The rice culture for Rio Grande do Sul economy is of great relevance. Annually, around one million of hectares are planted. As it is a culture irrigated by a continuum flood, the supply of the high hydric demand is done in 70% of the area through pumping station, representing a significant portion of the production costs. Associate with this fact, there is a necessity in reducing water and energy consumption, object of several official and private actions undertaken in the latest years with the object of preserving the sources, reducing costs and contouring conflicts in the water access. The objective of this work was to find an easily and quickly way of planning, trying to help the extensions of the pumping station to rice irrigation. Real known data were used related to the ground-plant-climate system of the Central Depression rice culture region, doing a calculation based in the simplified hydric balance adapted to the rice farming system. Instantaneous hydric demands were calculated for the initial flood and for the maintenance of the flood until the end of the irrigation cicle. To reduce either outflows or installed powers was adopted a division of the total areas established in the simulation (between 10 and 190 ha), and after was done a temporal stagger of the sowing and the irrigation process. A reduction of 64% in the outflow of the initial flow was attained and 63% in the installed electrical powers of the pumping station, when compared to the simultaneous flow process of the farming total areas. When it was used the regression analysis, were got equations for outflows adjustment and required power in operation of total areas for estimations in the intervals of the adopted areas in the work. The resource makes possible the previous planning of farmings relating to the instantaneous demand for initial flow and support supply, as well as in relation to the electrical powers, observing pumping stations in installations in parallel (two or more pump motor system) sets. Another possible application refers to the procedures of elaborating Basin Administrative Committees and corresponding processes of warranting right of water use, in order to offer basic and trustful information to establish maximum cultivable areas because of the minimum availabilities established regionally to the activity. / É incontestável a relevância da cultura do arroz para a economia do Rio Grande do Sul. São plantados anualmente em torno de um milhão de hectares, os quais são irrigados por inundação contínua, exigindo elevada demanda hídrica. O suprimento hídrico do cultivo é atendida em 70% da área através de sistemas de recalque (bombeamento), representando uma parcela apreciável do custo de produção e compreendendo, entre custos diretos e indiretos, 27% do custo total. Evidencia-se assim a necessidade de redução no consumo de água e energia, objeto de várias ações oficiais e privadas empreendidas nos últimos anos com vistas a preservar os mananciais, reduzir custos e contornar conflitos no acesso à água. O foco do presente trabalho voltou-se para a busca de uma ferramenta de planejamento de fácil e ágil aplicação, visando subsidiar os dimensionamentos de sistemas de recalque para a irrigação do arroz. Partiu-se de dados reais típicos relativos ao sistema solo-planta-clima da Região Orizícola da Depressão Central, estabelecendo-se um procedimento de cálculo baseado no balanço hídrico simplificado adaptado ao sistema lavoura de arroz . Foram calculadas as demandas hídricas instantâneas para as fases de inundação inicial e para a manutenção da inundação até o final do ciclo de irrigação. Objetivando a redução tanto das vazões quanto das potências instaladas, foi adotado um fracionamento das áreas totais estabelecidas na simulação (entre 10 e 190ha, em incrementos de 20ha), com conseqüente escalonamento temporal do processo de irrigação. Atingiu-se dessa forma uma redução de até 64% na vazão de inundação inicial e de até 63% na potência instalada elétrica dos sistemas de recalque, quando comparados a processo de inundação simultânea das áreas totais das lavouras. Aplicando análise de regressão foram ajustadas equações que permitem estimar vazões e potências requeridas em função de áreas totais de lavoura no intervalo de áreas da simulação. Este recurso possibilita o planejamento de lavouras no tocante às vazões mínimas requeridas para inundação inicial e para o suprimento de manutenção, bem como em relação ao pré-dimensionamento das potências elétricas mínimas correspondentes, contemplando sistemas de recalque na modalidade de instalações em paralelo (dois ou mais conjuntos motor-bomba). Foram igualmente calculados os módulos de irrigação (vazões específicas expressas em l.s-1.ha-1) para as fases de inundação inicial e de manutenção. Os resultados obtidos permitem aplicações no planejamento regional (alocação de recursos hídricos), no planejamento de formação de lavouras, na estimativa de volumes totais de demanda, em prédimensionamentos de estações de bombeamento, em ações de re-engenharia de instalações existentes e no processo de outorga de direito de uso da água.