Perspectivar o Futuro da Gestão das Águas Residuais em Meio Urbano Sistema de Medição de Caudais

1. Perspectivar o Futuro da Gestão das Águas Residuais em Meio Urbano Sistema de Medição de Caudais Contribuição de Caudais Pluviais Conceição Granger Directora de Operação e Manutenção Hugo Martins Técnico de Operação e Manutenção 28 de Maio de 2008

2. Perspectivar o Futuro da Gestão das Águas Residuais em Meio Urbano Sistema de Medição de Caudais Contribuição de Caudais Pluviais • Descrição do Sistema de Saneamento da Costa do Estoril • O Sistema de Medição e Telemetria de Caudais da SANEST • Funcionamento do sistema de drenagem pseudo-separativo • Estimativa de afluências pluviais ao Sistema • Conclusões .

3. Descrição do Sistema de Saneamento da Costa do Estoril Perspectivar o Futuro da Gestão das Águas Residuais em Meio Urbano Sistema de Medição de Caudais Contribuição de Caudais Pluviais A 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. 1 Interceptor Geralcom cerca de 25km, diâmetros de 800mm a 2.500mm. 17 Emissários gravíticos com cerca de 120km, diâmetros de 300mm a 1.000mm. 1 ETARcom Tratamento Preliminar e capacidade de 5.2m3/s, localizada na Guia em Cascais. 1 Emissário Submarinocom 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 Comportaspara controlo de Caudais nos Emissários Terrestres e Colectores Afluentes. .

4. Descrição do Sistema de Medição e Telemetria de Caudais Perspectivar o Futuro da Gestão das Águas Residuais em Meio Urbano Sistema de Medição de Caudais Contribuição de Caudais Pluviais • Instalado 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. Descrição do Sistema de Medição e Telemetria de Caudais Opção de localização dos medidores Controlo nos limites dos Municípios Cascais Oeiras Amadora Sintra 216 103 55 109 Perspectivar o Futuro da Gestão das Águas Residuais em Meio Urbano Sistema de Medição de Caudais Contribuição de Caudais Pluviais 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. Ligações ao SSCE .

6. Funcionamento do sistema de drenagem pseudo-separativo Perspectivar o Futuro da Gestão das Águas Residuais em Meio Urbano Sistema de Medição de Caudais Contribuição de Caudais Pluviais 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. Funcionamento do sistema de drenagem pseudo-separativo Perspectivar o Futuro da Gestão das Águas Residuais em Meio Urbano Sistema de Medição de Caudais Contribuição de Caudais Pluviais .

8. Funcionamento do sistema de drenagem pseudo-separativo Perspectivar o Futuro da Gestão das Águas Residuais em Meio Urbano Sistema de Medição de Caudais Contribuição de Caudais Pluviais 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-separativo Perspectivar o Futuro da Gestão das Águas Residuais em Meio Urbano Sistema de Medição de Caudais Contribuição de Caudais Pluviais • Com 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. Funcionamento do sistema de drenagem pseudo-separativo Perspectivar o Futuro da Gestão das Águas Residuais em Meio Urbano Sistema de Medição de Caudais Contribuição de Caudais Pluviais .

11. Funcionamento do sistema de drenagem pseudo-separativo Perspectivar o Futuro da Gestão das Águas Residuais em Meio Urbano Sistema de Medição de Caudais Contribuição de Caudais Pluviais • Com 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. Funcionamento do sistema de drenagem pseudo-separativo Perspectivar o Futuro da Gestão das Águas Residuais em Meio Urbano Sistema de Medição de Caudais Contribuição de Caudais Pluviais .

13. Funcionamento do sistema de drenagem pseudo-separativo Perspectivar o Futuro da Gestão das Águas Residuais em Meio Urbano Sistema de Medição de Caudais Contribuição de Caudais Pluviais .

14. Estimativa de afluências pluviais ao Sistema Perspectivar o Futuro da Gestão das Águas Residuais em Meio Urbano Sistema de Medição de Caudais Contribuição de Caudais Pluviais 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 ): Se Vir> C x VMD então Viap = Vir– C x VMD .

15. Estimativa de afluências pluviais ao Sistema Perspectivar o Futuro da Gestão das Águas Residuais em Meio Urbano Sistema de Medição de Caudais Contribuição de Caudais Pluviais .

16. Estimativa de afluências pluviais ao Sistema Perspectivar o Futuro da Gestão das Águas Residuais em Meio Urbano Sistema de Medição de Caudais Contribuição de Caudais Pluviais • 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 Vnjap 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).” Conceição Granger e Hugo Martins

17. Estimativa de afluências pluviais ao Sistema Perspectivar o Futuro da Gestão das Águas Residuais em Meio Urbano Sistema de Medição de Caudais Contribuição de Caudais Pluviais Conceição Granger e Hugo Martins

18. Conclusões Perspectivar o Futuro da Gestão das Águas Residuais em Meio Urbano Sistema de Medição de Caudais Contribuição de Caudais Pluviais • 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. • 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. • 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. • 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. Perspectivar o Futuro da Gestão das Águas Residuais em Meio Urbano Sistema de Medição de Caudais Contribuição de Caudais Pluviais 28 de Maio de 2008