O objetivo deste trabalho foi analisar o comportamento hidráulico de sistemas de abastecimento de água (SDAA), via redes neurais artificiais (RNA). Tendo em vista que o uso de um modelo de simulação hidráulica é inviável para operações em tempo real em SDAA devido à carga computacional que impõe, a abordagem adotada visa capturar o seu conhecimento de uma forma mais eficiente por meio de uma RNA de camada oculta única. Desta forma os conjuntos de dados provenientes de simulações hidráulicas realizadas utilizando o conhecido e consagrado software EPANET combinando diferentes situações e avaliando as variáveis que compõem os dois sistemas distintos, foram tabuladas e inseridas em forma de rotinas de programação desenvolvidas na plataforma do software Scilab. Os conjuntos de dados (entradas e saídas) utilizados para treinar a RNA, foram divididos em conjuntos de treino, validação cruzada e testes, aplicada a dois SDAAs distintos. O primeiro denominado Anytown modificado tratou de um sistema hipotético, cuja finalidade foi avaliar a metodologia e fundamentar o conhecimento. Posteriormente aplicou-se a metodologia em outro SDAA, real e mais complexo, utilizado na conferência de calibração WDSA Water Distribution System Analysis, realizada na cidade de Tucson, Arizona (EUA) entre os dias 12 e 15 de setembro de 2010. Desta maneira foram obtidos valores simulados de potência energética consumida no bombeamento, níveis de reservação e pressões, muito próximos dos valores reais para os dois SDAAs estudados, comprovando que as RNAs identificadas podem ser consideradas ferramentas eficientes na substituição dos modelos de simulação hidráulica convencionais. / The objective of this study was to analyze the hydraulic systems of water supply (WSS), using artificial neural networks (ANN). Since the use of a hydraulic simulation model is impractical for real-time operations due to the computational load WSS imposing, the approach aims to capture their knowledge more efficiently through a single hidden layer of RNA. Thus the data sets from hydraulic simulations conducted using the known and established software EPANET combining different situations and evaluating the variables that make up the two different systems were tabulated and entered in the form of programming routines developed in Scilab software platform. The data sets (inputs and outputs) used to train the ANN, were divided into training sets, cross validation and testing, applied to two distinct WSS. The first called Anytown modified dealt with a hypothetical system, whose purpose was to evaluate the methodology and knowledge base. Later the methodology was applied in another WSS, real and complex, used in the calibration WDSA conference Water Distribution System Analysis, held in Tucson, Arizona (USA) between 12 and 15 September 2010. Thus were obtained simulated values of the power energy consumed in pumping, pressures and reservation levels very close to actual values for the two WSS studied, proving that the identified ANN can be considered effective tools to replace in the conventional hydraulic simulation models.