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-06-08Bitstream added on 2014-06-13T20:43:44Z : No. of bitstreams: 1 andrade_la_dr_botfca.pdf: 831598 bytes, checksum: b06b99430e825b80d7ec37981bcbe1c5 (MD5) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / A irrigação por gotejamento no Brasil está crescendo no cultivo de hortaliças e frutas de ciclo anual. O adequado dimensionamento do projeto de irrigação por gotejamento visando altos Coeficientes de Uniformidade de Emissão de água é coerente com a pressão da sociedade pelo uso racional dos recursos naturais, especialmente a água. A utilização de linhas laterais mais longas promove redução de custos na instalação do projeto, entretanto pode reduzir a uniformidade de emissão de água, sendo que a otimização deste fator é importante objetivo de todo projeto criteriosamente executado. Propôs-se um modelo de mangueira gotejadora com dois segmentos, sendo o ultimo com um espaçamento padrão, e o segmento inicial com um espaçamento especial entre os emissores, com o objetivo de obter linhas mais longas sem prejudicar o Coeficiente de Uniformidade de Emissão de água. Mangueira gotejadora dimensionada teoricamente conforme o modelo proposto, com lateral de 150,6 m sendo 59,7 m iniciais com espaçamento entre emissores de 0,35 m associada com 90,9 m finais com distancia entre gotejadores de 0,30 m apresentou variação de vazão de 8,05 % e CUECVf de 97,62% e foi 36% mais longa que a mangueira gotejadora com único espaçamento de 0,30 m, com variação de vazão de 10 %, e CUECVf de 94,71.Ganhos semelhantes foram obtidos com os espaçamentos padrões de 0,40 e 0,50 m. Concluiu-se que modelo proposto tem possibilidade de ser aplicado na pratica da irrigação por gotejamento em cultivo adensado, por apresentar melhor CUE, lateral mais longa e menor variação de vazão. / The use of drip irrigation in horticultural and annual cycle fruits in Brazil is growing. The correct sizing of a drip irrigation project, using High Emission Uniformity Coefficients, is in accordance with society's pressure for a rational use of natural resources. Sizing longer lateral irrigation lines promotes a cost reduction in the installation costs of a project. A model for a drip irrigation lateral composed of two segments is proposed; the last having a standard spacing, the initial segment having a special spacing between emitters, higher than the standard, with the objective of obtaining longer laterals, without decreasing the Emission Uniformity Coefficient of water, EUC.A theoretically dimensioned drip hose, in accordance with the proposed model, with a total length of 150.6 m, having the initial 59.7 m an emitter spacing of 0.3508 m, while the final 90.9 m an emitter spacing of 0.30 m, presented a flow variation of 8.05% and an EUC of 97.62%. It is 36% longer than a drip irrigation hose with a 0.30 m emitter spacing, with a 10% flow variation and a EUC of 94.71%. A substitution of the standard lateral model for the proposed lateral model still needs a field trial validation in order to justify its use, considering that the commercial production of this model is viable.

Submitted by Jordan (jordanbiblio@gmail.com) on 2017-03-14T14:12:37Z No. of bitstreams: 1 DISS_2015_Cassia Rosin.pdf: 1981747 bytes, checksum: 255846d68f24309d20764dc0e60fdd9f (MD5) / Approved for entry into archive by Jordan (jordanbiblio@gmail.com) on 2017-03-14T16:03:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISS_2015_Cassia Rosin.pdf: 1981747 bytes, checksum: 255846d68f24309d20764dc0e60fdd9f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-14T16:03:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISS_2015_Cassia Rosin.pdf: 1981747 bytes, checksum: 255846d68f24309d20764dc0e60fdd9f (MD5) Previous issue date: 2015-02-27 / CAPES / O Cerrado mato-grossense sofreu intensivo processo de desmatamento a partir dos anos 60, por iniciativas do Governo Federal aliado a interesses internacionais que visavam o desenvolvimento da agricultura nessa região. Estimativas atuais indicam a existência de um remanescente de apenas 55% de Cerrado, porém, a fronteira agrícola continua em expansão, comprometendo estas áreas que ainda se encontram preservadas. Grande parte dos resultados encontrados na literatura sobre os efeitos da remoção da vegetação são referentes a florestas tropicais e ainda para bacias hidrográficas inferiores a 1 km². Para a Floresta Amazônica, foram realizados diversos estudos sobre o desmatamento. No entanto, há carência de estudos sobre os efeitos da transformação do Cerrado em paisagem agropastoril. Portanto, o presente trabalho visa correlacionar a mudança da cobertura do solo com a variação temporal da precipitação e vazão na bacia do Rio das Mortes. Para avaliar possíveis alterações hidrológicas, foram utilizadas series de precipitação e vazão de médias, máximas e mínimas diárias mensais e anuais dos períodos seco e chuvoso, para as quais realizou-se a análise de tendência de Mann-Kendall. De posse das series diárias mensais dos dados pluviométricos e fluviométricos, foram preparadas as médias decadais consecutivas, as quais foram apresentadas em gráficos bloxplot e as médias entre os três períodos (1975 a 1984; 1985 a 1994; e 1995 a 2004) foram comparadas pelo teste t-student. Para avaliação da cobertura do solo foram utilizadas imagens de 12 orbitas-pontos do satélite Landsat 5 sensor TM, com intervalo decadal, no período de 1984, 1994 e 2004. As imagens foram pré-processadas e classificadas pelo algoritmo vizinho mais próximo. As análises de tendências de Mann-Kendall para as séries temporais pluviométricas foram pouco expressivas resultando em apenas 11% das séries com tendências significativas, sugerindo que sistema climatológico local depende muito pouco da evaporação da superfície da área. As análises de tendências de Mann-Kendall para as séries temporais fluviométricas apresentaram tendências tanto negativas como