O uso de modelos matemáticos na análise de sistemas de recursos hídricos tem se desenvolvido bastante desde a década de 1960. Uma das principais áreas de aplicação dos modelos de análise de sistemas de recursos hídricos é no planejamento e na operação de sistemas de reservatórios. Dois tipos de abordagem podem ser adotados para a solução desse tipo de problema: abordagem tradicional, baseada em técnicas de pesquisa operacional, e abordagem por sistemas inteligentes (inteligência artificial – IA). Modelos baseados em IA têm como principal característica a flexibilidade de inclusão de regras expressas em uma linguagem de fácil compreensão que incorporam na modelagem o conhecimento especializado e a experiência dos operadores. Apesar da importância do assunto e do potencial das técnicas, o estágio de desenvolvimento atual é carente de fundamentação teórica que sistematize a prática vivencial dos atores nos processos. Pesquisas que fechem essa lacuna são necessárias para que melhor se conheçam as vantagens e desvantagens dos Sistemas Inteligentes aplicados à operação de sistemas de reservatórios. Foram escolhidas para teste técnicas baseadas em lógica difusa, redes neurais artificiais e sistemas híbridos neuro-difusos. nvestigar o potencial destas técnicas para o processo de tomada de decisão na operação de sistemas de reservatórios constitui o objetivo geral desta pesquisa. As definições e as implementações dos esquemas metodológicos propostos nesta pesquisa e suas aplicações no estudo de caso do sistema que abastece a região metropolitana de Fortaleza confirmaram a hipótese da pesquisa para duas das três técnicas avaliadas – os modelos baseados em lógica difusa e os modelos baseados em redes neurais artificiais. A terceira técnica testada – sistemas de inferência adaptativos neuro-difusos – apresentou resultados insatisfatórios. As principais contribuições desta pesquisa ao estado da arte estão principalmente nos seguintes pontos: definição de esquemas metodológicos utilizando abordagens baseadas em sistemas inteligentes na obtenção de políticas operacionais para sistemas de reservatórios em regiões semi-áridas; inclusão, nos sistemas inteligentes para obtenção de políticas operacionais, de variáveis semânticas (qualitativas) indicativas da previsão climática, avaliando tanto a melhora do processo de operação dos reservatórios quanto os erros potenciais decorrentes de previsões equivocadas; utilização, em conjunto, de técnicas de agrupamento e de aprendizado organizativo na construção de sistemas especialistas difusos para operação de sistemas de reservatórios; construção e utilização, para os sistemas especialistas difusos de operação de reservatórios, de Modelos Hierarquicamente Escalonados, evitando a “Falta de Conhecimento”. / The use of mathematical models in the analysis of water resources systems grew enough since the decade of 1960. One of the main areas of application of the models is in the planning and in the operation of systems of reservoirs. Two approach types can be adopted for the solution of this problem type: traditional approach, based on techniques of operational research, and approach by intelligent systems (artificial intelligence – AI). The Models in AI have as main characteristic the flexibility of inclusion of expressed rules in a language of easy understanding that incorporate in the modeling the specialized knowledge and the experience of the operators. In spite of the importance of the subject and of the potential of the techniques, the apprenticeship of current development is lacking of theoretical recital that it systematizes the actors' practice in the processes. Researches that close this gap are necessary so that better is known the advantages and disadvantages of the applied Intelligent Systems to the operation of systems of reservoirs. Techniques based on fuzzy logic, artificial neural networks and neuro-diffuse hybrid systems were chosen for test. The objective of the research is to investigate the potential of these techniques for the process of decision in the operation of systems of reservoirs. The definitions and implementations of the methodological outlines proposed in this research and their applications in the study of case of the system that supplies the metropolitan area of Fortaleza confirmed the hypothesis of the research for two of the three appraised techniques – the models based in fuzzy logic and the models based in artificial neural networks. The third tested technique – Adaptive Network Based Fuzzy Inference System – presented unsatisfactory results. The main contributions of this research to the state of the art are: definition of methodological outlines using approaches based in intelligent systems in the obtaining of operational politics for systems of reservoirs in semi-arid areas; inclusion, in the intelligent systems for obtaining of operational politics, of semantic variables (qualitative) indicative of the climatic forecast, evaluating as much the improvement of the process of operation of the reservoirs as the current potential mistakes of mistaken forecasts; use, together, of clustering techniques and of learning in the construction of diffuse expert systems for operation of systems of reservoirs; construction and use, for the diffuse expert systems of operation of reservoirs, of assigned models, avoiding the "Lack of Knowledge".

