Magistrantūros studijų baigiamajame darbe nagrinėjamos geriamojo vandens suvartojimo ir jo pokyčių tendencijos 1996–2012 m. laikotarpyje. Tyrimo objektu pasirinkti didieji Lietuvos miestai – Vilnius, Kaunas, Klaipėda. Tyrimo tikslas – išanalizuoti statistikos departamento duomenis apie vandens suvartojimą ir jo pokyčių tendencijas bei atlikti įvairių veiksnių, lemiančių vandens suvartojimą, analizę. Šiame darbe analizuojami veiksniai, kurie galėtų daryti įtaką išgaunamo ir sunaudojamo požeminio vandens kiekiui. Šie veiksniai gali būti įvardijami kaip – gyventojų skaičiaus mažėjimas, vandens tiekimo ir nuotekų surinkimo kainos, sumažėjusi pramonės gamyba, BVP kitimas, elektros kainos, būsto vartojimo išlaidos. Požeminio vandens gavyba nuo 1996 m. iki 2012 m. sumažėjo 45 %, todėl galima teigti, kad suprojektuotos vandenvietes ir vandentiekio tinklai dirba sumažintu pajėgumu, kas gali bloginti vandens kokybę dėl užsistovinčio vandens vamzdžiuose. Analizuojant statistikos departamento duomenis buvo ieškomas ryšys tarp suvartoto vandens kiekio ir gyventojų skaičiaus kitimo, elektros kainos, pinigų skiriamų būsto vartojimo išlaidoms vienam asmeniu bei BVP kitimo. Remiantis duomenimis paaiškėjo, kad laikotarpyje nuo 1996 m. iki 2012 m. Lietuvoje vienas žmogus per parą suvartojo apie 106 l vandens. Analizuojant statistinį ryšį tarp vandens suvartojimo ir pinigų sumos skiriamos vartojimo išlaidoms, Kaune, gautas aukštas determinacijos koeficientas R2=0,79, Vilniuje – 0,86, Klaipėdoje... [toliau žr. visą tekstą] / The tendencies of changes in water consumption are discussed in this final master’s studies research in 1996–2012 time periods. As research objects are chosen large Lithuanian cities - Vilnius, Kaunas, Klaipėda. The aim of research is to collect and analyze data on water consumption as well as the changes in trends and perform analysis of factors influencing water consumption. This research shows the factors that could affect the extracted and consumed amount of underground water. These factors can be identified as population, GDP changes, housing consumption expenditure. Groundwater extraction from 1996 to 2012 decreased by 45%, suggesting that the designed water supplies and water-supply system operates at a reduced capacity, which can lead to deterioration in water quality due to standing water in pipes. The analysis of the statistical data of the Department has been requested for the relationship between water consumption and population changes, electricity prices, the money allocated for housing consumption expenditure per capita and GDP changes. The statistical data showed that during the period from 1996 to 2012 one person consumed on average 106 liters of water per day in Lithuania. The analysis of the statistical relationship between the rate of water consumption and the amount of money allocated to consumer spending in Kaunas received a high coefficient of determination R2 = 0.79, Vilnius – 0,86, in Klaipėda much lower – 0,45.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Um dos maiores desafios das companhias brasileiras de saneamento à a disponibilizaÃÃo de Ãgua potÃvel dentro dos padrÃes de qualidade preconizados pela Portaria n 518/2004 do MinistÃrio da SaÃde. Para obtenÃÃo dessa qualidade, à prÃtica comum a utilizaÃÃo de cloro nas estaÃÃes de tratamento de Ãgua, porÃm, este participa de diversas reaÃÃes com os compostos de natureza orgÃnica e inorgÃnica presentes no interior das tubulaÃÃes, reagindo tanto no seio do lÃquido, quanto nas paredes dos tubos, ocasionando o decaimento do cloro ao longo da rede de distribuiÃÃo. Diante do exposto, para tornar mais eficiente o gerenciamento do cloro residual em sistemas distribuiÃÃo de Ãgua, a literatura expÃe a utilizaÃÃo