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

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2006. / Submitted by Rosane Cossich Furtado (rosanecossich@gmail.com) on 2010-01-04T17:28:57Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Rafael Esteves 091.pdf: 4853118 bytes, checksum: a451b3bbd996a0991f9b20fad61bf3b1 (MD5) / Approved for entry into archive by Carolina Campos(carolinacamposmaia@gmail.com) on 2010-01-05T17:53:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao Rafael Esteves 091.pdf: 4853118 bytes, checksum: a451b3bbd996a0991f9b20fad61bf3b1 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-01-05T17:53:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Rafael Esteves 091.pdf: 4853118 bytes, checksum: a451b3bbd996a0991f9b20fad61bf3b1 (MD5) Previous issue date: 2006-02-02 / O crescimento descontrolado das superfícies impermeáveis em áreas urbanas tem conseqüências diretas na quantidade e qualidade do escoamento pluvial. O conhecimento da impermeabilidade do solo das bacias hidrográficas possibilita sua utilização como indicador da qualidade das águas urbanas e como instrumento de planejamento e regulação no sistema de gerenciamento dos recursos hídricos urbanos. Além disso, os estudos hidrológicos necessitam de parâmetros, dentre os quais a porcentagem de área impermeável talvez seja um dos mais importantes. A difusão das técnicas de Sensoriamento Remoto e seu grande potencial motivaram a realização dessa pesquisa, a fim de buscar métodos mais eficientes de estimação da impermeabilidade do solo de bacias hidrográficas. Foram utilizados três diferentes algoritmos de classificação de imagens de satélite para calcular a impermeabilidade de áreas de controle localizadas no Plano Piloto de Brasília- DF. Os algoritmos foram o Modelo Linear de Mistura, já disponível no software SPRING versão 4.1, o classificador Fuzzy com função de pertinência baseada na distância de Mahalanobis e o classificador tradicional MaxVer. Estes dois últimos foram implementados computacionalmente em linguagem JAVA no software Image J. Os algoritmos foram avaliados com imagens digitais de diferentes resoluções espaciais: IKONOS, SPOT, CBERS e LANDSAT. Para efeito de comparação, as áreas impermeáveis foram digitalizadas manualmente na imagem IKONOS e validadas com visitas a campo. Os valores de impermeabilidade assim estimados foram considerados a verdade de campo. Os resultados mostraram que os melhores desempenhos foram obtidos pelo Modelo de Mistura e pelo classificador Fuzzy, que obtiveram erros médios de 21,2% e 23,7%, respectivamente. O classificador MaxVer obteve um erro médio maior, de 31,8%. O Modelo de Mistura apresentou algumas deficiências, como a superestimação das áreas da classe sombra, tendência de subestimar as áreas impermeáveis e tempo de processamento computacional muito alto. A influência da resolução espacial das imagens foi importante apenas para o classificador Maxver. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Impervious surface coverage growth has direct consequences in quantity and quality of stormwater runoff, such as floods and nonpoint source pollution. The quantification of basins’ imperviousness makes possible to use it as a water quality indicator for urban areas and as an important planning and managing instrument in the urban water resources management system. Furthermore, hydrologic studies need parameters, among which impervious surface percentage may be one of the most important. The diffusion of Remote Sensing techniques and their great potential motivated this research, in order to find more efficient methods for estimating impervious surface coverage in basins. Three different algorithms were used to classify satellite images and to calculate imperviousness in control areas located in the city of Brasilia-DF, Brazil. The algorithms used were the Linear Mixture Model, available in software SPRING version 4.1, the Fuzzy classifier with membership function based on Mahalanobis distance, and the traditional Maximum Likelihood classifier (MaxVer). The last two were implemented in JAVA software language as a plugin for the software Image J. The three algorithms were tested with different spatial resolution digital imageries: IKONOS, with 1 meter; SPOT, with 10 meters; CBERS, with 20 meters, and LANDSAT, with 30 meters. To compare with the reality, impervious surfaces were manually digitized over IKONOS imagery and validated with field visits, so that the imperviousness obtained was considered the ground truth. Results showed that best performances were obtained by Linear Mixture Model and by Fuzzy classifier, which had mean errors of 21,2% and 23,7%, respectively. MaxVer classifier obtained greater mean error of 31,8%. Linear Mixture Model, however, showed some deficiencies, such as high values for shadow classes, tendency to underestimate impervious surfaces, and very high computer processing times. The influence of spatial resolution was important only to the MaxVer classifier.