O uso de modelos matemáticos na análise de sistemas de recursos hídricos tem se desenvolvido bastante desde a década de 1960. Uma das principais áreas de aplicação dos modelos de análise de sistemas de recursos hídricos é no planejamento e na operação de sistemas de reservatórios. Dois tipos de abordagem podem ser adotados para a solução desse tipo de problema: abordagem tradicional, baseada em técnicas de pesquisa operacional, e abordagem por sistemas inteligentes (inteligência artificial – IA). Modelos baseados em IA têm como principal característica a flexibilidade de inclusão de regras expressas em uma linguagem de fácil compreensão que incorporam na modelagem o conhecimento especializado e a experiência dos operadores. Apesar da importância do assunto e do potencial das técnicas, o estágio de desenvolvimento atual é carente de fundamentação teórica que sistematize a prática vivencial dos atores nos processos. Pesquisas que fechem essa lacuna são necessárias para que melhor se conheçam as vantagens e desvantagens dos Sistemas Inteligentes aplicados à operação de sistemas de reservatórios. Foram escolhidas para teste técnicas baseadas em lógica difusa, redes neurais artificiais e sistemas híbridos neuro-difusos. nvestigar o potencial destas técnicas para o processo de tomada de decisão na operação de sistemas de reservatórios constitui o objetivo geral desta pesquisa. As definições e as implementações dos esquemas metodológicos propostos nesta pesquisa e suas aplicações no estudo de caso do sistema que abastece a região metropolitana de Fortaleza confirmaram a hipótese da pesquisa para duas das três técnicas avaliadas – os modelos baseados em lógica difusa e os modelos baseados em redes neurais artificiais. A terceira técnica testada – sistemas de inferência adaptativos neuro-difusos – apresentou resultados insatisfatórios. As principais contribuições desta pesquisa ao estado da arte estão principalmente nos seguintes pontos: definição de esquemas metodológicos utilizando abordagens baseadas em sistemas inteligentes na obtenção de políticas operacionais para sistemas de reservatórios em regiões semi-áridas; inclusão, nos sistemas inteligentes para obtenção de políticas operacionais, de variáveis semânticas (qualitativas) indicativas da previsão climática, avaliando tanto a melhora do processo de operação dos reservatórios quanto os erros potenciais decorrentes de previsões equivocadas; utilização, em conjunto, de técnicas de agrupamento e de aprendizado organizativo na construção de sistemas especialistas difusos para operação de sistemas de reservatórios; construção e utilização, para os sistemas especialistas difusos de operação de reservatórios, de Modelos Hierarquicamente Escalonados, evitando a “Falta de Conhecimento”. / The use of mathematical models in the analysis of water resources systems grew enough since the decade of 1960. One of the main areas of application of the models is in the planning and in the operation of systems of reservoirs. Two approach types can be adopted for the solution of this problem type: traditional approach, based on techniques of operational research, and approach by intelligent systems (artificial intelligence – AI). The Models in AI have as main characteristic the flexibility of inclusion of expressed rules in a language of easy understanding that incorporate in the modeling the specialized knowledge and the experience of the operators. In spite of the importance of the subject and of the potential of the techniques, the apprenticeship of current development is lacking of theoretical recital that it systematizes the actors' practice in the processes. Researches that close this gap are necessary so that better is known the advantages and disadvantages of the applied Intelligent Systems to the operation of systems of reservoirs. Techniques based on fuzzy logic, artificial neural networks and neuro-diffuse hybrid systems were chosen for test. The objective of the research is to investigate the potential of these techniques for the process of decision in the operation of systems of reservoirs. The definitions and implementations of the methodological outlines proposed in this research and their applications in the study of case of the system that supplies the metropolitan area of Fortaleza confirmed the hypothesis of the research for two of the three appraised techniques – the models based in fuzzy logic and the models based in artificial neural networks. The third tested technique – Adaptive Network Based Fuzzy Inference System – presented unsatisfactory results. The main contributions of this research to the state of the art are: definition of methodological outlines using approaches based in intelligent systems in the obtaining of operational politics for systems of reservoirs in semi-arid areas; inclusion, in the intelligent systems for obtaining of operational politics, of semantic variables (qualitative) indicative of the climatic forecast, evaluating as much the improvement of the process of operation of the reservoirs as the current potential mistakes of mistaken forecasts; use, together, of clustering techniques and of learning in the construction of diffuse expert systems for operation of systems of reservoirs; construction and use, for the diffuse expert systems of operation of reservoirs, of assigned models, avoiding the "Lack of Knowledge".

