1 perspectivar o futuro da gestão das Águas residuais em meio urbano sistema de medição de...

1

Perspectivar o Futuro da Gestão das Águas Residuais em Meio

Urbano

Sistema de Medição de CaudaisContribuição de Caudais Pluviais

28 de Maio de 2008

Conceição GrangerDirectora de Operação e Manutenção

Hugo MartinsTécnico de Operação e Manutenção

2

Funcionamento do sistema de drenagem pseudo-separativo

O Sistema de Medição e Telemetria de Caudais da SANEST

Descrição do Sistema de Saneamento da Costa do Estoril

Conclusões

Estimativa de afluências pluviais ao Sistema

Perspectivar o Futuro da Gestão das Águas Residuais em Meio Urbano


.

1 Interceptor Geral com cerca de 25km, diâmetros de 800mm a 2.500mm.

17 Emissários gravíticos com cerca de 120km, diâmetros de 300mm a 1.000mm.

1 ETAR com Tratamento Preliminar e capacidade de 5.2m3/s, localizada na Guia em Cascais.

1 Emissário Submarino com cerca de 3 km de comprimento, que lança no mar o efluente pré-tratado, a 45 m de profundidade.

9 Estações Elevatórias com potência total instalada de 2.096KW.

3 Descargas de Emergência no Interceptor e 14 Câmaras de Comportas para controlo de Caudais nos Emissários Terrestres e Colectores Afluentes.

Descrição do Sistema de Saneamento da Costa do EstorilA área de atendimento do SSCE é de cerca de 240km2 e abrange a totalidade do Concelho de Cascais e parte dos Concelhos de Amadora, Oeiras e Sintra.



.

4

Descrição do Sistema de Medição e Telemetria de CaudaisInstalado entre 1999 e 2002, o principal objectivo do sistema de medição de caudais na rede de drenagem da SANEST é a quantificação dos caudais de águas residuais provenientes de cada município, para posterior facturação. Adicionalmente, as medições destinam-se a fornecer informação para a gestão do sistema e a avaliação do seu funcionamento hidráulico.

Composição do sistema actual: 47 medidores de caudal multi-sensoriais ADS 3600 1 medidor de caudal por multi-sensorial ACCUSONIC ACCUFLOW 7510 2 medidores de caudal electromagnéticos ABB PARTI-MAG II 1 medidor de caudal electromagnético KHRONE OPTIFLUX 2010 1 medidor de nível IETG HAWKEYE , 4 medições pontuais com descarregador WEIR e 5

Udómetros MJK 3 licenças do QUADRASCAN 5.0 e do PROFILE 3.2, da ADS e o Sistema Informação de

suporte à Monitorização de Caudais (SIM/C), da eChiron, desenvolvido para a SANEST;

Destes 25 unidades são destinadas à medição para facturação e os restantes para controlo da rede de drenagem. Estão ainda instalados 5 udómetros.



.

5

Ligaçõesao

SSCE 216

Cascais

103

Oeiras

55

Amadora

109

Sintra

Opção de localização

dos medidores

Controlo nos limites dos Municípios

A medição de caudais de facturação é feita em localizações estratégicas da rede, estabelecidas pela SANEST com a colaboração dos Municípios servidos, que permitem determinar com rigor a contribuição dos diversos utilizadores e estabelecer as respectivas “quotas” de utilização do SSCE.

Descrição do Sistema de Medição e Telemetria de Caudais

.



6


As linhas de água da área servida pelo SSCE, devido à configuração do seu curso e regime hidrológico, mesmo em ocasiões de precipitações não muito fortes e com duração de algumas horas levam à geração de caudais de ponta de cheia, que nas bacias de maior dimensão – Jamor, Barcarena, Laje, Caparide e Vinhas – e para períodos de retorno de um ano são geralmente superiores a 10m3/s.

Uma fracção destes caudais aflui à rede de águas residuais do SSCE, através de ligações indevidas de ramais de sarjetas, sumidouros ou de pluviais prediais às redes municipais de drenagem.

O sistema comporta-se assim como pseudo-separativo, transportando em situações de ocorrência de precipitação uma fracção significativa de caudais de chuva, por razões alheias ao SSCE e cuja origem, por muito dispersa é de difícil quantificação e correcção.

O incremento dos caudais transportados pelo SSCE em resultado destas afluências indesejáveis dá origem a aumentos nos encargos directos e indirectos e aumenta significativamente os caudais de facturação aos Municípios.