positivas. A estação cujas análises apresentaram em todas as séries tendência negativa, demonstra forte conexão em relação ao tipo de uso e sobre-exploração dos recursos hídricos. Já nas estações que apresentaram tendência de aumento, podemos notar que o tipo de uso e as caraterísticas físicas do solo influenciam a dinâmica hídrica na bacia. Analisando as áreas de vegetação nativa da Bacia do Rio das Mortes, verifica-se que houve uma redução das mesmas nos anos de 1984, 1994 e 2004, as quais correspondem, respectivamente, a 79%, 71% e 57% da área. Enquanto as classes que expressam uso antrópico em 1984 ocupavam 21% da bacia e em 2004 passaram a ocupar 43% da área da bacia do Rio das Mortes. A redução da vegetação nativa e aumento das classes de uso antrópico se deu de forma mais intensa na região do Alto Rio das Mortes, resultando em alteração da vazão que apresentou redução de fluxo em função da sobre-exploração. Porem a analise das estações pluviométricas evidencia grande variabilidade na precipitação, o que sugere que o sistema climatológico local possa ter maior dependência dos padrões de circulação atmosféricos que da evaporação da superfície da área. / The Mato Grosso Cerrado suffered intensive deforestation process from the 60s, by Federal Government initiatives combined with international interests aimed at the development of agriculture in this region. Current estimates indicate that there is a remnant of only 55% of Cerrado, however, the agricultural frontier continues to expand, committing these areas that are still preserved. Much of the results found in the literature on the effects of vegetation removal are for tropical forests and watersheds yet for less than 1 km². To the Amazon rainforest, were conducted several studies on deforestation. However, there are few studies on the effects of the transformation of the Cerrado in agropastoral landscape. Therefore, this study intends to correlate the change of land cover with the temporal variation of precipitation and flow in the Rio das Mortes. To evaluate possible hydrological changes were used series of precipitation and flow averages, monthly and annual daily maximum and minimum of dry and wet periods, for which there was the Mann-Kendall trend analysis. Having the monthly series of daily rainfall and runoff data were prepared averages consecutive decadal, which were presented in bloxplot graphics and the average of the three periods (1975-1984, 1985-1994, and 1995-2004) were compared by Student's t-test. For assessment of land cover were used images of 12-point orbits of Landsat 5 TM sensor, with decadal interval, from 1984, 1994 and 2004. The images were pre-processed and classified by the nearest neighbor algorithm. Analysis Mann-Kendall trends for rainfall was insignificant time series resulting in only 11% of the series with significant trends suggesting that the local climatological system depends very little evaporation of surface area. Analyses of Mann-Kendall trend for fluviometric time series presented both negative and positive trends. The station whose analyzes presented in all negative trend series shows strong connection with the type of use and over-exploitation of water resources. Already in the stations showed an increasing trend, we note that the type of use and the physical characteristics of the soil influence the water dynamics in the basin. Analyzing the areas of native vegetation of the Rio das Mortes Basin, it appears that there was a reduction of the same in 1984, 1994 and 2004, which correspond, respectively, to 79%, 71% and 57% of the area. While the classes expressing anthropic use in 1984 occupied 21% of the basin and in 2004 came to occupy 43% of the basin area of Rio das Mortes. The reduction of native vegetation and increased anthropogenic use classes occurred more intensely in the Upper Rio das Mortes region, resulting in change of flow that decreased flow due to the over-exploitation. However, analysis of rainfall stations shows great variability in the precipitation, which suggests that local climatological system can be increased reliance on air flow patterns that the evaporation surface area.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-04-29Bitstream added on 2014-06-13T19:28:03Z : No. of bitstreams: 1 prete_lr_me_ilha.pdf: 728430 bytes, checksum: 0e1bb0d287f0b8a869851a451b24afb1 (MD5) / Este estudo provê uma análise de redes infraestruturadas (com e sem fio), usando o simulador de redes de computadores Network Simulator. Este simulador oferece suporte à simulação de um grande número de tecnologias de rede, fazendo um detalhamento de suas características e funcionalidades, por meio da implementação de modelos de sistemas de redes, mostrando resultados de simulações. No decorrer deste estudo, serão abordados três tipos de redes de acesso sem fio, para avaliação de desempenho, iniciando com uma topologia de rede simples e sem nenhuma mobilidade do usuário, estendendo para uma topologia de rede intermediária, em que o usuário terá mobilidade restrita até uma topologia de rede complexa e sem nenhuma restrição de mobilidade para o usuário. O primeiro tipo de rede, “Rede de Acesso Sem Fio e Sem Mobilidade”, terá uma topologia de rede simples infraestruturada e sem mobilidade dos nós, composta por um nó cabeado, cinco estações base e vinte nós sem fio. O objetivo é avaliar o desempenho da rede em função da vazão média e instantânea na transmissão de notícias em tempo real e o comportamento da rede em função da vazão média na transmissão