As diferentes formas de abordagem sistêmica no planejamento de sistemas de recursos hídricos podem ser divididas em simulação, otimização e análise multi-objetivo. Para a utilização e avaliação dessas abordagens, devem ser adotados critérios de desempenho distintos como é o caso dos índices de confiabilidade, elasticidade e vulnerabilidade. Devido então à complexidade da gestão, se busca o desenvolvimento de Sistemas de Apoio à Decisão – SAD – aplicados à área de recursos hídricos que devem ser interativos e adaptativos, de forma a superar a diferença existente entre o que se desenvolve em centros de pesquisa e o que se utiliza no dia-a-dia profissional. Para tanto, o paradigma da Modelagem Orientada a Objetos – MOO – apresenta uma série de vantagens em relação às técnicas procedurais utilizadas na programação tradicional. O SAD utilizado neste trabalho foi o Sistema de Apoio ao Gerenciamento de Bacias Hidrográficas – SAGBAH, com destaque para o modelo PROPAGARMOO que é voltado a simular a propagação de vazões em uma bacia submetida a decisões operacionais, relacionadas ao suprimento de demandas hídricas e descarga de reservatórios. Através da MOO, foram implementados e testados, no PROPAGARMOO, um editor de modelos de programação linear e dois algoritmos de otimização por procura direta denominados de algoritmos genéticos mono e multi objetivo. O PROPAGARMOO, então, foi utilizado para avaliar duas abordagens implicitamente estocásticas para a derivação e otimização de regras decisórias: a primeira promove o ajuste dos parâmetros de uma regra de decisão cuja morfologia é estabelecida previamente, usando para isso registros históricos de vazão; a segunda promove o ajuste de uma regra de decisão, cuja morfologia é estabelecida previamente ou posteriormente, tendo por base os registros históricos de vazão e as descargas ótimas, obtidas por modelagem. Toda a metodologia foi aplicada à bacia do rio Curu, no Ceará, cujo sistema possui 3 (três) reservatórios de grande porte considerados estratégicos para o atendimento às demandas hídricas existentes. Finalmente se comprovou as virtudes da MOO na implementação de ferramentas de otimização num SAD aplicado a recursos hídricos e o melhor desempenho da abordagem implicitamente estocástica na derivação de regras decisórias para operação de reservatórios, quando os parâmetros dessas regras são otimizados através de algoritmos genéticos. / The different ways of systemic approach in the planning of water resources systems, can be divided in simulation, optimization e multi-objective analysis. For the use and evaluation of them, it must be adopted some distinct criteria of performance as it is the case of the reability, resiliency and vulnerability indexes. Once that the water resources planning is each time more complex, it must be seek the development of Decision Support Systems – DSS – applied to the area of water resources must be interactive and adaptable in a way that overcomes the difference that exist between what is developed in the research centers and what it is used “in practice” in the professional day-by-day. One of the ways to be trailed for this says about the paradigm of the Object- Oriented Modeling – OOM – which has many advantages in relation to used procedural techniques in the traditional programming. The SAD used in this work was the System of Support to Management of Watershed – SAGBAH, in which, among its models, one makes it stand out is the PROPAGRAMOO related to the simulation and the propagation of outflows in the basin submitted to operational decisions, related to the supplies of the water demands and discharge of reservoirs. Through the OOM had been implemented and tested, in the PROPAGARMOO, a publisher of linear programming models and two algorithms of optimization for direct search called genetic algorithms, mono and multi objective. The PROPAGARMOO then was used to evaluate two implicitly stochastic approaches for the derivation and optimization of decision rules: the first one promotes the adjustment of the parameters of a decision rule whose morphology is established previously, using for that historical registers of outflows. The second one promotes the adjustment of a decision rules whose morphology is established previously or later, having for base, the historical registers of outflows and the optimum discharges, gotten from modeling. All the methodology was applied to the basin of Curu river in Ceará – Brazil, whose system has three big strategic reservoirs used to answer the existing water demands. Finally it was proved the virtues of the MOO in the implementation of tools of optimization in a water resources applied SAD and the optimum performance of the implicitly stochastic approach in the derivation of decide rules for operation of reservoirs, when the parameters of these rules are optimized through genetic algorithms.

