A Review of Water Quality Optimisation Models and Techniques

Boah, Douglas Kwasi; Twum, Stephen Boakye

doi:10.4236/jamp.2020.83032

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“…A programação linear permite encontrar um ótimo global, caso ele exista, possui aplicabilidade em problemas de larga escala e as não linearidades podem ser contornadas por meio de artifícios de linearização (SIVAPURAM et al, 2018). Sendo uma das técnicas de otimização que mais se desenvolveu, possui grande aplicação na engenharia de recursos hídricos, em problemas de planejamento agrícola, otimização de redes de distribuição de água, alocação ótima de água para o atendimento de múltiplas demandas e modelagem da qualidade da água (ZHANG et al, 2018;SANTOS et al, 2011;VEINTIMILLA et al, 2018;ZHOU et al, 2018;CASSIOLATO et al, 2021;BOAH et al, 2020).…”

Section: Introductionunclassified

Otimização qualitativa em sistemas hídricos: aplicação em região do alto curso do rio Piranhas (PB)

Nepomuceno

Curi²,

Santos³

et al. 2022

RICA

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O presente trabalho tem como objetivo efetuar a otimização qualitativa, baseada em Programação Linear, em um sistema de recursos hídricos presente no alto curso do rio Piranhas-PB que integra dois reservatórios em série, Engenheiro Ávidos, localizado no município de Cajazeiras, e São Gonçalo, no município de Sousa. A rotina de otimização considera cinco funções objetivo, além de restrições relacionadas à modelagem da Demanda Bioquímica de Oxigênio, Oxigênio Dissolvido, formas nitrogenadas e fosfatadas, nos rios e reservatórios, bem como os métodos empregados para linearizar as não linearidades existentes. Além do mais, foi também avaliado o grau de representatividade da modelagem para com a área de estudo. Os efluentes estão associados ao lançamento de esgotos domésticos de municípios próximos aos corpos hídricos. Foram estudados dois Cenários, no primeiro os efluentes foram lançados sem considerar um tratamento prévio, já no segundo Cenário foi considerado que os efluentes foram submetidos a um tratamento por meio de lagoas de estabilização. Os resultados indicaram que o modelo de otimização permitiu, nos dois Cenários, encontrar soluções otimizadas de maneira que as concentrações dos parâmetros permanecessem, durante todo o período de operação, em níveis aceitáveis para a classe dos corpos hídricos. Além disto, as equações matemáticas e os coeficientes cinéticos puderam representar de forma adequada a área de estudo, com baixos erros calculados.

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Section: Introductionunclassified

Otimização qualitativa em sistemas hídricos: aplicação em região do alto curso do rio Piranhas (PB)

Nepomuceno

Curi²,

Santos³

et al. 2022

RICA

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Two-stage meta-ensembling machine learning model for enhanced water quality forecasting

Heydari,

Reza Nikoo,

Mohammadi

et al. 2024

Journal of Hydrology

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On the Development of State-of-the-Art Computational Decision Support Systems for Efficient Water Quality Management: Prospects and Opportunities in a Climate Changing World

Fameso,

Ndambuki,

Kupolati

et al. 2024

Air, Soil and Water Research

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The concept of water quality has often generally revolved around the all-round safety of water for human consumption. The quality of much of the 3% of the earth’s humanly consumable water classed as freshwater is under threat of climate change, rising population numbers, indiscriminate land usage, detrimental agricultural practices and contamination from poor waste management. The need for optimal water quality enhancement has become more germane to sustainable socio-economic development. This paper examines the evolution of efforts made by the scientific community over the years to ensure water quality can be characterized and properly managed to ensure the global ever-growing demand for clean water for human consumption is continually met. The development of state-of-the-art computational decision support systems (DSS) should play a vital role. However, efforts in this regard are currently bedevilled by major challenges such as quantifying, measuring, processing and controlling the numerous metrics of water quality, as well as their adaptation and integration into a fully developed universal water quality model. In addressing these challenges, a shift towards simpler modelling approaches and the integration of uni-purpose models which can be cascaded into decision-making systems is being popularly proposed. However, with technological advancements already stimulating a water quality management revolution, there is a shift in paradigm to more universal modelling attempts with great optimism towards overcoming the challenges of developing universal water quality models and DSS. The prospects and opportunities of a water quality management renaissance offered by radical scientific innovations look promising, as the world races with time to provide support systems that can help deal better with the dynamics of sustainable water supply in increasingly contaminable environments and progressively unpredictable climates.

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A Review of Water Quality Optimisation Models and Techniques

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Otimização qualitativa em sistemas hídricos: aplicação em região do alto curso do rio Piranhas (PB)

Otimização qualitativa em sistemas hídricos: aplicação em região do alto curso do rio Piranhas (PB)

Two-stage meta-ensembling machine learning model for enhanced water quality forecasting

On the Development of State-of-the-Art Computational Decision Support Systems for Efficient Water Quality Management: Prospects and Opportunities in a Climate Changing World

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