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. decisionmaking decision making managers met losses sought MultiLayer Multi Layer Networks, Networks , Networks) goal Itajubá Brazil program MAPE (MAPE 854 8 54 8.54% Thus apply 85 5 8.54 8.5 8.

Resumo Pesquisas ao redor do mundo vem se concentrando em desenvolver maneiras de prever parâmetros hidráulicos em sistemas de distribuição de água. A aplicação destas previsões pode contribuir para a tomada de decisão dos gestores dos sistemas de distribuição de água, visando a garantia do atendimento da demanda, e até mesmo a redução de perdas de água. O presente trabalho buscou, dentre os modelos ARIMA e Redes Neurais Artificiais do tipo “Perceptron” de múltiplas camadas, identificar qual é capaz de realizar a melhor previsão de dados de pressão e vazão. Primeiro foram obtidos dados reais de uma rede de abastecimento de água em região de topografia irregular, que foram coletados pelo grupo de pesquisa NUMMARH - Núcleo de Modelagem e Simulação em Meio Ambiente e Recursos e Sistemas Hídricos, e fornecidos para execução deste trabalho. Os resultados mostraram que o melhor modelo de previsão para os dados em questão foi o ARIMA, apresentando erro médio percentual absoluto (MAPE) de 8,54%. Como conclusão identificou-se que os modelos ARIMA são de fácil construção e aplicação, sendo assim uma vantagem para se prever tais parâmetros hidráulicos. demanda buscou Perceptron “Perceptron camadas vazão irregular Hídricos MAPE (MAPE 854 8 54 8,54% identificouse identificou 85 5 8,54 8,5 8,

ABSTRACT The prospects for reducing organic load in water basins must be evaluated considering the self-purification capacities of the water bodies into which the raw or treated effluent will be discharged. The aim of this work was to evaluate the reduction of the organic load contribution to the Poti River, a watercourse that crosses the city of Teresina, Piauí, Brazil, considering different conditions for the final disposal of domestic sewage. To estimate the levels of reduction of the organic load contribution, the Water Quality Model Qual-UFMG and Nonlinear Programming were used in a combined manner. Three scenarios of final effluent disposal were modeled. For the appropriation of the reductions in organic load contributions, two different optimization models were used, models that incorporated restrictions based on the environmental quality standards indicated by the Brazilian Environment Council (CONAMA) Resolutions No. 357/2005 and 430/2011. The results indicated that the estimated effort for removal of organic load based on the optimization model that does not employ an equity measure among discharges was lower, regardless of the scenario analyzed. Additionally, in the simulation scenarios in which the quality standards for effluent were not considered, the efforts for removing organic load were lower, regardless of the optimization model used. selfpurification self purification discharged River Teresina Piauí Brazil sewage QualUFMG Qual UFMG manner modeled contributions CONAMA (CONAMA No 3572005 357 2005 357/200 4302011 430 2011 430/2011 lower analyzed Additionally considered 357200 35 200 357/20 430201 43 201 430/201 35720 3 20 357/2 43020 4 430/20 3572 2 357/ 4302 430/2 430/

RESUMO A perspectiva de redução de aporte orgânico em bacias hidrográficas deve ser avaliada com base na capacidade de autodepuração dos corpos d’água nos quais serão despejados os efluentes brutos ou tratados. O objetivo do presente trabalho foi a avaliação da redução do aporte de carga orgânica afluente ao rio Poti, curso d’água que corta o município de Teresina, Piauí, Brasil, considerando-se diferentes condições de disposição final de esgotos domésticos. Para a estimativa de níveis de redução do aporte de carga orgânica foram empregados, de maneira combinada, o modelo de qualidade de água Qual-UFMG e a Programação Não Linear. Foram modelados três cenários de disposição final de efluentes. Para a apropriação das reduções dos aportes de carga orgânica, dois diferentes modelos de otimização foram utilizados, modelos que incorporaram restrições baseadas nos padrões de qualidade ambiental estabelecidos pelas Resoluções do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) n° 357/2005 e n° 430/2011. Os resultados demonstraram que o esforço de remoção de carga orgânica estimado pelo modelo de otimização que não emprega medida de equidade entre lançamentos foi menor, independentemente do cenário de simulação analisado. Adicionalmente, nos cenários de simulação em que não foram considerados os padrões de qualidade para os efluentes, os esforços de remoção de carga orgânica foram menores, independentemente do modelo de otimização empregado. dágua d tratados Poti Teresina Piauí Brasil considerandose considerando se domésticos empregados combinada QualUFMG Qual UFMG Linear utilizados CONAMA (CONAMA n 3572005 357 2005 357/200 4302011 430 2011 430/2011 menor analisado Adicionalmente menores empregado 357200 35 200 357/20 430201 43 201 430/201 35720 3 20 357/2 43020 4 430/20 3572 2 357/ 4302 430/2 430/