da modelagem, assumindo que os efeitos do decaimento do cloro podem ser representados pelos coeficientes kbulk e kwall. Contudo, o cÃlculo dos valores desses parÃmetros à uma tarefa complexa, em virtude dos sistemas apresentarem diversos tipos de materiais das tubulaÃÃes, variaÃÃo da idade dos tubos que os compÃem e os tipos de mananciais (superficiais e subterrÃneos) inseridos no sistema. Neste trabalho, à desenvolvida uma rotina computacional a fim de determinar o parÃmetro de decaimento do cloro nas paredes das tubulaÃÃes (kwall) em redes de distribuiÃÃo de Ãgua potÃvel, utilizando o MÃtodo Iterativo do Gradiente HidrÃulico Alternativo (MIGHA) como mÃtodo de otimizaÃÃo. O modelo de calibraÃÃo proposto foi aplicado em uma rede modelo, com resultados avaliados de acordo com a quantidade de nÃs com concentraÃÃes do residual de cloro conhecidas. Com o objetivo de comparaÃÃo dos resultados, o modelo proposto, tambÃm foi aplicado em uma rede modelo estudada em outros trabalhos cuja determinaÃÃo do parÃmetro em questÃo foi realizada atravÃs do mÃtodo dos algoritmos genÃticos / One of the biggest challenges of the Brazilian companies to sanitation is the provision of drinking water within the quality standards recommended by the Ordinance No 518/2004 of the Ministry of Health. To obtain this quality, it is common practice to use chlorine in water treatment plants. However, it participates in various reactions with the compounds of organic and inorganic nature on the inside of pipes, reacting both within the liquid, as the walls of the pipes, causing the decay of chlorine throughout the distribution network. Considering the above, to make more efficient the management of residual chlorine in water distribution systems, the literature describes the use of modeling, assuming that the effects of the decay of chlorine can be represented by the coefficients kbulk and kwall. However, the calculation of these parameters is a complex task, because the systems have different types of piping materials, variation of age of the pipes that make up and the types of springs (surface and underground) entered in the system. In this work, it developed a computational routine to determine the parameter of decay of chlorine in the walls of the pipes (kwall) in distribution networks for drinking water, using the Iterative Method of Hydraulic Gradient Alternative (MIGHA) as a method of optimization. The proposed calibration model was applied to a network model, with results evaluated according to the number of nodes with residual chlorine concentrations of the known. In order to compare the results, the proposed model was also applied to a hypothetical network studied in other works whose determination of the parameter in question was performed by the method of genetic algorithms

The aim of this thesis is to summarize the available knowledge on the occurrence and formation of turbidity in the water supply system and the design and application of methodology for measuring the potential occurrence of turbidity in the water supply. Problems of the current state of the quality of drinking water in public water supply systems, with a focus on the occurrence of cataract formation turbidity legislative change indicators of drinking water in the Czech Republic and abroad, and potential methods of measuring turbidity is discribed in the first part of the thesis. In the second part of the paper is a methodology for measuring the potential of turbidity in the water supply network. The methodology is applied in the case study Hrbová pressure zone, which is part of the distribution network of city Vsetin. The case study of the thesis is a statistical analysis and mathematical model of consumption of pressure zone Hrbová.

