Uma área de 9 m x 28 m, localizada às margens do açude Cajueiro, no município de Tuparetama - PE, foi instrumentada com o objetivo de estudar os processos de transferência de água e de solutos. O solo local é heterogêneo, sendo constituído por um solo aluvial de características arenosas a franco arenosas. A área, localizada na região semi-árida e utilizada para o cultivo de vazante, está sujeita a altas taxas de evaporação e aos efeitos cíclicos de subida e rebaixamento do nível d\'água do açude. A caracterização física do solo foi feita com base em ensaios de prospecção e granulometria. A caracterização hidráulica foi realizada com base em um ensaio de drenagem interna realizado no centro da área e as concentrações de sais totais presentes no solo foram obtidas pro meio de ensaios de determinação dos sais solúveis em extratos de saturação. Os parâmetros hidráulicos foram obtidos ajustando-se os dados do ensaio de drenagem interna e de monitoração de campo a diversos modelos analíticos, utilizando-se o programa RETC. Os parâmetros hidrodispersivos foram obtidos ajustando-se os dados da curva de eluição experimental aos modelos CDE e CDE-MIM, utilizando-se o programa CXTFIT 2.0. O programa HYDRUS-2D foi utilizado para simular o fluxo de água e o transporte de solutos num domínio de fluxo bi-dimensional com 28 m de comprimento e 2,0 m de profundidade, incluindo a zona saturada e não saturada. O programa simulou bem o comportamento do fluxo medido no campo através da instrumentação. Os valores simulados de umidade se ajustaram melhor aos valores medidos na estação localizada no centro da área instrumentada. Para as camadas superficiais os valores simulados de umidade foram superestimados o que pode estar associado à variabilidade espacial dos parâmetros hidráulicos ou à influência de fluxo preferencial. A simulação do transporte de solutos, feita em termos de sais totais, permitiu concluir que as altas taxas de evaporação, associadas às concentrações de sais totais presentes no solo, tendem a provocar a salinização das camadas superficiais da área estudada. / An area of 9 m x 28 m, located in the banks of the Cajueiro reservoir, in the municipal district of Tuparetama, Pernambuco, has been instrumented with the objective of studying the processes of water flow and solute transport. The local soil is heterogeneous, being constituted by an alluvial soil of sandy characteristics. The area, located in the semi-arid region and used for the agriculture, is subjected to high evaporation rates and cyclical effects of rising and lowering of the water level in the reservoir. The physical characterization of the soil has been undertaken based on sample extraction and texture analysis. The hydraulic characterization has been based on an internal drainage experiment accomplished in the center of the area and the concentrations of present total salts have been obtained from saturation extracts. The hydraulic parameters have been obtained fitting the internal drainage experiment data and the field data to several analytic models, using the program RETC. The hydrodispersive parameters have been obtained fitting the data of breakthrough curves to the models CDE and CDE-MIM, using the program CXTFIT 2.0. The program HYDRUS-2D have been used to simulate the water flow and solute transport in a two-dimensional domain with 28 m of length and 2,0 m of depth, including the saturated and unsaturated zones. The program has simulated well the behavior of the flow measured in the field. The simulated values of water content agreed better with the measured values in the center of the studied area. For the superficial layers the simulated values of water content have been overestimated, which can be associated to both the spacial variability of the hydraulic parameters and the influence of preferential flow. The simulation of the solutes-transport, in terms of total salts, has shown that the high evaporation rates in association to the salts presents in the soil promote the salinization of the superficial layers of the studied area.

