Mathematical modelling of water demand: time series clustering and GAM models

Abstract

À medida que a instabilidade dos padrões climáticos põe em causa a disponibilidade de água potável, a necessidade de gestão eficiente dos recursos hídricos atuais e futuros torna-se mais importante. Infiltracão de água salgada causada pela subida do nível do mar está a provocar o encerramento de furos para consumo exterior, e este abastecimento de água colocará pressão em fornecedores locais. Este estudo analisa dados do consumo de água total de 312 clientes pertencentes a três arruamentos com diferentes proporcões de alojamento de média e alta densidade. Para cada arruamento, obtemos perfis de cliente usando técnicas de clustering. Isto permite à entidade gestora identificar clientes que são bons candidatos à instalação de contadores de água separados para consumo interior e exterior, e um grupo de clientes com indicios de presença de furo. O consumo total de um conjunto de clientes é modelado usando um modelo aditivo generalizado. Tirando partido de pesquisa realizada anteriormente sobre os hábitos de consumo de água no exterior, tentamos desagregar consumo total nas suas componentes interior e exterior. Para além disto, estudamos dados de caudal de águas residuais recolhidos numa estação elevatória. Identificamos uma relação entre o caudal e precipitação que indicia infiltracão indevida de água pluvial na rede de águas residuais.