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2009. / Submitted by Elna Araújo (elna@bce.unb.br) on 2010-04-29T18:19:13Z No. of bitstreams: 1 2009_JussanaMilogranaCortes.pdf: 6453564 bytes, checksum: dc614f3f8002382de510141b0224cec9 (MD5) / Approved for entry into archive by Carolina Campos(carolinacamposmaia@gmail.com) on 2010-05-13T13:37:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_JussanaMilogranaCortes.pdf: 6453564 bytes, checksum: dc614f3f8002382de510141b0224cec9 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-05-13T13:37:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_JussanaMilogranaCortes.pdf: 6453564 bytes, checksum: dc614f3f8002382de510141b0224cec9 (MD5) Previous issue date: 2009-07-10 / Neste trabalho foi desenvolvida uma sistemática de auxílio à decisão para a seleção de alternativas de controle de enchentes urbanas, contemplando aspectos sociais, ambientais, de saúde pública, hidrológicos e financeiros. Adicionalmente, foi desenvolvida uma sistemática de avaliação de danos diretos à infraestrutura urbana identificando pontos vulneráveis de cada sistema e prevendo a extensão dos danos, baseada em entrevistas a concessionárias de serviços, prefeituras e Defesa Civil de municípios do estado de Minas Gerais. Os sistemas avaliados foram: água, esgotamento sanitário, drenagem, energia elétrica, viário e limpeza pública. Para a análise de desempenho das alternativas foram formulados indicadores para os critérios Impactos sobre a população, Impactos sobre o meio e Impactos hidrológicos, utilizando resultados de modelagem hidrológica, hidráulica e de geoprocessamento. A sistemática foi aplicada ao município de Itajubá para alternativas: situação atual, implantação de uma barragem, implantação de diques laterais e de um sistema de alerta. A análise desempenho-custo foi efetuada pela agregação dos indicadores em um Índice de Desempenho e pelo Índice de Custo, determinado a partir dos custos de implantação, manutenção e operação das intervenções, dos danos diretos a habitação, comércio e serviços, e à infraestrutura urbana. Os resultados mostraram: i) a aplicabilidade da metodologia proposta no auxílio à decisão para a seleção de alternativas para o controle de inundações; ii) uma variação na ordem de 10% dos danos diretos à infraestrutura em relação aos demais setores avaliados. Em relação à análise de desempenho, esta se mostrou aplicável e pouco sensível a variações nos valores dos indicadores, evidenciando a robustez da mesma. A sistemática apontou a preferência da alternativa da barragem para solução dos problemas relacionados às inundações no município de Itajubá. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this work, a decision aid tool was developed to select flood control alternatives in urban areas based on social, environmental, public health, hydrological and financial aspects. Additionally, a procedure to assess direct damages to the infrastructure was developed in order to identify vulnerable points and related damages to water supply, as well as to drainage, sanitary and electrical distributions systems, and to road networks and urban solid waste management, on the basis of interviews with public and other municipal authorities. The performance analysis among different alternatives was based on indicators, as resulting from hydrologic, hydraulic and geoprocessing models, and summarized according to the following criteria: Population Impacts, Environmental Impacts and Hydrological Impacts. The above described procedure was applied to the town of Itajubá, located in the Brazilian state of Minas Gerais, according to the following four scenarios: current situation, dam building, laterals levees and the implementation of flood warning system. The cost-performance assessment was made by aggregating the indicators in a Performance Index and a Cost Index as defined on the basis of building, maintenance and operation costs, direct damages to households, commerce and services sectors, as well as infrastructure direct damages. The results showed: i) the methodology is applicable to select flood control alternatives; ii) and that direct infrastructure flood damages represent around 10% of the total damaged assessed in the others sectors. The performance analysis showed also to be applicable and to be less sensitive to variation in indicators values, thus proving its robustness. The procedure pointed out the dam building alternative as the preferable one to solve flood problems in Itajubá.

