Modelação Integrada de Pequenos Sistemas de Drenagem e ... · avançada MIKE URBAN da DHI e...

Modelação Integrada de Pequenos Sistemas de Drenagem

e Tratamento de Águas Residuais

Afonso Pedro Costa Reis Domingos Piçarra

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil

Mestrado Integrado em Engenharia Civil

Orientadora:

Prof. Doutora Ana Fonseca Galvão

Júri

Presidente: Prof. Doutor António Alexandre Trigo Teixeira

Orientadora: Prof. Doutora Ana Fonseca Galvão

Vogal: Prof. Doutora Filipa Maria Santos Ferreira

Novembro 2015

i

Resumo

A presente dissertação tem como objecto de estudo a avaliação do desempenho de sistemas

integrados de saneamento de pequenos aglomerados populacionais. Apresentando, em regra,

características semelhantes entre si, recorre-se como caso de estudo a povoação de Fataca, inserida

no concelho de Odemira no Baixo Alentejo.

Caracteriza-se, em primeiro lugar, a evolução do saneamento no mundo ao longo dos anos, focando-

se nos primeiros sistemas de drenagem criados como nos tratamentos naturais de águas residuais, e

abordam-se os vários modelos disponíveis para a sua simulação fundamentando-se a opção pelos

escolhidos. De igual modo, refere-se a principal legislação aplicada ao dimensionamento e gestão de

sistemas de saneamento, aplicável à situação em estudo.

Na modelação integrada desenvolvida, recorreram-se aos softwares de simulação hidráulica

avançada MIKE URBAN da DHI e HYDRUS da PC-Progress modelando-se a rede de drenagem de

Fataca bem como o seu sistema de tratamento a partir de dados recolhidos junto da autarquia de

Odemira, bem como de visitas ao local. Após devida calibração dos modelos, de seguida simularam-

se diferentes cenários correspondentes a situações de Verão e de Inverno respectivamente de tempo

seco e húmido.

Através da análise feita pode afirmar-se que é possível uma modelação robusta de sistemas

integrados de saneamento em pequenos aglomerados populacionais, mesmo com alguma escassez

de informação, revelando-se como uma ferramenta útil no que toca ao seu dimensionamento e

gestão.

Palavras-chave: águas residuais, drenagem urbana, gestão integrada, modelação hidráulica,

saneamento, zonas húmidas construídas

iii

Abstract

The main goal of the present thesis is the evaluation of the performance of integrated systems of

sanitation in small settlements. Many of these settlements share the same characteristics, regarding

water drainage and quality, so it is chosen the Fataca settlement in Odemira county, Baixo Alentejo

province as a study case for this work.

After a brief characterization of sanitation in the world, mainly focusing on the first drainage systems

as well as natural wastewater treatments, it is presented the existing simulation models and the ones

chosen to develop the present thesis. A legal approach of the design and use of sanitation systems in

the European Union and in Portugal is also reported.

For the study case, it is used the MIKE URBAN developed by DHI for modelling Fataca’s drainage

system and HYDRUS by PC-Progress for modeling Fataca’s constructed wetland performance. All of

the input data was collected during site visits and provided documents. After the models calibration,

they are used to simulate dry and wet weather flow conditions that occurred in 2007.

Comparing simulated results with measured ones, it is possible to model small drainage systems and

wastewater treatment in small settlements even with relatively low information at use. Due to that, this

approach is considered an important tool regarding design and management of integrated sanitation

systems.

Keywords: constructed wetlands, hydraulic modelling, integrated sanitation systems, sanitation,

urban drainage, wastewater treatment;

v

Agradecimentos

A realização deste trabalho apenas foi possível através do apoio de diversas pessoas e entidades

que com ele se relacionaram directa ou indirectamente.

Em primeiro lugar destaco e agradeço o total apoio da minha orientadora, Professora Ana Galvão que

me acompanhou durante a realização deste trabalho. Alguns momentos de dificuldade surgiram na

realização do mesmo e sem a motivação e confiança depositada em mim não teria tido o incentivo,

tamanho empenho e gosto em aprender mais sobre um tema que, já de si, me cativa.

À Professora Filipa Ferreira pelo esclarecimento de dúvidas relativas a modelos de simulação de

sistemas de drenagem, nomeadamente o MIKE URBAN.

Ao Departamento de Hidráulica e Recursos Hídricos e Ambientais do Instituto Superior Técnico, que

contribuiu para o desenvolvimento deste estudo, mediante o esclarecimento de dúvidas, bem como o

apoio do secretariado da Secção de Saneamento, em especial da Gabriela Cunha.

À Câmara Municipal de Odemira, nomeadamente à Engª. Lénea Silva, ao Eng. Aurélio Cabrita e ao

Sr. Luís Ramos, por prontamente me terem recebido nas instalações da autarquia, e me

acompanharem aos leitos de macrófitas das povoações de Fataca e Malavado, aquando da visita ao

Concelho. Sem as peças desenhadas, memórias descritivas facultadas e comentários, a dissertação

não seria tão rica quanto se apresenta.

Ao Ricardo Machado por todo o apoio e disponibilidade no esclarecimento de dúvidas relativas ao

modelo MIKE URBAN , bem como à Cecília Correia pelo acompanhamento prestado como Country

Manager de Portugal da DHI e a sua prontidão na resolução de qualquer questão.

Às Professora Manuela Portela e Professora Rafaela Cardoso pelo esclarecimento de dúvidas

importantes relativas à Hidrologia e Geotecnia no que toca ao comportamento de solos não

saturados.

À Engª. Sofia Almeida e ao Eng. Arnaldo Sá Frias da PROCESL – Engenharia Hidráulica e Ambiental

Lda. pelo apoio na elaboração final desta dissertação, bem como no esclarecimento de dúvidas

relativas ao tema assim como a sua total disponibilidade.

Aos meus pais e à minha família, pela confiança, carinho e amor que sempre me ofereceram

incondicionalmente, bem como à educação e oportunidades que me proporcionaram e me fizeram a

pessoa que sou hoje e que me orgulho.

Aos meus amigos do Técnico e aos de longa data, à Margarida Magos, à Daniela Freitas, à Catarina

Cardoso e em especial à Raquel Gonçalves bem como ao Pulido, ao Lopes, ao Calatróia, ao Lúcio e

tantos outros, por todos os bons momentos passados e amizades construídas que durarão uma Vida.

E a todos aqueles que não mencionei explicitamente mas que se encontram sempre presentes, um

muito obrigado.

vii

Índice do Texto

CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO E ÂMBITO DO TEMA .........................................................................1

1.1 - Objectivos e metodologia ........................................................................................................1

1.2 - Estrutura da dissertação ..........................................................................................................1

CAPÍTULO 2 - BREVE CONTEXTUALIZAÇÃO HISTÓRICA DO SANEAMENTO. LEGISLAÇÃO

APLICÁVEL .......................................................................................................................................3

2.1 - Considerações iniciais .............................................................................................................3

2.2 - Evolução histórica dos sistemas de drenagem e tratamento ....................................................4

2.3 - Enquadramento Legal ........................................................................................................... 11

CAPÍTULO 3 - MODELAÇÃO DINÂMICA DE SISTEMAS DE DRENAGEM E TRATAMENTO DE

ÁGUAS RESIDUAIS......................................................................................................................... 15

3.1 - Considerações iniciais ........................................................................................................... 15

3.2 - Princípios gerais de desenvolvimento e formulação de modelos ............................................ 15

3.3 - Softwares disponíveis ........................................................................................................... 18

3.4 - Escolha dos softwares aplicados – MIKE URBAN e HYDRUS ............................................... 29

3.4.1 - Descrição do software MIKE URBAN.............................................................................. 29

3.4.2 - Descrição do software HYDRUS..................................................................................... 33

CAPÍTULO 4 - CASO DE ESTUDO – SISTEMA DE DRENAGEM E TRATAMENTO DE ÁGUAS

RESIDUAIS DA POVOAÇÃO DE FATACA ...................................................................................... 37

4.1 - Considerações iniciais ........................................................................................................... 37

4.1.1 - Geografia, população e produção de águas residuais do local de estudo ........................ 37

4.1.2 - Características do sistema de drenagem e tratamento de Fataca ................................... 39

4.2 - Modelação hidráulica de drenagem - MIKE URBAN .............................................................. 47

4.2.1 - Considerações iniciais .................................................................................................... 47

4.2.2 - Construção do modelo.................................................................................................... 47

4.2.3 - Solicitações ao modelo de drenagem ............................................................................. 56

4.2.4 - Calibração e validação do modelo .................................................................................. 62

4.2.5 - Cenários simulados ........................................................................................................ 65

4.3 - Modelação hidráulica de tratamento – HYDRUS ................................................................... 81

4.3.1 - Considerações iniciais .................................................................................................... 81

4.3.2 - Construção do modelo.................................................................................................... 81

4.3.3 - Solicitações ao modelo de tratamento ............................................................................ 87

viii

4.3.4 - Calibração e validação do modelo .................................................................................. 92

4.3.5 - Cenários simulados. ....................................................................................................... 94

CAPÍTULO 5 - CONCLUSÕES, PROJECTOS E INVESTIGAÇÕES FUTURAS ............................... 99

Bibliografia .................................................................................................................................... 101

ANEXOS ......................................................................................................................................... A1

ix

Índice de Figuras do Texto

FIGURA 2.1 - REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DOS COLECTORES DE BARRO DE NIPPUR, ÍNDIA. ADAPTADO DE

(UNITED STATES CAST IRON PIPE & FOUNDRY COMPANY, 1914). ......................................................4

FIGURA 2.2 – RUÍNAS DE UMA LATRINA PÚBLICA EM EPHESSOS, NA TURQUIA, SÉCULO I A. C. (UNITED STATES

CAST IRON PIPE & FOUNDRY COMPANY, 1914). ...............................................................................5

FIGURA 2.3 - FOTOGRAFIA INTERIOR DA CLOACA MÁXIMA ACTUALMENTE (THEHISTORYBLOG.COM). ...............6

FIGURA 2.4 - REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DAS CLOACAS EXISTENTES NA ROMA ANTIGA

(ROMANAQUEDUCTS.INFO). .............................................................................................................6

FIGURA 2.5 – ILUSTRAÇÃO DE VISITA TURÍSTICAS AOS ESGOTOS DE PARIS, EM 1870. (ADLER, 2014). ............7

FIGURA 2.6 - ILUSTRAÇÃO DO CAMPO DE IRRIGAÇÃO DE GENNEVILLIERS, EM 1870 (ADLER, 2014) ................8

FIGURA 2.7 - ZONA HÚMIDA CONSTRUÍDA DE ESCOAMENTO SUPERFICIAL, COM PLANTAS EMERGENTES.

ADAPTADO DE KADLEC ET AL. (2000). .............................................................................................9

FIGURA 2.8 - ZONA HÚMIDA CONSTRUÍDA DE ESCOAMENTO SUB-SUPERFICIAL VERTICAL. ADAPTADO DE

KADLEC ET AL. (2000). ..................................................................................................................9

FIGURA 2.9 - ZONA HÚMIDA CONSTRUÍDA DE ESCOAMENTO SUB-SUPERFICIAL HORIZONTAL. ADAPTADO DE

KADLEC ET AL. (2000). ................................................................................................................ 10

FIGURA 2.10 - REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DO FUNCIONAMENTO DE UM LEITO DE MACRÓFITAS DE

ESCOAMENTO SUB-SUPERFICIAL HORIZONTAL. ADAPTADO DE ARM LIMITED (2010).. .......................... 10

FIGURA 3.1 - CURVAS TIME-AREA EM FUNÇÃO DA FORMA DAS SUB-BACIAS DE DRENAGEM. ADAPTADO DE DHI

(2014).. ..................................................................................................................................... 31

FIGURA 3.2 - COEFICIENTES DE CURVAS TIME-AREA. ADAPTADO DE DHI (2014). ...................................... 32

FIGURA 3.3 - ILUSTRAÇÃO DE MEIOS POROSOS SATURADOS, NÃO SATURADOS E SECOS. ADAPTADO DE

MARANHA DAS NEVES (2006). ...................................................................................................... 34

FIGURA 4.1 - CONCELHO DE ODEMIRA, ASSINALADO A ENCARNADO, EM PORTUGAL CONTINENTAL (WIKIPEDIA,

2005). ....................................................................................................................................... 37

FIGURA 4.2 - FREGUESIAS DO CONCELHO DE ODEMIRA. LOCALIZAÇÃO DA POVOAÇÃO DE FATACA ASSINALADA

A LARANJA ADAPTADO DE (WIKIPEDIA, 2005).................................................................................. 37

FIGURA 4.3 - VISTA AÉREA DA POVOAÇÃO DE FATACA E DO SEU SISTEMA DE DRENAGEM (ADAPTADO DE

GOOGLE MAPS, 2015). ................................................................................................................ 39

FIGURA 4.4 - OBRA DE ENTRADA DA ETAR DE FATACA. .......................................................................... 41

FIGURA 4.5 - PORMENOR DA GRELHA NA OBRA DE ENTRADA. ................................................................... 41

FIGURA 4.6 - FOSSA SÉPTICA DA ETAR DE FATACA. ............................................................................... 42

FIGURA 4.7 - LEITO DE MACRÓFITAS DA ETAR DE FATACA. ..................................................................... 43

FIGURA 4.8 - CURVA DE ALTURA VARIÁVEL INSTALADA NA SAÍDA DO LEITO DE MACRÓFITAS. ......................... 45

FIGURA 4.9 - EXEMPLARES DE PHRAGMITES AUSTRALIS (MEMPHREMAGOG.ORG, 2015). ............................ 46

FIGURA 4.10 - EXEMPLARES DE TYPHA LATIFOLIA (PROTA4U.ORG, 2015). ................................................ 46

FIGURA 4.11 - AMPLIAÇÕES À REDE DE DRENAGEM DO PROJECTO ORIGINAL DE 1997. ................................ 48

FIGURA 4.12 - REDE DE DRENAGEM DA POVOAÇÃO DE FATACA, COM IDENTIFICAÇÃO DE CAIXAS DE VISITA E

COLECTORES. ............................................................................................................................. 50

x

FIGURA 4.13 - DEFINIÇÃO DAS SUB-BACIAS DE DRENAGEM PLUVIAL E SUAS LIGAÇÕES À REDE DE DRENAGEM

DE FATACA. ................................................................................................................................ 53

FIGURA 4.14 - HIETOGRAMA HORÁRIO DO MÊS DE DEZEMBRO DE 2007. ................................................... 55

FIGURA 4.15 - HIETOGRAMA HORÁRIO DO MÊS DE SETEMBRO DE 2007. .................................................... 55

FIGURA 4.16 - VARIAÇÃO HORÁRIA DA AFLUÊNCIA INSTANTÂNEA DO CAUDAL DOMÉSTICO NO PERÍODO DE 4 A

11 DE AGOSTO DE 2007. .............................................................................................................. 60

FIGURA 4.17 - VARIAÇÃO HORÁRIA DA AFLUÊNCIA DO CAUDAL DOMÉSTICO À REDE DE DRENAGEM................ 61

FIGURA 4.18 - VELOCIDADE NO COLECTOR PIPE1 EM DWF. .................................................................... 67

FIGURA 4.19 - VELOCIDADE NO COLECTOR PIPE10 EM DWF. .................................................................. 67

FIGURA 4.20 - VELOCIDADE NO COLECTOR PIPE10.1 EM DWF. ............................................................... 67

FIGURA 4.21- VELOCIDADE NO COLECTOR PIPE11 EM DWF. ................................................................... 67

FIGURA 4.22 - VELOCIDADE NO COLECTOR PIPE21 EM DWF. .................................................................. 67

FIGURA 4.23 - PERFIL LONGITUDINAL DO COLECTOR PRINCIPAL COM PORMENOR DO COLECTOR PIPE8, EM

DWF. ........................................................................................................................................ 71

FIGURA 4.24 - PERFIL LONGITUDINAL DO COLECTOR PRINCIPAL COM PORMENOR DO COLECTOR PIPE8, EM

WWF. ........................................................................................................................................ 75

FIGURA 4.25 - PERFIL LONGITUDINAL DO COLECTOR PRINCIPAL COM PORMENOR DOS COLECTORES PIPE8,

PIPE16, PIPE17, PIPE18 E PIPE19, EM SETEMBRO DE 2007. ........................................................... 79

FIGURA 4.26 - REPRESENTAÇÃO TRIDIMENSIONAL DO LEITO DE MACRÓFITAS DE FATACA, COM IDENTIFICAÇÃO

DOS TRÊS MEIOS DE ENCHIMENTO (S1, S2 E S3), DA SECÇÃO DE ADMISSÃO (F2), EXPULSÃO (F3) E

FRONTEIRA ATMOSFÉRICA, VALORES EM METROS (M). ...................................................................... 82

FIGURA 4.27 - REPRESENTAÇÃO DO LEITO DE MACRÓFITAS DE FATACA EM MALHA FLEXÍVEL DE ELEMENTOS

FINITOS, VALORES EM METROS (M)................................................................................................. 83

FIGURA 4.28 - REPRESENTAÇÃO DAS FRONTEIRAS IMPOSTAS AO MODELO DO LEITO DE MACRÓFITAS. .......... 84

FIGURA 4.29 - CURVAS DE RETENÇÃO DE ÁGUA NO SOLO PARA O SOLO SILTOSO E SOLO

ARENOSO/CASCALHENTO. ............................................................................................................. 85

FIGURA 4.30 - REPRESENTAÇÃO DOS MEIOS DE ENCHIMENTO DISTRIBUÍDOS PELO LEITO DE MACRÓFITAS. .... 86

FIGURA 4.31 - VARIAÇÃO DOS CAUDAIS MEDIDOS EM F2 E MEDIDOS E SIMULADOS EM F3, DE 4 A 11 DE

AGOSTO DE 2007. ....................................................................................................................... 93

FIGURA 4.32 - VARIAÇÃO DOS CAUDAIS SIMULADOS E MEDIDOS NA SECÇÃO F2 EM DWF. ........................... 95

FIGURA 4.33 - VARIAÇÃO DOS CAUDAIS SIMULADOS E MEDIDOS NA SECÇÃO F3 EM DWF. ........................... 95

FIGURA 4.34 - VARIAÇÃO DOS CAUDAIS MEDIDOS EM F2 E MEDIDOS E SIMULADOS EM F3 EM WWF. ............ 97

xi

Índice de Tabelas do Texto

TABELA 2.1 - NÍVEIS DE TRATAMENTO EM FUNÇÃO DA SENSIBILIDADE DOS MEIOS RECEPTORES E DA DIMENSÃO

DO AGLOMERADO DE APLICAÇÃO DA DIRECTIVA Nº 91/271/CEE. ADAPTADO DE SILVA & NUNES (2004).

................................................................................................................................................. 14

TABELA 3.1 - RESUMO DAS CARACTERÍSTICAS DOS MODELOS ACTUAIS DE TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS

COM RECURSO À TECNOLOGIA DE ZONAS HÚMIDAS CONSTRUÍDAS. ADAPTADO DE MEYER ET AL.

(2015).(MEYER, ET AL., 2015). ..................................................................................................... 28

TABELA 3.2 - PARÂMETROS ESCOLHIDOS NA DEFINIÇÃO DO MODELO TIME-AREA. ...................................... 32

TABELA 4.1 - POPULAÇÃO E OUTRAS INFORMAÇÕES RELATIVAS À POVOAÇÃO DE FATACA – CENSOS 2011. .. 38

TABELA 4.2 - DADOS CONSIDERADOS NO DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DRENAGEM E TRATAMENTO

(CMO - DEP. TÉCNICO, 1997). ..................................................................................................... 40

TABELA 4.3 - PARÂMETROS DE DIMENSIONAMENTO DA OBRA DE ENTRADA (CMO - DEP. TÉCNICO, 1997)..... 41

TABELA 4.4 - PARÂMETROS DE DIMENSIONAMENTO DA FOSSA SÉPTICA (CMO - DEP. TÉCNICO, 1997). ........ 42

TABELA 4.5 - DIMENSÕES TOTAIS DA FOSSA SÉPTICA (CMO - DEP. TÉCNICO, 1997). ................................. 42

TABELA 4.6 - DIMENSÕES DOS COMPARTIMENTOS DA FOSSA SÉPTICA (CMO - DEP. TÉCNICO, 1997). .......... 42

TABELA 4.7 - PARÂMETROS DE DIMENSIONAMENTO DO LEITO DE MACRÓFITAS (CMO - DEP. TÉCNICO, 1997).

................................................................................................................................................. 43

TABELA 4.8 - DIMENSÕES DA SUPERFÍCIE DO LEITO DE MACRÓFITAS (CMO - DEP. TÉCNICO, 1997). ............ 43

TABELA 4.9 - DIMENSÕES DO FUNDO DO LEITO DE MACRÓFITAS (CMO - DEP. TÉCNICO, 1997). .................. 44

TABELA 4.10 - ESPESSURA DAS CAMADAS CONSTITUINTES DO MEIO POROSO (CMO - DEP. TÉCNICO, 1997).

................................................................................................................................................. 44

TABELA 4.11 - CAUDAIS MÉDIOS DIÁRIOS AFLUENTES À ETAR DE FATACA EM AGOSTO (SECÇÃO F1). .......... 47

TABELA 4.12 - CAUDAIS MÉDIOS DIÁRIOS AFLUENTES À ETAR DE FATACA EM DEZEMBRO (SECÇÃO F1). ...... 47

TABELA 4.13 - PARÂMETROS GEOMÉTRICOS DA FOSSA SÉPTICA. .............................................................. 51

TABELA 4.14 - CURVA DE VAZÃO DA FOSSA SÉPTICA, EM FUNÇÃO DA ALTURA DE ÁGUA MEDIDA DA SOLEIRA

DESCARREGADORA. ..................................................................................................................... 51

TABELA 4.15 - CARACTERÍSTICAS DAS SUB-BACIAS DEFINIDAS NA POVOAÇÃO DE FATACA. .......................... 53

TABELA 4.16 - COEFICIENTES Z PARA VÁRIOS CENÁRIOS POPULACIONAIS. ................................................ 57

TABELA 4.17 - CAUDAIS MÉDIOS DIÁRIOS DE ÁGUAS RESIDUAIS POR COLECTOR NA POVOAÇÃO DE FATACA. .. 57

TABELA 4.18 - CAUDAIS MÉDIOS DIÁRIOS DE ÁGUAS RESIDUAIS POR COLECTOR NA POVOAÇÃO DE FATACA

(CONTINUAÇÃO). ......................................................................................................................... 58

TABELA 4.19 - CAUDAL DE INFILTRAÇÃO AFLUENTE À REDE DE DRENAGEM, POR COLECTOR, NA POVOAÇÃO DE

FATACA. ..................................................................................................................................... 63

TABELA 4.20 - VOLUMES MÉDIOS DIÁRIOS MEDIDOS E SIMULADOS DE 4 A 11 DE AGOSTO, E A SUA DIFERENÇA,

NO SISTEMA DE DRENAGEM. .......................................................................................................... 64

TABELA 4.21 - ANÁLISE DE SENSIBILIDADE DO PARÂMETRO AS PERANTE O CASO DE ESTUDO. ..................... 64

TABELA 4.22 - PARÂMETROS REGULAMENTARES DE SISTEMAS DE SANEAMENTO. ....................................... 66

TABELA 4.23 - VELOCIDADES MÁXIMAS E MÍNIMAS NO SISTEMA EM DWF (PARTE 1). ................................... 69

TABELA 4.24 - VELOCIDADES MÁXIMAS E MÍNIMAS NO SISTEMA EM DWF (PARTE 2). ................................... 70

xii

TABELA 4.25 - VELOCIDADES MÁXIMAS E MÍNIMAS E ALTURA MÁXIMA NO SISTEMA EM WWF (PARTE 1). ........ 73

TABELA 4.26 - VELOCIDADES MÁXIMAS E MÍNIMAS E ALTURA MÁXIMA NO SISTEMA EM WWF (PARTE 2). ........ 74

TABELA 4.27 - VELOCIDADES MÁXIMAS E MÍNIMAS E ALTURA MÁXIMA NO SISTEMA EM SETEMBRO DE 2007

(PARTE 1). .................................................................................................................................. 77

TABELA 4.28 - VELOCIDADES MÁXIMAS E MÍNIMAS E ALTURA MÁXIMA NO SISTEMA EM SETEMBRO DE 2007

(PARTE 2). .................................................................................................................................. 78

TABELA 4.29 - DIMENSÕES DOS TRIÂNGULOS DA MALHA DE ELEMENTOS FINITOS DO LEITO DE MACRÓFITAS. . 82

TABELA 4.30 - CARACTERÍSTICAS GEOTÉCNICAS E HIDROGEOLÓGICAS DOS MATERIAIS DE ENCHIMENTO DO

LEITO DE MACRÓFITAS ADMITIDAS. ................................................................................................. 85

TABELA 4.31 - DADOS ADMITIDOS NO CÁLCULO DAS CONDIÇÕES INICIAIS APLICADAS AO LEITO DE MACRÓFITAS.

