Aplicação da lógica Fuzzy no modelo de Streeter-Phelps para analisar o risco de contaminação das águas de rios, considerando múltiplos processos e múltiplos lançamentos

• Main Author: Sales, Raquel Jucá de Moraes
• Other Authors: Souza, Raimundo Oliveira de
• Language: Portuguese
• Published: 2015
• Subjects: Recursos hídricos; Qualidade de água; Modelagem
• Online Access: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/11578

SALES, R. J. M. Aplicação da lógica Fuzzy no modelo de Streeter-Phelps para analisar o risco de contaminação das águas de rios, considerando múltiplos processos e múltiplos lançamento. 2014. 116 f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil: Recursos Hídricos) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. === Submitted by Marlene Sousa ([e-mail]) on 2015-04-07T14:12:45Z No. of bitstreams: 1 2014_tese_rjmsales.pdf: 1961447 bytes, checksum: 85203b57a148089a22e79214da055276 (MD5) === Approved for entry into archive by Marlene Sousa([e-mail]) on 2015-04-23T18:18:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_tese_rjmsales.pdf: 1961447 bytes, checksum: 85203b57a148089a22e79214da055276 (MD5) === Made available in DSpace on 2015-04-23T18:18:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_tese_rjmsales.pdf: 1961447 bytes, checksum: 85203b57a148089a22e79214da055276 (MD5) Previous issue date: 2014-02-12 === In an attempt to facilitate the diagnosis of the various factors that affect water quality and predict possible future impacts on the environment, actions to rationalize the use of water from the optimization of natural and technological processes are adopted. Mathematical modeling is one example and, together with Fuzzy Theory, which allows the analysis of the results without the need for significant databases, one can establish the risk as an indicator of contamination of rivers, and of practical value in decision making and allocation of grant releases. In this study, the full Streeter-Phelps equations, using the Fuzzy set Theory, was applied, in order to analyze the risk of contamination of a watercourse that receives multiple sources release pollutants. Through the model simulations, different scenarios were analyzed, and the influence of its parameters as well as the launch point and nonpoint pollution sources, in the calculation of the risk. According to the results, it was observed that the amount of discharge released influences the time of the mass dilution in the system, so that for higher values of launch, the dilution time is less favoring the formation and decay processes of benthic layer; regarding the physical, chemical and biological reactions, it appears that sedimentation processes, photosynthesis and respiration, concerning with the average data found in literature, have little influence on the behavior of the curves of DO concentration curves and risk, while the nitrification process has a strong influence; with respect to the temperature, the results showed that it plays a significant role in the behavior of DO, where, for larger values of it, the higher the DO deficit and, consequently, increase in the risk. Finally, the model developed as a proposal to facilitate the decision making in the control of discharge of effluents into rivers proved to be a viable and practical analytical alternative way, since the goals were achieved. === Na tentativa de facilitar o diagnóstico dos diversos fatores que afetam a qualidade da água e antever possíveis impactos futuros sobre o meio ambiente , são adotadas ações que racionalize m o uso da água a partir da otimização de processos naturais ou tecnológicos. A modelagem matemática é um exemplo disso e, em conjunto com a Teoria Fuzzy , que permite fazer a análise dos resultados sem necessidade de significativos bancos de dados, pode - se estabelecer o risco como indicador de contaminação das águas de rios, sendo de valor prático na tomada de decisão e concessão de outorga de lançamentos. Neste estudo, foi desenvolvido um modelo matemático aplicado às equações completas de Streeter - Phelps utilizando a Teoria dos números Fuzzy , a fim de analisar o risco de contaminação de um curso d'água que recebe agentes poluentes de múltiplas fontes de lançamento. Pelas simulações do modelo, foram analisados diferentes cenários, verificando a influência d os seus parâmetros, bem como o lançamento de fontes poluidoras pontuais e difusas, nos percentuais de risco. De acordo com os resultados, observou - se que a quantidade de carga lançada tem influência no tempo de diluição desta massa no sistema, de forma que , para maiores valores de lançamento, o tempo de diluição é menor, favorecendo os processos de decaimento e formação da camada bentônica; em relação às reações físicas, químicas e biológicas, verifica - se que os processos de sedimentação, fotossíntese e res piração, para os dados médios encontrados em literatura, tem pequena influência no comportamento das curvas de concentração de OD e curvas de risco, enquanto que o processo de nitrificação tem forte influência; já a temperatura desempenha um significativo papel no comportamento do OD, onde, para valores maiores, maior será o déficit OD e, em consequência, aumento dos percentuais de risco. Por fim, o modelo desenvolvido como proposta de facilitar a tomada de decisão no controle de lançamento de efluentes em rios mostrou - se uma alternativa viável e de valor prático de análise, já que os objetivos foram alcançados