Orientador: Jose Roberto Bonilha / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-23T00:24:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Martins_MarciaVianaLisboa_M.pdf: 2921848 bytes, checksum: 65a171340054ec685e50f369e7d1cb1c (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: O escoamento nos cursos d'água litorâneos faz-se em regime não permanente. Escoamento é descrito pelas equações diferenciais parciais de Saint Venant, que admitem modelação matemática, desde que se conheça os parâmetros geométricos do leito fluvial e das condições de contorno. Na engenharia, a utilização desses modelos é restrita devido ao custo dos trabalhos de campo necessários à obtenção dos parâmetros geométricos. Neste trabalho, demonstra-se que na região, entre a Serra do Mar e o Oceano Atlântico, os cursos d'água podem ser substituídos por canais de grande largura. Esta hipótese simplifica o modelo matemático, reduz os trabalhos de campo e pode viabilizar a aplicação prática desses modelos / Abstract: The unsteady flow in open channels is described by the Saint Venant partial differential equations, wich can be solved by mathematical models provided that the river bed geometric parameters and boundary conditions are known. In engeneering, the application of these models is restricted due to the high cost of the field work required to obtain the geometric parameters . In this dissertation, it is emonstrated that the rivers in the region between the Mar mountain range and Atlantic Ocean can be substituted by a very wide channel. This assumption simplifies the mathematical models, reduces the field work and may enable the practical application of these models / Mestrado / Recursos Hidricos / Mestre em Engenharia Civil

O objetivo deste trabalho foi analisar o comportamento hidráulico de sistemas de abastecimento de água (SDAA), via redes neurais artificiais (RNA). Tendo em vista que o uso de um modelo de simulação hidráulica é inviável para operações em tempo real em SDAA devido à carga computacional que impõe, a abordagem adotada visa capturar o seu conhecimento de uma forma mais eficiente por meio de uma RNA de camada oculta única. Desta forma os conjuntos de dados provenientes de simulações hidráulicas realizadas utilizando o conhecido e consagrado software EPANET combinando diferentes situações e avaliando as variáveis que compõem os dois sistemas distintos, foram tabuladas e inseridas em forma de rotinas de programação desenvolvidas na plataforma do software Scilab. Os conjuntos de dados (entradas e saídas) utilizados para treinar a RNA, foram divididos em conjuntos de treino, validação cruzada e testes, aplicada a dois SDAAs distintos. O primeiro denominado Anytown modificado tratou de um sistema hipotético, cuja finalidade foi avaliar a metodologia e fundamentar o conhecimento. Posteriormente aplicou-se a metodologia em outro SDAA, real e mais complexo, utilizado na conferência de calibração WDSA Water Distribution System Analysis, realizada na cidade de Tucson, Arizona (EUA) entre os dias 12 e 15 de setembro de 2010. Desta maneira foram obtidos valores simulados de potência energética consumida no bombeamento, níveis de reservação e pressões, muito próximos dos valores reais para os dois SDAAs estudados, comprovando que as RNAs identificadas podem ser consideradas ferramentas eficientes na substituição dos modelos de simulação hidráulica convencionais. / The objective of this study was to analyze the hydraulic systems of water supply (WSS), using artificial neural networks (ANN). Since the use of a hydraulic simulation model is impractical for real-time operations due to the computational load WSS imposing, the approach aims to capture their knowledge more efficiently through a single hidden layer of RNA. Thus the data sets from hydraulic simulations conducted using the known and established software EPANET combining different situations and evaluating the variables that make up the two different systems were tabulated and entered in the form of programming routines developed in Scilab software platform. The data sets (inputs and outputs) used to train the ANN, were divided into training sets, cross validation and testing, applied to two distinct WSS. The first called Anytown modified dealt with a hypothetical system, whose purpose was to evaluate the methodology and knowledge base. Later the methodology was applied in another WSS, real and complex, used in the calibration WDSA conference Water Distribution System Analysis, held in Tucson, Arizona (USA) between 12 and 15 September 2010. Thus were obtained simulated values of the power energy consumed in pumping, pressures and reservation levels very close to actual values for the two WSS studied, proving that the identified ANN can be considered effective tools to replace in the conventional hydraulic simulation models.