................................................................................................................................................. 87

TABELA 4.32 – VALORES DE KC PARA TYPHA E PHRAGMITES (GALVÃO 2009). .......................................... 89

TABELA 4.33 – VALORES DE KC MENSAIS PARA O LEITO DE MACRÓFITAS DE FATACA, ADAPTADO DE GALVÃO

(2009). ...................................................................................................................................... 89

TABELA 4.34 - DISTRIBUIÇÃO DA PERCENTAGEM DE EVAPOTRANSPIRAÇÃO POR HORA. ............................... 89

TABELA 4.35 - EVAPOTRANSPIRAÇÃO CULTURAL DE REFERÊNCIA E COEFICIENTE DE CULTURA NO PERÍODO DE

DWF. ........................................................................................................................................ 90


WWF. ........................................................................................................................................ 90


WW (CONTINUAÇÃO). .................................................................................................................. 91


6 A 18 DE SETEMBRO. .................................................................................................................. 91

TABELA 4.39 - VALORES ADMISSÍVEIS DE KS PARA DIFERENTES SOLOS, ADAPTADO DE MARANHA DAS NEVES

(2006). ...................................................................................................................................... 92

TABELA 4.40 - CARACTERÍSTICAS GEOTÉCNICAS E HIDROGEOLÓGICAS DOS MATERIAIS DE ENCHIMENTO DO

LEITO DE MACRÓFITAS APÓS CALIBRAÇÃO....................................................................................... 93

TABELA 4.41 - COEFICIENTE DE CORRELAÇÃO DE PEARSON E EQM DOS CAUDAIS MEDIDOS E SIMULADOS EM

F3, NO PERÍODO DE 4 A 11 DE AGOSTO DE 2007. ........................................................................... 94

TABELA 4.42 - MÉDIA DOS VOLUMES MEDIDOS E SIMULADOS DIÁRIOS DE 4 A 11 DE AGOSTO, E SUA

DIFERENÇA, NO SISTEMA DE TRATAMENTO. ..................................................................................... 94


F3, NO PERÍODO DE DWF. ........................................................................................................... 96


F3, NO PERÍODO DE WWF. ........................................................................................................... 97

TABELA 4.45 - MÉDIA DOS VOLUMES MEDIDOS E SIMULADOS DIÁRIOS DE 1 A 31 DE DEZEMBRO, E SUA

DIFERENÇA, NO SISTEMA DE TRATAMENTO. ..................................................................................... 98

xiii

Índice de Anexos

ANEXO A.1 - CAUDAIS AFLUENTES (F2) AO LEITO DE MACRÓFITAS EM DE 4 A 11 DE AGOSTO (PARTE 1). ........1

ANEXO A.2 - CAUDAIS AFLUENTES (F2) AO LEITO DE MACRÓFITAS EM DE 4 A 11 DE AGOSTO (PARTE 2). ........2

ANEXO A.3 - CAUDAIS AFLUENTES (F2) AO LEITO DE MACRÓFITAS EM DWF (PARTE 1). ................................3

ANEXO A.4 - CAUDAIS AFLUENTES (F2) AO LEITO DE MACRÓFITAS EM DWF (PARTE 2). ................................4

ANEXO A.5 - CAUDAIS AFLUENTES (F2) AO LEITO DE MACRÓFITAS EM WWF (PARTE 1). ...............................5





ANEXO A.10 - CAUDAIS AFLUENTES (F2) AO LEITO DE MACRÓFITAS EM WWF (PARTE 6). ........................... 10

ANEXO A.11 - CAUDAIS AFLUENTES (F2) AO LEITO DE MACRÓFITAS EM WWF (PARTE 7). ........................... 11

ANEXO A.12 - CAUDAIS AFLUENTES (F2) AO LEITO DE MACRÓFITAS DE 6 A 18 DE SETEMBRO (PARTE 1). ..... 12



ANEXO A.15 - EVAPOTRANSPIRAÇÃO HORÁRIA EXISTENTE NO LEITO DE MACRÓFITAS NO PERÍODO DE 4 A 11

DE AGOSTO DE 2007. .................................................................................................................. 15


DE AGOSTO DE 2007. .................................................................................................................. 16


DE DEZEMBRO DE 2007 (PARTE 1). ............................................................................................... 17








DE SETEMBRO DE 2007 (PARTE 1). ............................................................................................... 19


DE SETEMBRO DE 2007 (PARTE 2). ............................................................................................... 19

ANEXO A.23 - INTENSIDADES DE PRECIPITAÇÃO REGISTADAS NA ESTAÇÃO METEOROLÓGICA DE ODEMIRA NO

MÊS DE DEZEMBRO DE 2007 (PARTE 1). ........................................................................................ 20







xiv






MÊS DE SETEMBRO DE 2007 (PARTE 1). ........................................................................................ 26











xv

Lista de Símbolos

Simb. Designação Unidades

a Coeficiente da curva Time-Area (-)

Ac Área de secção da bacia de retenção (L2)

As Área de superfície da bacia de retenção (L2)

esw,e2 Tensões do vapor de água (MLT-2

L-2

)

ET Evapotranspiração cultural de referência (LT-1

)

ET0 Evapotranspiração real (LT-1

)

g Aceleração da gravidade (LT-2

)

G’ Evaporação equiv. ao fluxo de energia para o solo (LT-1

)

h Altura piezométrica (L)

hw Altura de água (L)

H Altura de água (L)

h/D Relação altura de água-diâmetro de colector (-)

i Intensidade de precipitação (LT-1

)

K Condutividade hidráulica não saturada (LT-1

)

Kc Coeficiente de cultura (-)

KijA Componentes adimensionais do tensor de anisotropia K

A (-)

Kr Condutividade hidráulica relativa (LT-1

)

Ks Condutividade hidráulica saturada (LT-1

)

l Parâmetro caracterizador da inter-conectividade de interstícios (-)

Lcp Comprimento do colector principal (L)

m Parâmetro da curva de retenção de água no solo (-)

Mw Massa molecular da água (18,016 kg/kmol) (-)

n Expoente da curva de retenção de água no solo (-)

Q Caudal (L3T

-1)

Qdom Caudal doméstico de águas residuais (L3T

-1)

QDWF,Ago07 Caudal de tempo seco em Agosto de 2007 (L3T

-1)

Qinf Caudal de infiltração (L3T

-1)

Qi Caudal no instante i (L3T

-1)

Qi+1 Caudal no instante i+1 (L3T

-1)

Qmd Caudal médio diário de águas residuais (L3T

-1)

Qpluv Caudal pluvial (L3T

-1)

QWWF,Dez07 Caudal de tempo húmido em Dezembro de 2007 (L3T

-1)

R Constante universal dos gases (8,314 J/(molK)) (L2T

-2K

-1)

Rh Humidade relativa do ar (-)

R’n Evaporação equiv. ao balanço de energia radiante (LT-1

)

S Termo sumidouro (T-1

)

Se Grau de saturação (-)

xvi

t Tempo (T)

tc Tempo de concentração (T)

T Temperatura absoluta (K)

T2 Temperatura média diária do ar a 2m da sup. evaporante (K)

u Sucção total do solo (MLT-2

L-2

)

uatm Pressão atmosférica (MLT-2

L-2

)

uw Pressão da água (MLT-2

L-2

)

Vdiário Volume drenado diário (L3)

Vmáx Velocidade máxima de escoamento (LT-1

)

Vmin Velocidade mínima de escoamento (LT-1

)

Vmáx,reg Velocidade máxima de escoamento regulamentar (LT-1

)

Vmin,reg Velocidade mínima de escoamento regulamentar (LT-1

)

vref Velocidade de referência (LT-1

)

vx2 Velocidade média do ar (LT-1

)

x Tempo de concentração adimensional acumulado (-)

xi Coordenadas espaciais (i=1,2,3) (L)

y Área adimensional acumulada (-)

α Coeficiente na curva de retenção de água no solo (L-1

)

γ Factor de ponderação utilizado por Penman (MLT-2

L-2

K-1

)

γw Peso volúmico da água (MT-3

)

Δ Factor de ponderação utilizado por Penman (MLT-2

L-2

K-1

)

θ Teor em água volumétrico (L3L

-3)

θr Teor em água residual (L3L

-3)

θs Teor em água saturado (L3L

-3)

π Pressão osmótica (MLT-2

L-2

)

ρw Massa volúmica da água (998 kg/m3) (MT

-3)

xvii

Lista de Abreviaturas

Abrv. Designação

CMO Câmara Municipal de Odemira

DWF Dry Weather Flow (Tempo Seco)

ETAR Estação de Tratamento de Águas Residuais

INE Instituto Nacional de Estatística

IPCC Instituto Português da Cartografia e Cadastro

PUP População Unitária de Percurso

SAGRA Sistema Agrometeorológico para a Gestão da Rega no Alentejo

SIG Sistemas de Informação Geográfica

SNIRH Sistema Nacional de Informação de Recursos Hídricos

WWF Wet Weather Flow (Tempo Húmido)

ZHC Zonas Húmidas Construídas

1

CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO E ÂMBITO DO TEMA

1.1 - Objectivos e metodologia

O principal objectivo da presente dissertação baseia-se no estudo e caracterização de sistemas

integrados de saneamento, nomeadamente na sua aplicação a pequenos aglomerados

populacionais.

Estes sistemas simples apresentam, tipicamente, redes de drenagem pouco extensas,

maioritariamente gravíticas, estando associados a soluções de tratamento não convencionais. Este

tipo de soluções, por não beneficiarem do efeito de escala de sistemas centralizados de saneamento

de grandes aglomerados populacionais, recorrem a técnicas alternativas de depuração de efluentes.

Tipicamente, em pequenos aglomerados populacionais, não se desenvolvem estudos hidráulicos

conjuntos do funcionamento da rede de drenagem e do sistema de tratamento dada à reduzida

importância, à partida assumida, que estes sistemas apresentam face aos de dimensão superior.

Pretende-se destacar com este estudo que a sua promoção permite uma melhor gestão do sistema

por parte da entidade responsável bem como a possibilidade da criação de “modelos integrados tipo”

que possam servir de base no dimensionamento de novos sistemas. Dadas às características

semelhantes que geralmente estas pequenas povoações apresentam entre si, a aplicabilidade desta

metodologia pode revelar-se muito útil.

Nesta dissertação desenvolve-se uma modelação integrada do sistema de saneamento da povoação

de Fataca no concelho de Odemira no Baixo Alentejo recorrendo-se a ferramentas de modelação

hidráulica avançada, o MIKE URBAN desenvolvido pelo Danish Hydraulic Institute (DHI) e HYDRUS

desenvolvido pela PC-Progress, usados no estudo do funcionamento do sistema de drenagem e

tratamento de águas residuais, respectivamente.

1.2 - Estrutura da dissertação

A presente dissertação encontra-se dividida de acordo com os seguintes capítulos:

No presente Capítulo 1 introduz-se o âmbito de estudo desta dissertação e metodologia adoptada.

No Capítulo 2 apresenta-se uma breve caracterização histórica dos sistemas de saneamento à

escala mundial, bem como a legislação actualmente existente em Portugal e na União Europeia e sua

aplicabilidade ao caso de estudo.

2

No Capítulo 3 indicam-se as principais relações matemáticas caracterizadoras do escoamento em

redes de drenagem, a sua integração nos modelos correspondentes e a descrição de softwares de

modelação hidráulica actualmente existentes para o estudo de um sistema integrado de saneamento.

Adicionalmente, descrevem-se os modelos MIKE URBAN e HYDRUS utilizados no caso de estudo.

No Capítulo 4 expõe-se toda a modelação desenvolvida no âmbito do caso de estudo. Constituindo a

componente principal desta dissertação, descrevem-se todas as etapas de modelação tanto do

sistema de drenagem como do sistema de tratamento indicando-se os respectivos dados introduzidos

e resultantes das simulações. Em cada ponto apresentam-se críticas relativas aos resultados obtidos.

No Capítulo 5 indicam-se as conclusões obtidas do estudo desenvolvido, bem como as possíveis

investigações a realizar futuramente, no âmbito da filosofia de sistemas integrados de saneamento.

(Kadlec, Knight, Vyzamal, Brix, Cooper, & Harbel, 2000) (Kadlec, Knight, Vyzamal, Brix, Cooper,

& Harbel, 2000). (ARM Limited, 2010) (da Silva & Nunes, 2004)

3

CAPÍTULO 2 - BREVE CONTEXTUALIZAÇÃO HISTÓRICA DO

SANEAMENTO. LEGISLAÇÃO APLICÁVEL

2.1 - Considerações iniciais

A evolução do saneamento no mundo tem contribuído significativamente para a melhoria da

qualidade de vida das populações, urbanas ou rurais, tendo existido nas últimas décadas uma maior

preocupação no que respeita às questões ambientais inerentes à sua concepção e sustentabilidade.

O factor contributivo para esta crescente melhoria está associada ao aperfeiçoamento dos processos

de tratamento, aliadas a um aumento do know-how relativo ao dimensionamento dos sistemas de

drenagem. A Gestão Integrada dos Sistemas de Saneamento permite que estes funcionem de um

modo mais eficiente e, naturalmente, mais eficaz perante solicitações associadas a fenómenos

naturais destacando-se as chuvadas excepcionais, a vulnerabilidade aos fenómenos de maré quando

perto da costa, a variabilidade temporal de afluências domésticas/industriais ao sistema de drenagem,

a quantidade e a qualidade dos seus efluentes e, finalmente, a influência da infiltração dependente da

posição do nível freático, do tipo de material do solo e do sistema, bem como a sua idade e

construção.

Todos estes factores interagem com o sistema de drenagem de águas residuais existente ou a

projectar, que, em função de um dado risco tomado, se pretende funcional e confiável integrado no

tecido urbano.

Actualmente em Portugal, a temática das inundações e alterações climáticas destaca-se como um

dos principais estudos a desenvolver no domínio da hidráulica urbana, mesmo em pequenos

aglomerados. Do ponto de vista dos sistemas de saneamento destes, a criação de um sistema

centralizado de saneamento da totalidade desses efluentes seria uma das hipóteses a considerar. No

entanto, dada a elevada dispersão geográfica destas povoações entre si, tornar-se-ia necessária a

construção de uma extensa infra-estrutura de drenagem, não sendo por isso esta hipótese viável

nomeadamente no que toca ao seu custo per capita, bem como na garantia do seu bom

funcionamento hidráulico.

Assim, o conceito de soluções de tratamento sustentáveis constituem uma das estratégias aplicadas

em pequenos aglomerados populacionais por envolverem tecnologias de baixo custo de construção

e manutenção garantindo, de igual modo, eficiências de tratamento sustentáveis (Galvão & Saldanha

Matos, 2004). Nesta dissertação não se abordam a estimativa de custos, focando-se essencialmente

no estudo de uma pequena povoação servida por um sistema de drenagem e tratamento de águas

residuais próprio. Nele, como em muitos aglomerados de características semelhantes, recorre-se ao

tratamento de águas residuais como as zonas húmidas construídas, designados por leitos de

4

macrófitas (constructed wetlands ou filtre planté respectivamente nas terminologias britânica e

francesa).

2.2 - Evolução histórica dos sistemas de drenagem e tratamento

A água tem sido, ao longo dos séculos da História da humanidade, venerada como um bem essencial

à vida, tomando muitas vezes conotações simbólicas de pureza, presentes até na própria religião.

Facilmente se explica a razão pela qual as primeiras civilizações se fixaram perto de grandes rios ou

de costas mediterrâneas (Alves, 2010). Dado que estas civilizações não apresentavam a dimensão e

a pressão antropogénica característica actual dos grandes centros urbanos, é legítimo afirmar que as

soluções encontradas face à gestão da água no seu meio constituem os primórdios do

desenvolvimento do saneamento em pequenos aglomerados populacionais.

Inevitavelmente, a fixação de povoações perto de massas de água utilizáveis, contribuiu para o

surgimento de um desafio ainda não enfrentado: a problemática do uso e gestão da água em

ambiente urbano. As situações em causa passariam não só pelos aspectos associados à

disponibilidade segura de água e do seu saneamento, bem como de necessidades de rega ou

moagem de cereais com recurso à energia hídrica. Provas do engenho humano podem ser

encontradas em muitas obras construídas nessas épocas, como poços e cisternas de custo

insignificante de funcionamento (Silva, 1998).

No que toca às primeiras e mais importantes obras de saneamento, é no período compreendido entre

3750 e 3200 a.C. em locais no Médio Oriente, como a antiga Mesopotâmia e vale no Indo e Nippur na

Índia, que estas surgem. Muitas obras relacionadas com o saneamento e abastecimento de água

podem ser provadas pela existência de canais de esgotos construídos em barro e pedra lapidada,

inclusivamente com aberturas de inspecção, existentes nas ruas com ligações de habitações nelas

presentes (American Water Works Association, 1971) e (Silva, 1998). A Figura 2.1 apresenta um

esboço dos colectores à data mais antigos encontrados em escavações arqueológicas realizadas em

Nippur na Índia.

Figura 2.1 - Representação gráfica dos colectores de barro de Nippur, Índia. Adaptado de (United States Cast Iron Pipe & Foundry Company, 1914).

5

Na época de dominação do império romano, sensivelmente de 800 a 300 a. C., Roma seria

considerada a “cidade da água”. Dispondo de sistemas de drenagem pluviais, sistemas de

reutilização de águas pouco poluídas, latrinas públicas e apresentando onze aquedutos de

abastecimento à capital do império, a problemática de abastecimento e drenagem de águas residuais

eram temas de elevada importância na civilização.

Os resíduos orgânicos humanos, apesar de depositados nas ruas, seriam saneados através de

sistemas de lavagem (existentes nas principais cidades do império), que os encaminhavam para os

colectores construídos. É importante referir que ligações directas dos colectores às habitações

particulares eram consideradas invasão de privacidade, sendo por isso pouco comuns.

Paralelamente a esta prática, as latrinas públicas, alimentadas por água reutilizada de banhos

públicos ou de derivações dos aquedutos adutores, estavam à disposição dos cidadãos,

desenrolando-se até nesses locais discussões de índole política relativas ao próprio império.

A Figura 2.2 representa uma figura de uma latrina pública do império romano.

Figura 2.2 – Ruínas de uma latrina pública em Ephessos, na Turquia, século I a. C. (United States Cast Iron Pipe & Foundry Company, 1914).

É também durante o império romano que é construída, em Roma nos finais do século VI a.C., uma

das mais antigas redes de drenagem de águas residuais do mundo, a Cloaca Máxima. Desaguando

no rio Tiber e funcionando cerca de 2400 anos, registos históricos indicam que o seu propósito

original seria a de drenagem pluvial e pantanosa de alguns locais de Roma tendo funcionado

adicionalmente para o saneamento dos resíduos humanos. As Figuras 2.3 e 2.4 apresentam uma

fotografia e a localização esquemática da Cloaca Máxima bem como de outras cloacas existentes na

Roma Antiga.

6

Figura 2.3 - Fotografia interior da Cloaca Máxima actualmente (thehistoryblog.com).

Figura 2.4 - Representação esquemática das cloacas existentes na Roma Antiga (romanaqueducts.info).

Após a queda do império romano, conceitos como banhos públicos, saneamento básico, aquedutos,

engenharia hidráulica e sanitária apresentaram uma regressão no seu desenvolvimento, não se tendo

registado uma evolução significativa. Este facto levou a uma maior incidência de doenças e sua

propagação, nomeadamente pela via hídrica. Doenças como a cólera e a peste afectaram a

população europeia, tendo cerca de 20% da mesma perecido.

7

É no século XIX que ressurge a preocupação sanitarista relacionada com a gestão das águas

residuais, designando-se por fase “Sanitarista”/”Higienista” a compreendida entre o início do séc. XIX

e a primeira metade do séc. XX.

Efectivamente, após a epidemia de cólera europeia, sistemas de drenagem de água residuais

extensos e de grandes dimensões começaram a surgir nas grandes cidades. O caso particular de

Paris é conhecido mundialmente como o mais relevante da época. O engenheiro francês Eugéne

Belgrand dimensiona e coordena a construção do sistema de esgotos Parisiense realizado entre 1840

e 1890, tornando-se adicionalmente o mesmo, uma das atracções turísticas da capital francesa. A

importância de evitar a contaminação hídrica das fontes de água potável bem como garantir um

mínimo contacto com os “excreta” disseminou-se noutras cidades europeias como Lisboa e Londres.

A Figura 2.5 representa uma ilustração das visitas promovidas no sistema de esgotos de Paris.

Figura 2.5 – Ilustração de visita turísticas aos esgotos de Paris, em 1870. (Adler, 2014).

É durante o século XIX que o tratamento de águas residuais toma uma posição de maior relevância

no contexto da gestão de águas residuais. Neste período, o tratamento era essencialmente por meio

de aplicação no solo e irrigação agrícola, precipitação química, sedimentação e frequentemente com

gradagem.

Surgem os chamados “champs d’épandage” ou “sewage farms” nas terminologias francesa e

britânica, respectivamente, destacando-se, como os mais representativos, os campos de irrigação de

Achères e Gennevilliers, nos arredores de Paris. A Figura 2.6 representa uma ilustração do campo de

irrigação de Gennevilliers, em 1870.

8

Figura 2.6 - Ilustração do campo de irrigação de Gennevilliers, em 1870 (Adler, 2014)

O recurso ao tratamento no solo prolongou-se durante o séc. XX sendo, no entanto, preterido

relativamente a outras técnicas de tratamento, dada à necessidade de expansão das grandes cidades

para os seus arredores, à frequente colmatação dos solos irrigados e por apresentarem, tipicamente

graus de tratamento insuficientes (Galvão, 2009).

Paralelamente a estas técnicas de tratamento, na década de 1890 surgem os primeiros sistemas de

tratamento do tipo “contact beds”, percussores dos leitos percoladores e em 1900 os primeiros

desarenadores e a desinfecção por recurso a cloro nas águas residuais descarregadas na costa dos

EUA (Ferreira, 2006).

Relativamente à dificuldade no manuseamento das lamas produzidas em lagoas de estabilização, é

criado e patenteado, em 1906, o conhecido tanque Imhoff, sendo em 1920 a tecnologia mais utilizada

nos EUA, juntamente com os leitos percoladores (Ferreira, 2006).

É em 1913 que pela primeira vez se descobriu as vantagens da utilização de biomassa suspensa

para o tratamento de águas residuais, pelo trabalho desenvolvido por Fowler e Munford, bem como a

reutilização no sistema de tratamento de parte da biomassa acumulada na sedimentação, através de

estudos desenvolvidos por Arden e Lockett em 1914 (Ferreira, 2006).

No que toca à utilização de zonas húmidas construídas para o tratamento de águas residuais, foi a

partir da segunda metade do séc. XX que surgiram os primeiros trabalhos na área. Denominado este

período por fase “Ambiental”, desenvolvem-se estudos na década de 50 e 60 no Instituto Max Plank,

na Alemanha, orientados por Kate Seidel, focando na aplicabilidade do uso destas zonas no

tratamento de lixiviados de quintas de criação de gado, bem como a utilização de macrófitas (Galvão,

2009).

9

Esta tecnologia procurava reproduzir as condições de uma zona húmida natural (sistema composto

por água, substratos, plantas, resíduos orgânicos, invertebrados e microorganismos). Deste modo,

desenvolveram-se dois grandes tipos de zonas húmidas construídas: as de escoamento superficial,

(apresentando água e plantas aquáticas do tipo emergentes, submersas ou flutuantes) e as de

escoamento sub-superficial, compostas por um meio poroso, apresentando plantas à superfície. A

última tecnologia podia ser dividida ainda em função da direcção do escoamento no seu interior,

podendo dar-se verticalmente ou horizontalmente. As Figuras 2.7, 2.8 e 2.9 representam

esquematicamente o funcionamento das zonas húmidas construídas indicadas.

Figura 2.7 - Zona húmida construída de escoamento superficial, com plantas emergentes. Adaptado de Kadlec et al. (2000).

Figura 2.8 - Zona húmida construída de escoamento sub-superficial vertical. Adaptado de Kadlec et al. (2000).

(Kadlec, Knight, Vyzamal, Brix, Cooper, & Harbel, 2000).

10

Figura 2.9 - Zona húmida construída de escoamento sub-superficial horizontal. Adaptado de Kadlec et al. (2000).

Após diversos estudos e anos de investigação na área, em meados dos anos 70 surgem as primeiras

aplicações em larga escala de zonas húmicas construídas e difusão da tecnologia pela Europa,

encontrando-se exemplos contemporâneos aplicados em países como a Holanda e a Hungria.

Na década de 80 iniciou-se a aplicação de leitos de macrófitas de escoamento sub-superficial

horizontal na Dinamarca e no Reino Unido. A Figura 2.10 apresenta uma representação esquemática

do funcionamento de um leito de macrófitas de escoamento sub-superficial horizontal.

Figura 2.10 - Representação esquemática do funcionamento de um leito de macrófitas de escoamento sub-superficial horizontal. Adaptado de ARM Limited (2010)..

11

Mais recentemente, a última década do séc XX pode ser designada por fase “Ecológica e de

Sustentabilidade Integrada” dada à crescente preocupação do estudo do comportamento de sistemas

integrados de saneamento (Drenagem, Tratamento, Meio Ambiente) através do desenvolvimento de

modelos racionais, com ênfase na modelação dinâmica, tanto em tempo seco como húmido, sujeito

ao funcionamento normal e até excepcional do mesmo.

Relativamente à tecnologia de tratamento por recurso a leitos de macrófitas, actualmente promove-se

uma disseminação da tecnologia e demonstração de progressos, evidências e desenvolvimentos na

área, destacando-se, entre outras, as Internacional Conferences on Wetlands Systems for Water,

Pollution Control, promovidas pela Internacional Water Association.

Em Portugal cerca de 90% dos leitos de macrófitas existentes são de escoamento sub-superficial

horizontal e são frequentemente aplicados como sistema de tratamento de pequenos aglomerados

populacionais.

2.3 - Enquadramento Legal

A necessidade de protecção das massas de água contra a poluição hídrica é, a nível Europeu e

mesmo Internacional, um dos aspectos mais importantes na definição de legislação aplicável. Deste

modo, são criadas Directivas que, no caso Europeu, devem ser seguidas pela totalidade dos Estados-

Membro de modo a garantir um uso e gestão sustentáveis dos recursos hídricos disponíveis. Após

definição destas Directivas, cada país é responsável pela definição de leis internas de modo a ir ao

encontro dos objectivos estabelecidos pelas mesmas.

No caso português destacam-se os Decretos-Lei aplicáveis ao bom funcionamento dos sistemas de

drenagem de águas residuais e à sustentabilidade dos tratamentos aplicados. Relativamente à

tecnologia de zonas húmidas construídas não existe, até ao momento, legislação específica para o

seu dimensionamento e boa execução. A par com outras tecnologias de tratamento, a legislação

apenas foca na qualidade do efluente a descarregar no meio ambiente e da sua susceptibilidade à

poluição, definindo-se assim zonas de maior ou menor sensibilidade e, deste modo, uma maior ou

menor qualidade do efluente.

Assim a nível Europeu destacam-se as seguintes Directivas:

Directiva nº 2006/7/CE, de 15 de Fevereiro - relativa à gestão da qualidade das águas

balneares;

Directiva - Quadro da Água (2000/60/CE) – consagra os objectivos de uma utilização

sustentável da água na Europa, visando, adicionalmente, o controlo da poluição na origem,

fixando mecanismos de controlo sustentável das fontes poluidoras, bem como elevados

objectivos ecológicos de ecossistemas aquáticos;

12

Directiva nº 91/271/CEE – aplicável ao tratamento de águas residuais urbanas;

Directiva nº 98/15/CE – altera a Directiva nº 91/271/CEE relativamente às descargas

provenientes de ETAR efectuadas em zonas sensíveis sujeitas à eutrofização;

Directiva nº 91/676/CEE – protecção das águas face a nitratos de origem agrícola.

No que toca à legislação em vigor em Portugal, e transpondo as exigências Europeias, tem-se:

Decreto Regulamentar nº 13/95, de 23 de Agosto – aprova o Regulamento Geral dos

Sistemas Públicos e Prediais de Distribuição de Água e de Drenagem de Águas Residuais;

Decreto-Lei nº 152/97, de 19 de Junho – transpõe para o direito interno a Directiva nº

91/271/CEE, do Conselho, de 21 de Maio de 1991;

Decreto-Lei nº 348/98, de 9 de Novembro – altera o Decreto-Lei nº 152/97 de 19 de Junho,

relativos aos requisitos a que devem obedecer as descargas provenientes de ETAR

efectuadas em zonas sensíveis sujeitas a eutrofização, transpondo a Directiva nº 98/15/CE.

Decreto-Lei nº 149/2004, de 22 de Junho – segunda alteração do Decreto-Lei nº 152/97 de

19 de Junho, nomeadamente na revisão da identificação de zonas sensíveis e menos

sensíveis em território nacional, definindo adicionalmente, para as zonas sensíveis propensas

ao fenómeno de eutrofização, a respectiva área de influência.

Decreto-Lei nº 198/2008, de 8 de Outubro – terceira alteração do Decreto-Lei nº 152/97 de

19 de Junho, nomeadamente no que respeita à definição das áreas de influência afectas às

zonas sensíveis e não sensíveis, a eliminação da classificação de zonas menos sensíveis

nas águas costeiras do continente (à excepção do cabo da Roca/Estoril) e a obrigatoriedade

de aplicação, para os nutrientes azoto e fósforo, os requisitos a que devem obedecer as

descargas de águas residuais urbanas provenientes de aglomerados de dimensão superior a

10 000 e.p., quando localizadas em zonas sensíveis sujeitas a eutrofização, dado o seu

carácter conservativo.

Decreto-Lei nº 107/2009, de 15 de Maio – aprova o regime de protecção das albufeiras de

águas públicas de serviço público e das lagoas ou lagos de águas públicas. (Agência

Portuguesa do Ambiente, 2015)

Relativamente ao caso de estudo abordado nesta dissertação, recorre-se ao Decreto

Regulamentar nº23/95 na análise dos caudais afluentes à rede, nomeadamente na estimação de

capitações de águas residuais (obtidas a partir as capitações de distribuição e factores de

afluência respectivamente presentes nos artigos 13º e 123º) e caudais de infiltração,

correspondendo ao artigo 126º do mesmo decreto.

O Decreto-Lei nº152/97 estabelece como principal objectivo a protecção das águas superficiais

dos efeitos das descargas de águas residuais de origem doméstica, industrial e urbanas. No

artigo 2º descreve o grau de tratamento exigível aos do tipo primário e secundário, definindo

adicionalmente a designação de equivalente populacional (e.p.) como sendo “a carga orgânica

biodegradável com uma carência bioquímica de oxigénio ao fim de 5 dias (CBO5) de 60 g de

oxigénio por dia e de tratamento apropriado como sendo “o tratamento das águas residuais

13

urbanas por qualquer processo e ou por qualquer sistema de eliminação que, após descarga,

permita que as águas receptoras satisfaçam os objectivos de qualidade que se lhes aplicam”. O

artigo 3º do mesmo decreto permite a classificação do meio receptor em função do seu grau de

sensibilidade às descargas de efluentes, distinguindo zonas sensíveis de zonas menos sensíveis,

estando cada uma delas devidamente identificadas no território português. Assim para a análise

ou dimensionamento de soluções de tratamento de águas residuais em dado local, importa

identificar o tipo de meio receptor existente, em função do aglomerado populacional, a solução de

tratamento legalmente exigível. A Tabela 2.1 representa os níveis de tratamento legalmente

exigíveis em função da sensibilidade dos meios receptores e dimensão do aglomerado

populacional associado. Por consulta desta, conclui-se que no caso de estudo abordado, o meio

receptor classifica-se como zonas normais de água doce, exigindo, como pequeno aglomerado

populacional, um tratamento do tipo apropriado.