.

7




.

8


Em 2002 foi concluído pelo LNEC o estudo de “Técnicas Estatísticas de Controlo de Qualidade e Análise Exploratória Aplicadas ao Sistema de Medição de Caudal do SSCE”, relativo ao tratamento estatístico dos dados de medição de caudal relativos aos anos de 2000 a 2002 Os resultados deste estudo permitem estimar dados de caudal, dentro de intervalos de confiança conhecidos na eventualidade de ausência de medição.

Pretendia-se com este estudo obter modelos de comportamento dos dados de caudal em tempo seco e em tempo chuvoso, estabelecendo intervalos de confiança conhecidos que permitissem estimar dados de caudal na eventual ausência de medição.



.

9

Funcionamento do sistema de drenagem pseudo-separativoCom a elaboração deste estudo verificou-se:

Em TEMPO SECO:

É possível estabelecer para cada ponto de medição, modelos baseados na periodicidade dos hidrogramas, sendo possível identificar um padrão de comportamento do sistema.

As componentes periódicas da série de caudal e do hidrograma diário eram estruturalmente estáveis para cada ponto de medição.

Os padrões diários típicos que reflectem os hábitos das populações responsáveis pelas periodicidades repetem-se de forma diferente quando se trate de dia útil ou de fim de semana.



Conceição Granger e Hugo Martins

10




.

11

Funcionamento do sistema de drenagem pseudo-separativoCom a elaboração deste estudo verificou-se:

Em TEMPO CHUVOSO:

Perante eventos de precipitação as séries de caudal alteram-se, as componentes periódicas desaparecem e o efeito dominante passa a ser o da precipitação.

As tentativas de modelar o caudal em tempo chuvoso revelaram-se muito mais complexas; as influências sobre o sistema, de vária ordem, não permitiram encontrar algo estruturalmente estável. As áreas de contribuição variam e varia também o tempo de resposta do sistema.

Falta de estabilidade nas respostas dos sistemas aos eventos de precipitação.

Não foi possível com base nos dados encontrar uma expressão matemática, facilmente generalizável, que traduzisse o efeito da precipitação na série de caudal

Dada a variabilidade espacial da precipitação e o facto do caudal afluente ser proveniente de várias bacias a modelação do Interceptor Geral reveste-se ainda de maior dificuldade sendo necessário conjugar informação de diferentes postos udométricos.



.

12




.

13




.

14




.

Metodologia SANEST:

1.Foram calculados os Volumes Médios Diários recolhidos em cada Município utilizador, (Vr) para os meses de tempo seco no período de Janeiro 2005 a Dezembro 2007.

Analisados os volumes diários de cada Município utilizador, em meses tempo seco, verifica-se que as suas variações em relação à média mensal se situam num intervalo de {-30%; +30%}

2. Considerou-se que os volumes diários superiores em 30% (e 20%) ao VMD correspondiam a afluências pluviais (Vap ):

VMD (Tempo Seco) (m3)

AMD CSC ORS SNT

2005 Junho 5266 47801 21747 52605Julho 5393 34540 22754 49329

Agosto 5096 33440 20074 46863Média 5252 38594 21525 49599

2006 Junho 7365 37867 25601 53984Julho 7064 34538 23703 48265

Agosto 5916 31358 20491 45327Média 6782 34588 23265 49192

2007 Junho 6000 51376 27691 63073Julho 5063 42003 21129 52568

Agosto 4155 36492 20519 48047Média 5073 43290 23113 54562

Considere-se tempo seco os meses de Junho, Julho e

Agosto.

Se Vir> C x VMD então Vi

ap = Vir– C x

VMD

15




.

Admitindo que percentagens de volumes acima da média do caudal de tempo seco correspondem a caudais pluviais

Anos MunicípiosPrecipitação

(mm)Vr

(m3)

20% 30%

Vap

(m3)% Vap

(m3)Vap

(m3)% Vap

(m3)

