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Title in Portuguese: Modelagem fuzzy para sistema DBO/OD em reservatório com estratificação térmica utilizando modelos de balanço de massa
Title: Fuzzy modeling for DBO / OD system reservoir with thermal stratification using mass balance models
Author: Vidal, Ticiana Fontoura
Advisor(s): Souza, Raimundo Oliveira de
Keywords: Recursos hídricos
Reservatórios
Sistemas difusos
Água - Qualidade
Modelagem matemática
Issue Date: 19-May-2016
Citation: VIDAL, T. F. Modelagem fuzzy para sistema DBO/OD em reservatório com estratificação térmica utilizando modelos de balanço de massa. 2016. 123 f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil: Recursos Hídricos)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016.
Abstract in Portuguese: O estudo tem como objetivo central desenvolver uma metodologia que permita avaliar o risco de falha de um reservatório estratificado em cenários de mudanças climáticas, hidrológicas e hidráulicas, verificando o comportamento da demanda bioquímica de oxigênio e do oxigênio dissolvido, assim como avaliar de que forma estas mudanças irão afetar os principais aspectos de qualidade de água do sistema como um todo. Para tal, foi utilizada modelagem matemática computacional estruturada para fornecer uma descrição matemática bem próxima da realidade. Foi criada uma metodologia com aplicação de lógica fuzzy para investigar o quão essas mudanças podem interferir no estado ótimo de operação de um reservatório, com o intuito de aprimorar a compreensão e a gestão dos recursos hídricos, através de diferentes simulações computacionais, sem a necessidade de demandar grandes gastos. Dentre as simulações realizadas, resultados mostraram que quanto maior a vazão de água na entrada, menor o risco de falha em relação a DBO, já que a concentração de OD aumenta, por consequência da diminuição de DBO. Em outro cenário, para lançamentos de carga orgânica maiores que W = 2.500 kg/mês, o risco de falha aumentou significativamente, devido a diminuição da concentração de oxigênio ocasionada pela degradação da matéria orgânica. Também foi verificado que a evaporação é um fator crítico dentro do balanço hídrico, sua intensidade influi de forma direta nas concentrações de OD e DBO. Para grandes vazões evaporadas, o risco permanece elevado, principalmente durante o período seco, concluindo-se que a evaporação é um fator determinante capaz de interferir tanto na dinâmica do reservatório quanto na deterioração da qualidade da água. Desta forma, a elaboração medidas de controle eficazes, principalmente em regiões semiáridas com baixos índices pluviométricos, se tornam imprescindíveis para a conservação da qualidade da água do manancial
Abstract: The study was aimed at developing a methodology to assess the risk of failure of a stratified reservoir in climate change scenarios, hydrologic and hydraulic, checking the behavior of biochemical oxygen demand and dissolved oxygen, as well as assess how these main changes will affect the quality aspects of the water system as a whole. To this end, we used computer mathematical modeling structured to provide a mathematical description and closer to reality. a methodology with fuzzy logic application to investigate how these changes can interfere with the operation of great state of a reservoir, in order to improve the understanding and management of water resources through various computer simulations was created without the need for require large expenditures. Among the simulations and results showed that the higher the water flow at the entrance, the less the risk of failure in relation to BOD, since the DO concentration increases, consequently the reduction of BOD. In another scenario, for more organic load of releases that W = 2500 kg / month, the risk of failure increased significantly, due to decreased oxygen concentrations caused by degradation of organic matter. It was also found that evaporation is a critical factor in the water balance, intensity influences directly the concentrations of DO and BOD. For large evaporated flows, the risk remains high, especially during the dry season, concluding that evaporation is a factor capable of interfering in both the dynamics of the reservoir and in the deterioration of water quality. Thus, developing effective control measures, particularly in semi-arid regions with low rainfall, become essential to the conservation of source water quality
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/18469
metadata.dc.type: Tese
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