AGRADECIMENTOSAos meus pais, Agostinho e Dora, por tudo que eles representam para mim e pelo seu esforço, dedicação e incentivo ao longo da minha formação como ser humano e cidadão.Ao amigo e orientador Prof. Dr. Mario Thadeu Leme de Barros pela condução firme e segura destes estudos e pela sua valiosa contribuição nos temas de maior relevância.Aos professores Kokei Uehara e Rubem La Laina Porto pelo seu estímulo e apoio na iniciação das artes da Hidráulica e da Hidrologia. Aos amigos e engenheiros João Eduardo Gonçalves Lopes e José CarlosFrancisco Palos pelo companheirismo e pelos constantes e profícuos debates técnicos.Aos colegas do DAEE, EMPLASA e THEMAG pela convivência e troca de idéias ao longo da vida profissional.Ao CNPq (Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico) pela concessão de Bolsa de Estudos para elaboração do presente trabalho de pesquisa.A todos aqueles que, direta ou indiretamente, contribuíram para a elaboração deste estudo. ABSTRACTThis thesis deals with multiple purpose reservoir systems operation and performance. The main aspects are related to trade-off analysis by using nonlinear programming optimization models. Therefore, the SFPLUS model were developed with the GAMS software and solved by the MINOS package. The case study refers to the São Francisco river basin reservoir system. Initially, some research is done on two methods of formulating the objective function: the restriction method and the weighting method. Secondly, an alternative analysis on the stochastic aspects involving the problem is presented.According to the main results, the restriction method is an easy and direct approach, by which is possible to express the trade-offs very clearly. However, it is not possible to analyze more than three uses. On the other hand, the main advantage of the weighting method is to allow the analysis of greater number of uses. The problem with the weighting method is concerned with the weighting coefficients, which have to be defined previously. Referring to the stochastic aspects, case study results show that the number of inflow series generated synthetically does not affect significantly the probability distributions of the system performance variables calculated by optimization models. However, the shape of those distributions is sensible to the fact of using historical data or synthetic series, mainly for extreme values. Moreover, the use of synthetic series affects multiple-use results when compared to the results generated with historical data. The overall results of this research are meant to improve the knowledge and induce further discussions about the subject among the technical and academical circles. SUMÁRIO LISTA DE FIGURAS LISTA DE TABELAS LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS LISTA DE SÍMBOLOS
This paper investigates the validity of a simplified equivalent reservoir representation of a multi-reservoir hydroelectric system for modelling its optimal operation for power maximization. This simplification, proposed by Arvanitidis and Rosing (IEEE Trans Power Appar Syst 89(2): [319][320][321][322][323][324][325] 1970), imputes a potential energy equivalent reservoir with energy inflows and outflows. The hydroelectric system is also modelled for power maximization considering individual reservoir characteristics without simplifications. Both optimization models employed MINOS package for solution of the non-linear programming problems. A comparison between total optimized power generation over the planning horizon by the two methods shows that the equivalent reservoir is capable of producing satisfactory power estimates with less than 6% underestimation. The generation and total reservoir storage trajectories along the planning horizon obtained by equivalent reservoir method, however, presented significant discrepancies as compared to those found in the detailed modelling. This study is motivated by the fact that Brazilian generation system operations are based on the equivalent reservoir method as part of the power dispatch procedures. The potential energy equivalent reservoir is an alternative which eliminates problems with the dimensionality of state variables in a dynamic programming model.
RESUMOO objetivo da pesquisa foi analisar a influência da distribuição temporal das chuvas em eventos hidrológicos extremos na bacia do Córrego do Gregório (São Carlos, São Paulo). Foram aplicadas duas metodologias de distribuição temporal das chuvas e adotados períodos de retorno de 25, 50 e 100 anos: o método de Huff 1º quartil e o método dos blocos alternados; e simularamse as manchas de inundação com o software HEC-GeoRAS. A alteração do método de distribuição temporal das chuvas resultou em hidrogramas com diferenças de até 46% na vazão de pico, 57% nas áreas da mancha de inundação da região e 1,5 m na altura de inundação. Deve-se ressaltar que, normalmente, no Brasil e em diversos outros países subdesenvolvidos ou em desenvolvimento, as pequenas e médias bacias urbanas e rurais não contam com dados hidrometeorológicos que permitam a avaliação de chuvas de projeto para cada local específico.Dessa forma, é comum a aplicação de equações de chuvas intensas com base em relações intensidade-duração-frequência (I-D-F), que fornecem
RESUMOEste trabalho teve como objetivo analisar, por meio de simulações hidrológicas e hidráulicas, o desempenho de algumas medidas de controle de inundação, estruturais e não estruturais. Para tanto, os mapas e demais informações espaciais da bacia hidrográfica do Córrego do Gregório, em São Carlos (SP), foram digitalizadas com auxílio do software de geoprocessamento ArcGIS ® e imagens de satélite de alta resolução. Com base nessas informações, foram propostos cenários alternativos que incorporaram as medidas de controle.Através da utilização dos softwares HEC-HMS e HEC-RAS realizaram-se as modelações hidráulicas e hidrológicas, utilizando tempos de retorno de 25, 50 e 100 anos para a chuva de projeto. Com os resultados obtidos (hidrogramas de cheia e manchas de inundação referentes a cada tempo de retorno), foi possível analisar as medidas, comparando-se os diferentes cenários. Concluiu-se, para este caso, que os melhores resultados correspondem à associação das medidas estruturais e não estruturais. Contudo, também foi verificado que, mesmo com a concretização do cenário mais favorável, o problema das inundações não seria satisfatoriamente equacionado, o que revela a necessidade de se considerar outras medidas para minimizar os prejuízos decorrentes das inundações, tais como medidas de controle na fonte, seguros contra inundações e sistemas de alerta antecipados.Palavras-chave: inundações; medidas de controle; modelação hidráulico-hidrológica; HEC-HMS; HEC-RAS.
