Análise estatística para avaliação do comportamento de parâmetros hidráulicos aplicada a rede real de topografia montanhosa

O monitoramento de parâmetros hidráulicos em campo normalmente tem custo elevado. Em redes de distribuição de água, a compreensão é extremamente importante para a tomada de decisões que visem ao acesso a melhor eficiência hídrica e energética, principalmente relacionadas a operação e controle de perdas de água. O objetivo do trabalho foi utilizar ferramentas estatísticas para análise de setor real de distribuição de água do Sul de Minas Gerais. A metodologia fundamentou-se em análises estatísticas que possibilitam interpretar informações para subsidiar a tomada de decisões futuras, entre elas o Teste t de Student. A partir de análises de adaptação de um simples modelo matemático, foram avaliadas as perdas por nós a partir dos dados tratados. Concluiu-se que pode-se extrair muita informação de uma rede real pelas análises; aqui especificamente são contempladas particularidades de região montanhosa

ESPACIALIZAÇÃO DA PERDA DE SOLO NAS BACIAS HIDROGRÁFICAS QUE COMPÕEM O MUNICÍPIO DE SANTA RITA DO SAPUCAÍ (MG)

Este trabalho teve por objetivo indicar a espacialização do Potencial Natural de Erosão (PNE) e da predisposição à Perda de Solo através da sistematização dos fatores componentes da Equação Universal de Perda de Solo (EUPS), visando auxiliar o planejamento do uso da terra nas bacias hidrográficas que compõem o município de Santa Rita do Sapucaí – MG (Brasil). Utilizou-se técnicas de geoprocessamento, aplicadas no SIG Idrisi 15.0, em interface com o software USLE-2D. Os resultados indicaram que 22% da área de estudo apresenta um Potencial Natural de Erosão fraco (0 – 400 t.ha-1.ano-1); 8% moderado (400 – 800 t.ha-1.ano-1); 13% forte (800 –1600t.ha-1.ano-1) e 57% muito forte (> 1600 t.ha-1.ano-1). Já com relação a Perda de Solo, pode-se constatar que a bacia possui 45% de sua área com perda baixa (0 – 10 t.ha-1.ano-1), 21% moderada (10 – 50 t.ha-1.ano-1), 13% alta (50– 200 t.ha-1.ano-1) e 21% muito alta (> 200t.ha-1.ano-1). Assim, a área de estudo apresenta características naturais favoráveis à perda de solo, principalmente nas áreas de topografia íngreme associada a presença de solos Podzólicos. Comparando-se o Mapa de Potencial Natural de Erosão com o de Perda de solo fica clara a relação entre a ocupação e manejo do solo e a atenuação de tal perda. Palavras-chave: Potencial Natural de Erosão, Equação Universal de Perda de Solo, erosão, Sistema de Informação Geográfica

ÁREAS DE PRESERVAÇÃO PERMANENTE E SUA IMPORTÂNCIA AMBIENTAL NA PREVENÇÃO DA PERDA DE SOLO POR EROSÃO EM BACIAS HIDROGRÁFICAS

O presente trabalho objetivou a simulação da perda de solo para cenários estabelecidos em função da análise da integridade de Áreas de Preservação Permanente, visando observar o papel de tais áreas mediante a prevenção e atenuação de processos erosivos. Os cenários foram implementados através da aplicação do modelo empírico EUPS - Equação Universal de Perda de Solo, em ambiente do SIG Idrisi 15.0, tendo como área de estudo o conjunto de bacias hidrográficas que compõem o município de Santa Rita do Sapucaí . MG. Os resultados demonstraram que a recuperação das Áreas de Preservação Permanente contribui com a redução das perdas de solo. A redução de áreas com perda de solo considerada alta apresentou-se significativa, pois grande parte das APP.s em estudo encontra-se espacialmente contextualizadas em pontos frágeis quanto à erosão. As APP.s ao longo dos cursos d.água foram as mais representativas na área de estudo e exerceram um importante papel sobre a redução das perdas de solo. Também as APP.s em topos de morro e linhas de cumeada, em função da topografia da área de estudo, proporcionaram substancial redução nas perda

Estimative of reference flows for water resources planning and control: hydrologic regional indicators application