Uma área de 9 m x 28 m, localizada às margens do açude Cajueiro, no município de Tuparetama - PE, foi instrumentada com o objetivo de estudar os processos de transferência de água e de solutos. O solo local é heterogêneo, sendo constituído por um solo aluvial de características arenosas a franco arenosas. A área, localizada na região semi-árida e utilizada para o cultivo de vazante, está sujeita a altas taxas de evaporação e aos efeitos cíclicos de subida e rebaixamento do nível d\'água do açude. A caracterização física do solo foi feita com base em ensaios de prospecção e granulometria. A caracterização hidráulica foi realizada com base em um ensaio de drenagem interna realizado no centro da área e as concentrações de sais totais presentes no solo foram obtidas pro meio de ensaios de determinação dos sais solúveis em extratos de saturação. Os parâmetros hidráulicos foram obtidos ajustando-se os dados do ensaio de drenagem interna e de monitoração de campo a diversos modelos analíticos, utilizando-se o programa RETC. Os parâmetros hidrodispersivos foram obtidos ajustando-se os dados da curva de eluição experimental aos modelos CDE e CDE-MIM, utilizando-se o programa CXTFIT 2.0. O programa HYDRUS-2D foi utilizado para simular o fluxo de água e o transporte de solutos num domínio de fluxo bi-dimensional com 28 m de comprimento e 2,0 m de profundidade, incluindo a zona saturada e não saturada. O programa simulou bem o comportamento do fluxo medido no campo através da instrumentação. Os valores simulados de umidade se ajustaram melhor aos valores medidos na estação localizada no centro da área instrumentada. Para as camadas superficiais os valores simulados de umidade foram superestimados o que pode estar associado à variabilidade espacial dos parâmetros hidráulicos ou à influência de fluxo preferencial. A simulação do transporte de solutos, feita em termos de sais totais, permitiu concluir que as altas taxas de evaporação, associadas às concentrações de sais totais presentes no solo, tendem a provocar a salinização das camadas superficiais da área estudada. / An area of 9 m x 28 m, located in the banks of the Cajueiro reservoir, in the municipal district of Tuparetama, Pernambuco, has been instrumented with the objective of studying the processes of water flow and solute transport. The local soil is heterogeneous, being constituted by an alluvial soil of sandy characteristics. The area, located in the semi-arid region and used for the agriculture, is subjected to high evaporation rates and cyclical effects of rising and lowering of the water level in the reservoir. The physical characterization of the soil has been undertaken based on sample extraction and texture analysis. The hydraulic characterization has been based on an internal drainage experiment accomplished in the center of the area and the concentrations of present total salts have been obtained from saturation extracts. The hydraulic parameters have been obtained fitting the internal drainage experiment data and the field data to several analytic models, using the program RETC. The hydrodispersive parameters have been obtained fitting the data of breakthrough curves to the models CDE and CDE-MIM, using the program CXTFIT 2.0. The program HYDRUS-2D have been used to simulate the water flow and solute transport in a two-dimensional domain with 28 m of length and 2,0 m of depth, including the saturated and unsaturated zones. The program has simulated well the behavior of the flow measured in the field. The simulated values of water content agreed better with the measured values in the center of the studied area. For the superficial layers the simulated values of water content have been overestimated, which can be associated to both the spacial variability of the hydraulic parameters and the influence of preferential flow. The simulation of the solutes-transport, in terms of total salts, has shown that the high evaporation rates in association to the salts presents in the soil promote the salinization of the superficial layers of the studied area.

Orientadora: Profa. Dra. Patrícia Teixeira Leite Asano / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2017. / A área do setor elétrico que trata das necessidades energéticas por parte das usinas, de forma coordenada, é chamada de Planejamento da Operação de Sistemas Hidrotérmicos de Potência. Esta área tem como finalidade principal encontrar uma política operativa que forneça energia elétrica ao sistema, em um determinado período, com confiabilidade e por um custo mínimo. Sendo assim com a intenção de colaborar com está área, a Tese desenvolvida teve como objetivo principal aplicar a técnica de otimização de colônia de formigas para minimizar a potência de bombeamento através da definição do melhor caminho para construção de tubulações de transferência de água entre dois pontos. Para isso uma nova ferramenta computacional (programa IarAI) foi proposta e implementada considerando os dados georreferenciados de entrada, sendo o relevo da região e restrições ambientais. O programa IarAI foi implementado nas linguagens Java e JavaScript. Além disso, o IarAI é composto por quatro módulos que utilizam como técnicas de otimização as Colônias de Formigas e Algoritmos Genéticos. A metodologia e programa foram validados através de dois estudos de casos. O primeiro foi composto por três pontes que ligavam o ninho até a comida com um espaço de busca de 1200 m (40 pontos) x 480 m (16 pontos). O segundo caso teste foi aplicado no curso natural do rio Pinheiros na cidade de São Paulo com um espaço de busca de 34.710 m (1.157 pontos) x 17.960 m (568 pontos). Finalmente, os resultados apresentados demonstram a aplicabilidade da metodologia e algoritmo proposto. / The area of the electricity sector that addresses the energy needs of the plants, in a coordinated way, is called Operation of Hydrothermal Power Systems. This area has as main objective to find an operative policy that provides electrical energy to the system, in a certain period, with reliability and for a minimum cost. The main objective of this thesis was to apply the ant colony optimization technique to minimize pumping power by defining the best path for the construction of water transfer pipes between two points. A new computational tool (IarAI program) was proposed and implemented considering the georeferenced input data, being the relief of the region and environmental restrictions. The IarAI program was implemented in Java and JavaScript languages. In addition, the IarAI is composed of four modules that use as optimization techniques the Ant Colony and Genetic Algorithms. The methodology and program were validated through two case studies. The first one consisted of three bridges that connected the nest to the food with a search space of 1200 m (40 points) x 480 m (16 points). The second test case was applied in the natural course of the Pinheiros river in the city of São Paulo with a search space of 34,710 m (1,157 points) x 17,960 m (568 points). Finally, the presented results demonstrate the applicability of the methodology and proposed algorithm.