de arquivos dentro de uma intranet. Já o segundo tipo de rede, “Rede de Acesso Sem Fio e com Mobilidade Restrita” (movimentação dos nós em uma única direção), a topologia de rede intermediária infraestruturada, será composta por um nó cabeado, seis estações base e sessenta nós sem fio. A finalidade é analisar a movimentação dos nós sem fio e a comparação média de vazão, quando ocorre o aumento de nós na rede, transmitindo dados em um ambiente externo, considerando uma avenida com uma distância de 2000 metros. Finalmente, o terceiro tipo de rede, “Rede de Acesso Sem Fio e com Mobilidade Irrestrita” (movimentação dos nós em várias direções), a topologia de rede... / This study foresees an analysis of infrastructured network (wired and wireless), using the network simulator computer Network Simulator. This simulator supports simulation of a large number of networking technologies, making a detailment of its features and functionalities, through the improvements of models of network system, showing results of simulations. During this study, it will be approached three types of wireless access networks, for performance assessment starting with a simple network topology and without user‟s mobility, extending to an intermediate network topology, where the user will have restricted mobility to a complex network topology and without any restriction of mobility for the user. The first type of network, “Wireless Network Access and Without Mobility” will have a topology of a simple and infrastructured network and without node mobility, consisting of a wired node, five base station and twenty wireless nodes. The objective is to evaluate the network performance depending on the instantaneous and average throughput in the transmission of news in real time and network behavior depending on the average throughput in the transmission of files within an intranet service. The second type of network, “Wireless Network Access and with Restricted Mobility” (movement of the nodes in a single direction), the topology of an intermediate infrastructured network will composed by a wired node, six base stations and sixty wireless nodes. The aim is to analyze the movement of the wireless nodes and the comparison of the average throughput, when there is an increase of nodes in the network, transmitting data in an external environment, considering an avenue with a distance of 2000 meters. Finally, the third type of network, “Wireless Network Access and with Unrestricted Mobility” (movement of the nodes in various directions), the topology of the infrastructured... (Complete abstract click electronic access below)

Submitted by PEDRO JACOB FILHO null (pjacobf@uol.com.br) on 2016-07-20T20:06:06Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao final corrigida pós defesa 200716.pdf: 1678965 bytes, checksum: 44aa3be37ada9a276264665cb406a1bb (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-07-22T18:44:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 jacobfilho_p_me_guara.pdf: 1678965 bytes, checksum: 44aa3be37ada9a276264665cb406a1bb (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-22T18:44:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 jacobfilho_p_me_guara.pdf: 1678965 bytes, checksum: 44aa3be37ada9a276264665cb406a1bb (MD5) Previous issue date: 2016-07-05 / Esta dissertação teve como objetivo a utilização de uma antena parabólica de diâmetro de 2,20 m como aquecedor solar de água de fluxo contínuo. Para a realização dos experimentos foi necessária a adequação da antena de tal modo que os raios solares refletidos passassem pelo foco da mesma, contendo uma panela de pressão pintada de preto fosco em cujo interior tem uma serpentina de cobre para absorver a radiação solar. A parte experimental contou com as medidas do valor da radiação solar, temperatura de entrada e saída da água, temperatura ambiente ao sol, temperatura no foco e a velocidade do vento. Através das medidas realizadas calculou-se a taxa da quantidade de calor e do rendimento térmico obtidos com vazões de 3,6 L/h até 36 L/h com incrementos de 3,6 L/h. Para a vazão de 25,2 L/h obteve-se o melhor rendimento térmico com 44,45%, num dia típico de intensidade solar de 800 W/m² ± 10%, sem nuvens e com velocidade do vento abaixo de 2m/s. Entretanto para um dia totalmente nublado típico a radiação solar foi de 120 W/m² ± 10% e o valor da temperatura de saída da água do aquecedor foi igual ao valor da temperatura de entrada. Verificou-se, assim, a possibilidade da antena parabólica ser empregada como aquecedor solar de água com fluxo contínuo para fins comerciais e residenciais e, também, como um sistema de pré-aquecimento de fluídos. / This dissertation had as objective the use of a satellite dish diameter of 2.20 m as solar heater continuous flow of water. For the realization of experiments was necessary the adequacy of the antenna so that the solar rays reflected receipted by focus of same, containing a pressure cooker painted black opacities in whose interior has a serpentine of copper to absorb solar radiation. The experimental part featured the measures of the value of the solar radiation, input and output temperature of water, sun ambient temperature, the temperature in the focus and wind speed. Through measurements performed it was calculated the amount of heat obtained with adequate flow of 3.6 L/h up to 36 L/h with increments of 3.6 L/h. For the flow of 25,2 L/h it was obtained the best thermal efficiency with 44.45% on a typical day of solar intensity of 800 W/m ² ± 10% without clouds and wind speed below 2 m/s. However for a day totally cloudy typical solar radiation was 120 W/m ² ± 10% and the temperature of the water heater's output was equal to the value of input temperature. It was found, so the possibility of satellite dish be used as solar water heater with continuous flow for commercial and residential purposes and also as a pre-heating system fluids.