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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.18.2012.tde-25102012-104425
Document
Author
Full name
Artur José Soares Matos
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2012
Supervisor
Committee
Mauad, Frederico Fabio (President)
Barbosa, Alexandre Augusto
Brandão, João Luiz Boccia
Vecchia, Francisco Arthur da Silva
Viana, Augusto Nelson Carvalho
Title in Portuguese
Melhorias qualitativas na modelagem de levantamentos batimétricos em reservatórios por meio da ferramenta computacional "CAV-NH"
Keywords in Portuguese
Batimetria
CAV-NH
Cota-área-volume
IMP
Reservatório
Abstract in Portuguese
A água doce é um recurso mineral finito e essencial para sustentar a vida na terra. Para um bom gerenciamento dos recursos hídricos em uma bacia hidrográfica é importante que se conheça a curva Cota-Área-Volume (CAV) dos reservatórios. Concessionárias de energia e empresas públicas se pautam nesta relação em suas tomadas de decisões considerando os usos múltiplos que os reservatórios apresentam atualmente. Devido ao processo de assoreamento que o reservatório apresenta, é necessário que esta relação seja atualizada com certa frequência, tendo como base os levantamentos batimétricos atualizados. Entretanto, quanto maior o espaçamento entre as seções batimétricas maiores são as falhas que a modelagem do terreno apresenta e maiores os erros que as curvas CAV apresentam. Este estudo visa aprimorar os procedimentos realizados para modelagem de dados batimétricos em reservatórios, apresentando o método denominado Inserção de Malha de Pontos (IMP), que gera uma malha de pontos entre as seções levantadas corrigindo os efeitos de borda gerados pelo interpolador TIN. Com o intuito de otimizar e reduzir o tempo de obtenção dos resultados também é apresentada a ferramenta computacional CAV-NH, desenvolvida em linguagem Python, que utiliza a biblioteca do Arcgis 9.3 para realizar a modelagem do terreno e calcular a curva CAV como resultado final. Para a avaliação e validação do método foi realizada uma batimetria detalhada do reservatório do Lobo-SP, com intervalos entre as seções batimétricas de 10 metros, a qual foi comparada com diferentes espaçamentos até o intervalo de 600 metros. O método também foi aplicado aos reservatórios de Bariri e Ibitinga para a verificação de sua eficácia. Para todos os 1830 casos analisados houve uma melhora significativa na precisão, tendo uma redução no erro do volume calculado maior que 50% para o caso do distanciamento de 200 metros entre as seções, para a cota 703 metros. As análises indicam que o método IMP provê uma modelagem mais condizente com o relevo do terreno de fundo, obtendo-se uma maior acurácia e possibilitando a diminuição do trabalho de coleta de dados em campo sem prejudicar o cálculo do volume do reservatório. O CAV-NH foi utilizado em todas as simulações e se mostrou uma ferramenta de fácil utilização, proporcionando uma maior agilidade em todo processo. Conclui-se que o método IMP juntamente com a ferramenta computacional CAV-NH são importantes contribuições para a definição de uma curva Cota-Área-Volume de qualidade, sendo esta de grande importância para sistemas de suporte à decisão e para um bom gerenciamento dos recursos hídricos.
Title in English
Qualitative improvements in the modeling of bathymetric survey in reservoirs through computational tool "CAV-NH"
Keywords in English
Bathymetry
CAV-NH
Elevation-área-volume
IMP
Reservoir
Abstract in English
Freshwater is a finite mineral resource and essential for sustaining life on earth. For proper water resource management in the watershed, it is important to know the reservoirs Elevation-Area-Volume (EAV) curve. Energy companies and government agencies use this curve for their decision-making, considering the multiple uses of the reservoirs. Due to the reservoir sedimentation process, it is necessary to update this curve frequently, based on the bathymetric surveys. However, a greater space between transects causes failures in the terrain model and also in the EAV curve. This study aims to improve the procedures used for modeling reservoir survey data, introducing the method called Insertion of Mesh Points (IMP), that generates a mesh of points between transects correcting the edge effects caused by TIN interpolation. In order to optimize and reduce work time for obtaining the results, a computational tool CAV-NH, which was developed in Python language, is also presented. It employs the Arcgis 9.3 library to generate the terrain model and obtain the EAV table. For the evaluation and validation of the method, a detailed bathymetry of the Lobo reservoir was carried out, with 10 meter intervals of survey lines, which was compared with different survey lines spacing up to 600 meters. To verify its effectiveness the method was also applied to Bariri and Ibitinga reservoirs. For all 1830 cases analyzed there was a significant accuracy improvement. For the case of 200 meter line spacing and 703 meters elevation, the error of volume obtained was reduced by more than 50%. The analysis showed that the IMP method provides a terrain model more suited, resulting in greater accuracy and allowing the work reduction of reservoir survey without affecting the volume calculation. The CAV-NH was used in all simulations and proved an easy tool to use, providing greater agility in the whole process. It is concluded that the IMP method and the computational tool CAV-NH are important contributions to achieve a quality relationship of elevation-area-volume.
 
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Publishing Date
2012-11-01
 
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