Orientador: Carlos Henrique Lima Bruhn / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-07-22T14:52:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Soares_CarlosMoreira_M.pdf: 10675775 bytes, checksum: 525b1f3fc9426a139a3cb2594be7ae92 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: O presente trabalho teve por objetivo caracterizar a geometria externa de reservatórios deltaicos, incluindo uma análise da distribuição areal dos arenitos através de técnicas geoestatísticas, com ênfase na variografia e krigagem. Foi elaborado um estudo estratigráfico de alta resolução em área de 25 km2, utilizando informações de 276 poços de um importante campo produtor de petróleo na Bacia do Recôncavo (nordeste do Brasil). O intervalo pesquisado registra o progressivo afogamento de um delta por um lago. A interpretação dos testemunhos e seções estratigráficas identificou os principais reservatórios como conjuntos de lobos de frente deltaica amalgamados e, secundariamente, depósitos originados pelo rompimento dos diques marginais de canais distributários. A análise variográfica detalhada da variável espessura de arenito, realizada para cada unidade estratigráfica ou zona mapeada, revelou alguns elementos geométricos importantes. A partir da feição informalmente denominada de efeito "buraco", quantificou-se a largura média do conjunto de lobos deltaicos (segundo seu eixo transversal) de uma das zonas. O mesmo não foi possível nas demais devido a amalgamação lateral desses corpos, refletidos pelos vários imbricamentos presentes. O confronto dos mapas krigados de espessura de arenito das principais zonas sugere que a direção preferencial de deposição do sistema é NNW/SSE, bem como ilustra os arranjos de compensação e amalgamação dos lobos deltaicos. Em análises estratigráficas de detalhe, é de grande importância a observação do intervalo de estudo no contexto geológico regional em que o mesmo se insere, objetivando o estabelecimento de relações genéticas com os ambientes deposicionais contíguos. Da mesma forma numa abordagem geoestatística, é recomendável um prévio reconhecimento dos processos geológicos que atuaram na área de estudo, das dimensões desta área, do tipo e o que representa a variável em tratamento e, principalmente, das escalas de variabilidade presentes em função da geometria externa dos corpos rochosos / Abstract: This study presents the characterization of the external geometry of deltaic oil reservoirs, including the description of their real distribution using geostatistic tools, such as variography and kriging. A high-resolution stratigraphic study was developed over a 25 km2 area, by using data from 276 closely-spaced wells of an oil-producer field from the Recôncavo Basin, northeastern Brazil. The studied succession records the progressive lacustrine transgression of a deltaic environment. Core data and stratigraphic cross sections suggest that the oil reservoirs are mostly amalgamated, delta-front lobes, and subordinately, crevasse deposits. Some important geometrical elements were recognized by the detailed variographic analysis developed for each stratigraphic unit (zone). The average width for the groups of deltaic lobes of one zone was measured from the variographic feature informally named as ho/e effect. This procedure was not possible for the other zones due to the intense lateral amalgamation of sandstones, indicated by many variographic nested structures. Net sand krigged maps for the main zones suggest a NNW-SSE orientation for the deltaic lobes, as also their common amalgamation and compensation arrangements. High-resolution stratigraphic analyses should include a more regional characterization of the depositional system that comprises the studied succession. On the other hand, geostatistical studies should be developed only after the recognition of (1) the depositional processes acting in the study area, and (2) the geological meaning of the variable to be treated, including its spatial variability scales as a function of sand body thickness, orientation and amalgamation / Mestrado / Geoengenharia de Reservatorios / Mestre em Geociências

