The present work has as its primary objective to characterize the pluviometric system in the state of Sergipe and evaluate the applicability of the artificial neural networks in the process of fulfilling malfunctions in the historical series of pluvimetric data. It is intended, with this work, to socialize the technical knowledge about the existing system in the state and present to the users data of precipitation, a possible tool for the treatment of this information. To characterize the pluviometric system in the state of Sergipe, interviews were carried in public organizations, at the state and federal level, that have pluviometric posts or stations in Sergipe, aiming at identifying the profile of the people responsible for the stations; the structure of the network; and the process of monitoring and validating the precipitation data. To evaluate the functioning of the neural networks when the failures were fulfilled, three experiments were carried out, varying the structure of the created system. The results of the research reveal that Sergipe has a pluviometric system with good density, but poor distribution of stations. Also, a considerable number of stations today are inactive, and amongst the ones that are active, the great majority is conventional, and models that do not meet the recommendations of the World Meteorology Organization. This points out the urgent need to restructure the pluviometric system in the state. It has also been discovered that failures in the process of collection and transmission of data generate innumerous problems and inconsistence in the data of historical series of pluviometric data. About the applicability of the neural network to overcome the last problem, the experiments showed that the neural systems are able to generate satisfactory results. Nevertheless, there is some difficulty to obtain the values with precision, because the series of pluviometric data are not obtained with regularity, which implies in problems to recognize a specific pattern. Whereas researchers aim at consistent and precise data, this technique should not be disregarded, but improved and utilized after the pre-treatment of the data through simpler models. / O presente trabalho tem como objetivo caracterizar a rede pluviométrica do Estado de Sergipe e avaliar a aplicabilidade das redes neurais artificiais no preenchimento de falhas nas séries históricas de dados pluviométricos. Pretende-se, com este trabalho, socializar os conhecimentos técnicos sobre a rede existente no Estado e apresentar aos usuários dos dados de precipitação uma possível ferramenta voltada ao tratamento desses dados. Para caracterizar a rede pluviométrica do Estado, foram realizadas entrevistas nas entidades públicas, estaduais e federais, que possuem postos ou estações pluviométricas no Estado, visando identificar o perfil das pessoas responsáveis pelas estações; a estrutura da rede; e o processo de monitoramento e validação dos dados de precipitação. E, para avaliar o comportamento das redes neurais, quando aplicadas ao preenchimento de falhas, foram realizados 03 experimentos, variando a estrutura da rede criada. Os resultados da pesquisa revelam que Sergipe possui uma rede pluviométrica com boa densidade, mas com má distribuição das estações. Além disso, um número significativo de estações estão atualmente desativadas e dentre as que estão em funcionamento, a grande maioria é do tipo convencional e de modelos que não atendem às recomendações da Organização Mundial de Meteorologia OMM. O que mostra a urgente necessidade de reestuturação da rede pluviométrica do Estado. Constatou-se também que as falhas no processo de coleta e transmissão dos dados geram inúmeros problemas de inconsistência de dados e lacunas nas séries históricas de dados pluviométricos. Quanto à aplicabilidade das redes neurais para solucionar este último problema, os experimentos mostraram que as redes neurais conseguem gerar resultados satisfatórios. Porém, com certa dificuldade de obter valores com precisão, pois as séries de dados pluviométricos não apresentarem muita regularidade, dificultando o reconhecimento de uma lógica ou de um padrão. No entanto, embora o que se almeje sejam dados consistentes e precisos, esta técnica não deve ser descartada, mas sim aprimorada e utilizada após o prétratamento dos dados através de modelos mais simples.