Relativamente ao Decreto-Lei nº348/98, e apesar da alteração da qualidade imputável ao efluente

de modo a prevenir o fenómeno da eutrofização em zonas sensíveis, é reduzido o impacto directo

no caso de estudo desta dissertação.

No Decreto-Lei nº 149/2004 procedeu-se a uma revisão das zonas sensíveis e não sensíveis no

território nacional reforçando a importância do combate à eutrofização e a necessidade de

adopção de um tratamento mais avançado que o secundário, permitindo o cumprimento do

disposto na legislação comunitária, bem como a redução da poluição microbiológica. Destaca-se,

assim das alterações registadas, a possibilidade de um grau de tratamento de aglomerados de

dimensão inferior a 10 000 e.p. em zonas sensíveis igual ao exigível a aglomerados de dimensão

superior, sempre que seja necessário cumprir outras directivas comunitárias ou objectivos de

qualidade para o meio receptor fixados pela legislação vigente.

O Decreto-Lei nº 198/2008 não se aplica directamente o presente caso de estudo dada à sua

reduzida população.

É importante salientar que toda a legislação afecta ao uso sustentável e protecção dos recursos

hídricos encontra-se em actualização constante, tanto a nível europeu como nacional, de modo a

contemplarem os avanços tecnológicos ocorridos, optimizando cada vez mais o uso deste bem.

14

Tabela 2.1 - Níveis de tratamento em função da sensibilidade dos meios receptores e da dimensão do aglomerado de aplicação da Directiva nº 91/271/CEE. Adaptado de Silva & Nunes (2004).

(1) As descargas destas aglomerações poderão ser objecto de um processo de derrogação (tratamento menos rigoroso que o secundário)

15

CAPÍTULO 3 - MODELAÇÃO DINÂMICA DE SISTEMAS DE

DRENAGEM E TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS


A modelação dinâmica de drenagem e tratamento de águas residuais é um elemento essencial na

gestão avançada de sistemas de saneamento em meio urbano. Pretendendo-se efectuar, a título de

exemplo, um controlo de inundações e poluição de modo sustentável, económico, social e ambiental,

é aconselhável dispor-se, em primeiro lugar, de uma robusta base de dados de todos os

componentes do sistema, preferencialmente em Sistemas de Informação Geográfica (SIG), bem

como da sua representação em modelo, nomeadamente a sua localização, características e dados

hidráulicos, altimetria e estado de conservação das infra-estruturas desse sistema.

A utilização de modelos devidamente calibrados constitui uma ferramenta útil permitindo a análise e

desempenho do sistema integrado, facilitando a sua operação pela entidade gestora, mediante a

identificação de pontos críticos e ajustamento/regulação hidráulica. Deste modo, é possível alterar o

regime de caudal, potenciando o máximo aproveitamento da capacidade das infra-estruturas

existentes reduzindo, consequentemente, os caudais de ponta e o risco de inundações bem como o

de descargas directas para o meio receptor.

3.2 - Princípios gerais de desenvolvimento e formulação de modelos

A grande maioria dos modelos de comportamento de sistemas de drenagem actualmente existentes

incluem, modelos hidrológicos, responsáveis pelo estudo do escoamento superficial, modelos

hidráulicos, referente ao escoamento nos colectores (livre ou em pressão) e modelos ambientais,

nomeadamente no que toca ao estudo da qualidade da água e transporte de poluentes. Estes

aspectos funcionam em conjunto permitindo o dimensionamento de infra-estruturas, mitigando a

ocorrência de inundações e controlo de descargas directas de excedentes, permitindo a estimação de

cargas poluentes e a avaliação da eficácia de soluções de controlo na origem.

Modelos de escoamento superficial

Destacam-se os modelos:

Curvas tempo-área (Time-Area Method): Permite descrever a evolução no tempo da área da

bacia definida contributiva para o escoamento na secção de referência tomada. Estas curvas

são definidas desde o início da chuvada até ao tempo de concentração da bacia,

dependendo da forma da bacia e do seu declive (Ferreira, 2006).

16

Modelo de reservatório não linear ou cinemático (Kinematic Wave Method): Simula o

escoamento, como se num canal aberto se tratasse, considerando apenas a contribuição das

forças gravíticas e de atrito. O volume escoado determina-se a partir das perdas de carga

existentes e das dimensões da bacia, sendo a forma do hidrograma determinada através do

comprimento, inclinação e rugosidade da superfície, através da equação de Manning-Strickler

(Ferreira, 2006).

Modelo de reservatório linear (Linear Reservoir Method): Este modelo admite que a bacia

de drenagem funciona como um reservatório, cujo volume de armazenamento em cada

instante é proporcional ao caudal na secção de jusante nesse instante. Segundo Ferreira

(2006), este modelo conjuga a equação do armazenamento e a equação da continuidade

permitindo obter um hidrograma unitário representativo do comportamento de pequenas

bacias urbanas.

Modelo do hidrograma unitário (Unit Hidrograph Method): Por definição, corresponde ao

hidrograma de escoamento superficial directo resultante de uma precipitação útil unitária, de

duração unitária, uniformemente distribuída no espaço e no tempo. Admitindo que a bacia é

um sistema de resposta linear, a duração do hidrograma depende apenas da duração da

chuvada. Deste modo, conhecido o hidrograma unitário de uma bacia, é possível a

determinação do hidrograma associado a determinada precipitação, por sobreposição dos

efeitos dos diversos hidrogramas parcelares correspondentes à discretização da chuvada,

que são proporcionais ao hidrograma unitário e são desfasados no tempo (Ferreira, 2006).

Modelos de propagação do escoamento em redes de drenagem

De modo a estabelecerem-se equações básicas de hidrodinâmica do escoamento a implementar

nos modelos de simulação deve considerar-se um conjunto de hipóteses relativas ao seu

comportamento. Ferreira (2006) destaca:

Escoamento gradualmente variável e unidimensional;

Aceleração vertical desprezável;

Distribuição hidrostática de pressões;

Tensões tangenciais de escoamento e turbulência representados por perdas de carga

unitária, igual às que ocorresse num escoamento permanente e uniforme de

características idênticas às características instantâneas do escoamento em regime

variável;

Líquido homogéneo e incompressível.

(Morvannou, Forquet, Vanclooster, & Molle, 2013)

(Claveau-Mallet, Wallace, & Comeau, 2012) (Claveau-Mallet, Courcelles, & Comeau, Phosphorus

removal by slag filters: modelling dissolution and precipitation kinetics to predict longevity, 2014)

(Zeng, Soric, & Roche, Calibration of hydrodynamic behaviorand biokinetics for TOC removal

modelling in biofilm reactors under different hydraulic conditions, 2013b)

17

As equações de Saint-Venant permitem a descrição do escoamento em redes de drenagem, que

se definem pelas Equações (3.1) e (3.2) num dado volume de controlo.

Equação da Continuidade

(3.1)

Equação da Quantidade de Movimento

(3.2)

onde, Q designa o caudal (m3/s), A a área de secção do escoamento (m

2), x a distância na

direcção do escoamento (m), t o tempo (s), qL o caudal unitário lateral (em modelos de drenagem

urbana a afluência de caudais tipicamente é concentrada nos nós, pelo que qL=0 (m2/s)), , a

perda de carga unitária (-), i a inclinação do colector (-), h a altura do escoamento (m), g a

aceleração da gravidade (m/s2) e V a velocidade uniforme fictícia em cada secção transversal

(m/s).

A resolução das equações diferenciais de Saint-Venant necessitam ainda de um conjunto de

equações adicionais, nomeadamente para o cálculo da resistência ao escoamento (como Darcy-

Weisbach, Colebrook-White, Hazen-Williams ou de Chézy), condições iniciais (como volume e

altura do escoamento), e condições de fronteira (variações de caudal ou de altura de escoamento

nas fronteiras, câmaras de visita, descarregadores e eventuais níveis de maré (Ferreira, 2006).

De acordo com o número de termos das equações de Saint-Venant incluídos nos modelos de

propagação de escoamento nas redes de drenagem, estes podem classificar-se do seguinte

modo:

Modelo reservatório: Considera apenas a equação da continuidade incluindo os efeitos

de armazenamento e atenuação de escoamento como se de um reservatório se tratasse.

Os modelos de Muskinghum e de Muskinghum-Cunge são exemplos de modelos

reservatório (David, 2005).

Modelo cinemático: Inclui a equação da continuidade e o primeiro termo da equação

(3.2), que contempla o atraso na propagação do escoamento devido ao efeito da

gravidade e do atrito. Modelando através da fórmula de Manning-Strickler, permite a

descrição dos efeitos de armazenamento e fenómenos de atenuação e atraso do

escoamento.

Modelo de difusão: Considera a equação da continuidade e o primeiro e segundo

termos da equação (3.2), sendo este último também designado por gradiente de

pressões. Permitindo a modelação dos fenómenos descritos no modelo cinemático,

admite adicionalmente a propagação de ondas dinâmicas para jusante.

18

Modelo da curva de regolfo: Integra a equação da continuidade, o primeiro, segundo e

terceiro termos da equação (3.2), permitindo a modelação dos efeitos de regolfo

ocorrentes no escoamento.

Modelo dinâmico completo: Consiste no tipo de modelos mais completos e

simultaneamente mais complexos por considerarem a equação da continuidade e a todos

os termos da equação (3.2) modelando, deste modo, a totalidade das equações de Saint-

Venant. Os modelos assim definidos possibilitam o estudo completo da hidrodinâmica de

escoamento considerando todas as funcionalidades presentes nos anteriores modelos

permitindo o efeito de propagação do escoamento no sentido de montante (Ferreira,

2006).

3.3 - Softwares disponíveis

Dada a importância e reconhecida utilidade da modelação hidráulica, vários são os softwares

actualmente disponíveis aos técnicos desta área, existindo um conjunto deles comerciais e não

comerciais.

Modelos de drenagem de águas residuais

Alguns dos softwares existentes para o estudo do comportamento dos sistemas de drenagem

consistem no HydroWorks, InfoWorks, H2OMAP Sewer, R-NetCad, Autodesk Storm and Sanitary

Analysis, SewerCAD, SewerGEMS, StormCAD, MOUSE e SWMM . Genericamente, os modelos

actualmente existentes simulam a propagação do escoamento no interior dos colectores através da

resolução completa das equações de Saint-Venant. Descrevem-se, neste ponto, as características

sumárias dos softwares enunciados.

HydroWorks

Criado pela britânica Wallingford Software com a francesa Anjou Recherche em 1994, com o nome de

HydroWorks PM, e em 1996 com o nome de HydroWorks DM, consistia num modelo do tipo dinâmico

completo, resolvendo as equações completas de Saint-Venant, aplicando o conceito de Preissmann

às condutas sob pressão.

Tratando-se de um modelo a duas dimensões, a rede de drenagem baseava-se num máximo de 5000

nós aos quais se associavam colectores. Podia ser aplicado igualmente a bacias de drenagem de 0,1

a 5000 hectares dispondo inclusivamente de um módulo de controlo em tempo real. Na descrição da

formação e propagação de escoamento superficial, o modelo considerava o modelo de reservatório

linear de Desborges e o modelo do duplo reservatório linear. Relativamente à infiltração, a modelação

era efectuada por recurso à lei de Horton ou lei de Green-Ampt (Ferreira, 2006).

19

As limitações apontadas para o uso deste software baseavam-se na limitada simulação do transporte

de sólidos dada à consideração de apenas uma fracção de sedimentos, ignorando o seu transporte

de fundo. Adicionalmente podia apresentar insensibilidade a variações dos parâmetros de qualidade.

InfoWorks

Apresentado em 1998 pela Wallingford Software, consiste numa versão avançada do programa

HydroWorks, integrando a simulação hidráulica e ambiental com recurso a bases de dados potentes

de sistemas de informação geográfica. No ano de criação, o modelo suportava a possibilidade de um

máximo de 20 000 nós na rede de drenagem passando a 50 000 nós em 2001.

Actualmente existem várias versões do software, estando cada um dos pacotes direccionados para

diferentes aplicações. Destacam-se as versões:

InfoWorks CS (Collection System): Permite a modelação de redes de drenagem considerando

a contribuição hidrológica no ciclo urbano de água. Consiste numa ferramenta utilizada para a

identificação de problemas e melhoria das infra-estruturas existentes bem como na

exploração por parte da entidade gestora, permitindo análises em tempo real. Outras

aplicações desta versão consistem no estudo de inundações urbanas e estimação de

poluição por meio de simulação da qualidade da água na rede e seu transporte de

sedimentos. Actualmente é possível a simulação de 100 000 nós, o dobro do possível em

2001.

Este software pode servir de apoio aos seguintes estudos: Formulação de planos gerais de

drenagem pluvial e doméstica em ambiente urbano, estudo do impacto das alterações

climáticas no sistema de drenagem, aplicação sustentável de sistemas urbanos de drenagem,

identificação de descargas entre redes (unitárias e separativas), dimensionamento de

estruturas de retenção de águas pluviais ou de interceptores.

Como a grande maioria dos softwares comerciais, o acoplamento com outros softwares é

facilitado, tornando a simulação mais próxima do caso de estudo. Este modelo permite a

integração de informação proveniente de softwares como AutoCAD, SWMM, DHI MIKE

URBAN e ArcGIS (InfoWorks CS, 2015).

InfoWorks ICM (Integrated Catchment Modeling): Consiste numa versão do InfoWorks que

integra um modelo de simulação de redes urbanas com um modelo fluvial. Principalmente

utilizado em ambientes urbanos localizados junto a rios ou canais artificiais, permite a

simulação integrada da hidráulica urbana e fluvial avaliando a inter-influência entre ambos

para a previsão de ocorrências de cheias. Esta versão pode ser aplicada no apoio a planos

gerais de drenagem urbanas com interacção fluvial, estudo hidráulico e ambiental de

descargas de efluentes em ambientes fluviais e em todas as outras aplicações descritas na

versão anterior (InfoWorks ICM, 2015).

20

H20MAP Sewer

Desenvolvido pela empresa Innovyze subsidiária da britânica MWH Global, o H20MAP Sewer

consiste num software baseado em ArcGIS de uso no planeamento, dimensionamento, análise e

expansão de redes domésticas, pluviais ou unitárias de águas residuais. Representa uma ferramenta

de maior proveito para o utilizador se este dispuser de uma base de dados em formato SIG, dada a

sua facilidade de acoplação e simulação de diferentes cenários. Neste software destacam-se a

simplicidade e rapidez na análise de escoamentos bem como uma solução completa das equações

de Saint-Venant, considerando factores adicionais como atenuação de caudais e tempos de

concentração. A modelação da propagação de poluentes, CBO, transporte e deposição de

sedimentos também pode ser realizada no mesmo.

O software recorre à equação de Hazen-Williams, para escoamentos em pressão, e de Manning-

Strickler para escoamentos livres, simulando tanto em regime permanente como variável. Modela

igualmente a atenuação do hidrograma de escoamento por meio do modelo de onda difusa de

Muskingum-Cunge.

No que toca ao modulo hidrológico, a geração de escoamento baseia-se na aplicação do Método

Racional e do Hidrograma Unitário, do hidrograma adimensional e do hidrograma triangular unitário

do Soil Conservation Service, do hidrograma unitário triangular da Natural Resources Conservation

Service bem como do Colorado Urban Hydrograph Procedure. (H2OMAP Sewer, 2015)

R-NetCad

Desenvolvido pela Universidade de Coimbra, o R-NetCad destina-se ao estudo de sistemas urbanos

de drenagem. É constituído essencialmente por dois módulos:

Bases de Cálculo: Permite auxiliar na realização do estudo demográfico do local de estudo e,

consequentemente, a introdução dos dados necessários à geração de caudais.

Rede: Permite a introdução em simultâneo de redes de drenagem domésticas e pluviais, por

meio da definição de câmaras de visita, colectores e condutas elevatórias.

O software é capaz de analisar (caso as caraterísticas da rede sejam a priori conhecidas) ou

dimensionar uma rede de drenagem, tanto ao nível dos colectores como ao das condutas elevatórias,

calculando as características do escoamento nestes elementos, a altura de elevação das bombas, os

volumes mínimo e máximo da câmara de aspiração, bem como uma análise dos regimes transitórios

provocados por eventuais paragens das bombas.

No dimensionamento da rede de drenagem, o software dispõe de uma biblioteca de uma base de

dados de catálogos comerciais, contendo informação sobre diâmetros, tipos de material e

comportamento hidráulico.

21

Os resultados de simulação são apresentados por meio de gráficos, apresentando a implantação de

colectores e condutas elevatórias tanto em perfis longitudinais como em planta em formato DXF, ou

mesmo pela elaboração de listas detalhadas de medições e orçamento das redes estudadas.

Autodesk Storm and Sanitary Analysis

Consiste num modulo integrante dos softwares AutoCAD Civil 3D, AutoCAD Map 3D e Autodesk

Infrastructure Design Suite Standard, Premium e Ultimate que permite simular o escoamento em

redes de drenagem urbanas previamente definidas em AutoCAD de águas pluviais e domésticas,

bem como o estudo da qualidade da água.

Usado no planeamento e dimensionamento de sistemas urbanos de drenagem, no dimensionamento

de descarregadores de bacias de retenção, apresenta uma versatilidade e simplicidade dada a sua

integração num software de desenho assistido por computador.

O módulo de hidrologia inclui os seguintes modelos de geração de escoamento resultantes de

eventos pluviosos: USEPA SWMM 5.0, NRCS (SCS) TR-55, NRCS (SCS) TR-20, US Army Corps

HEC-1, o método racional, o método racional modificado, o procedimento de Wallingford, método

racional de DaKalb, hidrograma unitário de Santa Basbara, o hidrograma unitário de Delmarva, a

metodologia de Papadakis-Kazan e o método de Harris County (Autodesk Inc., 2012).

Adicionalmente, o software simula variados cenários hidrológicos como variações temporais de

precipitação, evaporação em massas de água estáticas, acumulação e descongelamento de neve,

precipitação retida em depressões no solo, infiltração de água em solos não saturados, percolação de

água infiltrada nas diferentes camadas de solo, infiltração de água presente no solo para o sistema de

drenagem bem como retenção de água em locais sujeitos a inundações.

Relativamente às capacidades hidráulicas deste software destacam-se a capacidade de integração

de escoamentos pluviais bem como de outras origens no sistema de drenagem podendo ser

constituído por colectores e canais, incluindo estruturas de armazenamento e/ou de tratamento,

estruturas de separação de escoamento, grupos electrobomba, válvulas e descarregadores.

Apresenta a habilidade de simular em simultâneo o funcionamento de redes separativas, avaliando a

capacidade de admissão ao sistema bem como o volume de água pluvial afluente aos

sumidouros/sarjetas em cada instante de simulação.

O módulo hidráulico de propagação de escoamento na rede de colectores inclui duas metodologias, a

do método cinemático e o método hidrodinâmico, cada uma delas referente a um menor ou maior

computação de termos das equações de Saint-Venant, a simular em colectores pluviais, domésticos e

unitários bem como em canais abertos.

O método cinemático formula um conceito de reservatório não linear em canais e colectores, incluindo

a translação e atenuação de modo a assumir uma superfície de água paralela à soleira do elemento.

Esta metodologia não permite a simulação de escoamento de sentido inverso ao definido.

22

O método hidrodinâmico permite a modelação de escoamentos invertidos (provocados pela influência

do nível de maré, entre outros), escoamentos em pressão e redes malhadas. Adicionalmente, o

software permite a consideração de estruturas promotoras de alteração de regime de escoamento

como pilares de pontes e bacias de retenção. A consideração de escoamento em pressão no sistema

de drenagem também é possível recorrendo-se às equações de Hazen-Williams ou de Darcy-

Weisbach no seu dimensionamento.

O módulo de qualidade integrante no software permite o controlo da disseminação de determinados

poluentes, de acordo com os padrões do National Pollutant Discharge Elimination System (NPDES),

bem como a criação de locais de tratamento naturais inserido no planeamento urbano definido.

Simulações de qualidade são possíveis tanto em tempo seco como em tempo húmido, permitindo a

monitorização de poluentes existentes no chamado first flush, referente à carga poluente presentes

nas primeiras chuvadas após um longo período de tempo seco (Autodesk Inc., 2012).

SewerCAD e SewerGEMS

Comercializado pela empresa norte-americana Bentley Systems consistem também em softwares de

análise e dimensionamento de redes de drenagem de águas domésticas, pluviais e unitárias, com

capacidade de integração de informação proveniente de softwares como AutoCAD, ArcGIS e

MicroStation. Estes softwares permitem um dimensionamento automático da rede de drenagem tendo

em conta as restrições inicialmente introduzidas pelo utilizador, desde velocidades e inclinações

máximas e mínimas, minimização de volumes de escavação, entre outros. O SewerGEMS

comparativamente ao SewerCAD permite adicionalmente o estudo do impacto de cheias em ambiente

urbano assim como variações mais pormenorizadas da afluência de água ao sistema de drenagem

para períodos de simulação inferiores ao dia, útil no controlo em tempo-real.

Os modelos hidrológicos incorporados consistem no hidrograma unitário do Soil Conservation

Service, no método racional modificado, nas curvas tempo-área dotando o utilizador da possibilidade

de integração de um hidrograma por si criado. O tempo de concentração pode ser obtido a partir da

aplicação dos métodos de Carter, Eagleson, Espey/Winslow, Soil Conservation Lag, Federal Aviation

Agency, entre outros, e a descrição da infiltração pelas leis de Horton, Green-Ampt, curve number do

Soil Conservation Service, ou através de um valor constante (Bentley Systems- SewerCAD, 2014).

StormCAD

Desenvolvido pela Bentley Systems consiste num software de apoio ao dimensionamento de

sistemas de drenagem pluvial, desde a determinação do tipo de admissão ao sistema (sumidouros,

sarjetas, entre outros) até à rede de drenagem, cujos colectores podem apresentar secções de

diferentes configurações. Permite igualmente a importação de dados de AutoCAD, ArcGIS e

MicroStation.

O StormCAD recorre ao método racional para a estimação do escoamento superficial, permitindo os

utilizadores a definição das curvas Intensidade-Duração-Precipitação do local a modelar. As perdas

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de carga do sistema são calculadas a partir das equações de Manning-Strickler, Kutter, Darcy-

Weisbach ou Hazen-Williams Dotado da funcionalidade de dimensionamento automático presente no

SewerCAD e SewerGEMS, recorre às mesmas ferramentas na estimação do tempo de concentração

e da infiltração. (Bentley Systems - StormCAD, 2014).

MIKE URBAN

Desenvolvido pela Danish Hydraulic Institute (DHI), consiste num software de modelação de sistemas

de águas de distribuição servindo de apoio ao planeamento urbano, à reabilitação e optimização das

redes, controlo de fugas e controlo de poluição e também de modelação de sistemas de drenagem de

águas residuais nomeadamente no estudo de cenários de tempo húmido e identificação de locais

susceptíveis a cheias.

SWMM

De nome “Storm Water Management Model” foi criado pela EPA (US Environmental Protection

Agency), consistindo num modelo dinâmico unidimensional de simulação de escoamentos superficiais

e transporte de poluentes na superfície das bacias de drenagem e no interior dos colectores.

Este software baseia-se no método do hidrograma unitário na propagação do escoamento superficial,

perdas hidrológicas incluindo retenção superficial e infiltração descritas pelas fórmulas de Green-

Ampt e pelo Curve Number do Soil Conservation Service. O escoamento na rede de colectores pode

ser descrito pela totalidade das equações de Saint-Venant ou pelos modelos cinemático e difusivo,

em função do tipo de análise que se pretende.

Modelos de tratamento de águas residuais

Relativamente aos modelos de simulação hidráulica de tratamento de águas residuais em zonas

húmidas construídas existem disponíveis actualmente diversos modelos mais ou menos abrangentes

no que respeita à sua abordagem. De acordo com Meyer et al. (2015), é possível a classificação dos

modelos de tratamento de zonas húmidas construídas em função da sua complexidade, difenciando-

se os modelos da seguinte forma:

biocinemáticos correspondentes aos mais completos considerando escoamentos em meios

variavelmente saturados bem como características biocinemáticas baseados em modelos de

lamas activadas;

modelos de estudo de processos unitários, como o estudo e acompanhamento das

transformações ocorridas a um determinado poluente;

modelos de apoio ao dimensionamento de zonas húmidas construídas, para uma aplicação

mais expedita no ramo de engenharia.

Refere-se que os modelos biocinemáticos, por serem mais exigentes relativamente aos seus dados

de input, estão também mais vocacionados para a investigação que os modelos de apoio ao

dimensionamento, de utilização mais prática.

24

Destaca-se que muitos dos modelos ambientais apresentados baseiam-se em modelos de lamas

activadas (Activated Sludge Models – ASM). Estes modelos permitem a simulação dos processos de

tratamento de águas residuais ocorridos em reactores de biomassa suspensa. Nestes incluem-se os

seguintes elementos:

monitorização de variáveis de estado, como CQO, biomassa e nutrientes, orgânicos e

inorgânicos;

descrição dos processos biológicos dinâmicos ocorrentes;

parâmetros caracterizadores do comportamento do sistema, como taxas de

crescimento/decrescimento de biomassa.

Deste modo, dos modelos actuais de modelação dinâmica destacam-se o HYDRUS, BIO_PORE,

Diph_M, DPM, PHREEQC, Wang-Scholz Model, RTD/GPS-X e RSF_Sim.

HYDRUS

Desenvolvido para o estudo de escoamentos verticais e sub-superficiais verticais e horizontais e o

seu tratamento em zonas húmidas construídas, este modelo recorre à equação de Richards em três-

dimensões na descrição do escoamento em meios porosos variavelmente saturados, simula o

transporte de poluentes por meio de equações de balanço de massas, a influência da acção biológica

das plantas na redução da quantidade de água, nutrientes e oxigénio e a variação da temperatura da

água (Simunek et al., 2011).(Simunek, van Genuchten, & Sejna, 2011)

Do ponto de vista ambiental, o HYDRUS inclui uma ferramenta com o nome de Wetland Module

responsável pelo modelação do tratamento de águas residuais domésticas (Langergraber & Simunek,

2012). Esta ferramenta inclui dois modelos biocinemáticos: o CW2D responsável pela simulação de

processos aeróbios e anóxicos (Langergraber & Simunek, 2005) e o CWM1 por transformações

aeróbias, anóxicas e anaeróbias (Langergraber et al. 2009). Uma vez que, em zonas húmidas

construídas desenvolve-se um ambiente preferencialmente anaeróbio (Kadlec & Wallace, 2009), o

módulo CWM1 é o mais indicado na descrição dos fenómenos de tratamento nele ocorrentes.

Na modelação através do CW2D são necessários 46 variáveis para a resolução de 9 diferentes

processos enquanto no CWM1 o número de variáveis necessárias são 65 na resolução de 17

processos (Meyer, et al., 2015). (Langergraber, Rousseau, García, & Mena, 2009)

Dos estudos desenvolvidos recorrendo aos modelos biocinemáticos indicados, destacam-se o de

Pálfy & Langergraber (2013) no dimensionamento de uma zona húmida construída de escoamento

sub-superficial horizontal recorrendo ao CW2D e o de Pálfy & Langergraber (2014) aplicando o

modelo CWM1. Rizzo et al. (2014), recorrendo aos dados experimentais do funcionamento de uma

zona húmida construída ensaiada laboratorialmente por Galvão & Matos (2012), avaliaram o

comportamento do módulo CWM1 face a admissões de caudal variável. (Galvão & Matos, 2012)

25

De um modo geral, a sua aplicação a um caso de estudo carece do conhecimento de determinados

dados nomeadamente relativos aos seus meios de enchimento como as suas condutividades

hidráulicas saturadas e as curvas de retenção de água no solo associadas.