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:09:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 7820449 bytes, checksum: c6acd880295b25b51f289018a1415c70 (MD5) Previous issue date: 2012-08-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The Brazilian energetic system is mainly based on hydropower, which is highly dependent on the watershed water availability. In order to minimize the risk of failure, which affects the uptake from the water bodies, this system is interconnected. During the dry season, there is less volume stored in the reservoirs, which leads to a lower production of energy. Before the flood period, in order to attend the multiple uses of the water resources, it is necessary to keep an operational volume in the reservoir, which also decreases the water level and has impacts on power generation. In order to make the flood control, the electricity sector forecasts the availability of a waiting volume in the reservoirs, which are capable of receiving parts of the inflows to prevent, at prefixed risk, damage at downstream. It is in this scenario that the problem highlighted in this dissertation arises, the forecasting of inflow to a reservoir, in order to have a judicious allocation of these void spaces in the reservoirs for the flood control. Thus, the main objective of this study is to analyze the use of the wavelet transform to forecast daily inflows in Sobradinho reservoir (Bahia State) seven days ahead, by a wavelet-ANN hybrid system, with the following specific objectives: (a) eliminate the noise present in the observed inflow time series by wavelet analysis, (b) define the optimal level for decomposition of the signals, (c) determine the appropriate mother-wavelet for this type of forecasting with ANN, and (d) carry out simulations with the proposed wavelet-ANN hybrid system and compare the results with the predictions made without the application of wavelet transform. It was used the daily data for the period from January 1931 to December 2010. From the obtained results, it was observed that the wavelet-ANN hybrid system performed better forecasting for seven days ahead than the system using the ANN with the raw data, and the approximation A3 from the discrete mother-wavelet Meyer obtained the best result (R2 = 0.9977; Nash = 0.9954 and RMS = 96.4523 m³/s), whereas the prediction using RNA with raw data obtained the following results: R2 = 0.9481; Nash = 0.8971 and RMS = 456.7712 m³/s, i.e., the RMS decreased almost 80%, while the Nash and R2 coefficients have increased more than 5% and 10%, respectively, when compared with the forecasts using the raw data. / O sistema energético brasileiro é fortemente baseado na energia hidroelétrica, a qual é altamente dependente da disponibilidade hídrica das bacias hidrográficas. A fim de minimizar os riscos de falha que afetam o aporte de água aos mananciais, esse sistema é interligado, pois, nas épocas secas, tem-se um menor volume armazenado nos reservatórios, o que leva a uma menor produção de energia, e antes das épocas de cheias, para atender ao uso múltiplo dos recursos hídricos, deve-se deixar um volume operacional no reservatório, o que também diminui o seu nível de água e tem impactos na geração de energia. Para efetuar o controle de cheias, o setor elétrico prevê a disponibilidade de um volume de espera nos reservatórios, capazes de absorver parcelas das afluências, para evitar, com um risco prefixado, que sejam causados danos a jusante. É nesse cenário que surge o problema destacado no presente trabalho, a previsão da vazão afluente a um reservatório, a fim de se ter uma alocação criteriosa desses espaços vazios nos reservatórios para o controle de cheias. Diante do exposto, o objetivo geral deste trabalho é analisar o uso da transformada wavelet para realizar previsões das vazões diárias afluentes ao reservatório de Sobradinho BA com sete dias de antecedência, por meio de um sistema híbrido wavelet-RNA, sendo os objetivos específicos: (a) eliminar os ruídos presentes nas séries históricas de vazão através da análise wavelet; (b) definir o nível ótimo de decomposição dos sinais; (c) determinar a wavelet-mãe adequada para este tipo de previsão com RNAs; e (d) realizar simulações com o sistema híbrido wavelet-RNA proposto e comparar os resultados com as previsões realizadas sem a aplicação da transformada wavelet. Utilizou-se dados de médias diárias de vazões naturais do período de janeiro de 1931 a dezembro de 2010. Diante dos resultados apresentados, observa-se que o sistema híbrido wavelet-RNA proposto obteve resultados melhores de previsão para sete dias de antecedência que o sistema utilizando a RNA com os dados brutos, sendo a aproximação A3 da waveletmãe Meyer Discreta a que obteve o melhor resultado na validação (R2 = 0,9977; Nash = 0,9954 e RMS = 96,4523 m³/s), enquanto que a previsão utilizando os dados brutos forneceu os seguintes resultados: R2 = 0,9481; Nash = 0,8971 e RMS = 456,7712 m³/s; i.e., o RMS diminuiu quase 80%, enquanto que os coeficientes R2 e Nash tiveram um aumento maior que 5% e 10%, respectivamente, em relação às previsões com os dados brutos.

