Proposition Cours EN-2.2
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DOCTORAL COURSE EN-2.2 Optimisation methods and their applications to hydric resource systems (Integrated water resources management) Prof. Maria da Conceição Cunha Universidade de Coimbra – Portugal Total hours: 28 hours – 2 credits Examination procedure: Written Exam and Project Report 1) Introduction There many different ongoing initiatives demanding scientific and professional expertise regarding integrated water resources management (IWRM). IWRM approach as addressed by the European Water Initiative (EWI) demands conceiving and operationalising methodologies for addressing the water-related Millenium Development Goals, including halving the proportion of people without access to safe drinking water and sanitation. The implementation of the Water Framework Directive (WFD) is very challenging and many different methodological tools should be considered for the different aspects of its operationalization. A Common Implementation Strategy through the elaboration of guidance documents is being created. The Work Package 2 regarding the Best Practices in River Basin Planning (WP2) is an example of a contribution that will facilitate the application of the WFD. This document, considers decision-aid models to be attractive tools that can help in river basin planning. They do not replace the decision procedure but they can be very helpful in structuring the analysis of all the issues involved in such problems, and identifying good decisions once ...
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DOCTORAL COURSE
EN-2.2 Optimisation methods and their applications to hydric resource systems
(Integrated water resources management)
Prof. Maria da Conceição Cunha
Universidade de Coimbra – Portugal
Total hours:
28 hours – 2 credits
Examination procedure:
Written Exam and Project Report
1) Introduction
There many different ongoing initiatives demanding scientific and professional expertise
regarding integrated water resources management (IWRM).
IWRM approach as addressed by the
European Water Initiative (EWI) demands conceiving and operationalising methodologies for
addressing the water-related Millenium Development Goals, including halving the proportion of
people without access to safe drinking water and sanitation.
The implementation of the Water Framework Directive (WFD) is very challenging and many
different methodological tools should be considered for the different aspects of its
operationalization. A Common Implementation Strategy through the elaboration of guidance
documents is being created.
The Work Package 2 regarding the Best Practices in River Basin
Planning (WP2) is an example of a contribution that will facilitate the application of the WFD.
This document, considers decision-aid models to be attractive tools that can help in river basin
planning. They do not replace the decision procedure but they can be very helpful in structuring
the analysis of all the issues involved in such problems, and identifying good decisions once the
objectives and assumptions are defined.
They can represent the various interdependencies and
interactions among the aspects related to technical, economic and social issues, end-users and
different interest groups.
2) Program (synopsis)
Introduction to hydrosystems analysis: conventional versus optimization procedures; single-
objective versus multiple-objective optimization; uncertainties and reliability of hydrosystems
design and analysis; applications of optimization in hydrosystems. Decision-aid methods for
reservoirs planning and management (storage-firm yield analysis, multipurpose reservoirs, etc.);
for aquifers planning and management (wells location, wells operation, etc), for wastewater
systems planning and management (wastewater treatment plants location in a river basin, types of
wastewater treatment to be used, etc.); for water supply systems planning and management (water
distribution systems design, water supply systems operation, etc.).
3) Programme (extended version)
Dans ce cours seront présentés les concepts théoriques nécessaires à développer et résoudre les
modèles de planification et gestion des ressources en eau.
Chaque chapitre comprend la présentation des concepts et la résolution de problèmes
d’application.
I) Introduction
Description des systèmes de ressources hydriques. Les approches conventionnelles versus les
approches d’optimisation. Construction des modèles d’optimisation: les variables de décision, les
variables exogènes, la fonction objectif, les contraintes. Modèles à objectif unique versus
modèles à objectives multiples. Modèles linéaires et modèles non-linéaires. Modèles agrégés et
modèles à paramètres distribués. Modèles déterministes et modèles stochastiques.
II) Méthodes d’optimisation et leur application aux systèmes de ressources hydriques
La programmation linéaire. La programmation non-linéaire. La programmation en entiers. La
programmation dynamique. Les méthodes heuristiques.
Les logiciels: XPRESS-MP, GAMS/MINOS, GAMS/DICOPT++
III) Incertitude et fiabilité des systèmes de ressources hydriques
Optimisation de la fiabilité. Modèles à contraintes probabilistiques. Modèles stochastiques
explicites et implicites.
IV) Planification et gestion des barrages/réservoirs
Modèles d’aide à la décision pour satisfaire la demande en eau. Modèles d’aide à la décision pour
satisfaire la demande en énergie hydroélectrique. Modèles d’aide à la décision pour le
dimensionnement et l’exploitation d’un réservoir à des fins multiples. Modèles d’aide à la
décision pour le dimensionnement et l’exploitation d’un système de réservoirs à des fins
multiples.
V) Planification et gestion d’aquifères
Modèles d’aide à la décision pour déterminer la localisation et le débit des puits de captage à fin
de satisfaire des demandes en eau. Modèles d’aide à la décision pour l’exploitation d’un aquifère.
Modèles d’aide à la décision pour la monitorisation de la qualité des aquifères.
VI) Planification et gestion des réseaux de distribution d’eaux potable
Modèles d’aide à la décision pour le dimensionnement de réseaux urbains de distribution d’eau à
moindre coûts. Modèles d’aide à la décision pour l’exploitation des systèmes de pompage.
VII) Planification et gestion des systèmes de collecte et épuration des eaux résiduaires
Les modèles d’aide à la décision pour le dimensionnement et la localisation des réseaux de
collecte des eaux résiduaires et des stations d’épuration dans un bassin de rivière. Modèles d’aide
à la décision pour la détermination des degrés de traitement à accomplir dans chaque station
d’épuration en tenant compte des contraintes de qualité relatives aux cours d’eau récepteurs.
Inscription auprès du secrétariat du Programme doctoral EDEN
au moyen du formulaire habituel à votre disposition.
Ce cours est prévu au printemps 2006 (avril – mai), en fonction du nombre des inscriptions.
Janvier 2006