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-11-06T16:08:46Z No. of bitstreams: 1 PAULO ROMERO GUIMARÃES SERRANO DE ANDRADE - DISSERTAÇÃO PPGECA 2000..pdf: 36173335 bytes, checksum: 8c355842ff686dced645eaae16c63cfd (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-06T16:08:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PAULO ROMERO GUIMARÃES SERRANO DE ANDRADE - DISSERTAÇÃO PPGECA 2000..pdf: 36173335 bytes, checksum: 8c355842ff686dced645eaae16c63cfd (MD5) Previous issue date: 2000-12-14 / A notória subutilização dos reservatórios do Nordeste do Brasil, mormente em sua região semi-árida, derivando, regra geral, da ausência de um manejo adequado e de instrumental técnico eficiente aplicáveis à funcionalidade dos seus perímetros de irrigação, desperta, quase sempre, o receio de esgotá-los. O uso mais racional dos recursos hídricos e a busca da maximização dos benefícios advindos de aproveitamentos hidráulicos já existentes, a fim de que as populações dessa área possam ser melhor atendidas, motivaram a elaboração deste trabalho. Neste contexto, procurou-se estudar a operação do sistema hídrico formado pelos reservatórios Jucazinho e Carpina, e três perímetros de irrigação, localizados na bacia do rio Capibaribe, em Pernambuco, com o objetivo de maximizar os benefícios financeiros líquidos advindos da agricultura irrigada e da piscicultura, atendidos o requerimento de água para o abastecimento urbano, prioritariamente, necessidades hídricas da regularização e controle de cheia. Para analisar o comportamento do sistema hídrico e tentar prover solução ótima para a sua operação, foi aplicado o modelo ORNAP (Curi e Curi, 1999) de otimização, de base mensal, apoiado em técnicas de programação não linear. A função objetivo que visa a maximização do lucro da prática agrícola irrigada e piscicultura, é sujeita a restrições diversas, representadas por equações de natureza linear e não linear, que traduzem no processo de otimização, a nível mensal, as limitações físicas dos reservatórios, perímetros e equipamentos hidráulicos, limitações hidrológicas, legais, econômicas e sociais, que são próprias de sistemas de múltiplos usos Abordagens determinísticas foram necessárias, idealizando-se o futuro do sistema hídrico como conhecido através de cenários de planejamento, caracterizados por três situações climáticas distintas (média, seca e chuvosa), que são completados, basicamente, pela definição de valores para variáveis de entrada para o modelo, relacionadas aos elementos naturais e artificiais identificados como pertinentes ao sistema, que envolvem reservatórios, demandas de abastecimento urbano, calhas de rio e perímetros de irrigação. Os resultados otimizados para as diversas variáveis de decisão, como descargas dos reservatórios e áreas irrigadas, máximas e mínimas, são gerados para cada situação climática, combinadas com diferentes aspectos operacionais adotados para os reservatórios Jucazinho e Carpina. O estudo de otimização mostrou que, respeitadas as restrições operacionais impostas, neste estudo, à funcionalidade do sistema hídrico, as áreas máximas cogitadas para os perímetros não seriam totalmente irrigadas. Os resultados alcançados mostram a viabilidade do modelo ORNAP na prática do planejamento e gerenciamento de reservatórios e perímetros, constituindo-se numa interessante ferramenta de apoio à tomada de decisão. / The not utilization in its full potential of the reservoirs in the Northeast of Brazil, especially in its semi-arid area, derives, most of the time, of the absence of an appropriate handling and the fear of empty them. The motivation for this work was the achievement of a more rational use of the water resources and the search of the maximization of the benefits generated by the hydraulic uses already existent, so that the population of that area can be better assisted. In this context, it is studied the operation of the water resource system formed by the reservoirs Jucazinho and Carpina, and three irrigation sites, located in the basin of the Capibaribe river, in Pernambuco, North-east Brazil, with the objective of maximizing the net income generated by the irrigated agriculture and fish farming, respecting the needs of water for urban uses, flow and flood control. To analyze the behavior of the water resources system in order to obtain an optimal solution for its operation, was applied an optimization model called ORNAP (Curi and Curi, 1999), of monthly base, based on a nonlinear optimization technique. The objective function that seeks the maximization of the profit of the irrigated agricultural and and extensive fishing activities, is subject to several constraints, represented by equations of linear and non linear nature that accounts, in the optimization process, at monthly level, for the physical limitations of the reservoirs, perimeters and hydraulics equipment, hydrological limitations, legal, economical and social requirements, that are inherent of water resource systems of multiple uses. A deterministic approach was necessary, where the future was idealized through planning scenarios, characterized by three different climate situations (average, dry and rainy). The optimal values assumed by the several decision variables, such as discharges of the reservoirs and irrigated areas for each crop, are generated for each climatic situation, taking in account the several operational aspects adopted for the reservoirs Jucazinho and Carpina. The optimization study showed that, respected the imposed operational constraints, in this study, the maximum areas cogitated for the perimeters would not be totally irrigated. The reached results show the viability of the model ORNAP for the planning and management of reservoirs and irrigated sites, constituting in an interesting tool for a decision support system.