Esse trabalho identificou, testou e aprimorou modelos de propagação de vazão simplificados a fim de verificar as vantagens e desvantagens dos modelos. As soluções apresentadas por esses modelos foram testadas com um modelo hidrodinâmico completo, considerado nesse trabalho como resultados ideias. Os modelos hidrodinâmicos simplificados testados foram: Um modelo não linear de Onda Cinemática, o modelo Muskingum-Cunge linear, duas versões do modelo Muskingum-Cunge não linar, o modelo Muskingum-Cunge modificado por Todini e o modelo IPHS1. O modelo hidrodinâmico completo utilizado nesse trabalho foi o modelo HEC-RAS. Desenvolveu-se ainda uma metodologia para representar o efeito da planície de inundação. Essa metodologia foi implementada nos modelos hidrodinâmicos simplificados. Para avaliar o comportamento dos diferentes modelos de propagação disponíveis foram criados testes numéricos em que foram aplicados os diferentes modelos, com variação de características dos hidrogramas sintético de entrada, das características do leito do rio e da planície de inundação, e dos critérios de discretização temporal e espacial. A avaliação dos resultados foi feita através dos erros de conservação de volume, de vazão de pico e de tempo de ocorrência da vazão de pico. Além disso, também foram considerados, em alguns testes, os critérios de aplicabilidade de Ponce para onda cinemática e difusão além da formulação do Δx ideal proposto por Fread. Os resultados mostram que o modelo Muskingum-Cunge Todini, modificado para representar o efeito da planície de inundação, é muito promissor. Esse modelo apresentou resultados que se aproximaram muito dos resultados obtidos pelo HEC-RAS, enquanto os outros modelos hidrodinâmicos simplificados apresentaram resultados piores. Com relação aos critérios de aplicabilidade, recomenda-se o uso de um Δx três vezes menor do que o valor sugerido por Fread. Além disso, pode-se concluir que os modelos simplificados podem ser utilizados fora dos limites de aplicabilidade sugeridos por Ponce. / This work has identified, tested and improved simplified flood routing models to verify the advantages and disadvantages presented. The solutions provided by these models were tested by using a full hydrodynamic model considered in this work as an ideal result. The simplified hydrodynamic models used were: A variable parameter kinematics wave model, the Muskingum-Cunge flood routing model, the variable parameter Muskingum-Cunge flood routing model (three and four points scheme) the Muskingum-Cunge modified by Todini (MCT) and the model IPHS1. The full hydrodynamic model used was HEC-RAS. It was also proposed a procedure to represent the effect of the floodplain rivers. To evaluate the behavior of different flood routing models numerical tests were created and were applied to then. The characteristics of synthetic inflow hydrographs, the characteristics of riverbed and floodplain, and the criteria for temporal and spatial discretization were perturbed. The evaluation of the results was made through the errors of conservation of volume, peak flow and time of occurrence of peak flow. Moreover, it was also considered, in some tests, applicability criteria recommended by some authors for different models, such as models of kinematic flood wave and diffusive flood wave. The results show that the Muskingum Cunge Todini, modified to represent the effect of the floodplain flow is very promising. Finally, it is also shown that this model closely approaches the full Saint Venant equation solution (HEC-RAS). The others models were worse than HEC-RAS and MCT. About applicability criteria, it recommends the use of the Δx three times smaller than the value suggested by Fread. Moreover, the simplified hydrodynamic models can be used outside limits of applicability suggested by Ponce about kinematic and diffusive wave.