As redes de distribuição constituem importantes infra-estruturas por serem responsáveis pelo abastecimento de água à população. Dessa maneira, tanto o projeto, como a operação e a manutenção dessas infra-estruturas devem ser eficientes, visando manter a sustentabilidade do recurso natural distribuído através das mesmas. Devido à idade das redes, pressões excessivas nos condutos e outros fatores, as perdas por vazamento representam, nos dias de hoje, grande parte de toda água bombeada e tratada quimicamente para o consumo populacional. Com o objetivo de minimizar essas perdas, este trabalho visa a determinação dos parâmetros do modelo hidráulico para sub-setores da cidade de São Carlos, onde as perdas por vazamentos mostram-se expressivas. Os referidos parâmetros foram determinados através do modelo inverso de minimização dos desvios entre dados de campo observados e valores simulados por modelo hidráulico, usando algoritmos genéticos (AGs). O estudo constitui parte integrante do projeto intitulado \"controle operacional em subsistema urbano de distribuição de água\", apoiado pelo FINEP, em andamento. / The water supply networks are very important structures for human consumption. This way, the project as well as the operation and maintenance of such systems must be efficient, focusing on keeping the sustainability of this natural resource. Due to the age of the networks, excessive pressure inside the pipes and other factors, leakage nowadays represents a considerable loss of the total pumped and chemically treated water which is to be supplied to the population. Trying to minimize theses losses, this study sets out to determine the parameters for the pressure x leakage model, applying it to sub-sectors of São Carlos city network, SP, where leakage represents a considerable amount. The referred parameters determination is realized through the inverse minimization model of differences between data observed in field and those simulated values by a hydraulic model, using genetic algorithms (GAs).

As redes de distribuição constituem importantes infra-estruturas por serem responsáveis pelo abastecimento de água à população. Dessa maneira, tanto o projeto, como a operação e a manutenção dessas infra-estruturas devem ser eficientes, visando manter a sustentabilidade do recurso natural distribuído através das mesmas. Devido à idade das redes, pressões excessivas nos condutos e outros fatores, as perdas por vazamento representam, nos dias de hoje, grande parte de toda água bombeada e tratada quimicamente para o consumo populacional. Com o objetivo de minimizar essas perdas, este trabalho visa a determinação dos parâmetros do modelo hidráulico para sub-setores da cidade de São Carlos, onde as perdas por vazamentos mostram-se expressivas. Os referidos parâmetros foram determinados através do modelo inverso de minimização dos desvios entre dados de campo observados e valores simulados por modelo hidráulico, usando algoritmos genéticos (AGs). O estudo constitui parte integrante do projeto intitulado \"controle operacional em subsistema urbano de distribuição de água\", apoiado pelo FINEP, em andamento. / The water supply networks are very important structures for human consumption. This way, the project as well as the operation and maintenance of such systems must be efficient, focusing on keeping the sustainability of this natural resource. Due to the age of the networks, excessive pressure inside the pipes and other factors, leakage nowadays represents a considerable loss of the total pumped and chemically treated water which is to be supplied to the population. Trying to minimize theses losses, this study sets out to determine the parameters for the pressure x leakage model, applying it to sub-sectors of São Carlos city network, SP, where leakage represents a considerable amount. The referred parameters determination is realized through the inverse minimization model of differences between data observed in field and those simulated values by a hydraulic model, using genetic algorithms (GAs).

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-08-13T11:23:42Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Luciano de Oliveira - 2018.pdf: 5027134 bytes, checksum: a0469fdd822b10eda9e451f4b9c889b2 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-08-13T11:51:19Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Luciano de Oliveira - 2018.pdf: 5027134 bytes, checksum: a0469fdd822b10eda9e451f4b9c889b2 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-13T11:51:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Luciano de Oliveira - 2018.pdf: 5027134 bytes, checksum: a0469fdd822b10eda9e451f4b9c889b2 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-07-13 / The chlorination process is the most used to promote disinfection of water intended for human consumption. During the course of chlorinated water in the supply systems, the concentration of free residual chlorine (FRC), whose reaction rate depends on the characteristics of the natural water, occurs. In this work, we