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Título: Modelo de otimização multiobjetivo para outorga de diluição de efluentes e enquadramento de corpos d água
Autor(es): Andrade, Larice Nogueira de
Orientador: Mendonça, Antônio Sérgio Ferreira
Palavras-chave: Recursos hídricos
Água - Uso
Otimização matemática
Simulated annealing (Matemática)
Data do documento: 10-Ago-2012
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: Outorga de diluição de efluentes e enquadramento dos corpos d’água são alguns dos instrumentos da Política Nacional dos Recursos Hídricos que necessitam de planejamento estratégico que concilie eficiência econômica, sustentabilidade, flexibilidade e equidade. Esta tese apresenta o desenvolvimento de um modelo matemático de otimização multiobjetivo que busca atender, em uma única função objetivo, diferentes metas envolvidas no processo de alocação de cargas efluentes. O modelo é capaz de integrar diferentes objetivos e tem como ideia central minimizar o custo para manutenção da qualidade do corpo receptor, sem deixar de buscar maximização da melhoria, em termos dos parâmetros oxigênio dissolvido e demanda bioquímica de oxigênio, buscando, ainda, maior equidade entre usuários. O modelo permite variar tanto eficiências de tratamento, quanto vazões de lançamento, o que permite auxiliar o planejamento de sistemas de coleta e tratamento de esgotos e buscar maior equidade entre os usuários. A adoção de pesos na função objetivo do modelo proposto permite uma abordagem sistêmica dos problemas de gestão dos recursos hídricos, permitindo considerar uma gama de objetivos de forma integrada e otimizada. Com isso, permite encontrar soluções que estabelecem melhor compromisso no atendimento aos propósitos existentes. O modelo proposto foi integrado a um Sistema de Suporte à Decisão, que poderá tornar mais ágeis, flexíveis e eficientes as tomadas de decisões por parte dos órgãos gestores e dos agentes. A aplicação do modelo de otimização desenvolvido, na forma do Sistema de Suporte à Decisão, em diversos estudos de caso, permitiu verificar sua utilidade na avaliação de diferentes estratégias de gestão, incluindo a busca de equidade entre os usuários e o atendimento às exigências ambientais relacionadas com o enquadramento dos corpos d’água, considerando aspectos relacionados com flexibilização de eficiências de tratamento de efluentes, redução de custos e manutenção de qualidade hídrica adequada no corpo receptor.
Wastewater dilution authorization and water bodies classification are among the Brazilian Water Resources National Policy instruments that need strategic plans for implementation. These plans must consider economic efficiency, sustainability, flexibility and equity. This thesis presents the development of a multiobjective optimization model that considers in a single objective function different goals involved in the waste-load allocation. The developed model is capable of integrating different objectives and presents as its central idea to minimize costs to maintain receiving body water quality conditions, trying to maximize the improvement of, water bodies dissolved oxygen and biochemical oxygen demand parameters, and also taking into account users equity conditions. The model permits to vary both waste removal efficiencies and outflow discharges into water bodies, allowing the search for greater equity between users. The use of weights in the objective function of the proposed model allows a systemic approach to water management problems, by considering a range of objectives in an integrated and optimized way. It turns possible to reduce the complexity of the solution of problems that involve conflicting demands, by searching for the best compromise that satisfy the existing purposes. The model was integrated into a Decision Support System, that may allows more agile, flexible and efficient water administrative agencies and officials decision-making processes. It was verified, through various case studies, that the use of the developed Decision Support System can make wastewater loads allocation decision processes more orderly, objective and transparent, in the direction of a sustainable management of water resources.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/3915
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