2005

Amadora

439

2,367,143 227,795 10% 176,123 7%

Cascais 18,755,995 3,057,279 16% 2,629,585 14%

Oeiras 9,828,045 1,135,992 12% 942,379 10%

Sintra 20,273,604 1,060,325 5% 840,623 4%

TOTAIS ANUAIS 51,224,787 5,481,391 11% 4,588,710 9%

2006

Amadora

866

3,193,738 500,436 16% 416,104 13%

Cascais 20,206,584 5,008,987 25% 4,398,100 22%

Oeiras 11,414,312 2,306,153 20% 1,998,678 18%

Sintra 24,327,945 4,563,914 19% 3,909,334 16%

TOTAIS ANUAIS 59,142,579 12,379,490 21% 10,722,215 18%

2007

Amadora

403

2,312,502 348,321 15% 298,000 13%

Cascais 16,532,742 1,390,349 8% 1,151,930 7%

Oeiras 9,639,783 1,027,177 11% 832,016 9%

Sintra 22,814,861 1,619,727 7% 1,268,377 6%

TOTAIS ANUAIS 51,299,888 4,385,574 9% 3,550,323 7%

16





Metodologia da Recomendação IRAR 4/2007:Os volumes afluentes de origem pluvial podem ser estimados com base na diferença entre os volumes registados em tempo de chuva e os valores estimados para condições de referência de tempo seco.Considera-se “dia de chuva” numa dada área associada a um ponto de medição de caudal, se se registar ocorrência de precipitação no udómetro seleccionado para o respectivo ponto de medição (desde que localizado na área associada ao ponto de medição ou suficientemente próximo desta, e cujas medições sejam consideradas representativas de ocorrência de contribuições de águas pluviais).

Nos “dias de chuva” os volumes medidos devem ser repartidos entre o volume de águas residuais domésticas/industriais (Vad) e o volume de águas pluviais (Vap) de acordo com a expressão seguinte, que incorpora a média aritmética dos volumes medidos no período antecedente de, pelo menos, M dias consecutivos de tempo seco:

Esta metodologia permite ainda que “caso o sistema em análise apresente um hidrograma com uma vincada recuperação lenta do padrão de tempo seco após “dias de chuva”, e que tal seja verificado por medição e/ou modelo matemático calibrado, pode aplicar-se a mesma expressão, para determinação do Vn

jap nos N dias de tempo seco, equivalentes, em termos de comportamento, a “dias de chuva”. O valor de N variará de sistema para sistema (e, possivelmente, de chuvada para chuvada).”

17





Metodologia da Recomendação do IRAR 4/2007

Anos MunicípiosPrecipitação

(mm)Vr(m3)

Vap

(m3)% Vap

(m3)

2005

Amadora

439

2,367,143 186,786 8%

Cascais 18,755,995 2,433,747 13%

Oeiras 9,828,045 954,253 10%

Sintra 20,273,604 1,437,859 7%

TOTAIS ANUAIS 51,224,787 5,012,645 10%

2006

Amadora

866

3,193,738 423,300 13%

Cascais 20,206,584 3,587,887 18%

Oeiras 11,414,312 1,984,366 17%

Sintra 24,327,945 3,726,546 15%

TOTAIS ANUAIS 59,142,579 9,722,098 16%

2007

Amadora

403

2,312,502 266,715 12%

Cascais 16,532,742 1,808,232 11%

Oeiras 9,639,783 984,969 10%

Sintra 22,814,861 1,536,710 7%

TOTAIS ANUAIS 51,299,888 4,596,626 9%

18

Conclusões



.

O SSCE, apesar de ter sido projectado para funcionar como sistema separativo, ainda que com contribuição de caudais de infiltração, funciona, indubitavelmente como sistema pseudo-separativo,

Sendo significativa a influência da precipitação no agravamento dos caudais, ela deve-se a razões alheias ao SSCE e a sua origem é de difícil determinação.

A modelação do caudal em tempo chuvoso é muito complexa, porque não existe estabilidade nas respostas do Sistema aos eventos de precipitação e as influências sobre o Sistema são de vária ordem, as áreas de contribuição variam e varia também o tempo de resposta do sistema. É importante, no entanto continuar a estudar metodologias para estimar essa afluências pluviais e validá-las, tanto quanto possível.

O agravamento dos caudais SSCE dá origem a aumentos nos encargos directos e indirectos (energia, operação, desgaste equipamentos) e agrava os caudais de facturação aos Municípios.

O conhecimento das afluências pluviais, que se reflectem directamente nos encargos dos utilizadores do sistema, pode constituir um incentivo à sua redução.

Esta análise assentou nos volumes diários por Município utilizador. Importa talvez fazer esta análise por ponto de medição, sendo este um objectivo a implementar pela SANEST em 2008/2009.

19



28 de Maio de 2008

1 perspectivar o futuro da gestão das Águas residuais em meio urbano sistema de medição de...

Documents