studied the decay of the FRC concentration related to the reactions in the liquid mass in two types of water, of subterranean and superficial origin, with different concentrations of organic matter, with the perspective of the influence of the water travel time, dependent on consumption scenarios in real distribution networks, whose supply modules are characterized by low population density and that operate under the initial demand conditions predicted in the projects. The effect of temperature and total organic carbon on the values of mass decay kinetic constants (k b ), used in mathematical models that simulate water quality, was considered. The results showed that the variation of the kb values is directly proportional to the water temperature and the TOC. For initial concentrations close to 1.00 mg.L -1 , the values of the kinetic constants for waters from surface water sources maintained in the temperature ranges of 20 to 21 °C and 30 to 31 °C were respectively 0.0888 day -1 and 0.1200 day -1 for samples collected at the ETA filter output of the DAIAsystem and TOC value of 0.4798 mg.L -1 and equal to and 0.1680 day -1 and 0.3024 day -1 for the samples collected at the filter outputs of the Piancó and TOC system ETA of 0.8750 mg.L - . In samples of groundwater with TOC of 0.1740 mg.L -1 , maintained at the same temperature 1 ranges, the kinetic coefficients were 0.0264 day -1 and 0.0480 day -1 , respectively. Experiments for temperature between 30 and 31 °C and near test duration showed a significant difference in chlorine decay behavior in filtered water samples collected at conventional treatment plants, which showed a residual chlorine loss percentage of 64.81% in relation to the initial concentration of 1.08 mg.L -1 of disinfectant (ETA DAIA) and 33.65% in relation to the initial concentration of 1.05 mg.L -1 of disinfectant (ETA Piancó). Raw water samples from the underground spring lost 14.33% of the initial concentration of 1.04 mg.L -1 . The travel times for the most critical nodes and the minimum disinfectant concentrations at the entrance of the supply modules to comply with the legislation were 40 hours and 0.27-0.28 mg.L -1 for the distribution networks of the condominium Valley of the Birds and 144 hours and 0.30-0.36 mg.L -1 for the condominium Terras Alphaville. / O processo de cloração é o mais utilizado para promover a desinfecção das águas destinadas ao consumo humano. Durante o percurso da água clorada nos sistemas de abastecimento ocorre o decaimento da concentração do cloro residual livre (CRL), cuja taxa de reação depende das características da água natural. Neste trabalho estudou-se o decaimento da concentração do CRL relacionado às reações na massa líquida em dois tipos de águas, de origem subterrânea e superficial, com diferentes concentrações de matéria orgânica, com aperspectiva da influência do tempo de percurso da água, dependente de cenários de consumo em redes de distribuição reais, cujos módulos de abastecimento são caracterizados pelo baixo adensamento populacional e que operam nas condições iniciais de demanda previstas nos projetos. Considerou-se o efeito da temperatura e do carbono orgânico total sobre os valores das constantes cinéticas de decaimento em massa (k b ), utilizadas nos modelos matemáticos que simulam a qualidade da água. Os resultados mostraram que a variação dos valores de k b é diretamente proporcional à temperatura da água e ao COT. Para concentrações iniciais próximas a 1,00 mg.L -1 os valores das constantes cinéticas, para águas provenientes de mananciais superficiais mantidas nas faixas de temperatura de foram, respectivamente, iguais a 0,0888 20 a 21 °C e 30 a 31 °C, dia -1 e 0,1200 dia -1 para amostras coletas na saída do filtro da ETA do sistema DAIA e valor de COT de 0,4798 mg.L -1 e iguais a e 0,1680 dia -1 e 0,3024 dia -1 para as amostras coletas na saídas do filtro da ETA do sistema Piancó e COT de 0,8750 mg.L -1 . Em amostras de água subterrânea com COT de 0,1740 mg.L -1 , mantidas nas mesmas faixas de temperatura, os coeficientes cinéticos foram iguais a 0,0264 dia -1 e 0,0480 dia -1 , respectivamente. Os experimentos para temperatura entre 30 e 31 °C e tempos próximos de duração dos testes demonstraram diferença significativa no comportamento do decaimento do cloro em amostras de água filtrada coletadas nas estações de tratamento convencional que apresentaram porcentagem de perda de cloro residual de 64,81 % em relação à concentração inicial de 1,08 mg.L -1 de desinfetante (ETA DAIA) e 33,65 % em relação à concentração inicial de 1,05 mg.L -1 de desinfetante (ETA Piancó). Amostras de água bruta do manancial subterrâneo perderam 14,33 % da concentração inicial de 1,04 mg.L -1 . Os tempos de percurso para os nós mais críticos e as concentrações mínimas de desinfetante na entrada dos módulo de abastecimento para atendimento à legislação foram iguais a 40 horas e 0,27-0,28 mg.L -1 para as redes de distribuição do condomínio Vale dos Pássaros e 144 horas e 0,30-0,36 mg.L -1 para o condomínio Terras Alphaville.

