Otimização da operação de um sistema de reservatórios para irrigação e abastecimento urbano

Abstract

A correta operação de um conjunto de reservatórios, procurando otimizar vazão a ser liberada para atendimento da demanda, constitui-se num ponto particularmente importante dentro da operação de um projeto de irrigação, principalmente em locais como o Nordeste brasileiro, onde a água representa um recurso escasso e o poder evaporante é muito elevado. Esta pesquisa procura encontrar uma regra de operação de um sistema composto de cinco reservatórios, para atendimento de demandas de irrigação e abastecimento urbano, na bacia do Rio Acaraú, no Estado do Ceará. Elege-se a programação linear deterministica, aliada a técnicas de simulação, como ferramenta para solução do problema. A função objetivo adotada visa a maximização do valor presente dos beneficios líquidos do projeto, sujeita a restrições de balanço hídrico nos reservatórios, e de umidade no solo. O modelo foi aplicado em duas abordagens separadamente: com área fixa e área variável. A abordagem com área variável, mostrou que o sistema tem capacidade de irrigar uma área maior que a originalmente definida no projeto. Na abordagem com área fixa, diversas regras operacionais foram obtidas e testadas por simulação, tendo as regras operacionais simples se mostrado mais eficientes. Os resultados mostram a eficiência de se irrigar uma área maior, com tolerância a déficits de umidade no solo, para se obter uma renda líquida maior.

The apropriate operation of a set reservoirs attempting to optimize the flow to be released to fulfill demand is a particularly important point in operating an irrigation project, especially in places such as the Brazilian Northeast, where water is a scarce with intense evaporation. This research study attempts to find a rule to operate a system consisting of five reservoirs for irrigation and water supply demands in the River Acaraú basin, state of Ceará. Deterministic linear programming is chosen, together with simulation techniques, as a problemsolving tool. The function adopted as an objective is to maximize the present value of net benefits of the project, subject to restrictions of water balance in the reservoirs and soil humidity. The model was applied in two separate approaches, fixed area and variable area. The approach using a variable area showed that the system is able to irrigate a larger area than initially defined in the project. ln the fixed-area approach, different operational rules were obtained and tested by simulation, when the simple operational rules proved more effective. The results show the effi.ciency of irrigating a larger area with tolerance for soil humidity deficits to obtain higher net income.