Orientador : Paulo Sergio Franco Barbosa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-08-01T13:12:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Francato_AlbertoLuiz_D.pdf: 5372355 bytes, checksum: 8c306baaac7400ca2a32ea3db0f41717 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: A operação adequada dos sistemas urbanos de abastecimento de água está diretamente relacionada à qualidade da oferta do produto água à população. A otimização desses sistemas surge como alternativa para buscar soluções eficientes e também eficazes e garantindo assim a gestão dos sistemas. Na literatura relacionada ao assunto, verifica-se o desenvolvimento de muitos trabalhos com a aplicação e o desenvolvimento de rotinas computacionais de otimização específicas para redes hidráulicas. Contudo, observam-se dificuldades nas ações dos decisores dos sistemas, pois, na realidade, existem objetivos operacionais conflitantes e que merecem atenção. Diante desse quadro, desenvolveu-se uma metodologia para aplicação de otimização multiobjetivo ao problema da operação de redes hidráulicas. A metodologia utiliza o software de programação linear GAMS/CONOPT com recursos iterativos e a abordagem multiobjetivo do problema se faz com a aplicação do Método dos Pesos. O estudo de caso é feito sobre o setor alça leste do sistema adutor metropolitano da grande São Paulo. Como resultados, apresentam-se curvas de soluções nãodominadas para as funções objetivo aplicadas aos sistemas de abastecimento em estudo / Abstract: The proper operation of the urban water supply systems has a direct impact on the water to be provided to the quality consumers. The optimization of these systems appears as an alternative to search efficient and also efficient solutions, thus guaranteeing the management of the systems. Many research works have been reported in the literature describing applications and specific computational routines for optimization of hydraulics networks. However, some difficulties for taking decisions have also been reported since there are conflicting objectives in the real word context, which deserve proper attention. A multiobjective approach for operation planning of hydraulic networks is developed considering that context. The methodology uses the software of linear programming GAMS/CONOPT with iterative procedures. The multiobjective formulation of the problem uses the Weighting Method. The case study is made on the East sector of the metropolitan system of the great São Paulo. The results present solutions as the typical non-dominated curves / Doutorado / Recursos Hidricos / Doutor em Engenharia Civil

Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-03-16T13:13:43Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_PropostaOtimizacaoModelo.pdf: 2967207 bytes, checksum: 09c11dcb40323d2971c8c5bf94450590 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-03-21T15:00:46Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_PropostaOtimizacaoModelo.pdf: 2967207 bytes, checksum: 09c11dcb40323d2971c8c5bf94450590 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-21T15:00:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_PropostaOtimizacaoModelo.pdf: 2967207 bytes, checksum: 09c11dcb40323d2971c8c5bf94450590 (MD5) Previous issue date: 2014-05-16 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Devido à carência de dados de vazão no Estado do Pará, a regionalização de curvas de permanência de vazões, apresenta-se como uma técnica importante, permitindo a estimativa de vazões em locais com dados insuficientes ou inexistentes. Assim, o presente trabalho visa propor a otimização de um modelo de regionalização de curvas de permanência de vazões para a região paraense. O modelo teve como base de dados 43 estações fluviométricas distribuídas no Estado do Pará. As curvas de permanência foram calibradas utilizando-se 5 modelos matemáticos de regressão: potência, exponencial, logarítmico, quadrático e cúbico. O modelo de regionalização foi estabelecido, usando-se a técnica de regressão múltipla. A variação espacial dos parâmetros dos modelos foi explicada em termos de área de drenagem, precipitação média anual, comprimento e desnível do rio principal. O modelo foi validado através do procedimento de Jack-knife. O melhor ajuste do modelo cúbico foi representado matematicamente pelos erros quadráticos relativos médios percentuais (ϵ%), coeficientes de Nash-Sutcliffe (Nash) e pelos ajustes gráficos das vazões simuladas e observadas. A otimização do modelo, seguindo o método da tentativa e erro, deu-se pelo agrupamento