La crise de l’eau dans le monde et la pénurie des ressources en eau exigent une bonne gestion de cette précieuse ressource. La bonne gestion passe en premier lieu par un réseau d’adduction d’eau potable fiable avec un faible taux de fuite. Les fuites causées par la rupture des canalisations, phénomène assez fréquent en milieu urbain, s’amorcent sur un défaut dû à la corrosion ou autres. L’amorçage et la propagation de la fissure se fait par fatigue sous l’effet de contraintes engendrées par le passage des véhicules, ou brutalement à cause du phénomène de coup de bélier. La gravité de ces phénomènes dépend de plusieurs paramètres y compris la nature du matériau des conduites. Les matériaux polymères, comme le PEHD, occupent une bonne partie du marché de transport d’eau, grâce à leurs multiples qualités (coût réduit, facilité de pose, flexibilité), notamment dans les réseaux de distribution (réseau secondaire). L’utilisation de ce matériau dans les réseaux d’adduction (aqueducs) est en pleine expansion mais beaucoup moins étudier dans les travaux de recherche. L’objectif de la thèse consiste à étudier le risque de rupture des conduites en polyéthylène haute densité destinée à l’adduction d’eau potable ainsi que leurs résistances au phénomène de coup de bélier. Pour répondre à cette problématique, en premier lieu nous avons caractérisé expérimentalement le comportement mécanique à la rupture des conduites en PEHD. Ensuite, nous avons développé un outil numérique de calcul par élément fini permettant de modéliser la rupture des conduites. À l'issue de cette étude nous avons proposé un modèle semi-empirique reliant la pression d’amorçage d’une fissure à la taille du défaut préexistant ainsi qu’aux dimensions de la conduite. Finalement, nous avons appliqué les outils développés sur un réseau d’adduction d’eau potable existant. Le comportement d’une conduite en PEHD soumise à un phénomène de coup de bélier a été analysé / The water crisis in the world and the shortage of water resources require good management of this precious resource. Good management requires, first and foremost, a reliable drinking water supply system with low leakage rate. Leakage caused by the rupture of pipes, fairly frequent phenomenon in urban areas, initiate from a pre-existing defect in the pipe wall. The initiation and propagation of the crack occur under environmental stress caused by passing vehicles, or it can happen brutally due to water hammer phenomenon. The severity of these phenomena depends on several parameters including the nature of the piping material. Polymeric materials such as HDPE, take a great part of the water transport market, thanks to their many qualities (reduced cost, ease of installation, flexibility), especially in secondary network distribution system. Currently, the use of this material in the supply networks (aqueducts) is booming but less studied in research works. The aim of the present work is to study the failure of high density polyethylene pipes for the supply of drinking water and their resistance to water hammer phenomenon. In order to address this issue, first we have characterized experimentally the mechanical fracture behavior of HDPE pipe. Then, we have developed a finite element calculation tool allowing the modeling of pipes subjected to internal pressure loads. As a result of this numerical study, we proposed a semi-empirical model linking the failure pressure to the size of pre-existing defects as well as the pipe dimensions. Finally, we applied the developed tools on an existing drinking water system. The behavior of HDPE pipe subjected to a water hammer phenomenon was analyzed

Orientador: Paulo Sergio Franco Barbosa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-09T08:18:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Venturini_MariaAliceAmadoGouveia_D.pdf: 5062726 bytes, checksum: 6606d29c93d4c6073273826378c32081 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: O abastecimento de água é um fator de extrema importância para o bem estar da sociedade. Muitos sistemas de abastecimento de água vêm apresentando deficiências operacionais, seja pelo elevado incremento na demanda nos últimos anos ou pela falta de manutenção adequada. O aumento da freqüência de interrupções no fornecimento de água tem sido comum, gerando a insatisfação de seus usuários. Altos investimentos são necessários para a reabilitação dos sistemas de abastecimento de água existentes, visando assegurar níveis operacionais adequados, mas as empresas têm recursos financeiros limitados. Justifica-se, deste modo, o desenvolvimento de novas metodologias que visem a