As variações do caudal afluente assim como as características da carga poluente nele presente são

dados importantes. (Rizzo, Langergraber, Galvão, Boano, Revelli, & Ridolfi, 2014)

BIO_PORE

De modo semelhante ao HYDRUS, este modelo permite a simulação hidráulica e hidrodinâmica de

zonas húmidas construídas, permitindo a modelação da diminuição do volume de água e a sua carga

poluente através da acção de macrófitas no tratamento da água residual, a previsão das

concentrações de poluentes no efluente e o estudo da localização e dinâmica das comunidades

bacterianas nelas presentes. (Pálfy & Langergraber, 2013) (Pálfy & Langergraber, 2014)

No que se refere ao estudo da hidráulica do escoamento, apresenta, uma abordagem diferente

comparativamente ao HYDRUS, aplicando em alternativa à equação de Richards a equação de

Darcy juntamente com o conceito de balanço de massa, tornando possível a determinação do nível

de água nas zonas húmidas construídas (Meyer, et al., 2015).

Relativamente à ferramenta de qualidade presente no BIO_PORE, o modelo biocinemático aplicado

consiste no COMSOL Multiphysics, consistindo numa versão modificada do CWM1 (Samsó & García,

2013a). Neste, a carência química de oxigénio (CQO) correspondentes às parcelas de matéria

orgânica de degradação lenta e inerte são divididas nas fases líquidas e sólidas, permitindo a

simulação da retenção e ressuspensão dessa matéria (Meyer, et al., 2015) e a descrição do

crescimento da biomassa no modelo considera a capacidade de transporte do sistema e a

acumulação de sólidos inertes (Samsó & García, 2014).

A calibração deste modelo durante a sua criação, baseou-se em dados recolhidos no primeiro ano de

funcionamento de uma zona húmida construída piloto de escoamento sub-superficial horizontal, tal

como descrito em Samsó & García (2013a). De modo a prever-se a distribuição e dinâmica das

comunidades de bactérias no mesmo caso de estudo, procedeu-se a uma simulação de três anos nas

condições descritas (Samsó & García, 2013b). (Samsó & García, 2013a)

Uma das grandes limitações do modelo consiste na ausente consideração de variação da colmatação

dos meios de enchimento ao longo do tempo, dificultando o seu uso em zonas húmidas construídas

de idade superior a 3 ou 5 anos.

Diph_M

O modelo Diph_M insere-se na categoria de modelos de estudo de processos unitários dada a sua

capacidade de simulação de parâmetros isolados caracterizadores da qualidade das águas residuais

modelando o consumo de oxigénio envolvido na oxidação da matéria orgânica presente nas águas

26

residuais. Petitjean et al. (2011,2012) e Fourquet et al. (2009a,2009b) estudaram o efeito da

componente gasosa na hidrodinâmica do escoamento, recorrendo a este modelo.

Recorre à equação de Richards na descrição das fases gasosas e líquidas presentes nas zonas

húmidas construídas, tendo sido desenvolvido em linguagem de programação MATLAB. Aplica-se

essencialmente em escoamentos verticais, preferencialmente a efluentes sujeitos a um tratamento

primário a montante. (Petitjean, Wanko, Forquet, Mosé, Lawniczak, & Sadowski, 2011)

No que respeita à construção do modelo, é necessário dispor de informação relativa às

características do solo e do ar circundante, bem como a variabilidade do escoamento e carga

poluente. Dados como altura piezométrica e teores em água presentes no leito podem ser

adicionalmente necessários. (Forquet, Wanko, Mose, & Sadowski, 2009a)

DPM

O modelo DPM (Dual Porosity Model) é particularmente útil na análise de percursos preferenciais de

escoamento, nomeadamente em filtros de gravilha, ao dividir a massa de água em duas componentes

distintas: a componente aderida aos grãos de solo e assim retida no meio de enchimento, e a parcela

percolável através dos vazios efectivamente existentes. O volume de água aderido à superfície é

constante sendo, no entanto, renovado durante a percolação da água. (Petitjean, et al., 2012)

Este modelo pode estar acoplado a outros como acontece com o software HYDRUS apresentando

um coeficiente de permuta de água aderida proporcional ao teor em água presente (Simunek et al.

2011).(Simunek, van Genuchten, & Sejna, 2011) (Fourquet, Wanko, Molle, & Sadowski, 2009b)

Os parâmetros necessários à sua definição são iguais aos do Diph_M e é classificado como um

modelo de estudo de processos unitários.

Wang-Scholz Model

O modelo Wang-Scholz é especialmente indicado no estudo do transporte de matéria particulada

(dispersa, sedimentada ou adsorvida) presente nas águas residuais, aplicando-se em zonas húmidas

construídas considerando os efeitos dos fenómenos de colmatação.

A aplicação deste modelo na simulação de processos de sedimentação de sólidos suspensos

apresenta bons resultados (Sani et al. 2013) demonstrando que os mecanismos de difusão,

convecção, sedimentação e adsorção assumem um papel relevante no transporte de sólidos

suspensos em zonas húmidas construídas de escoamento vertical. (Sani, Scholz, Babatunde, &

Wang, 2013)

No que respeita à hidráulica do escoamento, simula escoamentos uniformes em solos saturados

modelados através da aplicação da lei de Darcy. Este modelo insere-se nos modelos de estudo de

processos.

27

RTD/GPS-X

Consiste na integração de dois modelos RTD e GPS-X onde o primeiro permite a determinação de

parâmetros hidráulicos (por meio da adopção de diferentes modelos hidráulicos) necessários a

introduzir no segundo, responsável pela simulação dos processos de biodegradação.

A escolha do tipo de modelo hidráulico é função das condições de saturação e desenvolvimento do

filme de biomassa (Zeng et al. 2013) que permite a determinação dos parâmetros hidráulicos como

volumes mortos, taxa de reciclagem e volume real existente no sistema.

O modelo biocinemático presente no software GPS-X baseia-se em modelos de ASM como indicam

Vigne et al. (2010). Este modela a remoção de carbono orgânico total, alguns processos de

nitrificação, concentração de oxigénio e a altura atingida pela biofilme.

RSF_Sim (Meyer, Molle, Esser, Troesch, Masi, & Dittmer, 2013)

Permite a estimação a longo prazo da eficácia do tratamento de zonas húmidas construídas no

tratamento de efluentes de sistemas unitários de drenagem de águas residuais (Meyer & Dittmer,

2015). (Vigne, Choubert, Canler, Héduit, Sorensen, & Lessard, 2010)

O desenvolvimento deste modelo baseou-se em estudos de investigação (Dittmer & Schmitt, 2011)

mas também em casos de aplicação do modelo CW2D do HYDRUS (Dittmer et al. 2005) (Henrichs et

al. 2007). (Dittmer, Meyer, & Langergraber, 2005), (Henrichs, Langergraber, & Uhl, 2007).

O modelo conceptualiza a definição de três camadas distintas dispostas verticalmente, a camada de

retenção (proporcionando a acumulação de água), a camada de estudo constituída por areia e/ou

gravilha (onde se promove o tratamento da água) e a camada de drenagem (funcionando como um

reservatório de água permanentemente saturado) (Meyer et al 2013)..

Os poluentes removidos modelados consistem na CQO e NH4-N, em que a CQO particulada fica

retida durante a filtração e a dissolvida é reduzida de um factor de eficiência de tratamento

dependente da temperatura, da taxa de expulsão do efluente a jusante e da duração do último

período seco associado. (Zeng, Soric, Ferrasse, & Roche, 2013a)

A Tabela 3.1 representa um resumo das características dos modelos de tratamento abordados.

28

Tabela 3.1 - Resumo das características dos modelos actuais de tratamento de águas residuais com recurso à tecnologia de zonas húmidas construídas. Adaptado de Meyer et al. (2015).(Meyer, et al., 2015).

Referências bibliográficas relevantes

Modelo Modelo hidráulico (meios de

enchimento)

Processos bioquímicos Processos adicionais

Ambiente de simulação Nº de variáveis Reacções

Pálfy e Largergraber, 2013 HYDRUS/CW2D Saturado e não saturado (eq.

Richards) 12, incl. CQO, N e P 9

2D

Morvannou et al., 2014 HYDRUS/CW2D Saturado e não saturado (eq.

Richards) 12, incl. CQO, N e P 9 Adsorção de amónio 2D

Pálfy e Langergraber, 2014 HYDRUS/CWM1 Saturado e não saturado (eq.

Richards) 16, incl CQO, N e P 17

Transferência de calor e absorção por

raízes 2D

Rizzo et al., 2014 HYDRUS/CWM1 Saturado e não saturado (eq.

Richards) 16, incl CQO, N e P 17 Adsorção de amónio 2D

Samsó e García, 2013a,b BIO_PORE (COMSOL

MultiphysicsTM

) Saturado + eq. balanço de massa 18, incl CQO, N e P 17 Absorção por raízes 2D

Petitjean et al., 2012; Fourquet et al., 2009a,b

Diph_M (MATLAB) Não saturado bifásico CQO, NH4-N, O2 5

1D

Morvannou et al., 2014 DPM no HYDRUS-1D Saturado e não saturado (eq. Richards

+ porosidade dual) 0 0

Monitorização de poluentes não

reactivos 1D

Claveau-Mallet et al.,2012,2014

PHREEQC P-hydroslag Saturado tratamento de afinação, sem

modelo bioquímico 0

4 reacções inorgânicas

1D

Sani et al., 2013 Wang-Scholz (COMSOL)

ZHC de escoamento vertical de caudal constante

sem modelo bioquímico

0 Processos de colmatação

1D

Zeng et al. 2013a,b RTD/GPS-X Volumes mortos e reciclados. Teor em

água variável 12, incl. CQO, N

solúvel 11

Interacção com o crescimento do

biofilme 2D

Meyer e Dittmer, 2015 RSF_Sim Teor em água variável sem modelo bioquímico

0 transporte, filtração,

adsorção, degradação

1D (1,5D no futuro?)

29

3.4 - Escolha dos softwares aplicados – MIKE URBAN e HYDRUS

De entre os softwares disponíveis para a modelação de sistemas de drenagem e tratamento de águas

residuais, na presente dissertação recorreu-se ao MIKE URBAN, desenvolvido pela DHI na

modelação do sistema de drenagem, e ao HYDRUS desenvolvido pela PC-Progress para a

modelação do sistema de tratamento.

3.4.1 - Descrição do software MIKE URBAN

O software MIKE URBAN consiste num pacote de simulação hidráulica dinâmica criada pela DHI,

desenvolvida com base em SIG, usada na previsão, simulação, gestão e dimensionamento de redes

de distribuição de águas e de drenagem de águas residuais e pluviais em ambiente urbano. Este

pacote baseia-se nos programas de simulação hidráulica de uso livre, EPANET e SWMM, criadas

pela United States Environmental Protection Agency (EPA).

A DHI foi criada em 1964 pela Danmarks Tekniske Universitet (DTU) como uma organização

independente de consultoria e investigação em áreas de conhecimento no domínio da Hidráulica,

desenvolvendo software direcionado para a análise e gestão da água nomeadamente em hidrologia,

hidráulica marítima, fluvial e urbana, hidrogeologia e projecto / avaliação de desempenho de estações

de tratamento de águas residuais (ETAR).

Na presente dissertação, para o do caso de estudo, recorre-se a este software, nomeadamente à

funcionalidade MOdel for Urban SEwers (MOUSE) neste incorporado, visando uma análise conjunta

da modelação das águas residuais domésticas e pluviais no sistema. Deste modo, será possível

avaliar o desempenho do sistema de drenagem no que toca à sua funcionalidade face às solicitações

da povoação que serve, de acordo com a legislação em vigor, bem como da previsão de cheias que

possam ocorrer.

A determinação da contribuição doméstica é relativamente simples, encontrando-se no sub-capítulo

4.2.3 - Solicitações ao modelo de drenagem desta dissertação. A parcela correspondente à

contribuição pluvial carece da definição de um modelo de precipitação-escoamento que, mediante o

volume de água precipitada, gera o escoamento afluente à rede de drenagem.

O MIKE URBAN dispõe, na sua biblioteca, dos quatro diferentes tipos de modelos de precipitação-

escoamento enunciados em 3.2 - Princípios gerais de desenvolvimento e formulação de modelos, os

modelos Time-Area Method, Kinematic Wave Method (non linear reservoir), Linear Reservoir Method

e o Unit Hydrograph Model.

O modelo Time-Area Method trata-se do modelo mais simples presente no software pois é o que

necessita do menor número de parâmetros necessários à sua definição. A geração de escoamento é

definida em função das perdas iniciais, área da sub-bacia drenante e da perda hidrológica contínua.

30

Os parâmetros a definir consistem nas denominadas curvas Time-Area, a par com o tempo de

concentração das sub-bacias, perdas iniciais de água e o factor de redução do escoamento carecem

de definição. Adicionalmente, a percentagem de área impermeável é um dado necessário introduzir

em cada sub-bacia.

O modelo Kinematic Wave Method (non linear reservoir) corresponde a um modelo já mais exigente

no que respeita à sua definição. Este simula o escoamento a partir da precipitação como se este se

escoasse num canal aberto, sujeito apenas a forças gravitacionais e de atrito. O volume de

escoamento é controlado pelas perdas hidrológicas definidas e da área da sub-bacia em estudo. A

definição do hidrograma de cheia é determinado a partir aos parâmetros a introduzir no modelo

correspondentes ao comprimento, inclinação e rugosidade da superfície da sub-bacia. Em termos

hidrológicos, parâmetros como perdas inicias de molhagem, perdas por preenchimento de

depressões, perdas de infiltração iniciais e finais (função da taxa de infiltração), expoente de Horton

(que define o comportamento da infiltração aquando da precipitação), expoente inverso de Horton

(definidor da recuperação da taxa de infiltração em período seco) e coeficiente de Manning (descritor

da rugosidade da superfície da sub-bacia) têm, igualmente, de ser definidos.

O modelo Linear Reservoir Method simula o escoamento proporcionalmente à altura de precipitação

instantânea presente numa dada sub-bacia. Este escoamento é definido em função das perdas

iniciais, área da sub-bacia efectivamente contributiva para o escoamento e por perdas por infiltração.

Na definição destes parâmetros, deve ter-se em conta as taxas máximas e mínimas de infiltração de

água no solo, bem como a redução ou a recuperação dessas mesmas taxas para eventos húmidos e

secos.

O modelo Unit Hydrograph Model calcula a precipitação efectiva (a que contribui directamente para a

geração de escoamento) assumindo que as perdas por infiltração podem ser descritas por um valor

inicial definido e por um valor constante contínuo (dada pelo método racional), ou pelo curve number

do Soil Conservation Service (SCS) ou ainda pelo método generalizado do SCS.

Dado ao facto de não se dispor, para o presente caso de estudo, de dados relativos ao tipo de solo

das sub-bacias (nomeadamente a sua natureza geológica, permeabilidade, porosidade, estado de

degradação, entre outros), torna-se necessário a escolha, de entre os vários modelos disponíveis, do

modelo mais simples, que necessite do menor número de parâmetros para a sua definição. Pretende-

se, deste modo, mitigar a influência dos erros, presentes nos resultados das simulações de modelos

mais complexos após a introdução de informação parca.

Deste modo, adopta-se o modelo Time-Area Method. O escoamento superficial gerado por este

modelo é, como se referiu, definido pelas perdas iniciais estimadas na sub-bacia, a sua área e pelas

perdas hidrológicas contínuas. A forma do hidrograma de cheia é função do tempo de concentração

imposto, da forma da sub-bacia e da curva Time-Area adoptada, que caracteriza a velocidade de

reacção da mesma a um evento pluvioso.

31

O conceito de Time-Area, consiste na divisão de uma dada sub-bacia num conjunto finito de

pequenas áreas, cada uma delas com um tempo de escoamento próprio. Este tempo de escoamento

próprio é definido a partir da distância entre o centroide da pequena área em análise até ao ponto de

descarga final da totalidade da sub-bacia (correspondente este ao ponto de entrada na rede de

drenagem).

O modelo Time-Area Method na biblioteca do MIKE URBAN apresenta três tipos de curvas Time-

Area, predefinidas no software, cada uma mais ou menos adequada à forma da sub-bacia em estudo.

Essas curvas são as TACurve1, TACurve2 e TACurve3, correspondendo cada uma delas a sub-

bacias de formas aproximadamente rectangulares, divergentes (no sentido do escoamento) e

convergentes (idem), respectivamente. (DHI, 2014)

A Figura 3.1 pretende ilustrar as curvas anteriormente definidas com a forma das sub-bacias.

Figura 3.1 - Curvas Time-Area em função da forma das sub-bacias de drenagem. Adaptado de DHI (2014)..

Caso se pretenda, as curvas Time-Area podem ser ajustadas, à vontade do utilizador, recorrendo-se

para isso às expressões matemáticas que as definem (desenvolvidas por Nittaya Wangwonwiroj).

Esta edição é deveras útil sendo possível aplicar no software, nomeadamente em situações onde as

sub-bacias a simular apresentam formas bastante irregulares, que não se enquadram em nenhuma

das curvas existentes apresentando, características comuns a mais do que uma.

Assim, recorrendo às equações (3.3) e (3.4), por alteração do coeficiente , é possível definir uma

curva personalizada.

(3.3)

(3.4)

onde representa a área adimensional acumulada, o tempo de concentração adimensional

acumulado e o coeficiente da curva Time-Area, indicador da sua forma. (DHI, 2014).

32

O coeficiente encontra-se presente num ábaco, representado na Figura 3.2. Tem-se, então, para

valores de iguais a 0,5, 1,0 e 2,0 as formas divergente, rectangular e convergente, respectivamente.

Posteriormente, por observação da forma das sub-bacias de drenagem definidas no software para a

povoação em estudo (indicadas no sub-capítulo 4.2.2 - Construção do modelo), adoptou-se a curva

TACurve1, para a sua modelação, dado estas apresentarem tendencialmente este formato.

Os parâmetros introduzidos no modelo Time-Area Method constam na Tabela 3.2.

Figura 3.2 - Coeficientes de curvas Time-Area. Adaptado de DHI (2014).

Tabela 3.2 - Parâmetros escolhidos na definição do modelo Time-Area.

Tempo de concentração (min) 13,0

Perdas iniciais (m) 0,0006

Factor de redução (-) 0,90

Na Tabela 3.2, o tempo de concentração designa o tempo que a partícula de água cinematicamente

mais afastada da secção de referência dispende no seu percurso até a essa secção, numa dada

bacia hidrográfica, as perdas iniciais designam a altura de precipitação do evento pluvioso associada

ao humedecimento do solo da sub-bacia (função das condições antecedentes de humidade no solo) e

do preenchimento de depressões no solo, e o factor de redução indica a percentagem de escoamento

superficial efectivamente gerada considerando perdas contínuas relativas a fenómenos de

evapotranspiração, impermeabilizações imperfeitas promotoras de infiltração no solo, entre outros.

33

O tempo de concentração obteve-se a partir da equação (3.5), sendo as perdas iniciais e o factor de

redução as escolhidas por defeito pelo MIKE URBAN.

(3.5)

onde designa o comprimento do colector principal da rede de drenagem (m) e a velocidade

de referência de 2 m/s escolhida para a estimação do tempo de concentração.

Além da modelação da rede de drenagem propriamente dita no MIKE URBAN, é possível a

introdução de outras estruturas com funções hidráulicas como orifícios, descarregadores, válvulas,

grupos electrobomba e bacias de amortecimento. Na presente dissertação definiu-se ainda uma bacia

de amortecimento, bacia essa com a função de modelar a presença de uma fossa séptica a jusante

da rede de drenagem e a montante do leito de macrófitas do caso de estudo. Esta bacia tem

essencialmente duas funções, permitindo um tratamento primário das águas residuais mas também

promovendo um amortecimento das variações de caudal registadas à entrada da ETAR, equalizando

o caudal afluente ao leito de macrófitas.

A geometria da fossa séptica foi introduzida no MIKE URBAN com base nas dimensões da mesma

presente nas peças desenhadas do projecto do sistema de saneamento do caso de estudo. No

software essas dimensões não são introduzidas directamente mas sim por meio de outros parâmetros

que neles se apoiam.

Assim definem-se os parâmetros Ac, correspondente à área da secção definida perpendicularmente à

direcção preferencial do escoamento dentro da fossa séptica (usada para o cálculo da velocidade do

escoamento), As, a área da superfície da bacia (usada para o cálculo do volume de água) e H, o nível

de água dentro da bacia.

Destes três parâmetros definem-se dados iniciais e finais, correspondentes aos valores de área da

secção e superfície à entrada e à saída da fossa séptica. A definição do nível de água dentro da

fossa séptica pode ser dado por meio de altura ou de cotas, conforme o tipo de dados introduzidos

para o fundo da fossa séptica e para a superfície livre da água.

3.4.2 - Descrição do software HYDRUS

O software HYDRUS trata-se de um programa desenvolvido para a simulação de escoamento de

água, de calor e de solutos em meios porosos não saturados. Tratando-se os meios porosos de

ambientes de difícil caracterização e análise devido à elevada complexidade dos elementos

intervenientes, o HYDRUS surge como uma solução permitindo o desenvolvimento de modelos para

análise de situações reais onde participem estes conceitos.

34

No programa, o domínio de escoamento pode ser definido em múltiplos solos com qualquer grau de

anisotropia. Adicionalmente, este é capaz de simular ambientes bidimensionais (tanto verticais como

horizontais) e tridimensionais (com simetria radial vertical ou de geometria genérica).

A Figura 3.3 ilustra as várias situações de saturação a que estão sujeitos os meios porosos, na

presença de água. Na mesma, u designa a pressão intersticial (quando u>0) e sucção (quando u<0),

obtida a partir do peso volúmico da água γw, e da altura de água hw.

Figura 3.3 - Ilustração de meios porosos saturados, não saturados e secos. Adaptado de Maranha das Neves (2006).

Abordar-se-á, nesta secção, das expressões analíticas e métodos numéricos subjacentes às

simulações realizadas nesta dissertação, relativas, em particular, ao escoamento em meio poroso

não saturado e ao efeito da evapotranspiração. (Maranha das Neves, 2006).

Escoamento de água em meio poroso não saturado

No estudo do escoamento em meio poroso variavelmente saturado, o software recorre à equação de

Richards formulada por Lourenzo A. Richards em 1931. Trata-se de uma equação diferencial não

linear sem solução analítica. Como tal, necessita de um método numérico de modo a determinar-se

soluções para a mesma. A equação (3.6) representa a equação de Richards.

(3.6)

onde, representa o teor em água num dado instante, sucção presente no solo, expressa em altura

de água, o termo sumidouro, as coordenadas espaciais, o tempo, as componentes

do tensor de anisotropia e a condutividade hidráulica não saturada, função do grau de

saturação do solo em dado instante.

35

A condutividade hidráulica não saturada é calculada no HYDRUS pela equação (3.7).

(3.7)

onde, é a condutividade hidráulica relativa e a condutividade hidráulica saturada. A

condutividade hidráulica não saturada é então função da quantidade de água presente no solo,

igualando-se à condutividade saturada quando os poros do solo se encontram saturados de água.

Dado ao facto de variar ao longo do tempo, o escoamento sofre, consequentemente, alterações.

O método numérico usado no HYDRUS é o método de Galerkin de resíduos ponderados. Este

método permite resolver a equação diferencial de Richards tendo em conta as condições iniciais e de

fronteira impostas ao modelo.

No que toca à definição do comportamento hidráulico dos solos presentes no leito de macrófitas,

escolheu-se a teoria de van Genuchten – Mualem para o caracterizar. A partir desta teoria, é possível

a determinação do teor em água existente no solo e a sua condutividade hidráulica não saturada

instantânea, em função da sucção existente no solo. As equações (3.8), (3.9) e (3.10) representam as

expressões propostas por esta teoria. Com as restantes equações (3.11) e (3.12) é possível a

determinação de alguns dos parâmetros intervenientes.

(3.8)

(3.9)

(3.10)

(3.11)

(3.12)

onde, é o teor em água associado a uma determinada sucção , o teor em água residual, o

teor em água saturado, representa o inverso da sucção correspondente ao valor da entrada de ar,

é um parâmetro relacionado com a forma da curva de retenção de água no solo, outro parâmetro

obtenível a partir de , a condutividade hidráulica não saturada associada à sucção presente no

solo, representa o grau de saturação do solo e um parâmetro caracterizador da conectividade

entre interstícios (em van Genuchten e Mualem toma o valor de 0,5),

O parâmetro na curva de retenção de água no solo designa a posição na mesma a partir da qual a

taxa de variação da condutividade hidráulica do material muda (ponto de inflexão da curva de

retenção de água no solo).

Para melhor se entender o que se explica, recorre-se novamente à Figura 3.3. Na zona saturada,

todos os interstícios do solo estão preenchidos com água. À medida que o solo seca, a água presente

nesses poros vai sendo substituída por ar. Esse ar aloja-se inicialmente no centro dos interstícios

36

estando, numa primeira fase rodeados por água ainda existente nos mesmos. Com a progressão da

secagem, ocorre um instante em que essas “bolsas de ar”, dispersas em cada interstício, se

interconectam, mantendo uma ligação contínua. Esse ponto de viragem traduz-se pelo parâmetro α.

A taxa de variação da condutividade hidráulica sofre então grandes alterações. Um raciocínio

semelhante pode ser feito aquando da molhagem do solo.

Subjacente a esta teoria, está o conceito de curva de retenção de água no solo. Esta curva,

característica de cada solo e das condições antecedentes de humidade relaciona o teor em água (a

sucção no solo) com a sucção no solo (teor em água) existente no solo. O teor em água varia entre a

sua quantidade residual, isto é, a quantidade de água que se mantém no solo após secagem

completa, e a quantidade saturada, correspondente à quantidade máxima de água suportável pelo

solo.

Evapotranspiração

A modelação do efeito da evapotranspiração no HYDRUS recorrendo às ferramentas presentes no

software, requer a definição em separado dos efeitos da evaporação e transpiração. Geralmente e na

grande maioria das situações estes dois fenómenos são determinados em conjunto dada a

dificuldade existente na separação destes.

Deste modo, a opção tomada na definição deste fenómeno na modelação que se apresenta nos

capítulos seguintes foi a de consideração de um fluxo através de uma das fronteiras do modelo,

introduzindo-se dados da evapotranspiração utilizados provenientes do Sistema Agrometeorológico

para a Gestão da Rega no Alentejo – SAGRA para o perímetro de rega do Mira.

37

CAPÍTULO 4 - CASO DE ESTUDO – SISTEMA DE DRENAGEM E

TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS DA POVOAÇÃO DE

FATACA


O sistema de drenagem e tratamento de águas residuais do caso de estudo presente nesta

dissertação trata-se do sistema da povoação de Fataca. Esta povoação rural apresenta as

características que de seguida se expõem.

4.1.1 - Geografia, população e produção de águas residuais do local de estudo

A povoação de Fataca situa-se na freguesia de São Teotónio, concelho de Odemira, distrito de Beja,

na província de Baixo Alentejo, em Portugal Continental. Nas Figuras 4.1 e 4.2 indica-se no mapa de

Portugal Continental, respectivamente, o concelho de Odemira e as suas freguesias, bem como a

localização da povoação de Fataca.

Figura 4.1 - Concelho de Odemira, assinalado a encarnado, em Portugal Continental (Wikipedia,

2005).

Figura 4.2 - Freguesias do Concelho de Odemira. Localização da povoação de Fataca assinalada a laranja

Adaptado de (Wikipedia, 2005).

38

Trata-se de uma pequena povoação constituída por habitações exclusivamente clássicas

unifamiliares, de população residente constante, podendo verificar-se, no entanto, uma variação mais

pronunciada em época balnear.

Por consulta do Censos 2011, o mais recente produzido pelo Instituto Nacional de Estatística (INE), é

possível retirar os dados presentes na Tabela 4.1. A capitação de águas residuais, fornecida pela

Câmara Municipal de Odemira (CMO) é de cerca 91 l/hab/dia.

Tabela 4.1 - População e outras informações relativas à povoação de Fataca – Censos 2011.

População residente (hab) 70

Nr. alojamentos familiares (uni) 51

Nr. alojamentos residência habitual (uni) 33

Nr. alojamentos habituais com esgotos (uni) 30

Nr. alojamentos vagos (uni) 8

Nr. alojamentos de férias (uni) 10

De acordo com o Decreto Regulamentar nº23/95 nos seus artigos 13º e 123º, onde o primeiro afirma

que “As capitações na distribuição exclusivamente domiciliária não devem, qualquer que seja o

horizonte de projecto, ser inferiores a 80 até 1000 habitantes.” e o segundo “… os factores

de afluência à rede devem ser discriminados por zonas de características idênticas, que são função

da extensão de zonas verdes ajardinadas ou agrícolas e dos hábitos de vida da população, variando

geralmente entre 0,70 e 0,90” é possível avaliar a validade desta capitação de águas residuais.