A pressão exercida sobre os recursos hídricos nas ultimas décadas, principalmente por setores como irrigação, abastecimento público, indústria e geração de energia tem sido um dos principais fatores para ampliar as bases de discussão sobre a importância da manutenção de uma parcela de água nos rios para garantir a sua integridade ecológica. Vazão ecológica foi o termo utilizado neste trabalho para definir a parcela a ser mantida nos cursos d’água, para esse fim. Dessa forma, este trabalho tem como objetivo avaliar as limitações do critério de vazão ecológica do Estado do Tocantins, tendo como estudo de caso as Pequenas Centrais Hidrelétricas - PCHs Agrotrafo e Palmeiras na bacia hidrográfica do rio Palmeiras-TO, a qual reúne condições adequadas para o escopo do trabalho, além de ser o único dos sete aproveitamentos hidrelétricos do rio Palmeiras a gerar energia a partir de um Trecho de Vazão Reduzida – TVR, é atualmente a bacia com maior vocação para a geração de energia no Estado. Para alcançar o objetivo proposto para o trabalho, a metodologia foi dividida em três etapas: a) levantamento das características das PCHs Agrotrafo e Palmeiras, b) levantamento da caracterização e limites de uso e manutenção de água na bacia, c) disponibilidade de informações hidrológicas a serem utilizadas. A partir da aplicação da metodologia foi possível identificar quatro categorias de limitações: i) limitações de ordem hidrológica, neste caso como a vazão de referência para outorga é um valor fixo com base na Q90, em determinadas épocas do ano, inclusive em período de cheia, a vazão natural é menor que a Q90; ii) limitações de ordem econômica, que indicam que caso o órgão outorgante estadual resolva seguir com rigor o que estabelece o critério de vazão ecológica, onde cada usuário tem direito de captar 25% de 75% da Q90 haveria uma drástica redução da energia a ser gerada em Agrotrafo e Palmeiras, podendo tornar o aproveitamento inviável economicamente; iii) limitações de ordem ambiental, considerando que a vazão ecológica com base em um valor fixo não leva em consideração aspectos da sazonalidade do regime de vazões, podendo haver um intenso desequilíbrio, principalmente no TVR, afetando hábitos alimentares e de migração espécies de peixes e organismos aquáticos, bem como comunidades ribeirinhas, aspectos paisagísticos e prática de esportes de corredeiras; e, iv) limitações de ordem legal ao não estabelecer uma solução operacional viável quando há disputa entre usuários, principalmente quanto à ordem de prioridade dos usos. / The pressure on the water resources in the last decades, mainly by sectors as irrigation, utility, industry and energy generation have been one of the main factors to enlarge the basis for discussion about the importance of maintaining a portion of water in rivers to ensure its ecological integrity. Ecological flow was the term used in this work to define that portion to be maintained in watercourses. That way, this work is aiming to evaluate the criteria limitations for ecological flow in Tocantins, taking as a case study on the Small Hydroelectric Centrals – “Agrotrafo” and “Palmeiras” in Palmeiras – TO river watershed, which meets appropriate conditions for the work scope, besides being the only one of seven hydropower recoveries in Palmeiras river, to generate energy from a reduced flow section – RFS, and nowadays it`s the watershed with greater vocation for energy generation in Tocantins. To achieve the proposed goal for the work, the methodology was divided into three stages: a) characteristics survey of SHC – “Agrotrafo” and “Palmeiras”; b) characterization survey, use limits and water maintenance in the watershed; c) availability of hydrologic information to be used. From the methodology application was possible to identify four limitations categories: i) hydrologic limitations, in this case as the flow reference for the grant is a fixed value based on “Q90”, at certain times of the year, including in flood times, the natural flow is less than “Q90”; ii) Economic limitations, indicating that if the state licensing agency decides to follow rigorously what establishes the criteria for ecological flow, where each user is entitled to capture 25% of 75% from “Q90” would be a drastic energy reduction to be generated in “Agrotrafo” and “Palmeiras”, can make use uneconomical; iii) Environmental limitations, considering that the ecological flow based on a fixed value does not consider flow regime seasonality, there may be an intense imbalance especially in RFS, affecting feeding habits and migration, fish species and aquatic organisms, as well as riparian communities, landscapes features and river sports; and iv) legal limitations by failing to establish a viable operational solution when there is contention among users, especially regarding the order of uses priority.

As estimativas de chuva por meio do sensoriamento remoto são, atualmente, fonte potencialmente útil para as mais diversas aplicações hidrológicas e climatológicas, especialmente em regiões onde as medições convencionais são escassas, como a Amazônia. Neste trabalho, foram analisadas as estimativas de chuva por satélite como variáveis de entrada ao modelo hidrológico MGB-IPH (Collischonn, 2001). Este modelo simula o ciclo hidrológico através das relações físicas e conceituais de todo processo, sendo os produtos de chuva por satélite avaliados o 3B42, 3B42RT e CMORPH. A primeira área de estudo é a bacia do rio Huallaga localizada dentro do território do Peru, região caracterizada por ter uma topografia complexa e pertencente a uma das nascentes do rio Amazonas. A segunda avaliação foi feita para a bacia do rio Amazonas, sendo esta caracterizada por ter uma grande variabilidade climatológica a diferentes altitudes e regimes hidrológicos diferentes, além de uma pobre distribuição de postos pluviométricos. No caso da bacia do rio Huallaga foram realizadas comparações da chuva média estimada por satélite com observada em intervalos de tempo diário, mensal, sazonal e anual. Estes resultados mostram que os produtos 3B42 e CMORPH subestimam valores médios da bacia comparada com chuva média ponderada por pluviômetros. Na simulação da bacia do rio Huallaga se efetuaram calibrações dos parâmetros para cada fonte de chuva resultando com melhor ajuste de vazões máximas para o produto CMORPH e pior ajuste para o produto 3B42, estes ajustes