reabilitação destes sistemas buscando o funcionamento adequado dos mesmos, dentro de padrões técnicos satisfatórios com custos aceitáveis. Neste contexto, a metodologia proposta almeja estudar alternativas de reabilitação em sistemas existentes, tendo como suporte um simulador de redes de abastecimento (SPERTS). Para considerar os múltiplos aspectos na tomada de decisão sobre as possíveis soluções de reabilitação a adotar utiliza-se a análise multicriterial que então, fornece uma hierarquia das alternativas encontradas em cada caso / Abstract: Water supply is extremely important for the welfare state of society. Many water supply systems have presented operational deficiency due to high increase on the demand or lack of adequate maintenance. The increase of on frequency of the interruption on the water supply has been usual, thus not fulfilling customer expectations for the consumers. High investments are needed to rehabilitate the existing water supply systems aiming at ensuring adequate operational levels. This situation highlights the importance of the development of new methodologies aiming at the rehabilitation of these systems for an adequate operation, within satisfactory technical standard and acceptable costs. Thus, the proposed methodology aims to study rehabilitation alternatives in existing water systems, taking as support a water supply network simulator (SPERTS). In order to consider the multiple aspects on the decision making process about the possible rehabilitation solutions, a multcriterial analysis is used thus, providing an hierarchy of the alternatives found in each case / Doutorado / Recursos Hidricos / Doutor em Engenharia Civil

[ES] La sectorización en sectores hidrométricos de las redes de abastecimiento de agua potable ha sido, a lo largo de los últimos años, una de las técnicas más empleadas para ubicar y controlar las fugas. Esto es de vital importancia ante un recurso, el agua potable, cada vez más escaso y valioso. Sin embargo, el empleo de esta técnica, algunas veces, es llevada a cabo por ensayo y error, o sin una estrategia previamente establecida. La capacidad hidráulica de la red, o caudal máximo que puede aportar cumpliendo los requisitos mínimos de servicio, puede afectarse cuando se lleva a cabo un proceso de sectorización. Esto es debido a que el cierre de tramos de la red cambia las condiciones de servicio, pudiendo generar afectaciones graves desde el punto de vista de presiones y de calidad de agua. Algunas veces, también, es aplicado el proceso de sectorización sin una evaluación previa de las características de la red y de las condiciones operativas. Partiendo de estas situaciones, se planteó indagar acerca de cómo las condiciones iniciales de operación de la red pudiesen afectar la formación de los sectores hidrométricos desde el punto de vista de su configuración. En los procesos de sectorización pueden emplearse algoritmos de clústering debido a la analogía existente entre los agrupamientos de los diferentes elementos de los sistemas de abastecimiento de agua y los principios aplicados en las técnicas de agrupamiento de datos. Así, se decidió aplicar diversas técnicas basadas en la detección de comunidades en redes, ya que poseen la ventaja de agrupar en función de la información en las conexiones, y no solo en la información almacenada en los nodos, lo cual resulta favorable para el tema en estudio en este trabajo, debido a que pudiera tomarse en cuenta cómo la variación de los niveles de exigencia en las tuberías, ocasionados por la variación en la demanda, afectaría la formación de sectores. Para ello se planteó trabajar con dos redes de prueba conocidas en la literatura, a las cuales se les simuló bajo distintas capacidades de carga de trabajo y a través del empleo de varios algoritmos de agrupamiento, tales como Infomap, Walktrap, Fast gready, Edge betweeness, Luovain y Leiden. La metodología desarrollada fue, finalmente, aplicada a una red real de gran tamaño, lo que valida dicha metodología para un problema del mundo real. Como parámetros para ponderar las conexiones se probaron cuatro opciones: caudal circulante con la red trabajando a la capacidad deseada; energía disipada en cada tramo con la red trabajando a la capacidad deseada; relación entre el caudal circulante en el tramo y el caudal circulante a capacidad máxima teórica de la red; y relación entre la energía disipada trabajando a la capacidad deseada y la disipación de la energía en los tramos con la red trabajando a capacidad máxima. Obtenida la partición por cualquiera de los métodos anteriormente expuestos, se optimizaron las entradas y salidas de