Deste modo, admitindo um factor de afluência de 0,90, por hipótese mais gravosa, e, sabendo que a

população de Fataca é de 70 habitantes, a capitação de águas residuais não deve ser inferior a 72

, como de facto se verifica. Caso se admitisse um factor de aflência de 0,70, o

correspondente valor de capitação de águas de consumo doméstico seria de 130 l/hab/dia, sendo

este o valor considerado em muitos estudo de soluções de tratamento de águas residuais para

pequenos aglomerados pelas Águas de Portugal.

Em época balnear ocorre todos os anos um festival de verão situado perto da povoação de

Zambujeira do Mar. Tipicamente, as águas residuais produzidas neste evento são recolhidas por

camiões-cisterna e transportadas para as povoações de Fataca e Malavado onde são introduzidas na

entrada das ETAR existentes nessas povoações (Galvão, 2009). Devido à inexistente quantificação

da parcela de águas residuais resultantes do festival de verão considerou-se nula a sua contribuição

nas simulações de desempenho do sistema. (Galvão A. , 2009)

No âmbito da presente dissertação, visitou-se a povoação de Fataca, nomeadamente a sua ETAR, no

dia 10 de Dezembro de 2014 com o intuito de se conhecer mais concretamente o caso de estudo.

39

4.1.2 - Características do sistema de drenagem e tratamento de Fataca

Sistema de drenagem

O sistema de drenagem de águas residuais da povoação de Fataca, consiste numa rede separativa

construída em 1998 de acordo com a autarquia de Odemira. Dada a sua topografia favorável ao

escoamento gravítico no sentido da ETAR, todo o sistema de drenagem funciona graviticamente. A

Figura 4.3 representa, uma fotografia de vista aérea de Fataca.

Figura 4.3 - Vista aérea da povoação de Fataca e do seu sistema de drenagem (Adaptado de Google Maps, 2015).

Apesar de separativa, na construção do modelo da rede, considerou-se a possibilidade desta drenar

parte das águas pluviais, situação bastante comum em aglomerados populacionais, resultante de

ligações indevidas ao sistema. De uma análise conjunta realizada da precipitação ocorrida na estação

meteorológica de Odemira e do caudal afluente à fossa séptica no final do sistema de drenagem,

registou-se que a contribuição pluvial à rede de drenagem doméstica fazia-se sentir particularmente

para acontecimentos pluviosos de grande intensidade (Espírito Santo, 2008). Adicionalmente,

aquando da vista ao local, os operários responsáveis pela exploração do sistema referiram um

aumento de caudal durante a ocorrência de precipitação, reforçando esta afirmação.

Toda a rede de drenagem apresenta um diâmetro de 200 (valor mínimo segundo o artigo 126º do

Decreto Regulamentar 23/95) e drena para uma pequena instalação de tratamento natural, um leito

de macrófitas.

40

Sistema de tratamento – ETAR de Fataca

O sistema de tratamento, tratando-se de um pequeno aglomerado populacional, consiste numa obra

de entrada de gradagem, fossa séptica tri-compartimentada seguida de um leito de macrófitas de

escoamento horizontal sub-superficial. Trata-se de um sistema com baixos custos de construção e de

exploração, dispensando qualquer tipo de equipamento, nomeadamente equipamento de bombagem,

sendo a sua manutenção simples.

Segundo a memória descritiva da empreitada de construção disponibilizada pela CMO, a escolha da

localização da ETAR teve em conta a promoção de um escoamento gravítico na rede de drenagem, a

proximidade relativa a uma linha de água receptora de modo a facilitar a disposição final do efluente

tratado, a proximidade de vias de comunicação e a sua correcta integração paisagística.

Segundo o mesmo documento, os dados considerados no dimensionamento da ETAR constam na

Tabela 4.2.

Tabela 4.2 - Dados considerados no dimensionamento do sistema de drenagem e tratamento (CMO - Dep. Técnico, 1997).

Ano de Arranque - 1998 (hab) 150

Horizonte de Projecto - 2018 (hab) 200

Capitação de Águas Residuais em 1998 (l/hab/dia) 104

Capitação de Águas Residuais em 2018 (l/hab/dia) 120

Caudal médio diário em 1998 (m3/dia) 15,60

Caudal médio diário em 2018 (m3/dia) 24,00

Caudal de ponta em 1998 (m3/hora) 2,60

Caudal de ponta em 2018 (m3/hora) 4,00

É possível afirmar que a ETAR está muito possivelmente sobredimensionada dada a elevada

diferença registada no que respeita ao número de habitantes em 2011, de 70 habitantes, face ao

previsto, de 200 habitantes.

A obra de entrada da ETAR consiste num canal a céu aberto com um comprimento total de 2,36 m no

qual se instalou uma grade constituída por barras de aço, colocadas longitudinalmente em relação ao

sentido de escoamento das águas residuais e inclinadas de 45º em relação ao fundo do canal. As

Figuras 4.4 e 4.5 representam uma fotografia da obra de entrada e um pormenor da grelha, aquando

da visita às instalações.

41

Figura 4.4 - Obra de entrada da ETAR de Fataca.

Figura 4.5 - Pormenor da grelha na obra de entrada.

A grade é amovível para operações de manutenção como pinturas anti-corrosão. Na Tabela 4.3

indicam-se os critérios de dimensionamento da grelha da obra de entrada.

Tabela 4.3 - Parâmetros de dimensionamento da obra de entrada (CMO - Dep. Técnico, 1997).

Velocidade de atravessamento (m/s) 0,60

Espaçamento entre barras (mm) 30

Espessura das barras (mm) 10

Largura do canal (m) 0,40

A fossa séptica instalada tem como principal função a promoção de um tratamento primário do

afluente bem como um amortecimento do mesmo a montante do leito de macrófitas, esbatendo as

afluências de pico ao leito de macrófitas.

O fundo da fossa séptica apresenta uma inclinação em direcção ao local subjacente às aberturas

inseridas na laje de topo, facilitando, deste modo, a operação de remoção de lamas. A entrada e a

saída da fossa séptica estão protegidas por um deflector, promovendo um trajecto descendente das

águas residuais à entrada e impedindo a saída de eventuais corpos flutuantes e de escumas

formadas. As paredes interiores entre os compartimentos contêm umas aberturas junto da laje de

cobertura com o intuito de facilitar a circulação de gases que se formam no interior.

As Tabelas 4.4, 4.5 e 4.6 indicam os parâmetros de dimensionamento da fossa séptica tri-

compartimentada, as suas dimensões totais e por compartimento. A Figura 4.6 representa uma

fotografia da implantação da fossa séptica na ETAR de Fataca.

42

Tabela 4.4 - Parâmetros de dimensionamento da fossa séptica (CMO - Dep. Técnico, 1997).

Capitação de lamas frescas (l/hab/dia) 0,45

Capitação de lamas digeridas (l/hab/dia) 0,11

Tempo de retenção hidráulico (dia) 2,0

Tempo entre limpezas (dia) 720

Tempo de digestão de lamas (dia) 60

Tabela 4.5 - Dimensões totais da fossa séptica (CMO - Dep. Técnico, 1997).

Largura (m) 6,00

Comprimento (m) 6,00

Altura útil (m) 2,00

Bordo Livre (m) 0,30

Área útil total (m2) 36,00

Volume total (m3) 72,00

Tabela 4.6 - Dimensões dos compartimentos da fossa séptica (CMO - Dep. Técnico, 1997).

1º compart. 2º Compart (=3º)

Largura (m) 3,00 3,00

Comprimento (m) 6,20 3,05

Figuar 4.6 - Fossa séptica da ETAR de Fataca.

O leito de macrófitas existente é responsável pelo tratamento secundário do efluente da fossa

séptica. Constituído por plantas de bom desenvolvimento em meios húmidos, de raízes e rizomas

extensos que, ao crescerem, promovem uma boa manutenção da condutividade hidráulica, facilitam a

oxigenação do solo e favorecem o desenvolvimento de microorganismos responsáveis pela oxidação

da matéria orgânica das águas residuais. Tipicamente apresentam tempos de retenção hidráulicos da

ordem dos dois dias.

43

O efluente do leito de macrófitas em estudo é directamente descarregado na ribeira Bico de Fataca.

Tendo em conta a população a servir e a carga poluente da massa de água a tratar, segundo a

mesma memória descritiva, a área mínima necessária do leito de macrófitas para um tratamento

regulamentar é de 360 m2. Adicionalmente, para assegurar a irrigação das plantas e sobretudo para

proteger as águas subterrâneas do local, o fundo e os taludes são impermeabilizados por meio de

uma geomembrana de polietileno de alta densidade de 1,5 mm de espessura (CMO - Dep. Técnico,

1997).

As Tabelas 4.7, 4.8, 4.9 e 4.10 indicam, respectivamente, os parâmetros considerados no

dimensionamento do leito de macrófitas, as dimensões da superfície, as dimensões do fundo e as

espessuras das camadas constituintes do meio poroso. A Figura 4.7 apresenta uma fotografia do leito

de macrófitas de Fataca, retirada no local.

Figura 4.7 - Leito de macrófitas da ETAR de Fataca.

Tabela 4.7 - Parâmetros de dimensionamento do leito de macrófitas (CMO - Dep. Técnico, 1997).

Concentração de CBO5 à entrada (mg O2/l) 1

325

Concentração de CBO5 admitida para o efluente (mg O2/l)

15

Porosidade média do meio poroso (m3 de vazio/m

3 de leito) 0,38

Altura do meio de enchimento 0,70 1 Após remoção de 35%;

Tabela 4.8 - Dimensões da superfície do leito de macrófitas (CMO - Dep. Técnico, 1997).

Largura (m) 13

Comprimento (m) 33

Área (m2) 429

44

Tabela 4.9 - Dimensões do fundo do leito de macrófitas (CMO - Dep. Técnico, 1997).

Largura (m)

10,60

Comprimento (m) 30,45

Área (m2) 324,40

Inclinação do fundo (%) 0,50

Altura total do meio de enchimento (m)

0,70

Bordo livre (m) 0,50

Altura total do leito (m)

1,20

Talude 1:1

Coroamento (m) 1,00

Tabela 4.10 - Espessura das camadas constituintes do meio poroso (CMO - Dep. Técnico, 1997).

S1 - Terra vegetal (m) 0,20

S2 - Areão uniforme - 3/10 mm (m) 0,30

S3 - Gravilha - 15/25 mm (m)

0,20

De referir que, de modo a garantir uma boa distribuição do efluente à entrada e uma boa recolha do

efluente à saída, o projecto prevê a colocação de uma camada de brita (40/70 mm) em toda a largura

do leito junto da entrada e da saída e revestida a geotêxtil de 170 g/m2. A descarga e recolha do

efluente no leito é efectuado por meio de um tubo rígido e perfurado disposto ao longo da largura do

leito no interior da camada de brita, permitindo assim uma distribuição regular do efluente (CMO -

Dep. Técnico, 1997).

De modo a ser possível a regulação do escoamento no interior do leito de macrófitas, o tubo de

recolha do efluente está ligado, numa caixa de passagem, a uma curva de altura ajustável. Mediante

a posição relativa desta curva no final do leito, o escoamento altera-se a montante. Em condições

normais de funcionamento, a altura de água presente no final da curva em questão é de 0,5 m,

medida a partir do fundo do leito de macrófitas. A Figura 4.8 representa a curva instalada no local.

45

Figura 4.8 - Curva de altura variável instalada na saída do leito de macrófitas.

As macrófitas presentes no leito consistem em indivíduos da espécie Phragmites australis. No

entanto, actualmente é possível identificar exemplares pontuais de indivíduos da espécie Typha

latifolia, correspondentes à colonização por indivíduos presentes na linha de água onde se realiza a

descarga (Galvão, 2009). A identificação das espécies vegetais predominantes em ambientes

húmidos utilizados para o tratamento de águas residuais, reveste-se de elevada importância devido à

elevada variabilidade relativa das taxas de evapotranspiração existentes no processo de tratamento.

Determinadas espécies apresentam valores de evapotranspiração muito superiores a outras,

característica que afectará directamente os volumes efluentes do leito de macrófitas.

As Figuras 4.9 e 4.10 representam exemplares de espécies Phragmites australis e Typha latifolia,

respectivamente. (Galvão A. , 2009)

46

Figura 4.9 - Exemplares de Phragmites australis (memphremagog.org, 2015).

Figura 4.10 - Exemplares de Typha latifolia (prota4u.org, 2015).

Prevendo-se situações de paragem da ETAR, como períodos de manutenção, a mesma dispõe de

um sistema by-pass responsável pela ligação directa da obra de entrada à descarga na ribeira Bico

de Fataca.

Para efeitos do desenvolvimento da presente dissertação, recorre-se aos estudos anteriormente

desenvolvidos por Galvão (2009) e (Espírito Santo, 2008) nomeadamente para o sistema de

tratamento de águas residuais de Fataca. Retiram-se desse estudo dados como registos de caudais

em três secções distintas no próprio sistema. Essas secções estão identificadas com a letra “F”

correspondendo “F1” aos valores de caudal medidos à entrada da fossa séptica, “F2” à saída da

fossa séptica e entrada do leito de macrófitas e “F3” à saída do leito de macrófitas para o meio

receptor. De referir que todos os dados das diferentes secções foram determinados por recurso a

curvas de vazão experimentalmente definidas através de alturas de água e de caudal conhecidos

(Galvão 2009), (Espírito Santo, 2008). (Galvão A. , 2009)

As Tabelas 4.11 e 4.12 apresentam um resumo dos caudais médios diários afluentes à ETAR de

Fataca nos meses de Agosto e Dezembro de 2007. (Galvão A. , 2009)

47

Tabela 4.11 - Caudais médios diários afluentes à ETAR de Fataca em Agosto (secção F1).

Dia Q (m3/h)

21-08-2007 0,4215

22-08-2007 0,3800

23-08-2007 0,3707

24-08-2007 0,3933

25-08-2007 0,4705

26-08-2007 0,3703

27-08-2007 0,3967

28-08-2007 0,3406

Tabela 4.12 - Caudais médios diários afluentes à ETAR de Fataca em Dezembro (secção F1).

Dia Q (m3/h)

01-12-2007 0,3400

02-12-2007 0,3862

03-12-2007 0,2873

04-12-2007 0,2262

05-12-2007 0,3301

06-12-2007 0,2343

07-12-2007 0,2495

08-12-2007 0,5743

09-12-2007 0,7425

10-12-2007 0,3587

11-12-2007 0,2810

12-12-2007 0,2632

13-12-2007 0,2262

14-12-2007 0,2269

15-12-2007 0,3662

16-12-2007 0,2751

4.2 - Modelação hidráulica de drenagem - MIKE URBAN

4.2.1 - Considerações iniciais

Neste sub-capítulo descrevem-se os processos a modelar, as respectivas variáveis a controlar e os

objectivos esperados do modelo criado para o sistema de drenagem de águas residuais da povoação

de Fataca.

Após construção, respectiva calibração e validação do modelo, pretende-se prever o comportamento

hidráulico no sistema de drenagem, relativamente à variação de caudal, velocidades máximas e

mínimas atingidas e alturas de escoamento para qualquer período pretendido.

4.2.2 - Construção do modelo

Definição da geometria da rede de drenagem

Grande parte dos dados utilizados na construção da rede de drenagem no modelo resultam da

recolha de informação do projecto original da mesma. No entanto, comparando a rede efectivamente

construída no local face ao projecto fornecido pela CMO, o mesmo encontra-se desactualizado. A

CMO, forneceu uma planta da rede de drenagem mais actualizada, não contendo, no entanto,

informações relativas a cotas de terreno, de soleira, diâmetro, inclinação e material dos novos troços

presentes. Deste modo, algumas características da rede são assumidas no desenvolvimento da

presente dissertação avaliando-se, no entanto, a sua plausibilidade.

48

No que toca à implantação da rede no campo, adiciona-se, ao projecto de 1997, um trecho afluente

ao colector principal (Ampliação 1) e um outro trecho, associado a uma extensão do colector principal

(Ampliação 2).

A Figura 4.11 ilustra o traçado da rede de Fataca utilizada no modelo, indicando-se os trechos

adicionados.

O projecto original inclui todas as informações relativas às dimensões, cotas de terreno e de soleira

das caixas de visita, comprimento, diâmetro, inclinação e material constituinte dos colectores

exceptuando as dos trechos adicionados. Destaca-se que toda a rede apresenta colectores de

diâmetro regulamentar mínimo, construídas em material de PVC.

Os dados em falta foram definidos após visita à povoação de Fataca, baseando-se nas

características do projecto original bem como da topografia local.

Figura 4.11 - Ampliações à rede de drenagem do projecto original de 1997.

Na Figura 4.11 tem-se:

No trecho designado de Ampliação1 definem-se:

Diâmetros nominais de colectores de 200 ;

Inclinação topográfica e do trecho constantes e iguais a 0,005 ;

Comprimento real dos colectores obtido a partir de medições da nova planta

fornecida pela CMO e aplicação da respectiva escala.

Deste modo, assume-se para este trecho, o diâmetro nominal regulamentar mínimo à semelhança de

toda a rede, uma inclinação baixa consequência da topografia pouco acidentada.

49

No trecho designado de Ampliação2 definem-se:

Diâmetros nominais de colectores de 200 ;

Inclinação topográfica e do trechos constantes e iguais a 0,018 ;

Comprimento real dos colectores obtido a partir de medições da nova planta

fornecida pela CMO e aplicação da respectiva escala.

Deste modo, no que toca à extensão do colector principal até à ETAR, adopta-se o mesmo diâmetro

nominal e a mesma inclinação do último colector do projecto original. Dada à topografia acidentada

aproximadamente constante existente desde a povoação de Fataca até à ETAR, optou-se por manter

essa inclinação.

A ligação do trecho Ampliação1 ao colector principal (na posição Entroncamento), criou-se através do

seccionamento de um colector único original de 60 em dois de 20 e 40 , criando-se,

adicionalmente uma nova caixa de visita. Adoptam-se as mesmas características geométricas das

caixas de visita existentes, sendo as suas cotas de soleira e de terreno obtidas geometricamente a

partir da inclinação do colector original.

Na importação da rede de drenagem no MIKE URBAN adoptou-se o sistema de coordenadas

Hayford-Gauss Datum 73 desenvolvido pelo Instituto Português de Cartografia e Cadastro (IPCC),

onde a altimetria é referenciada ao marégrafo de Cascais.

Apesar da vantagem do MIKE URBAN, face a outros programas similares, na importação de dados

em SIG, não se utilizou esta funcionalidade por não se dispor de dados cadastrados nesse formato.

Assim, a metodologia adoptada foi a seguinte:

Recorrendo ao software AutoCAD, importou-se um exemplar digitalizado da rede de Fataca,

georreferenciando-se esta por meio de um ponto de coordenadas conhecidas. A partir desse

ponto, introduziu-se a escala da peça desenhada por aplicação da escala presente na

mesma, de 1:2000. Deste modo foi possível a determinação das coordenadas das caixas de

visita, informação necessária à definição da rede;

Definiu-se a posição de cada caixa de visita no MIKE URBAN através das coordenadas

determinadas. Recorrendo aos perfis longitudinais presentes nas peças desenhadas do

projecto original, a cada caixa de visita associaram-se a respectiva geometria, cotas de

terreno e soleira;

Tendo em conta a posição e características geométricas das caixas de visita, também a

geometria dos colectores fica definida relativamente à sua inclinação e comprimento;

A Figura 4.12 pretende representar a rede de drenagem construída no MIKE URBAN, onde se

apresentam as caixas de visita e os colectores.

50

Figura 4.12 - Rede de drenagem da povoação de Fataca, com identificação de caixas de visita e colectores.

Após a definição dos parâmetros geométricos da rede, introduziram-se as características hidráulicas

do material, nomeadamente o coeficiente de rugosidade do material de PVC. O próprio software

contém um catálogo com todos os dados relativos à hidráulica do escoamento para vários tipos de

materiais.

Definição da bacia de retenção e ligação a jusante

Dado que a presente dissertação pretende simular um sistema integrado de drenagem e tratamento

de águas residuais inclui-se, como já referido no ponto 3.4.1 - Descrição do software MIKE URBAN,

uma estrutura de categoria Basin no final da rede bem como de uma tubagem posterior, simulando a

sua ligação ao leito de macrófitas.

Torna-se possível, deste modo, a modelação da retenção e amortecimento promovidas pela fossa

séptica e a sua interacção a jusante. Apesar da fossa séptica instalada se tratar de uma estrutura tri-

compartimentada, para efeitos de simulação, optou-se pela definição de uma bacia de compartimento

único, cujo volume iguala o somatório dos três compartimentos originais.

A introdução e funcionamento de uma bacia de retenção no ambiente MIKE URBAN pressupõe a

definição de dois tipos de conjunto de relações: geométricas e de vazão, onde respectivamente no

primeiro se definem as dimensões da bacia no modelo bem como o nível de água dentro da mesma e

no segundo a curva de vazão do descarregador presente na saída da bacia.

No que toca ao conjunto de relações geométricas, adoptou-se, como primeira escolha, as dimensões

de projecto da fossa séptica instalada. Dado proceder–se a uma calibração do modelo a posteriori,

51

estes valores sujeitavam-se a sofrer alterações, estando no entanto estas alterações fortemente

condicionadas, dada a importância da consistência das dimensões do modelo criado com a fossa

séptica existente. (Galvão A. , 2009)

Relativamente à definição da vazão da bacia de retenção no modelo, recorre-se ao estudo de Galvão

(2009). Neste encontra-se a curva de vazão determinada experimentalmente pela autora para o

descarregador triangular com ângulo de 62º existente à saída da fossa séptica. A equação (4.1)

representa a linha de regressão aproximada aos dados experimentais, com coeficiente de

determinação R2 de 0,9954, da qual se faz uso nesta dissertação.

(4.1)

onde Q designa o caudal (l/s) e H a altura de água acima da soleira descarregadora (m).As Tabelas

4.13 e 4.14 apresentadas indicam os dados introduzidos para a geometria e a vazão do

descarregador da bacia de retenção, de acordo com a terminologia introduzida no ponto 3.4.1 -

Descrição do software MIKE URBAN.

Tabela 4.13 - Parâmetros geométricos da fossa séptica.

H (m) Ac (m

2) As (m

2)

Inicial 0,0 0,0 37,2

Final 2,3 14,4 37,2

Tabela 4.14 - Curva de vazão da fossa séptica, em função da altura de água medida na soleira descarregadora.

h (cm) Q(m3/h) h (cm) Q(m

3/h) h (cm) Q(m

3/h)

0,0 0,00 7,0 5,0731 14,0 32,3327

0,5 0,0043 7,5 6,0998 14,5 35,5111

1,0 0,0281 8,0 7,2482 15,0 38,8786

1,5 0,0828 8,5 8,5226 15,5 42,4386

2,0 0,1786 9,0 9,9292 16,0 46,1959

2,5 0,3240 9,5 11,4721 16,5 50,1548

3,0 0,5270 10,0 13,1576 17,0 54,3197

3,5 0,7960 10,5 14,9897 17,5 58,6944

4,0 1,1372 11,0 16,9740 18,0 63,2833

4,5 1,5577 11,5 19,1146 18,5 68,0900

5,0 2,0642 12,0 21,4168 19,0 73,1192

5,5 2,6633 12,5 23,8853 19,5 78,3749

6,0 3,3602 13,0 26,5241 20,0 83,8606

6,5 4,1616 13,5 29,3386

52

Definição das sub-bacias de drenagem

Admitindo, como já referido, afluências à rede resultantes de um dado evento pluvioso, pretende-se

avaliar a influência das mesmas a um dado colector “responsável” pela drenagem da sub-bacia a ele

associado, isto é, admitindo a entrada de água da chuva a uma dada caixa de visita a montante de

um dado colector. Apesar de, na realidade, as admissões à rede se localizarem ao longo do

comprimento do colector, esta metodologia permite uma análise mais conservativa do sistema,

considerando a acção da totalidade dos volumes afluentes em simultâneo no colector.

Na avaliação destas áreas, duas abordagens foram consideradas. A primeira seria a da definição de

sub-bacias drenantes adjacentes de fronteiras contínuas contendo áreas de terreno à partida

permeáveis e zonas totalmente impermeáveis (como coberturas de habitações e trechos de rodovia).

No que toca à segunda seria a da definição de apenas áreas totalmente impermeáveis como as

referidas coberturas e rodovias, estando estas, no entanto, dispersas na zona em estudo.

Optou-se pela primeira abordagem por se considerar de mais fácil definição sendo, ao mesmo tempo,

mais conservativa. Deste modo, recorrendo às funcionalidades do MIKE URBAN e, por meio de

observação directa do projecto da rede de drenagem, foram traçadas 35 sub-bacias drenantes a uma

caixa de visita e colector únicos. A determinação da sua forma deriva da tendência do

encaminhamento da água à superfície da mesma para a caixa de visita correspondente.

Destaca-se, no entanto, que, tratando-se de uma povoação rural, a percentagem de áreas

impermeáveis é bastante diminuta, característica essa a ter em conta na definição deste parâmetro

no software utilizado. Deste modo evitam-se afluências pluviais irreais à rede especialmente em sub-

bacias de área considerável.

A Figura 4.13 apresenta a definição das sub-bacias e respectivas ligações à rede para simulação da

solicitação pluvial na rede de Fataca.

53

Figura 4.13 - Definição das sub-bacias de drenagem pluvial e suas ligações à rede de drenagem de Fataca.

Na Tabela 4.15 indica-se, para cada sub-bacia definida, a área e a percentagem de área

impermeável correspondente, associada à geração de escoamento superficial responsável pelas

afluências pluviais à rede.

Tabela 4.15 - Características das sub-bacias definidas na povoação de Fataca.

Sub-bacia

Área (ha)

Percentagem de área impermeável (%)

Sub-bacia

Área (ha)

Percentagem de área impermeável (%)

SB_1D 0,034 15 SB_7.1D 0,078 20

SB_2D 0,045 15 SB_8D 0,106 25

SB_2.1D 0,077 20 SB_9D 0,167 15

SB_3DP 0,040 10 SB_10D 0,032 10

SB_4DP 0,031 15 SB_11D 0,086 10

SB_3D 0,036 15 SB_11.1D 0,112 10

SB_3.1D 0,135 15 SB_11.2D 0,189 10

SB_3.2D 0,047 15 SB_11.3D 0,170 10

SB_4D 0,043 15 SB_11.4D 0,317 20

SB_4.1D 0,170 25 SB_12D 0,048 10

SB_5D 0,272 20 SB_13D 0,088 10

SB_5.1D 0,147 20 SB_14D 0,050 10

SB_6D 0,300 20 SB_15D 0,104 10

SB_6.1D 0,148 20 SB_16D 0,042 10

SB_6.2D 0,170 20 SB_17D 0,064 10

SB_6.3D 0,108 20 SB_18D 0,054 10

SB_6.4D 0,150 15 SB_19D 0,112 10

SB_7D 0,176 20 TOTAL 3,95

54

Definição do hietograma de precipitação horária em Setembro e Dezembro de 2007

A definição de hietogramas é essencial quando se pretende avaliar a influência de acontecimentos

pluviais numa determinada secção de referência, seja esta de uma bacia hidrográfica seja de um

sistema de drenagem. Estes são, por definição, discretizações temporais de acontecimentos

pluviosos por meio de diagramas cronológicos dos sucessivos valores da precipitação ou da

correspondente intensidade dos mesmos (Portela, 2006).

A intensidade de precipitação, i, resulta do quociente entre a precipitação P e a respectiva duração, t

(i=P/t), e é disposta no hietograma de forma contínua ou discreta (em blocos). Hietogramas de

disposição discreta tomam a designação de hietogramas de precipitação (Portela, 2006). A

intensidade de precipitação pode ser classificada como chuvisco e aguaceiro ou como precipitação

ligeira quando , precipitação moderada quando ou precipitação

intensa quando .