Orientadores: Olindo Gomes de Souza Junior, Carlos Henrique Lima Bruhn / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-07-24T22:27:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Braga_MarioSergiodosSantos_M.pdf: 5596494 bytes, checksum: 3b53e925a65ef6e172be5a5cc02f4ab9 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: A matriz de proporção de fácies é uma ferramenta que permite estabelecer modelos 3D da distribuição espacial das heterogeneidades dos reservatórios, a partir das informações obtidas nos poços e na sísmica. O presente trabalho objetivou a construção de matrizes de proporção de fácies dos depósitos sedimentares deltaicos da Formação Pojuca da Bacia do Recôncavo, segundo diferentes metodologias. Precedendo a construção das matrizes de proporção, foi efetuada a correlação rocha-perfil através da utilização de duas abordagens não-paramétricas, uma supervisionada e outra não-supervisionada. O resultado da correlação permitiu a definição de quatro litotipos (conjuntos de fácies permo-porosas) cuja análise do arranjo espacial mostrou que o intervalo estratigráfico estudado poderia ser dividido em três zonas com características litológicas distintas. As matrizes de proporções de fácies, construí das para estas zonas e para o intervalo total, possibilitaram compreender as relações de continuidade lateral e vertical existentes entre os litotipos. Além disto, as três matrizes de proporção construí das para a zona predominantemente arenosa mostraram distintos padrões de continuidade dos litotipos. Por fim, os arranjos espaciais dos litotipos tanto desta zona como do intervalo estratigráfico total, obtidos das matrizes de proporção, foram simulados através de um algoritmo estocástico gaussiano truncado. As imagens geradas confirmaram que os padrões de continuidade dos litotipos variaram em função da matriz de proporção utilizada e ratificaram a importância do emprego da matriz de proporção na modelagem de reservatórios heterogêneos / Abstract: The facies proportion matrix is a tool wich enables the construction of 3D models for the distribution of reservo ir heterogeneities by using well and seismic information. This work aimed to build proportion matrixes of the deltaic facies of the Pojuca Formation in the Recôncavo Basin through different methodologies. The fIrst step before building the proportion matrixes was to perfom a core vs. log estimation based on two different nonparametric approaches, one supervised and another non-supervised. As a result of such estimation, four lithotypes (different facies grouped by similar porosity and permeability characteristics) were defIned. By its turn, the spatial distribution of these lithotypes determined the division of the studied stratigraphic section into three zones with distinctive lithological characteristics, one of them sand-rich and more important in relation to reservo ir aspects. The facies proportion matrixes built for these zones and for the studied stratigraphic section signifIcantly improved the understanding of the relations in horizontal and vertical continuities that exist among the lithotypes. Finally, the spatial distribution of the lithotypes (i) of the whole stratigraphic section and (ii) of the sand-rich zone were simulated through a truncated Gaussian algorithm. The generated images confIrm that the lithotype patterns of continuity depend on the type of proportion matrix wich is used, they also corroborate the importance in using proportion matrixes to model heterogeneous reservoirs / Mestrado / Geoengenharia de Reservatorios / Mestre em Geociências