los sectores por medio de la implementación de un algoritmo de enjambre de partículas; adicionalmente, se hace una comparación del resultado con otro obtenido a partir de un algoritmo de colonia de hormigas, lo que permite dar robustez a la metodología desarrollada. / [CA] La partició o sectorització de les xarxes d'abastiment d'aigua potable a les anomenades districtes hidromètrics ha estat, durant els darrers anys, una de les tècniques més utilitzades per localitzar i controlar les pèrdues d'aigua. La sectorització és crucial quan es tracta d'un recurs cada vegada més escàs i valuós com es l'aigua. Tanmateix, l'ús d'aquesta tècnica de vegades es duu a terme mitjançant proves i errors, o sense una estratègia prèviament establerta. La capacitat hidràulica d'una xarxa o el cabal màxim que pot proporcionar mentre compleix els requisits mínims de servei es pot veure afectat quan es realitza un procés de sectorització. Això es deu al fet que el tancament de seccions de la xarxa modifica les condicions del servei, la qual cosa pot generar greus efectes des del punt de vista de la pressió i la qualitat de l'aigua. A més, de vegades s'apliquen processos de sectorització sense una avaluació prèvia de les característiques de la xarxa i de les condicions de funcionament. Partint d'aquestes situacions, ens vam preguntar sobre com les condicions inicials de funcionament de la xarxa podrien afectar la construcció dels sectors hidromètrics des del punt de vista de la seva configuració. Els algoritmes de clusterització es poden utilitzar en processos de sectorització a causa de l'analogia entre l'agrupació dels diferents elements dels sistemes d'abastiment d'aigua i els principis aplicats en les tècniques d'agrupament de dades. Així, vam decidir aplicar diverses tècniques basades en la detecció de comunitats a les xarxes, ja que tenen l'avantatge de realitzar agrupacions basades en la informació de les unions i no només en la informació emmagatzemada als nodes. Això és favorable per al tema en estudi en aquest treball, perquè es pot considerar com la variació dels nivells de demanda a les canonades, causada per la variació de la demanda, pot afectar la construcció de sectors. Amb aquesta finalitat, es va proposar treballar amb dues xarxes de proves conegudes a la literatura, que es van simular sota diferents capacitats de càrrega i mitjançant l'ús de diversos algorismes de clusterització, com Infomap, Walktrap, Fast gready, Edge betweeness, Luovain i Leiden. La metodologia desenvolupada es va aplicar, finalment, a una gran xarxa real, que valida la metodologia per a una xarxa de subministrament d'aigua del món real. Com a paràmetres per ponderar les unions, es van provar quatre opcions: cabal circulant amb la xarxa treballant a la capacitat desitjada; energia dissipada a cada secció amb la xarxa treballant a la capacitat desitjada; relació entre el cabal circulant a la secció i el cabal circulant a la capacitat màxima teòrica de la xarxa; i la relació entre l'energia dissipada que treballa a la capacitat desitjada i la dissipació d'energia a les seccions amb la xarxa que treballa a la màxima capacitat. Un cop obtinguda la partició per qualsevol dels mètodes esmentats anteriorment, les entrades i sortides dels sectors s'optimitzen mitjançant un algorisme d'optimització d'eixam de partícules; a més, es fa una comparació del resultat amb un altre algoritme d'optimització, és a dir, un algoritme d'optimització de colònies de formigues, que permet proporcionar robustesa a la metodologia desenvolupada. / [EN] Partitioning or sectorization of drinking water supply networks into so-called district metered areas has been, over the last years, one of the most used techniques to locate and control leaks. Sectorization is crucial when dealing with an increasingly scarce and valuable resource as water. However, the use of this technique is sometimes carried out by trial and error, or without a previously established strategy. The hydraulic capacity of a network, or the maximum flow it can provide while meeting the minimum service requirements, can be affected when a sectorization process is carried out. This is due to the fact that the closure of sections of the network changes the service conditions, which could generate serious effects from the point of view of pressure and water quality. Also, sometimes sectorization processes are applied without a prior evaluation of the characteristics of the network and of the operating conditions. Starting from these situations, we inquired about how the initial operating conditions of the network could affect the construction of the hydrometric sectors