Publicação
Sistema de apoio à decisão para a gestão operacional de redes de drenagem de águas residuais em condições de incerteza
| Resumo: | A operação de sistemas de drenagem de águas residuais apresenta múltiplos desafios, incluindo garantir um transporte eficaz e seguro desde as habitações até à restituição dos efluentes tratados no meio ambiente. As instalações de tratamento de águas residuais da bacia do rio Ave localizadas a noroeste (NO) de Portugal são especialmente vulneráveis às infiltrações e afluências indevidas. Procedeu se à implementação de uma vasta rede de monitorização, permitindo o conhecimento lato das reais condições de escoamento e assim otimizar a gestão operacional do sistema através do desenvolvimento de um sistema de apoio à decisão (SAD) desenvolvido para o efeito. Os equipamentos de monitorização foram colocados em locais estratégicos para permitir uma melhor análise e toda a informação obtida pelos mesmos (em tempo real) está integrada em bases de dados e operada por um sistema SCADA. A presente tese, desenvolvida em ambiente empresarial, apresenta a estrutura concetual do SAD, a descrição das suas principais componentes e os resultados da sua aplicação na gestão operacional das infraestruturas. Tendo por base o sistema desenvolvido, é apresentada num primeiro grupo resultados dos trabalhos de campo que deram origem ao desenvolvimento do SAD. No segundo grupo abordam-se resultados das três principais componentes do SAD. No sistema de informação apresentam-se resultados do desenvolvimento do SIG, do SCADA e da plataforma Delft FEWS, no sistema de modelação apresentam-se resultados relativos ao modelo hidrológico e hidrodinâmico da bacia do rio Vizela, resultados do modelo hidrodinâmico da rede e o potencial impacto das descargas das ETAR na qualidade da água dos rios Vizela e Ave. No sistema de análise apresentam-se o desempenho das diferentes fontes de previsão de precipitações para diferentes horizontes temporais; uma estimativa dos volumes de infiltração durante os períodos húmidos; a identificação e localização das câmaras de visitas suscetíveis a derrames e ainda ligações desconhecidas ou clandestinas ao longo da rede; e, por fim; a definição de um controlador PID para um sistema de elevação de uma estação de tratamento de águas residuais, com base na medição em tempo real do nível do tanque de montante. O incremento no desempenho operacional da empresa responsável pela operação do sistema, obtido através do presente trabalho foi assinalável, tanto em termos económicos como em termos de proteção ambiental. |
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| Autores principais: | Silva, António Pereira da |
| Assunto: | SAD Sistemas de saneamento de águas residuais Hidroinformática Modelação matemática Operação e controlo de infraestruturas hidráulicas DSS Wastewaters systems Hydroinformatic tools Mathematical modelling Hydraulics infrastructures operation and control |
| Ano: | 2020 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | tese de doutoramento |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | português |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | A operação de sistemas de drenagem de águas residuais apresenta múltiplos desafios, incluindo garantir um transporte eficaz e seguro desde as habitações até à restituição dos efluentes tratados no meio ambiente. As instalações de tratamento de águas residuais da bacia do rio Ave localizadas a noroeste (NO) de Portugal são especialmente vulneráveis às infiltrações e afluências indevidas. Procedeu se à implementação de uma vasta rede de monitorização, permitindo o conhecimento lato das reais condições de escoamento e assim otimizar a gestão operacional do sistema através do desenvolvimento de um sistema de apoio à decisão (SAD) desenvolvido para o efeito. Os equipamentos de monitorização foram colocados em locais estratégicos para permitir uma melhor análise e toda a informação obtida pelos mesmos (em tempo real) está integrada em bases de dados e operada por um sistema SCADA. A presente tese, desenvolvida em ambiente empresarial, apresenta a estrutura concetual do SAD, a descrição das suas principais componentes e os resultados da sua aplicação na gestão operacional das infraestruturas. Tendo por base o sistema desenvolvido, é apresentada num primeiro grupo resultados dos trabalhos de campo que deram origem ao desenvolvimento do SAD. No segundo grupo abordam-se resultados das três principais componentes do SAD. No sistema de informação apresentam-se resultados do desenvolvimento do SIG, do SCADA e da plataforma Delft FEWS, no sistema de modelação apresentam-se resultados relativos ao modelo hidrológico e hidrodinâmico da bacia do rio Vizela, resultados do modelo hidrodinâmico da rede e o potencial impacto das descargas das ETAR na qualidade da água dos rios Vizela e Ave. No sistema de análise apresentam-se o desempenho das diferentes fontes de previsão de precipitações para diferentes horizontes temporais; uma estimativa dos volumes de infiltração durante os períodos húmidos; a identificação e localização das câmaras de visitas suscetíveis a derrames e ainda ligações desconhecidas ou clandestinas ao longo da rede; e, por fim; a definição de um controlador PID para um sistema de elevação de uma estação de tratamento de águas residuais, com base na medição em tempo real do nível do tanque de montante. O incremento no desempenho operacional da empresa responsável pela operação do sistema, obtido através do presente trabalho foi assinalável, tanto em termos económicos como em termos de proteção ambiental. |
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