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Título: Análise de localização de emissários de efluentes com uso de modelagem de qualidade de água e otimização - Estudo de caso
Autor(es): Santos, Alinie Rossi dos
Orientador: Mendonça, Antônio Sérgio Ferreira
Data do documento: 24-Set-2018
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: O presente estudo aborda a escolha de locais mais adequados para lançamento de efluentes em cursos de água de bacias hidrográficas. O estudo teve como objetivo analisar a influência da localização de emissários de efluentes na qualidade dos recursos hídricos, considerando violações a padrões, e nas eficiências requeridas para sistemas de tratamento no âmbito de uma bacia hidrográfica. A área de estudo escolhida foi a bacia hidrográfica do rio Pardo, no estado do Espírito Santo, e os parâmetros considerados foram Oxigênio Dissolvido e Demanda Bioquímica de Oxigênio. Entre as ferramentas de estudo utilizou-se o modelo de qualidade de água implementado no ambiente Matlab, o qual reproduz as formulações matemáticas e as estruturas conceitual e computacional do modelo QUAL-UFMG, e o Algoritmo Genético, como técnica de otimização. Na aplicação do método de otimização foram consideradas duas funções objetivos: minimização do somatório de eficiências e minimização da inequidade entre os sistemas de tratamento. Para a análise de localização, um novo emissário de efluente, com duas possíveis vazões de lançamento, teve sua localização alterada ao longo do rio principal. A análise da influência da localização do efluente foi realizada por meio da verificação da variabilidade: dos somatórios e números de trechos apresentando violações aos padrões ambientais, das eficiências requeridas para tratamento do novo lançamento e, do conjunto de efluentes existentes na bacia, considerando diferentes posições para o novo ponto de lançamento. Os resultados comprovam a grande importância da adequada localização de pontos de lançamento de efluentes quanto ao respeito a padrões de qualidade de água para os cursos d'água receptores e às eficiências de tratamento requeridas. Simulações e otimizações como as realizadas no presente estudo podem auxiliar na escolha de pontos nos quais lançamentos de efluentes acarretem menores impactos sobre a qualidade dos corpos receptores e requeiram menores eficiências de tratamento em bacias hidrográficas.
The present study addresses the choice of more suitable sites for effluent discharge in river basin watercourses. This study aims to analyze the influence of effluent emissaries location on the water resources quality, considering violations of standards, and efficiencies required for treatment systems within a river basin. Pardo river basin, in Espirito Santo, was chosen as the study area, parameters considered were Dissolved Oxygen and Biochemical Oxygen Demand. Among the study tools, it was used a water quality model, implemented in Matlab, which reproduces mathematical formulations and conceptual and computational structures of QUALUFMG model, and the Genetic Algorithm, as optimization technique. In optimization method application, two objective functions were considered, minimizing the sum of efficiencies and minimizing inequity among treatment systems. For the location analysis, a new effluent emissary, with two possible discharge flows, had its location changed along the main river. Effluent location influence analysis was carried out by verifying the variability: sums and the number of stretches presenting violations to environmental standards, efficiencies required to treat the new effluent and the set of effluents existing in the basin, considering different positions to the new effluent discharge point. Results confirm the great importance of effluent discharge sites' adequate location for compliance with water quality standards for receiving watercourses and required treatment efficiencies. Simulations and optimizations such as those performed in the present study may help in choosing points at which effluents discharge have lower impacts on the quality of receiving water bodies and require smaller treatment efficiencies in river basins.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/10684
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