As Figuras 4.14 e 4.15 apresentam os respectivos hietogramas horários referentes aos meses de

Setembro e Dezembro. Estes dados têm origem em registos da estação meteorológica de Odemira,

nos períodos considerados, de onde se retiram as respectivas intensidades de precipitação.

55

Figura 4.14 - Hietograma horário do mês de Dezembro de 2007.

Figura 4.15 - Hietograma horário do mês de Setembro de 2007.

Por análise das Figuras 4.14 e 4.15, é possível aferir que em ambos os meses ocorrem precipitações

intensas, destacando-se, no entanto, o mês de Setembro por se atingir uma intensidade de

precipitação máxima de 29,2 mm/h.

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00 6.50 7.00 7.50 8.00 8.50 9.00 9.50

10.00

Inte

nsi

dad

e d

e p

reci

pit

ação

(mm

/h)

0.00

2.50

5.00

7.50

10.00

12.50

15.00

17.50

20.00

22.50

25.00

27.50

30.00

32.50

Inte

nsi

dad

e d

e p

reci

pit

ação

(mm

/h)

56

4.2.3 - Solicitações ao modelo de drenagem

As solicitações ao modelo de drenagem consistem no caudal doméstico da população residente em

Fataca, no caudal de infiltração e no caudal pluvial, esta última apenas presente em simulações de

tempo húmido.

Caudal doméstico

O caudal médio diário de águas residuais é determinado recorrendo-se aos valores de população

residente e à sua taxa de produção de águas residuais.

Para efeitos de simulação no MIKE URBAN, a determinação do caudal médio diário realizou-se em

função da quantidade de população afecta a cada colector. Deste modo, o cálculo do caudal médio

diário (determinado de montante para jusante) não contempla o efeito da população acumulada mas

sim apenas o da população associada ao colector correspondente.

De modo a calcular-se o caudal médio diário seguindo esta metodologia, é necessário dispor-se do

comprimento de cada colector, do seu serviço de percurso (traduzido por um coeficiente denominado

Z) e da população por unidade de percurso (PUP) referente ao ano em estudo.

Define-se o coeficiente Z como um coeficiente avaliador do serviço de percurso de um dado colector.

Este coeficiente toma os valores que se apresentam na Tabela 4.16, sendo dependentes da

densidade populacional existente.

Adicionalmente, define-se o comprimento fictício de um colector, , como o valor resultante do

produto do comprimento do mesmo pelo seu coeficiente Z.

A PUP em 2015 pode ser determinada por aplicação da equação (4.2).

(4.2)

onde designa a população existente em 2015 (assume-se a população contabilizada no

Censos de 2011) e o somatório dos comprimentos fictícios de todos os colectores. Dadas as

características do caso de estudo, PUP em 2015 toma o valor de 0,16 .

57

Tabela 4.16 - Coeficientes Z para vários cenários populacionais.

Z=0,00 Colectores sem serviço de percurso.

Z=0,25 Colectores com serviço de percurso reduzido, associado a habitações

ligeiramente afastadas dos colectores.

Z=0,50 Colectores com serviço de percurso de apenas um dos lados do arruamento.

Z=0,75 Colectores com serviço de percurso elevado, mas não se equiparando a um

serviço de percurso de ambos os lados do arruamento.

Z=1,00 Colectores com serviço de percurso de ambos os lados do arruamento.

O caudal médio diário de águas residuais de cada colector é dado pelo produto da PUP de 2015 pelo

comprimento fictício desse colector e pela capitação de águas residuais. As Tabelas 4.17 e 4.18

resumem os valores de caudais médios diários determinados para cada colector do sistema de

drenagem de Fataca.

Tabela 4.17 - Caudais médios diários de águas residuais por colector na povoação de Fataca.

L (m) Z Lfictício (m) Pop. por troço Qm(m

3/h)

Pipe1 14,00 0,00 0,00 0,00 0,0

Pipe2 25,00 0,00 0,00 0,00 0,0

Pipe3 18,60 0,25 4,65 0,75 0,00285

Pipe4 7,80 0,00 0,00 0,00 0,0

Pipe4.1 40,00 1,00 40,00 6,46 0,02448

Pipe5 22,00 0,00 0,00 0,00 0,0

Pipe5.1 24,00 0,00 0,00 0,00 0,0

Pipe5.2 60,00 0,25 15,00 2,42 0,00918

Pipe6 26,00 0,00 0,00 0,00 0,0

Pipe7 60,30 0,75 45,26 7,31 0,02770

Pipe8 59,00 0,50 29,50 4,76 0,01806

Pipe8.1 55,00 1,00 55,00 8,88 0,03366

Pipe9 52,00 0,50 26,00 4,20 0,01591

Pipe9.1 53,50 0,50 26,75 4,32 0,01637

Pipe10 35,00 0,75 26,25 4,24 0,01607

Pipe10.1 41,00 1,00 41,00 6,62 0,02509

Pipe10.2 30,50 1,00 30,50 4,92 0,01867

Pipe10.2.1 25,00 0,25 6,25 1,01 0,00383

Pipe10.3 37,00 1,00 37,00 5,97 0,02265

Pipe10.3.1 22,50 0,50 11,25 1,82 0,00689

Pipe11 57,00 0,25 14,25 2,30 0,00872

Pipe12 20,00 0,00 0,00 0,00 0,0

58

Tabela 4.18 - Caudais médios diários de águas residuais por colector na povoação de Fataca (continuação).

L (m) Z Lfictício (m) Pop. por troço Qm(m

3/h)

Pipe12.1 48,00 0,00 0,00 0,00 0,0

Pipe12.2 58,00 0,00 0,00 0,00 0,0

Pipe12.3 48,00 0,00 0,00 0,00 0,0

Pipe12.4 50,00 0,50 25,00 4,04 0,01530

Pipe13 40,00 0,00 0,00 0,00 0,0

Pipe14 23,40 0,00 0,00 0,00 0,0

Pipe15 42,00 0,00 0,00 0,00 0,0

Pipe16 24,00 0,00 0,00 0,00 0,0

Pipe17 54,00 0,00 0,00 0,00 0,0

Pipe18 22,00 0,00 0,00 0,00 0,0

Pipe19 36,00 0,00 0,00 0,00 0,0

Pipe20 30,00 0,00 0,00 0,00 0,0

Pipe21 46,00 0,00 0,00 0,00 0,0

TOTAL 1306,65

O caudal doméstico associado a cada colector é determinado recorrendo-se ao diagrama de variação

horária de afluência ao sistema de drenagem. Apesar de existir na bibliografia de especialidade

exemplos típicos destes diagramas, optou-se por estabelecer o correspondente ao comportamento

das afluências da povoação de Fataca.

Este diagrama determinou-se por análise dos dados de F1, isto é, a partir dos caudais afluentes à

fossa séptica.

Assim, partindo dos registos de caudais de uma semana de Tempo Seco (DWF – Dry Weather Flow)

no ano em estudo, escolheu-se a semana de 4 a 11 de Agosto de 2007 para a determinação desse

diagrama.

Sabendo o caudal médio diário da população do sistema global em estudo, determinado pela

equação (4.3), a afluência à rede instantânea é então determinada através do quociente entre o

caudal instantâneo medido e o caudal médio diário.

(4.3)

Feito este cálculo e por sobreposição dos gráficos referentes aos oito dias em estudo, como se indica

na Figura 4.16, determina-se uma envolvente única que traduz o andamento médio da afluência

instantânea. Esse diagrama encontra-se exposto na Figura 4.17.

59

Assim, recorrendo aos caudais médios diários determinados na Tabela 4.17 e dispondo do diagrama

de variação horária de afluência ao sistema de drenagem, obtém-se o caudal doméstico instântaneo

associado a cada colector.

60

Figura 4.16 - Variação horária da afluência instantânea do caudal doméstico no período de 4 a 11 de Agosto de 2007.

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

7.5

8.0

8.5

9.0

9.5

10.0

10.5

11.0

11.5

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Fact

or d

e p

on

ta in

stan

tân

eo (-

)

Tempo (h)

Dia 4

Dia 5

Dia 6

Dia 7

Dia 8

Dia 9

Dia 10

Dia 11

61

Figura 4.17 - Variação horária da afluência do caudal doméstico à rede de drenagem.

Caudal de infiltração

A parcela correspondente ao caudal de infiltração é dependente da extensão da rede de drenagem,

da sua posição relativa ao nível freático, da hidrogeologia local, das condições iniciais de humidade

do solo, do período de seca antecedente, do estado de conservação dos colectores e dos órgãos

associados.

De acordo com o artigo 126º do Decreto Regulamentar 23/95, o caudal de infiltração pode considerar-

se igual ao caudal médio diário de águas residuais para redes de pequenos aglomerados com

colectores de diâmetro inferior a 300 .

Dado ao facto de não se dispor de informação relativa a este caudal, da origem geológica dos solos

locais nem do seu comportamento hidrogeológico, assumiu-se o valor aconselhado no Decreto

Regulamentar mencionado. Posteriormente, analisou-se a sua adequabilidade ao caso de estudo

aquando da calibração do modelo, apresentada no ponto 4.2.4 - Calibração e validação do modelo.

Caudal pluvial

O caudal pluvial afluente ao sistema de drenagem é determinado através da aplicação de modelos

hidrológicos juntamente com as sub-bacias de drenagem definidas no modelo.

Conceptualmente, essas sub-bacias de drenagem representam a área de influência de um dado

ponto de entrada no sistema, na qual, qualquer gota de água precipitada, drena necessariamente

para esse ponto. Na construção do modelo, como se indica no ponto 4.2.2 - Construção do modelo,

cada sub-bacia definida está associada a um dado colector, sendo o ponto de entrada no sistema, a

caixa de visita a montante do mesmo.

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Fact

or

de

po

nta

inst

antâ

ne

o(-

)

Hora do dia (h)

62

4.2.4 - Calibração e validação do modelo

Neste ponto procede-se à calibração do modelo de drenagem construído. Refere-se que todas as

simulações realizadas contemplam um período de estabilização inicial antecedente ao período de

análise. Pretende-se deste modo eliminar instabilidades iniciais de simulação decorrentes do

arranque da simulação, tradutores de resultados incorrectos. Esta estabilização inicial é materializada

através do incremento, tanto em DWF como em WWF, de uma hora antecedente ao período a

analisar aquando da simulação no MIKE URBAN.

Calibração do funcionamento da rede de drenagem a montante da fossa séptica

O critério de calibração e validação do modelo consiste na comparação dos volumes médios diários

simulados e medidos na secção F1, referentes ao período em análise.. O modelo estará tanto melhor

calibrado quanto menor for a diferença entre esses dois volumes. O facto de não se recorrer, como

critério de calibração e validação, um andamento semelhante de caudais instantâneos medidos e

simulados, justifica-se com a elevada variabilidade temporal que os caudais em pequenos

aglomerados populacionais podem apresentar. Deste modo, o volume médio diário corresponde a um

parâmetro menos sensível a essas variações, facilitando a calibração e validação do modelo e

mantendo as características do aglomerado.

Na determinação do volume diário drenado, recorre-se à regra dos trapézios, sendo esta válida tanto

para a série de caudais simulados como medidos. A equação (4.4) representa a formulação

matemática da regra dos trapézios.

(4.4)

onde, (l) corresponde ao volume drenado num dado dia, (l/s) o caudal drenado no instante i,

(l/s) o caudal drenado no instante i+1, (min) o instante associado ao caudal e (min) o

instante associado ao caudal . O somatório, num ciclo de 24h, de todas as parcelas de volume

resulta no volume diário que se pretende.

Escolheu-se a semana de 4 a 11 de Agosto de 2007, correspondente a um período sem registo de

precipitação, para a calibração do modelo criado para a rede. A escolha de um período de

precipitação nula facilita o processo de calibração, dado participarem apenas para o escoamento nos

colectores as parcelas doméstica e de infiltração. Adicionalmente, possíveis erros na geração de

caudais a partir de modelos hidrológicos mal definidos são eliminados deste processo.

A qualidade da calibração é avaliada por comparação da média artimética dos volumes diários

simulados e medidos, nos períodos de análise correspondentes.

63

Nas condições do modelo, tal qual descritas nos capítulos anteriores, o volume médio diário simulado

apresentou-se superior ao volume médio diário medido, indicando deste modo, a necessidade de

diminuição da contribuição doméstica, da de infiltração ou de ambas no sistema de drenagem.

No que respeita ao caudal doméstico, parâmetros como a capitação de águas residuais e população

residente encontram-se correctas, dado tratarem-se de informação factual. O coeficiente Z associado

ao serviço de percurso dos colectores ou o diagrama de afluência à rede do caudal doméstico

(determinado anteriormente) são passíveis de alteração, no entanto a sua influência no volume médio

diário final é reduzida.

Relativamente ao caudal de infiltração, este apresentou uma influência decisiva na média dos

volumes médios diários. Assim, determinou-se que o seu valor seria, em regra, 85% do caudal médio

diário, em oposição ao aconselhado pelo Decreto Regulamentar.

Deste modo, o caudal de infiltração associado a cada colector toma os valores apresentados na

Tabela 4.19, não apresentando qualquer variação temporal, sendo por isso constante ao longo do

tempo.

Tabela 4.19 - Caudal de infiltração afluente à rede de drenagem, por colector, na povoação de Fataca.

Nº Pipe Qinf (m3/h) Nº Pipe Qinf (m

3/h)

Pipe1 0,0 Pipe10.3 0,01925

Pipe2 0,0 Pipe10.3.1 0,00585

Pipe3 0,00242 Pipe11 0,00741

Pipe4 0,0 Pipe12 0,0

Pipe4.1 0,02081 Pipe12.1 0,0

Pipe5 0,0 Pipe12.2 0,0

Pipe5.1 0,0 Pipe12.3 0,0

Pipe5.2 0,00780 Pipe12.4 0,01301

Pipe6 0,0 Pipe13 0,0

Pipe7 0,02355 Pipe14 0,0

Pipe8 0,01535 Pipe15 0,0

Pipe8.1 0,02861 Pipe16 0,0

Pipe9 0,01353 Pipe17 0,0

Pipe9.1 0,01392 Pipe18 0,0

Pipe10 0,01366 Pipe19 0,0

Pipe10.1 0,02133 Pipe20 0,0

Pipe10.2 0,01587 Pipe21 0,0

Pipe10.2.1 0,00325

A Tabela 4.20 indica os volumes médios diários simulados e medidos na semana de 4 a 11 de Agosto

de 2007, bem como o módulo da sua diferença.

64

Tabela 4.20 - Volumes médios diários medidos e simulados de 4 a 11 de Agosto, e a sua diferença, no sistema de drenagem.

Volume médio diário

medido (m3)

Volume médio diário

simulado (m3)

Diferença (m3)

11,72 11,71 0,01

Calibração do funcionamento da fossa séptica

A calibração da bacia de retenção no modelo realiza-se através da comparação do volume médio

diário simulado à saída da fossa séptica com o correspondente volume médio diário medido na

secção F2.

O período escolhido para se proceder à calibração da fossa séptica foi o mesmo que o utilizado para

a calibração do sistema a montante, ou seja 4 a 11 de Agosto de 2007.

Nas condições iniciais da bacia de retenção introduzida na construção do modelo, verificou-se um

volume médio diário simulado muito superior ao volume médio diário medido, com uma diferença de

volume da ordem de grandeza do milhar. Assim, tornou-se necessário calibrar o modelo de modo a

que a bacia de retenção mantivesse, na sua estrutura, um maior volume.

Dos parâmetros geométricos introduzidos, modificou-se o correspondente à área de superfície da

bacia, As por ser aquele que influencia o cálculo do volume interior da bacia no MIKE URBAN. No

entanto, pequenas alterações neste parâmetro resultaram em pequenas reduções do volume médio

simulado. A Tabela 4.21 indica a diferença entre os volumes médios diários simulados e medidos

para diferentes valores do parâmetro As.

Tabela 4.21 - Análise de sensibilidade do parâmetro As perante o caso de estudo.

As (m2) Diferença (m

3)

37,2 1,96

50,0 1,95

100,0 1,90

Deste modo, para que os volumes se igualassem, a área da bacia de retenção teria de tomar

dimensões muito superiores e assim afastadas da realidade. Perante estes valores, pôs-se em causa

a estanqueidade da fossa séptica, questionando-se sobre a existência de um outro sumidouro no

local que, funcionando em simultâneo com o descarregador da mesma, contribuísse para uma

redução do volume medido na secção F2.

De facto, recorrendo ao estudo de (Espírito Santo, 2008), existe a possibilidade da existência de

fugas de água na fossa séptica possivelmente devidas a fendilhação do betão armado da estrutura da

mesma, contabilizando-se uma apreciável perda de volume de água. Esta perda infiltrada

directamente no solo, contribui para uma diminuição do volume efluente registado no descarregador,

65

podendo justificar as grandes diferenças existente entre valores de volume médio simulados e

medidos.

Assim, admite-se que a ordem de grandeza do volume resultante da diferença calculada corresponde

ao volume infiltrado no solo, hipótese susceptível de investigação recorrendo a campanhas realizadas

no local.

4.2.5 - Cenários simulados

4.2.5.1 - Considerações iniciais

A criação de cenários distintos de simulação permite a avaliação do comportamento da rede de

drenagem de águas residuais de Fataca sujeita a diferentes solicitações.

Assim, simulam-se dois cenários distintos, de DWF e de WWF. O cenário de Tempo Seco pretende

traduzir as condições de Verão e o de Tempo Húmido as de Inverno, tendo-se considerado na

simulação, como meses de Verão aqueles compreendidos entre Março e Agosto e, como meses de

Inverno, os de Setembro a Abril.

Adicionalmente, estuda-se o efeito de chuvadas muito intensas no sistema de drenagem, por

simulação de alguns dias do mês de Setembro do ano de 2007, que, por observação do hietograma

correspondente (presente no ponto 4.2.2 - Construção do modelo) corresponde ao mês de maior

pluviosidade nesse ano.

Na realização de todas as simulações, considera-se o mesmo período de estabilização inicial de uma

hora. Apresentam-se igualmente em DWF, figuras representativas da variação de velocidade de

alguns colectores que se destacam no sistema de drenagem por serem de cabeceira, por se

encontrarem em pontos de confluência de trechos importantes ou por se encontrarem no final da

rede. Deste modo destacam-se os colectores Pipe1, Pipe10, Pipe10.1, Pipe11 e Pipe21.

Após o cálculo hidráulico dos diferentes cenários considerados é possível a determinação de

parâmetros qualificadores do desempenho do sistema. Esses parâmetros estão definidos em Decreto

Regulamentar sendo os designados critérios de velocidade e de altura de escoamento no interior dos

colectores.

Para que o sistema de saneamento apresente um bom funcionamento do ponto de vista hidráulico,

segundo o artigo 133º do Decreto Regulamentar nº 23/95, devem verificar-se as condições presentes

na Tabela 4.22.

66

Tabela 4.22 - Parâmetros regulamentares de sistemas de saneamento.

h/D ≤ 1,0 1 -

vmáx (m/s) 5,0 1 3,0 2

vmin (m/s) 0,9 1 0,6 2

1 para redes unitárias, usado nas simulações em tempo húmido;

2 para redes domésticas, usado nas simulações

em tempo seco.

onde, representa a altura do escoamento dentro do colector, o diâmetro do colector, a

velocidade máxima regulamentar do escoamento e a velocidade regulamentar mínima do

escoamento. O valor de velocidade mínima relaciona-se com os critérios de auto-limpeza necessários

garantir no dimensionamento de colectores de águas residuais.

Nos pontos 4.2.5.2 - Simulação em Tempo Seco – DWF, 4.2.5.3 - Simulação em Tempo Húmido –

WWF, e 4.2.5.4 - Simulação do mês de Setembro, far-se-á a avaliação do desempenho do sistema e

indicar-se-ão comentários acerca do mesmo.

4.2.5.2 - Simulação em Tempo Seco – DWF

Neste cenário pretende-se avaliar o desempenho do sistema, perante a ausência de precipitação,

nomeadamente no que respeita ao cumprimento dos critérios de auto-limpeza.

Nestas condições, contribuem apenas para a rede os caudais domésticos e de infiltração que se

determinaram no ponto 4.2.3 - Solicitações ao modelo de drenagem.

Considerou-se suficiente, para o estudo pretendido, a simulação de uma semana num dado mês de

Verão. Deste modo como período de simulação, escolheu-se o período de 21 a 28 de Agosto de

2007.

Genericamente, o caudal afluente ao sistema de drenagem no período considerado é dado pela

equação (4.5).

(4.5)

onde, designa o caudal afluente à rede de drenagem de tempo seco em Agosto de 2007,

o caudal doméstico e , o caudal de infiltração.

A título de exemplo, nas Figuras 4.18, 4.19, 4.20, 4.21 e 4.22 apresentam-se a variação de

velocidades nos colectores previamente referidos ao longo do período de simulação.

67

Figura 4.18 - Velocidade no colector Pipe1 em DWF.


Figura 4.20 - Velocidade no colector Pipe10.1 em DWF.

Figura 4.21- Velocidade no colector Pipe11 em DWF.


Expõe-se então nas Tabelas 4.23 e 4.24 as velocidades máximas e mínimas verificadas em todos os

colectores da rede durante o período de simulação escolhido. Adicionalmente avalia-se cada uma das

velocidades calculadas tendo em conta os valores regulamentares presentes no artigo 133º do

Decreto Regulamentar nº 23/95. Nessas tabelas, Vmáx e Vmin designam respectivamente a velocidade

0.03395

0.03395

0.03396

0.03396

0.03397

0.03397

0.03398

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Ve

loci

dad

e (m

/s)

Tempo (dias)

0.2500

0.3000

0.3500

0.4000

0.4500

0.5000

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Ve

loci

dad

e (m

/s)

Tempo (dias)

0.1500

0.1700

0.1900

0.2100

0.2300

0.2500

0.2700

0.2900

0.3100

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Vel

oci

dad

e (m

/s)

Tempo (dias)

0.4000

0.4500

0.5000

0.5500

0.6000

0.6500

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Vel

oci

dad

e (m

/s)

Tempo (dias)

0.2500

0.2700

0.2900

0.3100

0.3300

0.3500

0.3700

0.3900

0.4100

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Ve

loci

dad

e (m

/s)

Tempo (dias)

68

máxima e mínima do escoamento nos diversos coletores e Vmáx,reg e Vmin,reg as velocidades máximas e

mínimas regulamentares respectivamente.

Na Figura 4.23 apresenta-se uma vista geral do perfil longitudinal do colector principal do sistema de

drenagem de Fataca, bem como um pormenor do colector Pipe8, onde se indica, a traço encarnado,

a altura máxima de água verificada no interior dos colectores no período analisado.

69

Tabela 4.23 - Velocidades máximas e mínimas no sistema em DWF (Parte 1).

Tempo seco: 21 a 28 de Agosto de 2007

Vmáx (m/s) Vmin (m/s) Vmáx > Vmin,reg? Vmin > Vmin,reg? Vmáx < Vmáx,reg? Vmin < Vmáx,reg?

Pipe1 0,0340 0,0339 Não Não Sim Sim




Pipe4.1 0,1356 0,0893 Não Não Sim Sim













Pipe10.2.1 0,0786 0,0355 Não Não Sim Sim


Pipe10.3.1 0,0473 0,0293 Não Não Sim Sim






70

Tabela 4.24 - Velocidades máximas e mínimas no sistema em DWF (Parte 2).

Tempo seco: 21 a 28 de Agosto de 2007

Vmáx (m/s) Vmin (m/s) Vmáx > Vmin,reg? Vmin > Vmin,reg? Vmáx < Vmáx,reg? Vmin < Vmáx,reg?











71

Figura 4.23 - Perfil longitudinal do colector principal com pormenor do colector Pipe8, em DWF.

72

4.2.5.3 - Simulação em Tempo Húmido – WWF

Relativamente à simulação em tempo húmido, além das componentes domésticas e de infiltração,

existe a contribuição resultante da ocorrência de precipitações nos meses onde tal se verifica. Neste

cenário, pretende-se determinar se em tempo de chuva se verifica ou não a auto-limpeza dos

colectores e/ou se a altura de escoamento é ou não superior ao diâmetro do colector.

De modo a abranger-se um período de simulação com precipitações significativas, escolheu-se como

período de simulação a totalidade do mês de Dezembro de 2007.

Genericamente, as afluências ao sistema de drenagem é dada pela equação (4.6).

(4.6)

onde, designa o caudal afluente à rede de drenagem em tempo húmido no mês de

Dezembro, o caudal pluvial resultante de chuvadas nesse mês e as restantes variáveis tomam

as designações já enunciadas.

A análise dos resultados, presente nas Tabela 4.25 e 4.26, permite constatar que no mês de

Dezembro de 2007 a altura de água dentro dos colectores não ultrapassou o valor do seu diâmetro.

Adicionalmente registam-se pelo menos uma vez, nalguns colectores, velocidades de escoamento

dentro da gama regulamentar, promovendo a sua auto-limpeza. Tendencialmente, nos colectores de

cabeceira e aqueles cuja disposição em perfil longitudinal é aproximadamente horizontal não se

verifica este critério.

Apesar desta situação não se verificar em todos os colectores, constitui uma situação desejável em

tempo húmido, promovendo a limpeza do sistema de eventuais sedimentos acumulados durante o

tempo seco.

A Figura 4.24 representa uma vez mais o perfil longitudinal do colector principal da rede de drenagem

de Fataca, indicando igualmente a altura máxima de água atingida no interior dos colectores.

Destaca-se igualmente o colector Pipe8 para se ilustrar o aumento da altura de água dentro do

mesmo comparativamente à situação de DWF.

A avaliação do comportamento do sistema face a chuvadas de maior intensidade, em oposição a

outros períodos húmidos de chuvadas menos intensas, desenvolve-se a partir do estudo do mês de

Setembro, indicado no ponto 4.2.5.4 - Simulação do mês de Setembro.

73

Tabela 4.25 - Velocidades máximas e mínimas e altura máxima no sistema em WWF (Parte 1).

Tempo húmido: Dezembro de 2007

Vmáx (m/s) Vmin (m/s) Altura máx (cm) Vmáx > Vmin,reg? Vmin > Vmin,reg? Vmáx < Vmáx,reg? Vmin < Vmáx,reg? h/D>1,0?

Pipe1 0,1414 0,0253 1,51 Não Não Sim Sim Não




Pipe4.1 0,2962 0,0893 1,74 Não Não Sim Sim Não










Pipe10 1,4735 0,2997 4,70 Sim Não Sim Sim Não



Pipe10.2.1 0,2948 0,0354 1,68 Não Não Sim Sim Não








74

Tabela 4.26 - Velocidades máximas e mínimas e altura máxima no sistema em WWF (Parte 2).

Tempo húmido: Dezembro de 2007












75

Figura 4.24 - Perfil longitudinal do colector principal com pormenor do colector Pipe8, em WWF.

76

4.2.5.4 - Simulação do mês de Setembro

Após a simulação dos períodos de tempo seco e de tempo húmido, procede-se agora à simulação do

mês de Setembro, caracterizado por se tratar do mês de 2007 onde há registo da chuvada mais

intensa. Desta forma, simula-se o comportamento da rede de drenagem face a esta solicitação.

Os caudais intervenientes neste mês encontram-se presentes na equação (4.6), correspondendo os

caudais ao mês em questão.

Após simulação no software, ao contrário da situação de WWF de Dezembro, a altura máxima de

escoamento dentro de alguns colectores do sistema ultrapassa o seu diâmetro apresentando, muitos

deles apresentando escoamento em pressão. Adicionalmente, regista-se um maior número de

colectores com velocidades máximas atingidas dentro da gama regulamentar. Estes dois factores

contribuem para uma limpeza do sistema superior aquando da ocorrência de chuvadas de maior

intensidade, como seria de esperar.

Neste ponto inclui-se, na Figura 4.25, um perfil longitudinal do colector principal do sistema em

estudo, juntamente com alguns pormenores da linha de energia máxima do escoamento nalguns dos

colectores mais representativos.

Nas Tabelas 4.27 e 4.28 encontram-se indicados os valores obtidos por colector. Os valores de altura

máxima indicados a azul representam uma altura “fictícia” dentro dos colectores, pois ultrapassam o

seu diâmetro, indicando assim a existência de um escoamento sob pressão..