or district metered areas from the point of view of their configuration. Clustering algorithms can be used in sectorization processes due to the analogy between the grouping of the different elements of water supply systems and the principles applied in data grouping techniques. Thus, we decided to apply various techniques based on the detection of communities in networks, since they have the advantage of performing grouping based on the information at the junctions, and not only on the information stored at the nodes. This is favourable for the subject under study in this work, because one may consider how the variation of the demand levels in the pipes, caused by the demand variation, can affect the construction of sectors. To this end, it was proposed to work with two test networks known in the literature, which were simulated under different load capacities and through the use of various clustering algorithms, namely Infomap, Walktrap, Fast gready, Edge betweeness, Luovain and Leiden. The methodology developed was, finally, applied to a large real network, which validates the methodology for a real-world water supply network. As parameters to weight the junctions, four options were tested: circulating flow with the network working at the desired capacity; energy dissipated in each section with the network working at the desired capacity; relationship between the circulating flow in the section and the circulating flow at the theoretical maximum capacity of the network; and the relationship between the energy dissipated working at the desired capacity and the dissipation of energy in the sections with the network working at maximum capacity. Once the partition is obtained by any of the previously said methods, the inputs and outputs of the sectors are optimized by using a particle swarm optimization algorithm; additionally, a comparison of the result is made with another optimization algorithm, namely, an ant colony optimization algorithm, which allows to provide robustness to the developed methodology. / Martins Alves, C. (2020). La capacidad hidráulica en las redes de agua potable y su influencia en el proceso de sectorización [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/159938

A redução das perdas em sistemas de distribuição de água tem se tornado, além de uma questão ética, um determinante da eficiência e mesmo da sobrevivência das concessionárias destes serviços. A quantificação e determinação da natureza das vazões perdidas, que possuem relação íntima com as pressões de operação, são aspectos que ainda merecem análises mais profundas e práticas. Os parâmetros do modelo pressão-vazamento permitem o detalhamento das perdas físicas e foram obtidos por meio de calibrações para um setor de distribuição de água da cidade de Piracicaba, SP, em padrões hidráulicos distintos - sob hipótese de consumo noturno nulo (vazão mínima noturna), descargas de rede, patamares de pressão e sob consumo diurno dirigido pela pressão através de curvas encontradas na literatura e propostas. Os resultados obtidos indicaram que os valores dos parâmetros do modelo pressão-vazamento não são fixos, mas variam conforme o padrão hidráulico de operação da rede. Estudos acerca do parque de hidrômetros e seus desvios de indicação também foram realizados, em conjunto com uma análise das vazões típicas de abastecimento residencial, e apontaram para fortes erros de medição em razão do uso de reservatórios domiciliares. / Losses reduction on water supply networks came to be, beyond the ethical question, a condition for efficiency and even survival of enterprises which develop those services. Quantification and determination of the nature of leakage, which are closely related to operational pressure, are aspects which still claim for deeper and more practical analysis. Parameters to the pressure-leakage model allows to detail physical losses at one given system, and they were obtained throughout employment of distinct hydraulic patterns - minimal night flow (no usage), network flush situations, pressure levels and day usage driven by pressure from curves found on lectures and author\'s propositions - when proceeding calibration at a water supply section at the Piracicaba city, SP. Achieved results have shown that pressure-leakage model parameters values are not constant, but really change according to network\'s operational hydraulic pattern. Studies concerning section\'s water flow meters and its measuring deviation were also done, and joined to an analysis of typical patterns of home usage flows; they have pointed to huge metering errors because of employment of home reservoirs.