Orientador : Prof. Dr. Maurício Felga Gobbi / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. Defesa: Curitiba, 13/06/2016 / Inclui referências : f. 108-113 / Resumo: Propõe-se neste trabalho um modelo para estimativa de emissões de gases de efeito estufa (CO2 e CH4) por reservatórios de usinas hidrelétricas. O modelo foi construído baseando-se nas relações do ciclo do carbono na coluna d'água e no sedimento, focando-se nas concentrações de carbono orgânico particulado (lábil e refratário), dissolvido, oxigênio dissolvido, carbono inorgânico e metano. A modelagem foi construída considerando-se as variações verticais de temperatura e concentrações dos compostos deste ciclo na coluna d''agua e de forma média (concentrada) nas duas camadas de sedimento (aeróbia e anaeróbia). Nas simulações realizadas para os reservatórios de Funil (RJ) e do Rio Verde (PR) foi possível se obter bons resultados para os perfis de temperatura e concentração dos compostos na coluna d'água, além de resultados coerentes nas emissões de CO2 e CH4 para a atmosfera, apesar de não terem sido idênticos aos valores medidos em campo. Para o reservatório de Funil, foram obtidos alguns valores de fluxos de CO2 e CH4 muito próximos aos medidos em campo, mas não em todo o período de simulação e eventualmente na mesma ordem de grandeza para emiss˜oes de CH4 no sedimento. Para ambos os reservatórios foram obtidos resultados de fluxos em faixas de valores muito próximas, mesmo possuindo características muito diferentes de vazão e área/volume total, além de resultados de consumo de metano na oxiclina próximos ao comportamento observado em campo em outros lagos. Palavras Chave: Emissão de Gases de Efeito Estufa, Reservatórios, Modelo Unidimensional, Ciclo Biogeoquímico, Modelagem Ambiental / Abstract: In this work we propose a model for greenhose gas emissions from reservoirs. The model is based on equations for carbon balance within the water column and the sediment bed. Specificaly the model considers concentrations of refractory and labile particulate organic carbon, dissolved organic carbon, dissolved axigen, carbon dioxide, and methane. The model considers vertical concentration variation, and vertical temperature variation for stratification and mixing in the water column, and considers two sediment layers for the reservoir bed. The model was applied to two very different reservoirs (Verde and Funil) in Brazil, and was able to reproduce quite well the temperature changes within the water bodies, and predicted emissions of CO2 and CH4 which are at least with what is expected from water quality type models in trems of errors compared to measured data, despite the fact that no calibration was perfermed and literature values were used for coeficients. Methane consumption near the thermocline was also prtedicted by the model which agrees with observed data. Keys: Greenhouse Effect Gases Emission, Reservoirs, Unidimensional Model, Biogeochemistry Cycle, Environmental Modelling

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-25T16:43:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 297744.pdf: 578052 bytes, checksum: 728493bc8e8fd7b158b9cd78864e9a5f (MD5) / Nesta dissertação estudamos o comportamento de sistemas quânticos constituídos por uma coleção de osciladores aos quais podemos associar um operador densidade separável, permitindo identificarmos dois subsistemas fracamente acoplados. Um deles consiste de um único oscilador, representando um sistema microscópico, enquanto o outro corresponde aos demais osciladores, que desempenham o papel de um reservoir com o qual o primeiro se encontra em equilíbrio térmico. Com tal objetivo, construímos a equação mestra que governa a evolução do sistema microscópico a partir da equação de Liouville-Von Neumann para o respectivo operador densidade reduzida, incorporando os efeitos de temperatura via o formalismo da Thermofield Dynamics (TFD) e redefinindo adequadamente o vácuo do sistema macroscópico. Como aplicação, consideramos dois exemplos. O primeiro refere-se a um oscilador em interação com um conjunto de osciladores bosônicos a temperatura finita, usualmente empregado para se descrever, do ponto de vista da mecânica quântica, uma partícula browniana. No segundo, investigamos o comportamento de um oscilador na presença de um banho térmico constituído por um conjunto de osciladores fermiônicos.

