, observaram-se superestimativas de 99,5 e 98,4%, respectivamente, com o Cd com distribuições normal e uniforme. Observou-se que a maior diferença entre os valores de produtividade relativa simulada com o Cd com distribuições uniforme e normal ocorreu, quando o valor do CUC foi 65% e a fração da evapotranspiração máxima da cultura reposta por outras fontes foi igual a zero. Nessas condições os valores de produtividade relativa simulada com o modelo de distribuições uniforme e normal estiveram muito próximas, apresentando diferença de 1,8%. Conclui -se que a utilização do Cd com distribuições uniforme e normal apresenta resultados similares, sendo que, no primeiro caso há a vantagem de se utilizar soluções matemáticas mais simples. / The present study aimed at modeling and evaluating the influence of the water distribution uniformity and several irrigation depths upon the production components in beans cropping. The experiment was set up on a randomized block statistical design at the Coimbra Experimental Station pertaining to UFV, and was carried out over the period from July to December 2000. The treatments consisted of three irrigation depths (L1, L2 and L3) and two levels of water distribution uniformity, that is, high (A) and low (B). The treatments L1, L2 and L3 were applied with: appropriate irrigation depths (100% of the demand), low (50% of the demand) and high (150% of the demand), so totalizing six treatments (L1A, L1B, L2A, L2B, L3A, L3B). The experimental results were compared to those obtained through simulation, by using a model that incorporates the effect from the water distribution uniformity with the deficit coefficients (Cd) for the uniform and normal distributions. The production functions were generated for beans plant, by considering three levels of water distribution uniformity (65, 80, 95%), as well as five levels of the maximum evapotranspiration fraction in the crop restored by other sources (0, 25, 50, 75 and 95%) by applying the model with de deficit coefficient for the uniform and normal water distributions. Based on the obtained results and the conditions under which this study was carried out, it may be concluded that the used experimental design provided high and low uniformity values for all applied irrigations. The productivity results obtained in treatments L3A, L3B and L1A were similar to each other and superior those obtained in the other treatments. The uniformity differences did not significantly affect the productivity, probably because only five irrigations were applied and the rainfall precipitations observed during the crop cycle were well distributed. The simulated productivity was better adjusted for the treatments L1A, L1B and L2B, when the Cd with normal distribution was used, and for L3A and L3B when the Cd with uniform distribution was used. For the treatment L2A, overestimates of 99.5 and 98.4% were observed for Cd with normal and uniform distributions, respectively. The highest difference among the values of the relative productivity simulated with the Cd with both uniform and normal distributions occurred when the Christiansen’s uniformity coefficient (CUC) was 65% and the fraction of the maximum evapotranspiration of the crop restored by other sources equaled zero. Under this condition, the values of the relative productivity simulated by the model with uniform and normal distributions were very close, so presenting a difference as low as 1.8%. Thus, using the Cd with uniform and normal distributions led to similar results, but the Cd with uniform distribution shows the advantage of using simpler mathematical solutions. / Tese importada do Alexandria