melhoraram para a chuva do produto CMORPH corrigido com estações pluviométricas. Por outra parte, no caso de análises da bacia do rio Amazonas, foi calculada a chuva média anual para os três produtos de satélite (3B42, 3B42RT e CMORPH), os resultados mostraram maior chuva média a favor de CMORPH, seguido de 3B42RT e finalmente o produto 3B42. A simulação da bacia do rio Amazonas mostrou melhores coeficientes de Nash-Sutcliffe com o produto 3B42 em várias estações do Brasil. Com o produto 3B42RT mostram melhores coeficientes nas estações localizadas na rede principal do rio Amazonas, e com o produto CMORPH mostrou melhores coeficientes em algumas estações como na bacia dos rios Tapajós (Brasil) e Urubamba (Peru). / Currently, satellite rainfall estimates using remote sensing are a potential source of information for hydrological and climatological applications. It applies mainly for regions where conventional measurements are scarce such as the Amazon Basin. In this work, the satellite rainfall estimates were analyzed as input variables to the hydrological model MGBIPH (Collischonn, 2001). This model simulates the hydrological cycle through physical and conceptual relationships where products 3B42, 3B42RT and CMORPH are evaluated. The first evaluation case corresponds to the Huallaga basin located in Peru, being one of the current Amazon highlands characterized by a complex topography. The second evaluation case corresponds to the Amazon basin characterized by a great climatological variability at different altitudes, different hydrological regimes and poor distributions of raingauges. In the case of the Huallaga River basin, comparisons were made between the estimated average satellite rainfall and the observed rainfall for different intervals of time (daily, monthly, seasonal and annual). These results show that the products 3B42 and CMORPH underestimate the basin average rainfall when compared with the weighted average of raingauge measurements. During the Huallaga basin simulation, calibrations of some parameters for each rainfall data were realized. Obtaining the best and worst fitting results with the CMORPH and 3B42 products for the case of maximum discharges, respectively. This rainfall fitting improves for the CMORPH product when raingauge corrections are included. On the other hand, the annual average rainfall value was obtained for each satellite product (3B42, 3B42RT e CMORPH) for the analysis of the Amazon basin. In this calculation, the greater results for the annual average rainfall values are obtained in the following order CMORPH, 3B42RT and 3B42. Moreover, this simulation seems to yield best Nash-Sutcliffe coefficients for the 3B42 product for various Brazilian stations. For stations located in the main stream of the Amazon River the Nash-Sutcliffe coefficients obtained with the 3B42RT product are the best. The CMORPH product yield the best coefficients for the stations located in Tapajós (Brazil) and Urubamba (Peru) basin.

Este trabalho apresenta um estudo prospectivo referente ao desenvolvimento de um medidor eletromagnético inteligente de vazão, cuja finalidade é determinar a vazão de escoamento a partir da reconstrução do perfil de velocidade utilizando técnicas tomográficas. Em conseqüência disso, o medidor de vazão será capaz de corrigir a vazão dada, através da integração do perfil de velocidade correto reconstruído por tomografia. A técnica de reconstrução tomográfica utilizada é baseada na construção de um funcional de erro, gerado a partir da diferença entre voltagens simuladas numericamente para uma condição experimental, conhecidos os parâmetros determinantes da velocidade no interior da tubulação, e voltagens aproximadas simuladas numericamente para aproximações destes parâmetros. Neste trabalho, o modelo físico do medidor eletromagnético de vazão é baseado em um número de eletrodos colocados sobre as paredes do tubo sob uma estratégia de excitação específica, sem injeção de corrente, considerando o campo magnético uniforme. A partir da expansão do funcional de erro, sobre um conjunto de funções conhecidas, uma superfície de erro é gerada. As características da patologia desta superfície requerem outros tipos de técnicas de otimização. Técnicas tradicionais de otimização não são viáveis, pois o processo de busca pára no primeiro mínimo local encontrado. Essa convergência para mínimos locais é justificada devido à presença de regiões planas e vales apresentando vários mínimos locais circundando o ponto de mínimo global (ou ponto referente aos parâmetros ótimos da velocidade). Em vista da ocorrência deste fato, técnicas baseadas em algoritmos evolucionários são testadas e apresentadas para uma série de casos demonstrando a praticidade de nossa pesquisa. / This work presents a prospective study on the development of an intelligent electromagnetic flow meter intended to determine output based on the reconstruction of velocity profile using tomographic techniques. As a result, the flow meter will be able to correct the output measure through the integration of the right velocity profile produced by tomography. The tomographic reconstruction technique utilized is based on the definition of an error functional generated from the difference between voltages simulated numerically for a experimental condition, being known the parameters which define the velocity within the pipe and approximate voltages simulated numerically for approaches of these parameters. In this work the physical model of the electromagnetic flow meter is based on a number of electrodes flush mounted on pipe walls and under a specific strategy of excitement, without electrical current input and considering the magnetic field uniform. From the expansion of the error functional over a set of known functions an error surface is generated. The characteristics of the pathology of this surface require other types of optimization techniques. Traditional optimization techniques are not viable since the search stops at the first local minimum. This convergence to local minimums is justified due to the presence of flat regions and valleys presenting several local minimums around the global minimum point (or point relative to the optimum parameters of velocity). Due to this fact techniques based on evolutionary algorithms are tested and presented for a series of cases demonstrating the usefulness of our research.