Os critérios de outorga adotados nas legislações dos estados inseridos no semi-árido - a fim de regulamentar a vazão de referência a partir de açudes - tem se baseado simplesmente em volumes (vazões) associados a níveis de confiabilidade de atendimento à demanda, não estabelecendo políticas operacionais que tornem seus usos menos vulneráveis às falhas prolongadas e concentradas que são comuns à região. Este trabalho tem o objetivo de avaliar as vazões de referência segundo as políticas de operação (PO) padrão e volumes de alerta. A primeira é uma operação menos arrojada se comparada com a segunda. Isto decorre do fato que na primeira não há maiores preocupações com a vulnerabilidade nos períodos de falha. Já a política de operação baseada em volumes de alerta assegura que na pior situação um suprimento mínimo será realizado. Foi elaborado um modelo de simulação com sub-tarefas de operação de reservatório, operação de projetos hidroagrícolas, operação de atendimento às demandas, avaliação econômica dos déficits e fornecimento de indicadores para subsidiar as avaliações. Dentre os indicadores fornecidos pelo modelo destacam-se: confiabilidade mensal da demanda primária, confiabilidade mensal da demanda secundária, confiabilidade anual do sucesso da atividade agrícola, anuidade equivalente dos custos de falha na demanda primária, anuidade equivalente dos benefícios líquidos da agricultura, anuidade líquida equivalente e total evaporado. Diante da análise de tais indicadores chegou-se à conclusão de que a PO volumes de alerta apresentou resultados superiores à operação padrão. O fato de assegurar o suprimento durante os longos e concentrados períodos de falha gera uma economia que não é superada pelo incremento de água oferecido pela PO padrão.Constatou-se também que a PO padrão coloca todas as categorias de demanda sob o mesmo patamar de vulnerabilidade, enquanto que na PO volumes de alerta as cotas são oferecidas com garantias diferenciadas, sendo mais atraentes do ponto de vista do gerenciamento.

No presente trabalho foram avaliados os benefícios da previsão de vazão afluente de curto e longo prazo, na operação de um reservatório com dois usos conflitantes: geração de energia e controle de cheias. A simulação da operação do reservatório foi realizada com base em dois tipos de modelos para avaliar os benefícios da previsão. Um modelo de operação sem previsão e outro com previsão de vazão afluente, este último desenvolvido no presente trabalho. Regras de operação simples, na forma de curvas-guia lineares, foram utilizadas nos casos de operação com e sem previsão de vazões afluentes. As curvas-guia foram otimizadas através de uma técnica de parametrização, simulação e otimização utilizando um algoritmo evolutivo semelhante a um algoritmo genético. Como base para as análises foram utilizados dados relativos ao reservatório de Três Marias, no Rio São Francisco, principalmente pela disponibilidade de previsões reais de vazão de curto prazo a partir de um trabalho prévio. Essas previsões reais de vazão foram calculadas através de um modelo hidrológico distribuído que utiliza como dados de entrada, previsões de chuva do modelo atmosférico regional ETA. Para avaliar o potencial benefício das previsões de vazão na operação do reservatório, foram realizados testes considerando às vazões afluentes observadas como “previsões perfeitas de vazão”. Os resultados com previsões perfeitas de vazão mostram que pode haver um benefício relativo (incremento na geração de energia) de aproximadamente 8% (cerca de 4,77 milhões de dólares anuais), se forem utilizadas previsões de vazão de longo prazo com dois meses de antecedência, e se a operação for planejada com essa mesma antecedência. A operação baseada em previsões de prazos ou horizontes mais curtos apresenta benefícios inferiores, mas ainda assim significativos. Por exemplo, a previsão perfeita com freqüência semanal e horizonte de 12 dias pode trazer um benefício de aproximadamente 4,45% (cerca de 2,75 milhões de dólares anuais). Esses benefícios foram obtidos com o mesmo desempenho no controle de cheias. Posteriormente, foram realizados testes utilizando as previsões reais de vazão. Os benefícios obtidos com as previsões reais de curto prazo são inferiores aos benefícios obtidos com as previsões perfeitas de curto prazo, como era esperado. Entretanto, com as previsões reais de vazão, foram obtidos benefícios superiores a 50% dos que seriam esperados com a previsão perfeita (vazões observadas). Os resultados obtidos são promissores e mostram que há vantagens evidentes na utilização de previsões de chuva para se obter previsões de vazão na operação de reservatórios com usos múltiplos, quando também é associada à otimização sistêmica de um aproveitamento hidrelétrico.