77

Tabela 4.27 - Velocidades máximas e mínimas e altura máxima no sistema em Setembro de 2007 (Parte 1).

Setembro de 2007















Pipe9.1 0,9599 0,1022 2,48 Sim Não Sim Sim Não












78

Tabela 4.28 - Velocidades máximas e mínimas e altura máxima no sistema em Setembro de 2007 (Parte 2).

Setembro de 2007







Pipe17 1,6531 0,2596 22,92 Sim Não Sim Sim Sim





79

Figura 4.25 - Perfil longitudinal do colector principal com pormenor dos colectores Pipe8, Pipe16, Pipe17, Pipe18 e Pipe19, em Setembro de 2007.

81

4.3 - Modelação hidráulica de tratamento – HYDRUS

4.3.1 - Considerações iniciais

O principal objectivo deste sub-capítulo consiste na determinação do desempenho de sistemas não

convencionais de tratamento de águas residuais, de elevada variabilidade comportamental, com base

no estudo do leito de macrófitas existente em Fataca. Descrevem-se adicionalmente os processos a

modelar, as respectivas variáveis a controlar e os objectivos esperados do modelo criado.

Com a construção, respectiva calibração e validação do modelo, pretende-se igualmente prever o

comportamento hidráulico do sistema de tratamento no que respeita à variação de caudal face a

determinados fenómenos como evapotranspiração e precipitação, bem como a sua sensibilidade às

características hidráulicas dos meios de enchimento escolhidos, para qualquer período temporal

pretendido.

4.3.2 - Construção do modelo

Definição da geometria, características e variáveis a simular no leito de macrófitas

O escoamento das águas residuais no leito de macrófitas consiste num escoamento tri-dimensional,

sendo a admissão de caudal ao leito realizada a uma cota superior à correspondente descarga. O

facto de existirem camadas diferentes de meios de enchimento (com espessuras e características

hidráulicas distintas) contribuiu para que a definição da geometria do modelo fosse tridimensional.

Dado pretender-se, com esta dissertação, apenas estudar o comportamento hidráulico do leito de

macrófitas, no que respeita às variações de caudal existentes, a variável escolhida neste estudo foi

precisamente o Escoamento de Água “Water Flow” . Todos os balanços de caudais, desde

escoamentos afluentes/efluentes, fenómenos de evapotranspiração e de precipitação, podem ser

descritos através de caudais afluentes e efluentes ao modelo do leito de macrófitas.

De acordo com a Tabela 4.9, presente no ponto 4.1.2 - Características do sistema de drenagem e

tratamento de Fataca, modelou-se um volume de paralelepípedo correspondente ao somatório das

dimensões dos meios de enchimento presentes no leito de macrófitas, excluindo, no entanto, as

camadas de enrocamento de equalização de caudal e de recolha do efluente a montante e a jusante

desse leito.

A Figura 4.26 representa o leito criado no HYDRUS, indicando-se as suas dimensões,

posicionamento relativo dos meios de enchimento numerados a amarelo de acordo com a definição

na Tabela 4.10, secção de admissão (F2), de descarga (F3) e fronteira atmosférica (resultante do

balanço entre a evapotranspiração (ET) e da precipitação (P).

82

Figura 4.26 - Representação tridimensional do leito de macrófitas de Fataca, com identificação dos três meios de enchimento (S1, S2 e S3), da secção de admissão (F2), expulsão (F3) e fronteira atmosférica, valores em metros

(m).

Para a modelação do escoamento no domínio definido, optou-se pela definição de uma malha flexível

de elementos finitos de elementos triangulares.

Dada a dimensão do caso de estudo e salvaguardando uma simulação menos propensa a

instabilidades numéricas, optou-se pela definição de uma malha geral de triângulos de maiores

dimensões, refinando-se unicamente a secção de admissão (F2) do caudal ao leito.

A Tabela 4.29 apresenta a dimensão dos triângulos na malha geral e na secção refinada.

Tabela 4.29 - Dimensões dos triângulos da malha de elementos finitos do leito de macrófitas.

Dimensão (m)

Malha geral 2,50

F2 0,83

A Figura 4.27 representa a malha construída no HYDRUS.

83

Figura 4.27 - Representação do leito de macrófitas de Fataca em malha flexível de elementos finitos, valores em metros (m).

Tendo em conta as características de funcionamento do leito, definiram-se as seguintes condições de

fronteira no modelo criado:

“Fluxo Variável”, nas secções F2 e ET+P;

“Carga Constante”, na secção F3;

“Fluxo Nulo”, nas paredes laterais, no fundo e na superfície circundante a F3.

Na fronteira de fluxo variável F2, introduziram-se os valores de caudal horário instantâneo afluentes

ao leito de macrófitas nos períodos de análise considerados.

Relativamente à fronteira de fluxo variável (ET+P) atribuíram-se os valores resultantes do balanço da

evapotranspiração devida à actividade das macrófitas com a precipitação. Salienta-se que em DWF a

componente de precipitação é nula, sendo neste caso a fronteira controlada apenas pela

evapotranspiração. Em WWF, essa componente não é nula.

Relativamente à fronteira de carga constante F3, atribuiu-se um valor constante de altura de água de

0,5 m, de acordo com o indicado no ponto 4.1.2 - Características do sistema de drenagem e

tratamento de Fataca. Nesta secção registam-se os caudais simulados para posterior comparação

com os valores medidos.

As restantes fronteiras, que apresentam caudal nulo consequência da impermeabilização do leito,

atribuíram-se restrições de fluxo nulo.

A Figura 4.28 representa o modelo criado no software de acordo com o que foi exposto.

84

Figura 4.28 - Representação das fronteiras impostas ao modelo do leito de macrófitas.

Escoamento de água em meio poroso não saturado

Dado não se dispor de informações relativas ao comportamento dos diferentes solos em função das

condições antecedentes de humidade, dependentes da fase dos ciclos de molhagem e secagem a

que os mesmos estão sujeitos, não se considera nesta análise o fenómeno de histerese. Histerese,

aplicado neste âmbito, designa o diferente comportamento de um solo consequência das distintas

condições iniciais que se sujeitaram.

As características hidráulicas e geotécnicas dos diferentes solos, relativas aos parâmetros utilizados

na modelação, nomeadamente na definição das curvas de retenção de água nos solo e as suas

condutividades hidráulicas saturadas, encontram-se indicadas na Tabela 4.30. Os valores

apresentados correspondem aos valores existentes na base de dados do HYDRUS, por defeito

aplicados para os solos designados por Silte (Loam) e Areia (Sand). Na definição do caso de estudo,

a camada de silte pretende caracterizar a camada de terra vegetal e as camadas de areia as

camadas de areão e gravilha presentes no leito. Estes valores são passíveis de alteração aquando da

calibração do modelo.

Nas características geotécnicas dos solos, não se considera a existência de anisotropia no seu

comportamento dada à falta de dados relativos às condições de compactação a que foram sujeitos os

solos na sua colocação.

85

Tabela 4.30 - Características geotécnicas e hidrogeológicas dos materiais de enchimento do leito de macrófitas admitidas.

θr (-) θs (-) α n Ks (m/h) l

Silte 0,078 0,33 3,6 1,56 0,0104 0,5

Areia 0,045 0,33 14,5 2,68 0,297 0,5

Areia1 0,045 0,33 14,5 2,68 0,297 0,5 1Categoria no HYDRUS correspondente ao cascalho e areia. Diferenciação feita a posteriori no parâmetro

hidrogeológico Ks.

A Figura 4.29 representa as curvas de retenção de água no solo dos respectivos meios de

enchimento, obtidas por aplicação da equação (3.8) da teoria de van Genuchten – Mualem.

Figura 4.29 - Curvas de retenção de água no solo para o solo siltoso e solo arenoso/cascalhento.

A Figura 4.30 representa a distribuição dos meios de enchimento no modelo do leito de macrófitas, de

acordo com as designações presentes na memória descritiva do projecto.

-20

-18

-16

-14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35

h (

m)

θ (-)

Silte

Areia

86

Figura 4.30 - Representação dos meios de enchimento distribuídos pelo leito de macrófitas.

As condições iniciais de sucção dos solos presentes no leito de macrófitas, dependem das condições

a que estiveram sujeitos anteriormente. Na definição destas condições, admite-se que os solos não

se encontram nem saturados nem secos, mas sim com um grau de humidade igual à percentagem de

humidade do ar circundante. Assim, a sucção total do solo pode ser dada pelas equações (4.7), (4.8)

e (4.9), sendo a segunda designada por Lei de Kelvin ou Lei Psicrométrica.

(4.7)

(4.8)

(4.9)

onde, designa a sucção total do solo, a pressão atmosférica, a pressão de água, a

pressão osmótica, a constante universal dos gases (8,314 J/(mol K)), a temperatura absoluta,

a massa volúmica da água pura (998 kg/m3 para T=20ºC), a massa molecular da água (18,016

kg/kmol), a humidade relativa do ar exterior no local, a aceleração da gravidade e a altura de

água correspondente a determinada sucção.

Admitindo uma contribuição nula da parcela osmótica e os valores presentes na Tabela 4.31 a sucção

de água, medida em altura de água, em todo o domínio do leito é de -9,57 m.

87

Tabela 4.31 - Dados admitidos no cálculo das condições iniciais aplicadas ao leito de macrófitas.

Rh (-) 0,500

R (J/(mol K)) 8,314

T (K) 293,150

Mw (kg/kmol) 18,016

ρw (kg/m3) 998,000

uatm (MPa) 0,0

u (MPa) -93,580

hw (m) -9,570

Evapotranspiração e Precipitação

O fenómeno de evapotranspiração encarou-se como um sumidouro do sistema enquanto que o da

precipitação encarou-se como uma fonte do mesmo.

Estando sempre dependentes do instante de simulação, o balanço resultante dos dois fenómenos é

imposto à fronteira definida como ET + P, podendo esta funcionar como um sumidouro (caso ET>P)

ou como uma fonte (caso ET<P). Tanto os valores da evapotranspiração como da precipitação em

cada instante encontram-se presentes em anexo.

4.3.3 - Solicitações ao modelo de tratamento

Caudal doméstico, de infiltração e pluvial

Uma vez tratar-se de uma modelação de um sistema integrado de saneamento, é possível afirmar

que as solicitações relativas aos caudais domésticos, de infiltração e pluviais impostas na modelação

do sistema de drenagem são aplicáveis na modelação do sistema de tratamento.

No modelo desenvolvido para o tratamento, os dados de input consistem nos valores simulados no

MIKE URBAN a jusante da fossa séptica garantindo, deste modo, o carácter integrado do sistema de

saneamento. Os caudais simulados e medidos nas secções F2 e F3 são alvo de comparação de

modo a avaliar-se o desempenho da modelação

A área de admissão do leito de macrófitas correspondente é de cerca 7,42 m2.

Nos Anexos A.1 a A.14, encontram-se representados os caudais medidos afluentes ao leito de

macrófitas (F2) para os períodos simulados.

88

Evapotranspiração

Como sumidouros do modelo, para além da saída do efluente do leito, considera-se o efeito da

evapotranspiração devida a fenómenos de evaporação de água do meio de enchimento e

transpiração das espécies vegetais de macrófitas existentes no leito.

Apesar de não terem sido feitas medições em campo, consultou-se o sistema SAGRA – Sistema

Agrometeorológico para a Gestão da Rega no Alentejo, de modo a se obterem os valores da taxa de

evapotranspiração cultural de referência, ET0.

Neste sistema determina-se a evapotranspiração cultural de referência, ET0, segundo a fonte de

origem, a partir do método de Penman-Monteith. A evapotranspiração cultural de referência

representa a evapotranspiração de uma superfície de referência sem restrições de água. Uma vez

que ET0 depende apenas de factores climáticos, é adequada a sua aplicação a partir de dados

meteorológicos. A equação (4.10) representa a fórmula de Penman-Monteith.

Δ (4.10)

onde, representa a evapotranspiração cultural de referência (mm/d), a radiação líquida à

superfície da cultura (MJm-2

d-1

), o fluxo de calor do solo (MJm-2

d-1

), a temperatura média diária a

2 m de altura (ºC), a velocidade do vento a 2 m de altura (m/s), a pressão de saturação de vapor

(kPa), a pressão de vapor actual (kPa), Δ o declive da curva de pressão de vapor (kPaºC-1

) e a

constante psicométrica (kPaºC-1

).

Sabendo o valor de ET0 e por aplicação de um coeficiente de cultura, Kc, obtém-se o valor da

evapotranspiração associada a uma dada espécie vegetal por aplicação da equação (4.11) (Allen et

al. 1998).(Allen, Pereira, Raes, & Smith, 1998)

(4.11)

Os valores de Kc para cada estágio de desenvolvimento ,relativos às espécies vegetais existentes no

leito estão presentes na literatura de especialidade, embora essa informação seja escassa. Segundo

Galvão (2009), o coeficiente Kc é específico de cada espécie vegetal, variando ao longo do ciclo seu

vegetativo e em função do seu estágio de desenvolvimento. Para o caso de estudo, Galvão (2209)

determinou os coeficientes culturais das espécies vegetais presentes no leito de macrófitas de

Fataca, tendo sido utilizados estes dados na presente dissertação. As Tabelas 4.32 e 4.33 indicam,

respectivamente, a informação existente na literatura e a determinada experimentalmente por Galvão

(2009). Por aplicação da equação (4.11) e por consulta da Tabela 4.33, é possível o cálculo a taxa de

evapotranspiração das espécies presentes no leito de macrófitas, no local de estudo.

89

Tabela 4.32 – Valores de Kc para Typha e Phragmites (Galvão 2009).

Publicação Planta Período Kc

Allen et al., 1998

Typha

Inicial 0,6

Meia-estação 1,2

Final 0,6

Phragmites

Inicial 0,9

Meia-estação 1,2

Final 0,7

Mueller et al., 2005 Phragmites Abril-Setembro 1,83

Tabela 4.33 – Valores de Kc mensais para o leito de macrófitas de Fataca, adaptado de Galvão (2009).

Mês Kc

Junho 1,5

Julho 2,1

Agosto 1,6

Setembro 1,1

Outubro 0,7

Novembro 0,8

Dezembro 0,7

Dado a que taxa de evapotranspiração não se processa com mesma intensidade ao longo do dia,

distribuiu-se a taxa de evapotranspiração diária pelo período das 7h às 17h, de acordo com as

respectivas percentagens. Fora deste período, a evapotranspiração toma valores nulos. As

percentagens horárias foram retiradas do trabalho de Galvão (2009) e encontram-se presentes na

Tabela 4.34.

Tabela 4.34 - Distribuição da percentagem de evapotranspiração por hora.

Hora Percentagem Hora Percentagem

1h 0,0 13h 13,3

2h 0,0 14h 12,3

3h 0,0 15h 10,8

4h 0,0 16h 7,7

5h 0,0 17h 5,1

6h 0,0 18h 0,0

7h 2,6 19h 0,0

8h 5,1 20h 0,0

9h 7,7 21h 0,0

10h 10,8 22h 0,0

11h 11,8 23h 0,0

12h 12,8 24h 0,0

90

As Tabelas 4.35, 4.36, 4.37 e 4.38 representam os valores de evapotranspiração cultural de

referência diários, ET0, e coeficiente de cultura associado, nos períodos de DWF, de WWF e de

Setembro.

Como é possível constatar, os valores de ET0 no período de Verão são muito superiores aos valores

registados no período de Inverno. Deste modo, a parcela de evapotranspiração no balanço de

caudais far-se-á sentir com maior intensidade no primeiro do que no segundo.

Nos Anexos A.15 a A.22 apresentam-se os valores de evapotranspiração real horária existente no

leito de macrófitas.

Tabela 4.35 - Evapotranspiração cultural de referência e coeficiente de cultura no período de DWF.

Dia ET0 (mm/d) Kc

21-08-2007 4,6

1,6

22-08-2007 5,0

23-08-2007 5,7

24-08-2007 5,3

25-08-2007 3,8

26-08-2007 4,6

27-08-2007 4,5

28-08-2007 3,8

Tabela 4.36 - Evapotranspiração cultural de referência e coeficiente de cultura no período de WWF.

Dia ET0 (mm/d) Kc

01-12-2007 1,0

0,7

02-12-2007 1,0

03-12-2007 1,0

04-12-2007 1,1

05-12-2007 1,4

06-12-2007 1,0

07-12-2007 0,9

08-12-2007 0,9

09-12-2007 0,5

10-12-2007 1,5

11-12-2007 1,8

12-12-2007 2,0

13-12-2007 1,9

14-12-2007 1,7

15-12-2007 1,6

16-12-2007 1,2

17-12-2007 1,0

91

Tabela 4.37 - Evapotranspiração cultural de referência e coeficiente de cultura no período de WWF (continuação).

Dia ET0 (mm/d) Kc

18-12-2007 1,8

0,7

19-12-2007 1,1

20-12-2007 1,2

21-12-2007 1,0

22-12-2007 1,4

23-12-2007 1,2

24-12-2007 1,2

25-12-2007 1,0

26-12-2007 1,2

27-12-2007 1,5

28-12-2007 1,5

29-12-2007 1,3

30-12-2007 1,5

31-12-2007 1,2

Tabela 4.38 - Evapotranspiração cultural de referência e coeficiente de cultura no período de 6 a 18 de Setembro.

Dia ET0 (mm/d) Kc

06-09-2007 5,1

1,1

07-09-2007 2,8

08-09-2007 2,3

09-09-2007 2,9

10-09-2007 2,4

11-09-2007 1,9

12-09-2007 2,7

13-09-2007 3,6

14-09-2007 3,2

15-09-2007 3,8

16-09-2007 3,1

17-09-2007 2,7

18-09-2007 2,9

Precipitação

A parcela da precipitação no sistema corresponde a uma fonte do mesmo. Relativamente à sua

contribuição nas simulações desenvolvidas, recorreram-se aos mesmos valores retirados do SNIRH e

utilizados no ponto 4.2 - Modelação hidráulica de drenagem - MIKE URBAN para a caracterização

dos cenários simulados, nomeadamente ao cenário de WWF.

92

Nos Anexos A.23 a A.28 indicam-se os registos de precipitação na estação meteorológica de

Odemira no mês de Dezembro. Adicionalmente, os valores de precipitação referentes ao período de

Setembro analisado encontram-se dispostos nos Anexo A.29 aAnexo A.34.

4.3.4 - Calibração e validação do modelo

Neste ponto, à semelhança do modelo de drenagem, procede-se à calibração do modelo tratamento

e sua validação. A calibração deste modelo, comparativamente à do modelo de drenagem, é mais

complexa dadas as incertezas relativas a determinados parâmetros do modelo. Esses parâmetros

consistem nas condições iniciais de sucção no leito, as condutividades hidráulicas saturadas reais

dos meios de enchimento modelados e na determinação exacta das curvas de retenção de água no

solo.

Todas as simulações realizadas incluem um período de estabilização inicial de cinco dias

antecedentes ao período de análise. Pretende-se assim não só eliminar instabilidades iniciais de

simulação decorrentes do arranque de simulação, tradutores de resultados incorrectos, como também

garantir um enchimento prévio do leito de macrófitas anterior ao início da simulação.

Adoptou-se nessa estabilização inicial um caudal constante correspondente à média dos caudais

instantâneos medidos na secção F2 nos cinco dias antecedentes.

A calibração realizou-se no mesmo período escolhido na modelação do sistema de drenagem, 4 a 11

de Agosto, comparando-se os volumes médios diários associados ao escoamento simulado com os

volumes médios diários medidos na secção de descarga F3. Adicionalmente analisa-se, a partir dos

registos de caudais simulados, a existência de um amortecimento temporal e de amplitude de caudal

promovido pela existência de um leito de macrófitas. Os parâmetros sujeitos a afinação neste

processo consistem nos valores dos coeficientes de condutividade hidráulica saturados dos meios de

enchimento do leito. Relativamente ao ajuste destes coeficientes, consultou-se a bibliografia de

especialidade referente aos intervalos típicos admissíveis de determinados solos. A Tabela 4.39

indica esses valores.

Tabela 4.39 - Valores admissíveis de Ks para diferentes solos, adaptado de Maranha das Neves (2006).

Ks (m/h)

Argila < 0,000036

Silte 0,000036 a 0,036

Areia 0,036 a 36

Cascalho > 36

A combinação de coeficientes de condutividade hidráulica saturada dos diferentes meios de

enchimento que minimizou a diferença de volumes médios diários foi a que se expõe na Tabela 4.40.

93

Tabela 4.40 - Características geotécnicas e hidrogeológicas dos materiais de enchimento do leito de macrófitas após calibração.

θr (-) θs (-) α n Ks (m/h) l

Silte 0,078 0,33 3,6 1,56 0,036 0,5

Areia 0,045 0,33 14,5 2,68 20 0,5

Cascalho 0,045 0,33 14,5 2,68 40 0,5

A Figura 4.31 representa a variação, durante o período de simulação, dos caudais medidos em F2 e

em F3 assim como os caudais em F3 resultantes da simulação no modelo por aplicação dos caudais

medidos em F2. Constata-se que na secção F3, estes caudais simulados aproximam-se dos

respectivos caudais medidos, indicando que as condutividades hidráulicas saturadas introduzidas

para os diferentes meios de enchimento se aproximam das reais. Na mesma figura, é também

possível observar o amortecimento temporal e de amplitude de caudal provocado pelo leito de

macrófitas, consistente com o amortecimento verificado in situ.

Figura 4.31 - Variação dos caudais medidos em F2 e medidos e simulados em F3, de 4 a 11 de Agosto de 2007.

Para se avaliar a qualidade da modelação, recorreram-se aos indicadores estatísticos coeficiente de

correlação de Pearson e erro quadrático médio

Define-se coeficiente de correlação de Pearson como o coeficiente resultante do quociente entre a

covariância de duas variáveis e o produto dos seus desvios padrão. Este coeficiente mede o grau de

relação entre duas variáveis distintas e toma valores no intervalo [-1,0;1,0], onde -1,0 indica uma

correlação negativa (quando uma variável aumenta a outra diminui), 0 indica independência linear

entre as duas variáveis e 1,0 indica uma relação perfeita entre as duas variáveis.

Importa igualmente referir que coeficientes de correlação nas gamas:

i) [-1,0;-0,6] e [0,6;1,0] indicam fortes correlações;

ii) ]-0,6;-0,3] e [0,3;0,6[ indicam correlação moderada;

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

Cau

dal

(m3 /

h)

F2 Medido F3 Medido F3 Simulado

94

iii) ]-0,3;0,3[ indica fraca correlação.

O erro quadrático médio (EQM) representa o valor esperado do quadrado da diferença entre os

valores medidos e simulados. Destaca-se que as duas variáveis são exactamente iguais quando o

seu erro, em cada instante, for nulo, isto é, quando o valor do EQM associado for nulo. Assim, os

valores simulados aproximam-se melhor dos medidos quanto menor for o seu valor de EQM.

Apresenta-se na Tabela 4.41 os valores do coeficiente de correlação de Pearson e o EQM para os

pares de caudais simulados e medidos F3.

Tabela 4.41 - Coeficiente de correlação de Pearson e EQM dos caudais medidos e simulados em F3, no período de 4 a 11 de Agosto de 2007.

Coef. Correlação EQM

F3 0,88 0,0034

É possível então constatar que existe uma forte correlação entre os valores de caudal medidos e

simulados em F3, bem como um reduzido valor de EQM, permitindo validar, deste modo, o modelo

criado para o caso de estudo.

A média dos volumes diários na secção F3 foi igualmente determinada pela aplicação da regra dos

trapézios indicada na equação (4.4), indicando-se na Tabela 4.42 os seus valores neste período.

Tabela 4.42 - Média dos volumes medidos e simulados diários de 4 a 11 de Agosto, e sua diferença, no sistema de tratamento.

Volume médio diário medido (m

3)

Volume médio diário simulado (m

3)

Diferença (m3)

6,36 5,74 0,62

4.3.5 - Cenários simulados.

4.3.5.1 - Considerações iniciais

Dado o carácter integrado, a simulação de DWF e WWF contemplam os mesmos períodos

respectivamente de 21 e 28 de Agosto de 2007 e todo o mês de Dezembro. Como indicado

anteriormente, todas as simulações prevêem uma estabilização inicial de cinco dias anteriores aos

respectivos períodos em análise.

95

4.3.5.2 - Simulação em Tempo Seco – DWF

A simulação em DWF recorre aos dados simulados no MIKE URBAN e a evapotranspiração

correspondente ao período em análise, determinados pela aplicação da equação (4.11).

As Figuras 4.32 e 4.33 representam a variação dos caudais simulados e medidos nas secções F2 e

F3 no período de DWF.

Figura 4.32 - Variação dos caudais simulados e medidos na secção F2 em DWF.

Figura 4.33 - Variação dos caudais simulados e medidos na secção F3 em DWF.

Através da análise das duas figuras constata-se que os caudais simulados e medidos na secção F2

não ultrapassam o valor máximo de 1,00 m3/h, sendo por isso da mesma ordem de grandeza.

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

Cau

dal

(m3 /

h)

F2 Simulado F2 medido

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

Cau

dal

(m3/h

)

F3 Simulado F3 Medido

96

Registam-se, no entanto, valores simulados por vezes superiores aos medidos em F2, possivelmente

devido à falta de estanqueidade real da fossa séptica que contribui para uma diminuição dos caudais

medidos na saída desta. Adicionalmente, nota-se uma maior variabilidade nos caudais medidos dada

a difícil previsão dos diagramas de consumos reais em pequenos aglomerados populacionais, como

anteriormente se referiu.

Registam-se, em ambas as situações, o efeito de amortecimento temporal e amplitude de caudal,

sendo esta última mais regular nos resultados simulados.

É possível afirmar assim que o sistema integrado funciona de modo aceitável, tendo em conta as

limitações do projecto, em cenário de DWF.

Apresenta-se, igualmente, na Tabela 4.43 os valores de coeficiente de correlação e o EQM associado

Tabela 4.43 - Coeficiente de correlação de Pearson e EQM dos caudais medidos e simulados em F3, no período de DWF.


F3 0,57 0,0150

4.3.5.3 - Simulação em Tempo Húmido – WWF

Neste cenário para além dos caudais domésticos e de infiltração presentes em DWF, existe a

contribuição do caudal resultante dos eventos pluviosos. Importa salientar que os valores de

evapotranspiração em WWF são significativamente inferiores aos registados em DWF (sendo

consistente com a estação do ano em que cada um se insere).

Assim, de forma semelhante ao período de DWF, a simulação em WWF deveria recorrer aos dados

simulados no MIKE URBAN e de evapotranspiração correspondentes ao mês de Dezembro. No

entanto, regista-se uma elevada diferença neste cenário entre o caudal simulado no sistema de

drenagem e o caudal medido na secção F2.

As razões que podem explicar esta diferença elevada consistem:

Sobreestimação das percentagens de áreas impermeáveis adoptadas na simulação,

contribuindo assim para um aumento dos caudais recolhidos e transportados no sistema de

drenagem até à secção F1;

Deficiente estanqueidade da fossa séptica, promovendo um maior amortecimento dos

caudais medidos em F2 que irá contribuir, consequentemente, para um aumento da diferença

registada entre estes e os caudais simulados no MIKE URBAN (que não contemplam a perda

por infiltração da fossa séptica);

Elevada variabilidade que os fenómenos pluviosos podem apresentar tanto espacialmente

como temporalmente. Dado que os registos de precipitação provêm da estação

97

meteorológica de Odemira, a cerca de 7 km da povoação de Fataca, é possível admitir que a

precipitação ocorrida em Fataca tenha sido de intensidade inferior à registada em Odemira,

contribuindo desta forma para uma possível diminuição dos caudais afluentes ao sistema de

drenagem.

Deste modo, a comparação entre caudais simulados e medidos na secção F3 seria infrutífera. No

entanto, com o objectivo de estudar a eficácia do modelo de tratamento face a situações de WWF,

simulam-se os caudais medidos em F2 no mesmo, comparando os caudais resultantes desta

simulação na secção F3 com os correspondentes medidos.

A Figura 4.34 representa os caudais medidos e caudais medidos e simulados respectivamente nas

secções F2 e F3 no mês de Dezembro.

Figura 4.34 - Variação dos caudais medidos em F2 e medidos e simulados em F3 em WWF.

