XII Simposio Iberoamericano sobre planificación de sistemas de abastecimento de água

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1 XII Simposio Iberoamericano sobre planificación de sistemas de abastecimento de água MODELO MATEMÁTICO PARA IDENTIFICAR LOCAIS DE ESTAÇÕES DE MONITORAMENTO EM REDES DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA Roberto Suse (1), Edevar Luvizotto Junior (2); Bruno Melo Brentan (3)

2 CONTEÚDO 1. INTRODUÇÃO 2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 3. METODOLOGIA 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 5. CONCLUSÃO 6. RECOMENDAÇÕES E TRABALHOS FUTUROS 7. BIBLIOGRAFIA 2

3 INTRODUÇÃO 1. Qualidade de água nas redes de distribuição Deterioração da qualidade de água: contaminação, aporte de patóge- -nos, decaimento do desinfetante residual e recrescimento bacteriano. Desinfetante residual = cloro residual livre. Ocorrência de reações; Diminuição da concentração. 2. Monitoramento dos sistemas de distribuição de água potável Custo e viabilidade Parâmetros: turbidez, cloro residual livre, cloroaminas e dióxido de cloro. 3. Modelagem matemática Simulação computacional Tomada de decisão: estratégias operacionais; monitoramento 3

4 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 1. Modelo Matemático Cobertura de Demanda Relação entre a demanda coberta por uma estação de monitoramento e a qualidade de água. Trajetória do fluxo da água; vazão nos trechos; demanda dos nós Representatividade de uma estação de monitoramento Procedimentos para o desenvolvimento: 1. Definição da topologia do sistema de distribuição de água; 2. Determinação da matriz de fração de água; 3. Determinação da matriz de cobertura; 4

5 Nó de amostragem FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA fração de água através do nó: nó 1 nó 2 nó 3 nó 4 nó 5 nó 6 nó , , ,72 0,8 1 0,2 0, Fonte: LEE e DEININGER (1992) 5

6 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA nós com cobertura sob o critério de 50% Nó de amostragem nó 1 nó 2 nó 3 nó 4 nó 5 nó 6 nó Fonte: LEE e DEININGER (1992) 6

7 REVISÃO DA LITERATURA 5. Algoritmo Genético Procedimentos Determinação de conjuntos de estações de monitoramento Fonte: Adaptado de AL-ZAHRANI e MOIED (2003) 7

8 METODOLOGIA 1. Modelo Matemático Cobertura de Demanda 2. Método Algoritmo Genético 3. Aplicação do modelo proposto Fonte: AL-ZAHRANI e MOIED (2003) 8

9 RESULTADOS E DISCUSSÃO 9

10 RESULTADOS E DISCUSSÃO 10

11 CONCLUSÕES Determinação dos ótimos locais para monitorar a rede de distribuição de água. Quantidade de estações de monitoramento porcentagem de cobertura da rede. Horário de menor consumo de água momento crítico para realizar o monitoramento. 11

12 RECOMENDAÇÕES E TRABALHOS FUTUROS 12

13 REFERÊNCIAS AL-ZAHRANI, M. A.; MOIED, K. Optimizing water quality monitoring stations using genetic algo- -rithms. The Arabian Journal for Science and Engineering. Vol. 28, n. 1B, HIROSE, H. Localização ótima de estações de monitoramento de qualidade da água em redes de distribuição baseada em algoritmo genéticos. Trabalho de conclusão de Curso Faculdade de Enge- -nharia Civil, Arquitetura e Urbanismo da Universidade Estadual de Campinas, Campinas, KUMAR, A.; KANSAL, M. L.; ARORA, G. Identification of monitoring stations in water distribution System. Journal of Environmental Engineering, n. 123, , LEE, B. H.; DEININGER, R. A. Optimal locations of monitoring stations in water distribution system. Journal of Environmental Engineering. n. 118, 4-16, MAYS, L. W. Water distribution system handbook. McGraw-Hill, New York, chapter 9, 11 e 12, MEIER, R. W.; BARKDOLL, B. D. Sampling design for network model calibration using genetic algorithms. Journal of Water Research, Planning and management. n. 126, ROSSMAN, L. A.; CLARK, R. M.; GRAYMAN, W. M. Modeling chlorine residuals in drinking-water Distribution systems. Journal of Environmental Engineering. n. 120, , TRIMBOLI, M. J. Aplicação e análise de um modelo de qualidade de água para a determinação da concentração de cloro livre residual em um setor de abastecimento de água f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil, Área Recursos Hídricos) Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo da Universidade Estadual de Campinas 13

14 OBRIGADO 14