RESUMO Atualmente, muitos sistemas de abastecimento de água coletam e monitoram dados diariamente, com destaque para valores de níveis de reservatórios, pressões e demandas de consumo, além de dados elétricos. Os dados gerados são transformados em informações, proporcionando o conhecimento necessário para direcionar o gestor no planejamento de ações e tomadas de decisão em geral. R é uma linguagem de programação muito utilizada para análises estatísticas e recentemente alguns trabalhos apresentaram o uso do software R acoplado ao EPANET. Dessa forma, este trabalho objetivou avaliar a potencialidade do programa R interligado ao EPANET para banco de dados de sistemas de abastecimento de água. Nesse intuito, considerou-se a metodologia em propor uma simulação no R de uma rede de distribuição de água teórica criada no EPANET para avaliar os resultados da demanda de consumo diário. A rede proposta foi simulada variando-se demandas de consumo com os níveis do reservatório, sendo obtidos vários resultados no período de 24 horas. Consequentemente, foi possível automatizar o processo de análises estatísticas gerando tabelas, gráficos referentes à dispersão das demandas, pressões dos nós, vazões dos trechos oriundos de cada variação de consumo e níveis de reservatório. Os resultados obtidos comprovaram a compatibilidade e a praticidade do modelo matemático de distribuição de água projetada no programa EPANET simulada no R e armazenada no banco de dados SQL server. Atualmente diariamente reservatórios elétricos informações geral forma intuito considerouse considerou se diário variandose variando reservatório 2 horas Consequentemente tabelas nós server

ABSTRACT Currently, many water supply systems collect and monitor data daily, among which we can highlight values of reservoir levels, pressures, and consumption demands, in addition to electrical data. The data generated is transformed into information, providing the necessary knowledge to guide the manager in planning actions and making decisions in general. The R program is a programming language widely used for statistical analysis and, recently, in some R works coupled to EPANET. Thus, this work aimed to evaluate the potential of the R program interconnected to EPANET for the database of water supply systems. For this purpose, the methodology of proposing a simulation in R of a theoretical water distribution network created in EPANET was considered to evaluate the results of daily consumption demand. The proposed network was simulated by varying consumption demands with reservoir levels, obtaining several results in 24 hours. Consequently, it was possible to automate the process of statistical analysis, generating tables and graphs referring to the dispersion of demands, node pressures, and outflows of the stretches arising from each variation in consumption and reservoir levels. The results obtained proved the compatibility and practicality of the mathematical model of the water distribution project in the EPANET program, simulated in R and stored in the SQL SERVER database. Currently levels pressures information general recently Thus purpose demand 2 hours Consequently

Abstract Disorderly use of water resources has led to depletion, causing environmental and social issues. A relevant aspect to be observed in water supply systems is physical losses which occur during the system’s entire operational process. Many different software packages allow simulations of pressures and flow in water networks. The most used is EPANET. The epanet2toolkit is a recently developed R package that performs the interaction between EPANET and R. Based on this tool, a set of functions is developed to study and evaluate a theoretical network. The objective is to find an ideal network configuration (design) mainly for pressure management which simultaneously reduces physical losses. Water network parameters, such as roughness, reservoir levels, and diameters are used as parameters. A Monte Carlo simulation is generated, based on random values of these network parameters. From these, an ideal pressure scenario is found, resulting in a reduction of 11.6% in the occurrence of physical losses concerning the base case. depletion issues system s process networks epanettoolkit epanet toolkit tool design (design parameters roughness levels generated found 116 11 6 11.6 case 1 11.

Resumo O uso desordenado dos recursos hídricos tem levado ao esgotamento, resultando no surgimento de questões ambientais e sociais. Um aspecto relevante a ser observado nos sistemas de abastecimento de água são as perdas físicas que ocorrem durante todo o processo operacional do sistema. Muitos pacotes de software diferentes permitem simulações de pressões e fluxos em redes de água. O mais utilizado é o EPANET. O epanet2toolkit é um pacote R recentemente desenvolvido que realiza a interação entre EPANET e R. Com base nesta ferramenta, são desenvolvidos um conjunto de funções para estudar e avaliar uma rede teórica. O objetivo é encontrar uma configuração de rede ideal (projeto) principalmente para gerenciamento de pressão que reduza simultaneamente as perdas físicas. Os elementos da rede hídrica, como rugosidade, níveis dos reservatórios e diâmetros são utilizados como parâmetros. Uma simulação de Monte Carlo é gerada, com base em valores aleatórios dos parâmetros desta rede. A partir destes, é encontrado um cenário de pressão ideal, resultando em uma redução de 11,6% na ocorrência de perdas físicas em relação ao caso base. esgotamento sociais sistema epanettoolkit epanet toolkit ferramenta teórica projeto (projeto hídrica rugosidade gerada destes 116 11 6 11,6 1 11,