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2013-03-04T19:19:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 305529.pdf: 16972805 bytes, checksum: 7c783ef95a311a44c9dd6fd9a929c05f (MD5) / Em aplicações tecnológicas, inúmeros são os casos em que os materiais porosos merecem atenção destacada. Por isso, grande esforço é devotado para conhecer e descrever suas propriedades. Nesse sentido, as técnicas de análise de imagens constituem-se em uma útil ferramenta, as quais permitem, a partir de uma imagem 3D gerada por microtomografia de raios-X, a inferência de algumas propriedades do meio em questão -- tais como porosidade, distribuição de tamanho de poros (via morfologia matemática, DTP-M) e correlação espacial -- que são obtidas com um mínimo processamento da imagem original. Outras grandezas comumente almejadas estão relacionadas com a simulação de fenômenos físicos na imagem, como por exemplo, a permeabilidade. Mas tais performances podem ser computacionalmente onerosas devido à complexidade da estrutura porosa, levando-nos a buscar uma maneira de simplificar a fase porosa, i.e., capturar a rede poro-ligações do material. No presente trabalho, adotamos o algoritmo das bolas máximas (a-BM) para tal finalidade, e de posse do meio já simplificado, propomos um método semianalítico para a determinação da permeabilidade absoluta. Além disso, dessa rede, outras informações podem ser prontamente obtidas, tais como distribuição de número de coordenação (DNC), de poros esféricos (DT-PE) e gargantas cilíndricas (DT-GC), as quais complementam a caracterização das amostras estudadas. Essa metodologia foi percorrida para cinco amostras de rochas: três arenitos e dois carbonatos. E como primeiro resultado, encontramos consistente concordância entre a distribuição de tamanho de poros de a-BM e DTP-M. Ademais, constatamos que a descrição de cada grupo de rochas é internamente consistente, i. e., a partir de DNC, DT-PE e DT-GC percebe-se as semelhanças das rochas que pertencem a um mesmo grupo, além de concordar com os valores da literatura. Obtemos, além disso, para duas amostras que dispõem da valores experimentais de permeabilidade, uma boa concordância com os valores calculados. / There are a wide range of technological applications where porous materials play a principal role. In these cases, much e.ort is devoted to describe its properties. In this sense, image analysis techniques are useful tools that allow us, from a 3D image built by X-ray microtomography, extract some properties of the medium - such as porosity, pore size distribution (via mathematical morphology (DTP-M)) and spatial correlation - which are obtained with a little of processing of the original image. Other quantities commonly inquired are related to a simulation of physical phenomena in the image, such as permeability. Due to the high computational cost of such simulations, the simplification of the porous phase must be pursued. In the present work, we adopt the maximal ball algorithm (a-BM) to this end, and based in this simplified lattice, we propose a semi-analytical method to determine absolute permeability. Besides, from this pore network model other informations can be promptly obtained such as the distribution of coordination number (DNC), espherical pores (DTPE) and cylindrical throats (DT-GC) which complement the characterisation of the studied samples. We apply this methodology to five samples of rocks: three sandstones and two carbonate. As first results, we observe a consistent agreement between pore size distribuition obtained from a-BM and that from DTP-M. Furthermore, we note that the description of each group of rocks is internally consistent, i. e., from DNC, DT-PE and DT-GC we can perceive the similarities of the rocks belonging to the each group, besides the agreement with current literature. In addition, we obtain, for the two samples that have experimental values of permeability, good agreement with the calculated values.