Due to limitations of hydrometeorological monitoring network related to spatial station distribution and extension of historical series, tools that aim to improve consistency and optimize available data analysis have become essential. In this context, regionalization techniques stand out, once the main focus is the delimitation of hydrologically homogeneous regions with the subsequent spatial transposition of hydrological variables of interest. Regional indicators, defined as the mean values of hydrological variables and characteristics of a homogeneous region, constitute an expeditious approach to hydrological regionalization. The main perspective of the study was to evaluate the use of regional indicators when quantifying reference flows associated with average flow, drought, or flood conditions. The study area selected was the Manhuaçu River basin, a major Doce River tributary, located in the state of Minas Gerais, Brazil. The results showed that the regional indicators allow estimates of diverse reference flows with mean errors lower than 30%, considered satisfactory for the study area. However, the conventional method of flow regionalization presented more consistent results, with mean errors usually lower than 20%, regardless of the reference flow analyzed. It was also observed that adopting historical flow series with varied extensions did not produce relevant differences when appropriating the diverse reference flows for the Manhuaçu River basin, with none exceeding 3%.Em função das limitações da rede de monitoramento hidrometeorológico, tanto do ponto de vista da distribuição espacial quanto da extensão das séries históricas, ferramentas que busquem dar consistência e otimizar a análises dos dados disponíveis vêm ganhando espaço. Neste contexto, destacam-se as técnicas de regionalização, cujo principal foco é a delimitação de regiões hidrologicamente homogêneas com a subsequente transposição espacial de variáveis hidrológicas de interesse. Os indicadores regionais, definidos como valores médios de uma variável hidrológica e característicos de uma região homogênea, constituem abordagem expedita de regionalização hidrológica. O presente estudo teve como principal perspectiva avaliar o emprego de indicadores regionais quando da quantificação de vazões de referência associadas às condições médias de escoamento, estiagens ou cheias. A área de estudo selecionada para a condução do estudo foi a bacia hidrográfica do rio Manhuaçu, importante afluente do rio Doce, Minas Gerais, Brasil. Os resultados demonstraram que os indicadores regionais permitem estimativas de diferentes vazões de referências com erros médios inferiores a 30%, considerados satisfatórios para a área de estudo. No entanto, o método convencional de regionalização de vazões apresentou resultados mais consistentes, com erros médios usualmente inferiores a 20%, independentemente da vazão de referência analisada. Observou-se, adicionalmente, que a adoção de séries históricas de vazões com diferentes extensões não produziu diferenças relevantes quando da apropriação das diferentes vazões de referência para a bacia hidrográfica do rio Manhuaçu, com diferenças que não superaram 3%.

DISCRIMINATED CONDITIONED SUPPRESSION IN RATS: IN SEARCH OF REPLICATION

No procedimento de supressão condicionada um pareamento entre um estímulo neutro e um estímulo aversivo é sobreposto a uma linha de base de comportamento operante. O pareamento resulta em supressão do responder durante o estímulo aversivo condicionado e sua recuperação após a ocorrência do estímulo aversivo incondicionado. Este trabalho teve como objetivo replicar estudo prévio que mostrou que os efeitos supressivos do pareamento ficaram parcialmente sob controle do estímulo discriminativo. Diferentemente do estudo anterior, a presente pesquisa utilizou contrabalanceamento do componente pareado entre sujeitos. Foi empregada uma linha de base de esquemas múltiplos de intervalos variáveis (mult VI VI) iguais, correlacionados com a presença ou a ausência de luz (componente claro/escuro). O procedimento seguiu um delineamento de reversão ABAC, em que A era a linha de base, o pareamento tom-choque foi introduzido somente em um dos componentes em B e em C o tom era apresentado sem o choque (extinção do pareamento). Observou-se supressão nas taxas totais de respostas em ambos os componentes na Condição B (efeito generalizado), porém, com efeito mais acentuado no componente com paramento (efeito discriminativo). Além disso, uma análise das taxas locais replicou os achados prévios: a supressão foi mais acentuada entre o início do estímulo de aviso e o término do choque. Os resultados não apontam conclusivamente para uma diminuição nas taxas globais de respostas nas fases finais (A e C). Os efeitos de generalização podem ter sido parcialmente favorecidos pelo contexto (o mesmo para os dois componentes), o que deverá ser melhor investigado.Palavras-Chave: Esquemas múltiplos, intervalo variável, controle aversivo, supressão condicionada, ratos.In a conditioned suppression procedure, pairings between a neutral conditioned stimulus (CS) and an aversive unconditioned stimulus (US) are superimposed to a baseline of operant behavior. CS-US pairings result in suppression of responding during the CS and recovery of responding after presentation of the US. The present work aimed to replicate existing data concerning the question of whether conditioned suppression of lever-pressing in rats can come under control of discriminative stimuli. Different from previous work, our experiment controlled for the component in which pairings was superimposed. A reversal design of ABAC were employed. Condition A was a baseline of rats’ lever pressing response under a two-component multiple schedule (light/dark components) of equal variable-interval (VI) schedules (mult VI 22.5 s VI 22.5 s). Condition B involved the introduction of CS-US (tone-shock) pairings in one component of the multiple schedule (suppression phase). In Condition C, we introduced the CS alone on the component that was associated with the parings. The results indicate that responding of the subjects was suppressed in both components in the suppression phase (generalized effects), but suppression was strongest in the component associated with the conditioned emotional response (discrimination effects). The results do not conclusively point to a decrease in the overall response rates in the final conditions (A and C). The generalized effects could have been favored by the context (which were the same for both components), but future researches are needed to further clarify this observation. Key words: Conditioned suppression, aversive control, multiple schedules, variable-interval, rats