das estações por área de drenagem e pela inserção de estações sintéticas. O número de estações sintéticas inseridas no modelo foi avaliado pelo Root Mean Square Error (RMSE), coeficiente de Nash e pelo ϵ%. Para os grupos I e II o número ótimo de estações sintéticas, que se juntaram às já consideradas nos grupos, foi 6 e 3, respectivamente. No grupo III somente o método de agrupamento em relação às áreas de drenagem foi suficiente para um bom desempenho do modelo de regionalização. O bom desempenho do modelo calibrado, validado e otimizado demonstrou o potencial deste na estimativa das curvas de permanência dos rios que cortam o Pará. As coordenadas geográficas das estações sintéticas, que otimizaram o modelo, podem servir como sugestão para o poder público de onde instalar novas estações. O número de novas estações seria limitado aos resultados da otimização, racionalizando-se recursos e aproveitando o modelo desenvolvido para determinar curvas de permanência de vazão para todo o estado do Pará. Nesse caso, as novas estações instaladas, também ajudariam, futuramente, a melhorar o desempenho do modelo. / Due to lack of data flow in the State of Pará, the regionalization of streamflow duration curves, presents itself as an important technique, allowing the estimation of flow in sites with insufficient or no data. Hus, this paper aims to propose the optimization of a model of regionalization of streamflow retention curves for the Para region. The model was based on data at 43 gauged stations distributed in the state of Pará. The flow duration curves were calibrated using 5 regression models: power, exponential, logarithmic, quadratic and cubic. Regionalization model was established using the multiple regression technique. The spatial variation of each parameter was explained in terms of the drainage area, mean annual precipitation, length and slope of the main river. The model was validated using the Jack -knife procedure. The best fit of the cubic model was mathematically represented by the quadratic mean relative errors (ϵ%), coefficients of Nash-Sutcliffe (Nash) and the graphics settings the simulated and observed streamflow. The optimization model was achieved by insertion of synthetic stations and cluster stations by drainage area. The number of synthetic stations included in the model were evaluated by Root Mean Square Error (RMSE), the coefficient of Nash and the ϵ%. For groups I and II the optimal number of synthetic stations, who joined those already considered in the groups, it was 6 and 3, respectively. In group III only the clustering method in relation to drainage areas was sufficient for good performance of the regionalization model. The good performance of the calibrated, validated and optimized model demonstrated the potential of this in the estimation of retention curves of the rivers that cross the Para. The geographic coordinates of synthetic stations, which optimized the model can serve as a suggestion to the government where to install new stations. The number of new stations would be limited to the results of optimization, streamlining resources and building up the model developed to determine retention curves flow for the entire state of Para. In this case, the new installed stations, would also help in the future to improve the model performance.

Orientador: Edevar Luvizotto Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-11T21:41:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Anjo_LuizFernandoResendedosSantos_D.pdf: 3588080 bytes, checksum: 122271523488dc8a40a0d509bd1b0cf8 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Este texto descreve as etapas que objetivam a utilização da estrutura originalmenteproposta por Todini e Pilati no chamado método gradiente (MG), utilizado para análise em regime permanente em instalações a condutos forçados, na formulação de um modelo dinâmico inercial rígido (MDIR), para a análise de escoamentos transitórios lentos neste tipo de instalação. São apresentadas as bases teóricas para esta nova modelação, justificadas através do equacionamento geral do escoamento fluido em condutos forçados. Os resultados obtidos pelo MDIR são comparados com os resultados obtidos pelo programa EPANET que utiliza o método gradiente. Discussões a respeito da importância da incorporação do efeito de inércia são apresentadas através de um estudo de casos, no caso de modelação hidráulica, e para análises de qualidade decorrentes desta. / Abstract: This research describes the stages which aim the use of the original structure proposed by Todini and Pilati