Este é um artigo publicado em acesso aberto (Open Access) sob a licença Creative Commons Attribution, que permite uso, distribuição e reprodução em qualquer meio, sem restrições desde que o trabalho original seja corretamente citado. Efeito do Sistema Cantareira sobre o regime de vazões na bacia do rio PiracicabaEffect of the Cantareira System on the flow regime in Piracicaba River basin RESUMOA operação de grandes reservatórios pode alterar toda a dinâmica fluvial natural de um curso d'água, sendo necessária uma melhor compreensão das influências destas interferências em busca de um gerenciamento adequado, minimizando impactos negativos. Diante disto, este trabalho buscou identificar as alterações ocorridas no regime de vazões dos principais rios da bacia do rio Piracicaba, principalmente em decorrência da implantação dos reservatórios do Sistema Cantareira. As análises foram feitas com base nas séries de vazões médias diárias de quatro postos fluviométricos localizados nos rios Atibaia, Jaguari, Piracicaba, os quais tem seu regime de vazões influenciados pela operação dos reservatórios do Sistema Cantareira, e no rio Camanducaia, que encontra-se na mesma bacia hidrográfica e não sofre influência desse sistema, para efeito de comparação. Foi utilizado o software IHA (Indicators of Hydrologic Alteration), que calcula alterações em 33 parâmetros hidrológicos relevantes ecologicamente, que caracterizam a magnitude, o tempo, a frequência, a duração e a taxa de flutuações das vazões. Foi constatado que, a partir das décadas de 1970 e 1980, para os rios sob influência do Sistema Cantareira, no geral, houve uma diminuição nas vazões médias, de aproximadamente 24% no rio Atibaia, 50% no rio Jaguari e 14% no rio Piracicaba, sendo que o decréscimo das vazões ocorreu principalmente na estação seca (abril a setembro), além da redução no valor da mediana das vazões mínimas anuais de 7 dias consecutivos em 25%, 56% e 15%, respectivamente. Também foi constatado diminuição na duração das vazões mais altas. As mudanças mais significativas ocorreram no rio Jaguari, seguido pelo rio Atibaia e foram menos significativas no rio Piracicaba, o qual se encontra mais distante dos reservatórios. Já para o rio Camanducaia, após a década de 1970, não houve mudança no valor da mediana das vazões mínimas anuais de 7 dias consecutivos e constatou-se, no geral, um aumento nas vazões médias de aproximadamente 21%, assim como o aumento na frequência de ocorrência das vazões máximas. Porém, as mudanças não foram tão significativas como nos demais rios.Palavras-chave: Bacias PCJ; Sistema Cantareira; Vazão ecológica; Método IHA. ABSTRACTThe large reservoirs operation can change all the natural fluvial dynamics of a river, requiring a better understanding about the influences of these interferences to an appropriate management, minimizing negative impacts. Faced with this, the aim in this paper was to identify the alterations in the flow regime of the main rivers of Piracicaba River basin, mainly due to the implementation of Cantareira System rese...
RESUMO Uma das soluções encontradas para superar o problema de disponibilidade de água e preservar os recursos hídricos é o uso de água pluvial. Isso é possível por meio da captação da precipitação em áreas impermeáveis e de seu armazenamento em reservatórios que viabilizem seu uso. Essa nota técnica apresenta uma ferramenta eletrônica denominada SIMCAP, que auxilia na tomada de decisão em relação ao volume de uma cisterna a ser implantada em edificações de municípios do estado de São Paulo. Para utilizar a ferramenta é necessário fornecer: um volume de reservatório, o município onde o sistema será instalado, a categoria da edificação e a demanda de água pluvial. A ferramenta traz como resultados informações técnicas relativas ao volume de reservatório sugerido pelo usuário quanto à garantia de abastecimento, além da economia de água e financeira que resultam da implantação do sistema.
RESUMO A fim de superar o problema de disponibilidade de água e preservar os recursos hídricos, têm sido buscadas fontes alternativas de água para satisfazer as atividades humanas. Entre as soluções encontradas, está a captação da água de chuva. Essa técnica é possível através da captação da precipitação em áreas impermeáveis e de seu armazenamento em reservatórios para viabilizar seu uso. O reservatório é, em geral, a parte mais dispendiosa da implantação desse sistema. O dimensionamento dessa estrutura pode ser realizado através de diferentes métodos, por isso, é necessário avaliar qual deles é o mais adequado. Para tanto, este trabalho analisou os métodos de dimensionamento de reservatórios sugeridos pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), apresentados na norma NBR 15527/07, em relação aos seus desempenhos. A análise foi feita com base nos níveis de garantia de abastecimento alcançados de acordo com o método utilizado. A partir dos resultados obtidos, foi constatado que os métodos Rippl Diário e Mensal se destacam por gerarem reservatórios associados a garantias de abastecimento elevadas (entre 98 e 100%).
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