Application of data prediction models in a real water supply network: comparison between arima and artificial neural networks

Abstract Research around the world has focused on developing ways to predict hydraulic parameters in water distribution systems. The application of these forecasts can contribute to the decision-making of water distribution systems managers, aiming to ensure that the demand is met, and even to reduce water losses. The present work sought, among two data prediction models (ARIMA and Multi-Layer Perceptron Artificial Neural Networks), to assess which one can perform best predictions of pressure and discharge rate data. To reach the stipulated goal, real data were obtained from a water supply network provided by NUMMARH - Nucleus of Modeling and Simulation in Environment and Water Resources and Systems of the Federal University of Itajubá, Brazil. These data initially underwent an adjustment so that it was possible to develop a computer program. The results showed that the best prediction model for the data in question was ARIMA, presenting a mean absolute percentage error (MAPE) of 8.54%. Thus, it is concluded that ARIMA models are easy to build and apply, being an advantageous tool to predict such hydraulic parameters

Estimative of reference flows for water resources planning and control: hydrologic regional indicators application

Em função das limitações da rede de monitoramento hidrometeorológico, tanto do ponto de vista da distribuição espacial quanto da extensão das séries históricas, ferramentas que busquem dar consistência e otimizar a análises dos dados disponíveis vêm ganhando espaço. Neste contexto, destacam-se as técnicas de regionalização, cujo principal foco é a delimitação de regiões hidrologicamente homogêneas com a subsequente transposição espacial de variáveis hidrológicas de interesse. Os indicadores regionais, definidos como valores médios de uma variável hidrológica e característicos de uma região homogênea, constituem abordagem expedita de regionalização hidrológica. O presente estudo teve como principal perspectiva avaliar o emprego de indicadores regionais quando da quantificação de vazões de referência associadas às condições médias de escoamento, estiagens ou cheias. A área de estudo selecionada para a condução do estudo foi a bacia hidrográfica do rio Manhuaçu, importante afluente do rio Doce, Minas Gerais, Brasil. Os resultados demonstraram que os indicadores regionais permitem estimativas de diferentes vazões de referências com erros médios inferiores a 30%, considerados satisfatórios para a área de estudo. No entanto, o método convencional de regionalização de vazões apresentou resultados mais consistentes, com erros médios usualmente inferiores a 20%, independentemente da vazão de referência analisada. Observou-se, adicionalmente, que a adoção de séries históricas de vazões com diferentes extensões não produziu diferenças relevantes quando da apropriação das diferentes vazões de referência para a bacia hidrográfica do rio Manhuaçu, com diferenças que não superaram 3%

An alternative methodology to perform cavitation tests in centrifuge pumps of small total elevation height and to study NPSH coefficient

