Gestão Optimizada das Águas Subterrâneas

A procura de água, a todos os níveis, tem vindo a originar exploração inadequada e aumento da escassez dos recursos hídricos bem como graves problemas de poluição. As águas superficiais são as mais afectadas, consequentemente, há um maior recurso às águas subterrâneas, começando estas, também a ser afectadas por aqueles problemas. Por estes factos, torna-se necessária uma exploração adequada e planeada destes recursos. Esta dissertação se insere precisamente no âmbito do planeamento e gestão das águas subterrâneas. Sistemas de águas subterrâneas são sujeitas a várias incertezas. No futuro diferentes cenários podem ocorrer dependendo das variações demográficas, ambientais e tecnológicas. A incerteza considerada neste trabalho é a variação na solicitação na procura de água. Assim, a aplicação do modelo de optimização robusta visa encontrar soluções fiáveis em qualquer cenário provável. A presente dissertação propõe-se resolver três problemas a minimização da soma das alturas de elevação, a minimização do custo de extracção de um dado caudal considerando uma abordagem determinística e a minimização do custo de extracção de um dado caudal utilizando uma abordagem robusta de um problema hipotético de planeamento e gestão referente ao aquífero de Palmela. Os problemas são resolvidos utilizando uma das técnicas de optimização o Software GAMS/MINOS. O GAMS/MINOS é concebido para resolver problemas de características lineares e não lineares em que facilmente é encontrado o óptimo local

A multiperiod approach to the solution of groundwater management problems using an outer approximation method

Δημοσίευση σε επιστημονικό περιοδικόSummarization: In the past few years several groundwater management models have been presented, related to the decision making process for an optimal remediation design. The majority of these models consider the remediation time as a single management period. Existing groundwater management models using a multiperiod design are based on a dynamic programming approach. Such models require extensive computational effort that increases drastically as the number of decision variables increases. In order to overcome this difficulty, a simpler multiperiod approach is presented in this work. The outer approximation (OA) method applies the cutting hyperplane optimization technique for the determination of a global optimal solution. In this work, the method is customized to accomodate a multiperiod design. This customization is based on the introduction of the decision variables (pumping rates) into the optimization model while the basic concept of the OA method remains unchanged. The main characteristic of this approach is that the management periods are independent of each other. The number of decision variables is equal to the number of wells times the number of management periods and all the constraints are evaluated at the end of the remediation horizon. This approach requires the derivative calculation of only one constraint at each optimization step which reduces the computational effort. The method is tested on a hypothetical aquifer remediation scenario and an actual large-scale contaminated site, illustrating the cost-effectiveness of the method.Presented on: European Journal of Operational Researc