in the so called gradient method (GM), used in the analysis in steady state of pipe networks, in the formulation of an inertial rigid dynamic model (IRDM) to analyse slow transients in this type of installation. The theoretical bases are presented for this new method, justified by the general equation of fluids flow in pipes networks. The results obtained by the MDIR are compared to the results obtained in the EPANET program, which uses the gradient method. Discussion on the importance of the incorporation of the inertia effect are presented through a study case of hydraulic modelation and for quality analysis which derived from it. / Doutorado / Recursos Hidricos / Doutor em Engenharia Civil

Orientador : Geraldo de Freitas Maciel. / Banca: Podalyro Amaral de Souza / Banca: Adriano Souza / Resumo: Em função da concentração de material sólido, misturas resultantes de argila e água conferem, via de regra, propriedades não-Newtonianas. Essa concentração passa a variar com a granulometria e a composição do mineral do sedimento, bem como com a qualidade da água. Algumas tentativas foram feitas na busca de melhor explicar a reologia e a dinâmica global dessas misturas nessa última década, notadamente no contexto de lavas torrenciais e misturas hiperconcentradas. Essa dissertação de mestrado tem por objetivo desenvolver uma caracterização reológica de misturas sólido-líquido (água+argila caulinítica e água+areia fina+argila caulinítica) com diferentes concentrações em volume (Cv) para as quais são determinadas, a partir de ensaios de reometria de precisão, as propriedades tais como a viscosidade aparente, tensão crítica de cisalhamento e curva de tensão de cisalhamento x taxa de deformação. Verificou-se, em condições controladas, a influência da temperatura, pH e concentração em volume (Cv) sobre a curva reológica dessas misturas, além de eventuais fenômenos de tixotropia e modo de preparo. O modelo reológico melhor ajustado para as argilas foi o de Herschel-Bulkley ( ( )n τ =τ c + k γ& ), onde: τ é a tensão de cisalhamento; τc é a tensão crítica (ou rigidez inicial); k é um termo de consistência (viscosidade aparente); n é o índice de escoamento; e dy γ& = du é a taxa de deformação. Obtém-se também, a partir de uma análise quantitativa global, leis de evolução dos diversos parâmetros reológicos em função da concentração em volume. Após a etapa de caracterização física e reológica das misturas, realizaram-se, sob condições controladas, ensaios dinâmicos através de escoamentos de lamas em canal inclinado. Nesses ensaios foram medidos os parâmetros lâmina normal, vazões... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo). / According to solid concentration material, clay-water mixture can exhibit non- Newtonian properties. Mixture concentrations vary with the grain size distribution and the composition of the mineral sediment, as well as, with the water quality. In the last decade some attempts were realized to explain the rheology and the global dynamics of those mixtures, mainly in the context of mudflows and high mud concentrated suspensions. The purpose of this work is develop a rheological characterization of solid-liquid mixture (water + clay kaolinitic and water + fine sand + clay kaolinitic) with different solid volume concentrations (Cv) for which are determined, using a R/S Rheometer (Brookfield), rheological properties such as the apparent viscosity, yield stress and shear stress x shear rate curve. It was verified, under controlled conditions, the influence of the temperature, pH and solid volume concentration (Cv) on the rheological curve those mixtures, besides eventual tixotropy phenomenon and way of prepare. The rheological model adjusted for the clays was Herschel-Bulkley ( ( )n τ =τ c + k γ& ), where: τ is shear stress; τc is yield stress; k is a consistency term (apparent viscosity); n is flow index; and dy γ& = du is shear rate. It is also obtained, from a global quantitative analysis, evolution laws of the several rheologics parameters in function of the solid volume concentration. After the stage of rheological and physical characterization of mixing samples, dynamics experiments were made, under controlled conditions, than the flow of mud was observed in the open channel. These analyses were made in order to examine the behavior of parameters such as: normal depth, discharge and velocities. In fact, the experience showed that is possible to deduce wall friction laws from the rheological proprieties based on high mud concentrated suspensions and the dynamic of these muds. / Mestre