A cavitação, sob todos os aspectos, é indesejável nas máquinas de fluxo em geral, provocando conseqüências como: erosão dos componentes estruturais, ruído, alteração no comportamento da máquina etc. A fim de caracterizar as condições para que ocorra boa aspiração do líquido, minimizando ou eliminando totalmente os efeitos acima mencionados, ocasionados pela cavitação sobre bombas e instalações de bombeamento, foi introduzido o conceito de NPSH. As curvas de NPHS requerido, normalmente em função da vazão, são obtidas através de ensaios de cavitação. Existem metodologias em normas técnicas para se realizar este ensaio, sendo que estas nem sempre são de fácil aplicação, principalmente no ensaio de modelos. No trabalho, desenvolveu-se uma metodologia alternativa para se realizar os ensaios de cavitação de bombas de pequeno porte, fazendo uma discussão dos resultados obtidos e chegando a resultados finais muito bons. Foi introduzido também o termo Coeficiente de NPSH e aplicado para algumas bombas, discutindo os resultados e enfatizando a sua importânciaThe cavitation, under all aspects, its undesirable in flow machines as a rule, provoking consequences as : strutural components erosion, noise, machine behavior alterations, etc. In order to to characterize the conditions in which good liquid \"suction\" occurs, minimizmg or totally eliminating the effects quoted above, caused by cavitation over pumps and pumping installations, it was introduced the NPSH* concept. The curves of required NPSH, normally versus outflow, are obtained through cavitation tests. There are methodologies in technical pattern to accomplish such test, but these don\'t be easy to apply, principally in model tests. In this work, one developes an altenative methodology to accomplish the cavitation tests in small sized centrifuge pumps, doing a discussion of the obtained results and arriving to final very good results. It was introduced, too, the term NPSH coefficient and it was applied to some pumps, the results were discussed and its importance was emphasized

Study of calibration of water supply networks through genetic algorithms

As mudanças físicas ocorridas ao longo do tempo requerem que os modelos hidráulicos de previsão de comportamento das redes de distribuição de água para abastecimento tenham seus parâmetros reavaliados periodicamente via calibração. Diversas são as dificuldades inerentes ao processo de calibração de redes reais, dentre as quais aquelas resultantes da precariedade dos cadastros, como a incerteza quanto à localização e condição de abertura de válvulas na rede. Muitos métodos de calibração foram propostos na literatura, geralmente com base em equações analíticas e técnicas de otimização diversas. Reconhece-se, entretanto, a necessidade de estimativas dos parâmetros da rede em termos das rugosidades e dos parâmetros locais da relação entre pressão e vazamento, para sistemas sujeitos a vazamentos expressivos. Propõe-se aqui um método de calibração em duas etapas em que os AGs (algoritmos genéticos) são empregados como ferramenta na resolução dos problemas inversos correspondentes, sendo os estudos realizados para setores de rede da cidade de São Carlos, SP, sobre os quais extensivos trabalhos de campo foram realizados. Foram desenvolvidos também estudos de investigação da melhor representação do problema via AGs e de localização de pontos ótimos de monitoramento. Os resultados demonstraram-se robustos em identificar rugosidades e trechos dotados de válvulas, bem como os parâmetros do modelo de vazamentos, além de indicar possibilidades de melhorias na eficiência dos AGs. Resultados obtidos a partir de considerações sobre técnicas de localização de pontos ótimos de monitoramento também foram considerados bons.Continuous physical changes that occur in water supply networks along the years require their calibration in order to guarantee realistic forecasts through hydraulic models. There are many difficulties involved in water supply network calibration in terms of their parameters as results of many factors, amongst which the lack or uncertainty on data like location and status of valve openings in the network. Several calibration methods have been proposed in the literature, usually based on many analytical equations and optimization techniques. However, it was known the need of estimative of network parameters in proper form of roughnesses and local parameters of relation between pressure and leakage, for systems submitted to expressive leakages. This work proposes a method of calibration in two phases in which the GAs (genetic algorithms) are used as tools in the resolution of corresponding inverse problems, being the studies performed for sectors of the network of the city of São Carlos, SP, about which extensive field work had been done. It was developed, also, studies investigating of the best representation of problem through GAs and the localization of optimal points for monitoring. The results have showed themselves robust in the identification of roughnesses and sections having valves, as well as the parameters of leakage model, besides to indicate possibilities of improvements in GA\'s efficiency. The results that have been obtained from considerations aboutlocalization techniques of optimal points for monitoring were considered good as well