Por análise da figura, é possível aferir que, em regra, os caudais simulados em F3 acompanham

relativamente bem o andamento dos caudais medidos na mesma secção. Uma análise conjunta da

figura e do hietograma da estação meteorológica de Odemira (presente na Figura 4.34), é possível

afirmar que o modelo é sensível ao fenónemo de precipitação ocorrida entre 18 e 21 de Dezembro de

intensidade possivelmente semelhante à ocorrida em Fataca no mesmo período.

A Tabela 4.44 expõe os valores de coeficiente de correlação e o EQM entre F3 medido e simulado

para o período simulado de Dezembro de 2007.

Tabela 4.44 - Coeficiente de correlação de Pearson e EQM dos caudais medidos e simulados em F3, no período de WWF.


F3 0,91 0,0127

De acordo com a análise estatística presente nesta tabela, o EQM apresenta um valor inferior ao

homologo em DWF.

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

Cau

dal

(m3 /

h)

F2 Medido F3 Medido F3 Simulado

98

Relativamente ao coeficiente de correlação de Pearson este apresenta um valor semelhante ao de

DWF, inserindo-se na categoria de correlação elevada.

A Tabela 4.45 apresenta a média dos volumes diários do período de 1 a 31 de Dezembro, bem como

a sua diferença média.

Tabela 4.45 - Média dos volumes medidos e simulados diários de 1 a 31 de Dezembro, e sua diferença, no sistema de tratamento.

Volume médio diário medido (m

3)

Volume médio diário simulado (m

3)

Diferença (m3)

6,15 5,59 0,56

99

CAPÍTULO 5 - CONCLUSÕES, PROJECTOS E INVESTIGAÇÕES

FUTURAS

Conclusões

Do estudo desenvolvido nesta dissertação é possível retirar várias conclusões que se destacam neste

capítulo. Muitas destas conclusões não se cingem apenas ao desenvolvimento de modelos de

modelação hidráulica mas sim à modelação em geral.

Em primeiro lugar é necessário destacar a importância da existência de um cadastro actualizado das

infra-estruturas a modelar. No caso particular dos sistemas integrados de saneamento, é necessário

dispor-se de dados correctos sem ambiguidade relativos ao estado de conservação do sistema de

drenagem (colectores e estruturas de retenção como fossas sépticas), dados actualizados de

eventuais intervenções ou eventuais adaptações efectuadas na rede, assim como a determinação

correcta de parâmetros hidrológicos, como medições de precipitação nos locais de estudo. Muitos

dos dados estimados ou assumidos no decorrer desta dissertação e utilizados nos modelos

desenvolvidos, carecem de uma validação no local, podendo comprometer algumas dessas

simulações, como se verificou em cenário de tempo húmido.

Destaca-se, igualmente, a importância crescente do planeamento, dimensionamento e gestão

recorrendo a modelação em tempo real de sistemas de saneamento integrado, melhorando assim o

desempenho e a fiabilidade deste. Deste modo é possível uma gestão mais sustentável e segura,

evitando-se assim descargas de emergência de cargas poluentes para o meio ambiente, assumindo-

se um maior controlo de inundações possíveis de ocorrer em cidades.

No que toca à aplicação de leitos de macrófitas como solução de tratamento de pequenos

aglomerados populacionais, bem como a sua modelação, embora ainda embrionária, revelam-se

como ferramentas essenciais de exploração destes sistemas. Adicionalmente, a criação de modelos

de leitos de macrófitas de comprovado bom funcionamento in situ, permitem a sua aplicação no

dimensionamento de novos sistemas de tratamento em pequenos aglomerados com características

semelhantes. Problemas semelhantes encontram soluções semelhantes, obtidos de uma forma

expedita.

Quanto ao desempenho de simulação, esta depende em grande parte da fiabilidade dos dados

inseridos. Dados aproximados ou estimados incluem e per si erros que comprometem, em maior ou

menor escala, o desempenho do modelo. Assim uma recolha prolongada de dados no local em

estudo bem como uma análise cuidada dos mesmos constituem um ponto essencial na simulação de

dados fidedignos.

Adicionalmente, a presente dissertação baseou-se num estudo de um sistema pseudo-separativo, ao

invés de um sistema exclusivamente separativo, dado o registo de afluências pluviais ao mesmo. A

consideração desta parcela contribui para um acréscimo de variáveis intervenientes na modelação

100

como áreas de sub-bacias drenantes, percentagem impermeável associada e percentagem

indevidamente afluente ao sistema. No que se refere à escolha do modelo de escoamento superficial,

esta deve ser tal que permita a melhor adaptação à realidade do caso de estudo.

Projectos e investigações futuras

Para o caso de estudo em causa aconselha-se a recolha de informação meteorológica,

nomeadamente registos de precipitação, num local suficientemente perto do leito de macrófitas e da

averiguação do estado de conservação e funcionamento da fossa séptica. Adicionalmente, seria

importante dispor-se de informação relativa ao comportamento geotécnico e geológico dos meios de

enchimento efectivamente presentes no leito, nomeadamente condutividade hidráulica, porosidade,

curvas de retenção de águas no solo reais.

Uma abordagem interessante seria o desenvolvimento de modelos tradutores da modificação dessas

características (devido à colmatação e criação de caminhos preferenciais de escoamento) que

funcionassem de forma integrada com o modelo do leito, permitindo a alteração ao longo do tempo

destas características, e consequentemente, o desempenho do sistema.

Apesar de não abordada nesta dissertação, o estudo do desempenho do tratamento da carga

poluente no leito, monitorizada pela qualidade do seu efluente, seria o próximo estudo a ser feito. A

integração deste módulo na presente análise permite ao leitor não só inteirar-se dos balanços

hidráulicos ocorrentes nos sistemas de saneamento como também do seu desempenho ambiental.

Finalmente é importante salientar que se considera fundamental um estudo de viabilidade económica

da aplicação de sistemas de gestão integrada em pequenos aglomerados populacionais, avaliando a

sua aplicabilidade real, no que toca às suas vantagens face à gestão actualmente existente.

101

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A1

ANEXOS

(Morvannou, Choubert, Vanclooster, & Molle, 2014)

A1

Anexo A.1 - Caudais afluentes (F2) ao leito de macrófitas em de 4 a 11 de Agosto (Parte 1).

F2 – 4 a 11 Ago F2 – 4 a 11 Ago F2 - 4 a 11 Ago F2 - 4 a 11 Ago F2 - 4 a 11 Ago

Dia Hora (h) Q (m

3/h) Dia

Hora (h)

Q (m3/h) Dia

Hora (h)

Q (m3/h) Dia

Hora (h)

Q (m3/h) Dia

Hora (h)

Q (m3/h)

WARM UP 0,3927

04-08-2007

1 0,5383

05-08-2007

1 0,4681

06-08-2007

1 0,4629

07-08-2007

1 0,3537

08-08-2007

1 0,4263

2 0,3377 2 0,3355 2 0,3819 2 0,2307 2 0,2619

3 0,2482 3 0,4837 3 0,2411 3 0,1503 3 0,1622

4 0,1548 4 0,3459 4 0,1785 4 0,1099 4 0,1220

5 0,1073 5 0,1944 5 0,1341 5 0,0967 5 0,0896

6 0,1138 6 0,1140 6 0,1009 6 0,0817 6 0,0704

7 0,0939 7 0,0988 7 0,0922 7 0,0704 7 0,0624

8 0,0663 8 0,1017 8 0,1098 8 0,1889 8 0,1667

9 0,2614 9 0,3085 9 0,3223 9 0,5792 9 0,5378

10 0,7077 10 0,5943 10 0,4831 10 0,4669 10 0,6957

11 0,5506 11 0,5207 11 0,4214 11 0,3686 11 0,6888

12 0,6390 12 0,3552 12 0,4780 12 0,2402 12 0,8721

13 0,7249 13 0,4649 13 0,3673 13 0,2526 13 0,7517

14 0,7620 14 0,5484 14 0,4200 14 0,2652 14 0,5592

15 0,6173 15 0,6306 15 0,5876 15 0,4262 15 0,5693

16 0,5852 16 0,5921 16 0,5519 16 0,4106 16 0,5271

17 0,7006 17 0,8005 17 0,5369 17 0,3430 17 0,4725

18 0,5610 18 0,7109 18 0,5234 18 0,3338 18 0,5265

19 0,4399 19 0,5500 19 0,4648 19 0,2713 19 0,5006

20 0,6243 20 0,4433 20 0,3304 20 0,4061 20 0,3676

21 0,5335 21 0,7464 21 0,2983 21 0,6516 21 0,7450

22 0,6557 22 0,8276 22 0,4089 22 0,6977 22 0,9344

23 0,9202 23 0,6639 23 0,6774 23 0,6206 23 0,6786

24 0,6683 24 0,5377 24 0,4673 24 0,5262 24 0,5132

A2

Anexo A.2 - Caudais afluentes (F2) ao leito de macrófitas em de 4 a 11 de Agosto (Parte 2).

F2 - 4 a 11 Ago F2 - 4 a 11 Ago F2 - 4 a 11 Ago

Dia Hora (h)

Q (m3/h) Dia

Hora (h)

Q (m3/h) Dia

Hora (h)

Q (m3/h)

09-08-2007

1 0,3308

10-08-2007

1 0,3179

28-08-2007

25 0,4584

2 0,2001 2 0,2129 26 0,2628

3 0,1676 3 0,1662 27 0,1759

4 0,1458 4 0,1124 28 0,1178

5 0,1005 5 0,0870 29 0,1024

6 0,0795 6 0,0702 30 0,0775

7 0,0634 7 0,0559 31 0,0558

8 0,1557 8 0,1087 32 0,1111

9 0,4875 9 0,5678 33 0,2068

10 0,6776 10 0,5767 34 0,4383

11 0,6380 11 0,5206 35 0,6576

12 0,5109 12 0,4514 36 0,5235

13 0,3656 13 0,3869 37 0,4541

14 0,4966 14 0,3392 38 0,6350

15 0,4590 15 0,3209 39 0,5879

16 0,3455 16 0,3113 40 0,5508

17 0,3281 17 0,2782 41 0,4233

18 0,2472 18 0,2656 42 0,3829

19 0,2539 19 0,2241 43 0,3334

20 0,4059 20 0,2253 44 0,3964

21 0,6108 21 0,5382 45 0,7147

22 0,6941 22 0,9537 46 0,9882

23 0,7160 23 0,6547 47 0,7078

24 0,4737 24 0,5675 48 0,4724

A3

Anexo A.3 - Caudais afluentes (F2) ao leito de macrófitas em DWF (Parte 1).

F2 - DWF F2 - DWF F2 - DWF F2 - DWF F2 - DWF

Dia Hora (h) Q (m

3/h) Dia

Hora (h)

Q (m3/h) Dia

Hora (h)

Q (m3/h) Dia

Hora (h)

Q (m3/h) Dia

Hora (h)

Q (m3/h)

WARM UP 0,2678

21-08-2007

1 0,2601

22-08-2007

1 0,2615

23-08-2007

1 0,2810

24-08-2007

1 0,4145

25-08-2007

1 0,3892

2 0,2018 2 0,1899 2 0,1961 2 0,3108 2 0,2535

3 0,1519 3 0,1139 3 0,1609 3 0,2347 3 0,1793

4 0,1042 4 0,0915 4 0,1365 4 0,1396 4 0,1581

5 0,0832 5 0,0784 5 0,0852 5 0,1303 5 0,1282

6 0,0735 6 0,0558 6 0,0851 6 0,0899 6 0,1016

7 0,0531 7 0,0578 7 0,0639 7 0,0749 7 0,0890

8 0,1601 8 0,1248 8 0,1277 8 0,1292 8 0,1088

9 0,3173 9 0,4873 9 0,4267 9 0,4619 9 0,2255

10 0,4175 10 0,5493 10 0,4831 10 0,5405 10 0,5043

11 0,4268 11 0,3753 11 0,3947 11 0,3866 11 0,7156

12 0,4636 12 0,3560 12 0,3355 12 0,4247 12 0,7143

13 0,3418 13 0,3100 13 0,3336 13 0,3218 13 0,5770

14 0,2955 14 0,2594 14 0,2448 14 0,2394 14 0,5992

15 0,2421 15 0,2346 15 0,2807 15 0,2348 15 0,7817

16 0,4146 16 0,2274 16 0,2385 16 0,3451 16 0,6839

17 0,4565 17 0,1823 17 0,2691 17 0,3442 17 0,4781

18 0,2818 18 0,2724 18 0,2034 18 0,2719 18 0,4094

19 0,2532 19 0,3148 19 0,2244 19 0,4226 19 0,4298

20 0,2342 20 0,2737 20 0,2898 20 0,7865 20 0,4079

21 0,4114 21 0,4022 21 0,5955 21 0,8012 21 0,5539

22 0,4706 22 0,9243 22 0,7807 22 0,7417 22 0,6527

23 0,6620 23 0,8747 23 0,6505 23 0,5940 23 0,5235

24 0,4110 24 0,4215 24 0,6091 24 0,4993 24 0,3884

A4

Anexo A.4 - Caudais afluentes (F2) ao leito de macrófitas em DWF (Parte 2).

F2 - DWF F2 - DWF F2 - DWF

Dia Hora (h)

Q (m3/h) Dia

Hora (h)

Q (m3/h) Dia

Hora (h)

Q (m3/h)

26-08-2007

1 0,2680

27-08-2007

1 0,2567

28-08-2007

25 0,4935

2 0,2208 2 0,1944 26 0,2600

3 0,1650 3 0,1422 27 0,1480

4 0,1295 4 0,1203 28 0,1013

5 0,1264 5 0,0967 29 0,0756

6 0,0947 6 0,0928 30 0,0553

7 0,0807 7 0,0974 31 0,0544

8 0,0802 8 0,1645 32 0,0632

9 0,1724 9 0,4634 33 0,2204

10 0,3056 10 0,8438 34 0,2490

11 0,6152 11 0,5678 35 0,3056

12 0,6650 12 0,5095 36 0,4573

13 0,7737 13 0,3259 37 0,4233

14 0,6493 14 0,2900 38 0,4357

15 0,4921 15 0,3270 39 0,4805

16 0,3732 16 0,3545 40 0,3394

17 0,3294 17 0,2612 41 0,3157

18 0,3486 18 0,2042 42 0,2003

19 0,3813 19 0,1650 43 0,2196

20 0,3552 20 0,1686 44 0,2455

21 0,4727 21 0,3661 45 0,3015

22 0,4650 22 0,6689 46 0,4142

23 0,4384 23 0,7032 47 0,3744

24 0,3015 24 0,5462 48 0,2261

A5

Anexo A.5 - Caudais afluentes (F2) ao leito de macrófitas em WWF (Parte 1).

F2 - WWF F2 - WWF F2 - WWF F2 - WWF F2 - WWF

Dia Hora (h) Q (m

3/h) Dia

Hora (h)

Q (m3/h) Dia

Hora (h)

Q (m3/h) Dia

Hora (h)

Q (m3/h) Dia

Hora (h)

Q (m3/h)

WARM UP 0,1516

01-12-2007

1 0,1946

02-12-2007

1 0,3086

03-12-2007

1 0,1612

04-12-2007

1 0,1759

05-12-2007

1 0,2129

2 0,1534 2 0,2076 2 0,0845 2 0,1227 2 0,2218

3 0,1534 3 0,1667 3 0,0960 3 0,0924 3 0,2029

4 0,1365 4 0,1517 4 0,1018 4 0,0790 4 0,1367

5 0,1116 5 0,1256 5 0,1417 5 0,0620 5 0,1033

6 0,0854 6 0,1168 6 0,1414 6 0,0352 6 0,0446

7 0,0424 7 0,0675 7 0,1116 7 0,0352 7 0,0395

8 0,0352 8 0,0817 8 0,1016 8 0,0360 8 0,0475

9 0,0443 9 0,1116 9 0,1531 9 0,0590 9 0,0730

10 0,0781 10 0,1637 10 0,2295 10 0,1406 10 0,2038

11 0,2355 11 0,3472 11 0,6805 11 0,1657 11 0,2442

12 0,4479 12 0,5768 12 0,4789 12 0,1536 12 0,2918

13 0,4835 13 0,5938 13 0,2482 13 0,1327 13 0,2605

14 0,4385 14 0,6444 14 0,1522 14 0,1795 14 0,2018

15 0,5555 15 0,9779 15 0,1295 15 0,1865 15 0,1699

16 0,5448 16 0,5840 16 0,1422 16 0,1945 16 0,1864

17 0,4176 17 0,4799 17 0,1534 17 0,1504 17 0,3624

18 0,3092 18 0,3702 18 0,1925 18 0,0954 18 0,2634

19 0,2054 19 0,3194 19 0,1622 19 0,1444 19 0,1894

20 0,1873 20 0,3753 20 0,1720 20 0,2519 20 0,2381

21 0,2242 21 0,4098 21 0,2802 21 0,2575 21 0,3013

22 0,2385 22 0,2676 22 0,2988 22 0,2540 22 0,3249

23 0,2917 23 0,2370 23 0,2785 23 0,2572 23 0,4843

24 0,3056 24 0,2051 24 0,2349 24 0,2156 24 0,4060

A6



Dia Hora (h)

Q (m3/h) Dia

Hora (h)

Q (m3/h) Dia

Hora (h)

Q (m3/h) Dia

Hora (h)

Q (m3/h) Dia

Hora (h)

Q (m3/h)

06-12-2007

1 0,2599

07-12-2007

1 0,1897

08-12-2007

1 0,2407

09-12-2007

1 0,1904

10-12-2007

1 0,1685

2 0,1870 2 0,1207 2 0,1950 2 0,1744 2 0,1581

3 0,0959 3 0,0826 3 0,1448 3 0,0932 3 0,1519

4 0,0807 4 0,0675 4 0,1224 4 0,0675 4 0,1256

5 0,0686 5 0,0639 5 0,0929 5 0,0629 5 0,0991

6 0,0655 6 0,0563 6 0,0772 6 0,0553 6 0,0660

7 0,0675 7 0,0553 7 0,0602 7 0,0563 7 0,0553

8 0,0715 8 0,0588 8 0,0283 8 0,0619 8 0,0639

9 0,0995 9 0,1046 9 0,0365 9 0,0795 9 0,1333

10 0,1607 10 0,1873 10 0,1974 10 0,1350 10 0,2709

11 0,2248 11 0,2322 11 0,4278 11 0,3277 11 0,3946

12 0,2066 12 0,2265 12 0,4683 12 0,4169 12 0,3215

13 0,2297 13 0,1678 13 0,5540 13 0,3756 13 0,2369

14 0,2084 14 0,1791 14 0,7778 14 0,5405 14 0,2229

15 0,1208 15 0,2515 15 0,5113 15 0,4514 15 0,2087

16 0,1256 16 0,3316 16 0,4594 16 0,3204 16 0,1431

17 0,1248 17 0,2640 17 0,3221 17 0,2853 17 0,1335

18 0,1353 18 0,2239 18 0,1791 18 0,2291 18 0,1330

19 0,1407 19 0,2122 19 0,1732 19 0,2129 19 0,1418

20 0,2737 20 0,2419 20 0,1865 20 0,2074 20 0,1854

21 0,2801 21 0,1726 21 0,2298 21 0,1853 21 0,2434

22 0,2317 22 0,1807 22 0,2099 22 0,1660 22 0,2927

23 0,2987 23 0,1904 23 0,1997 23 0,1473 23 0,2377

24 0,2265 24 0,2101 24 0,1840 24 0,1397 24 0,2639

A7



Dia Hora (h)

Q (m3/h) Dia

Hora (h)

Q (m3/h) Dia

Hora (h)

Q (m3/h) Dia

Hora (h)

Q (m3/h) Dia

Hora (h)

Q (m3/h)

11-12-2007

1 0,2241

12-12-2007

1 0,2395

13-12-2007

1 0,2265

14-12-2007

1 0,1819

15-12-2007

1 0,2212

2 0,1841 2 0,1822 2 0,1885 2 0,1387 2 0,1735

3 0,1534 3 0,0964 3 0,1118 3 0,1026 3 0,1086

4 0,1315 4 0,0619 4 0,0675 4 0,0660 4 0,0822

5 0,1004 5 0,0553 5 0,0609 5 0,0522 5 0,0692

6 0,0832 6 0,0553 6 0,0553 6 0,0446 6 0,0644

7 0,0692 7 0,0553 7 0,0499 7 0,0446 7 0,0568

8 0,0660 8 0,0514 8 0,0495 8 0,0446 8 0,0649

9 0,0640 9 0,0862 9 0,1099 9 0,0722 9 0,0850

10 0,1356 10 0,2341 10 0,1832 10 0,1607 10 0,1480

11 0,2199 11 0,2550 11 0,2241 11 0,2414 11 0,3455

12 0,2538 12 0,2118 12 0,2254 12 0,2169 12 0,4629

13 0,2301 13 0,2502 13 0,1754 13 0,2108 13 0,4802

14 0,2654 14 0,2286 14 0,1781 14 0,2119 14 0,6526

15 0,3080 15 0,1715 15 0,2344 15 0,2866 15 0,5276

16 0,3240 16 0,2118 16 0,1941 16 0,1755 16 0,3568

17 0,2559 17 0,2219 17 0,1133 17 0,1362 17 0,3889

18 0,1629 18 0,2511 18 0,1083 18 0,1248 18 0,8570

19 0,1371 19 0,1935 19 0,1742 19 0,1095 19 0,5482

20 0,1704 20 0,3217 20 0,1884 20 0,1911 20 0,3509

21 0,2863 21 0,3917 21 0,2099 21 0,2441 21 0,2570

22 0,2443 22 0,3269 22 0,2601 22 0,1958 22 0,2868

23 0,3498 23 0,3640 23 0,3402 23 0,2322 23 0,2969

24 0,3207 24 0,2192 24 0,2607 24 0,2558 24 0,2268

A8



Dia Hora (h)

Q (m3/h) Dia

Hora (h)

Q (m3/h) Dia

Hora (h)

Q (m3/h) Dia

Hora (h)

Q (m3/h) Dia

Hora (h)

Q (m3/h)

16-12-2007

1 0,1863

17-12-2007

1 0,1327

18-12-2007

1 0,1505

19-12-2007

1 0,1933

20-12-2007

1 0,2829

2 0,1781 2 0,1117 2 0,1287 2 0,1534 2 0,2328

3 0,1812 3 0,1002 3 0,1016 3 0,1387 3 0,1650

4 0,1374 4 0,0954 4 0,0954 4 0,1177 4 0,1201

5 0,1002 5 0,0870 5 0,0746 5 0,1102 5 0,1032

6 0,0674 6 0,0692 6 0,0276 6 0,0988 6 0,0896

7 0,0387 7 0,0675 7 0,0256 7 0,1264 7 0,0813

8 0,0403 8 0,0675 8 0,0293 8 0,1146 8 0,0732

9 0,0463 9 0,0733 9 0,0539 9 0,7405 9 0,0965

10 0,0736 10 0,1524 10 0,1058 10 0,3939 10 0,2845

11 0,1597 11 0,2716 11 0,1659 11 0,1871 11 0,3562

12 0,2761 12 0,3600 12 0,2269 12 0,1099 12 0,2927

13 0,3908 13 0,2549 13 0,2455 13 0,2620 13 0,2801

14 0,5928 14 0,1591 14 0,2541 14 0,1736 14 0,3686

15 0,6915 15 0,1832 15 0,2147 15 0,1069 15 0,3517

16 0,5968 16 0,2029 16 0,2887 16 0,1330 16 0,3817

17 0,4629 17 0,1806 17 0,2593 17 0,9614 17 0,3455

18 0,3796 18 0,1433 18 0,2136 18 2,0538 18 0,2097

19 0,2537 19 0,1224 19 0,1583 19 2,0918 19 0,1781

20 0,2040 20 0,1865 20 0,1904 20 0,8824 20 0,1609

21 0,2143 21 0,2182 21 0,2430 21 0,5315 21 0,1755

22 0,1370 22 0,2900 22 0,2614 22 0,6110 22 0,2492

23 0,1311 23 0,2983 23 0,2880 23 0,5978 23 0,3209

24 0,1337 24 0,2191 24 0,2893 24 0,3655 24 0,8844

A9



Dia Hora (h)

Q (m3/h) Dia

Hora (h)

Q (m3/h) Dia

Hora (h)

Q (m3/h) Dia

Hora (h)

Q (m3/h) Dia

Hora (h)

Q (m3/h)

21-12-2007

1 0,5703

22-12-2007

1 0,2037

23-12-2007

1 0,2682

24-12-2007

1 0,1785

25-12-2007

1 0,2960

2 0,3405 2 0,2129 2 0,2358 2 0,0998 2 0,2576

3 0,2487 3 0,1823 3 0,2057 3 0,0723 3 0,2131

4 0,6298 4 0,1379 4 0,1502 4 0,0954 4 0,1624

5 2,0938 5 0,1059 5 0,1177 5 0,0744 5 0,1224

6 1,7483 6 0,0896 6 0,1088 6 0,0675 6 0,0917

7 1,8874 7 0,0681 7 0,0524 7 0,0629 7 0,0813

8 1,0636 8 0,0771 8 0,0326 8 0,0660 8 0,0738

9 0,7640 9 0,0565 9 0,0455 9 0,0770 9 0,0675

10 1,0080 10 0,0653 10 0,0784 10 0,1433 10 0,0857

11 0,7359 11 0,3644 11 0,2016 11 0,3783 11 0,2582

12 0,5669 12 0,8454 12 0,4747 12 0,5526 12 0,4069

13 0,5609 13 0,7806 13 0,4038 13 0,4214 13 0,7234

14 0,4115 14 0,7205 14 0,6227 14 0,5044 14 1,0086

15 0,3060 15 0,5289 15 0,9394 15 0,4091 15 0,8394

16 0,2947 16 0,4468 16 0,7709 16 0,3216 16 0,5438

17 0,9577 17 0,4049 17 0,4487 17 0,3081 17 0,4012

18 0,3808 18 0,3128 18 0,4111 18 0,6418 18 0,3616

19 0,2334 19 0,3713 19 0,3058 19 0,3393 19 0,2504

20 0,2502 20 0,3404 20 0,2972 20 0,3782 20 0,2112

21 0,2508 21 0,3686 21 0,3250 21 0,3332 21 0,3165

22 0,2769 22 0,3219 22 0,2933 22 0,3081 22 0,3599

23 0,2732 23 0,2917 23 0,2704 23 0,3211 23 0,3939

24 0,1856 24 0,2633 24 0,1862 24 0,2735 24 0,2892

A10



Dia Hora (h)

Q (m3/h) Dia

Hora (h)

Q (m3/h) Dia

Hora (h)

Q (m3/h) Dia

Hora (h)

Q (m3/h) Dia

Hora (h)

Q (m3/h)

26-12-2007

1 0,2044

27-12-2007

1 0,1730

28-12-2007

1 0,2280

29-12-2007

1 0,2129

30-12-2007

1 0,1884

2 0,1558 2 0,1396 2 0,1669 2 0,1885 2 0,1555

3 0,1208 3 0,1138 3 0,1315 3 0,1149 3 0,1240

4 0,1016 4 0,1039 4 0,1059 4 0,0832 4 0,1109

5 0,0838 5 0,0838 5 0,0813 5 0,0820 5 0,0988

6 0,0710 6 0,0772 6 0,0352 6 0,0686 6 0,0922

7 0,0619 7 0,0420 7 0,0352 7 0,0644 7 0,0797

8 0,0670 8 0,0302 8 0,0411 8 0,0624 8 0,0686

9 0,0830 9 0,0599 9 0,0649 9 0,0813 9 0,0686

10 0,1514 10 0,1822 10 0,1577 10 0,1554 10 0,1097

11 0,2118 11 0,2241 11 0,2382 11 0,2515 11 0,2715

12 0,2594 12 0,2292 12 0,2960 12 0,3664 12 0,4524

13 0,3394 13 0,2195 13 0,3852 13 0,4210 13 0,5701

14 0,4292 14 0,2185 14 0,3693 14 0,4059 14 0,6131

15 0,3463 15 0,2555 15 0,2770 15 0,4667 15 0,6615

16 0,2928 16 0,2654 16 0,2325 16 0,4164 16 0,6107

17 0,2443 17 0,1643 17 0,2254 17 0,2889 17 0,4522

18 0,1957 18 0,1320 18 0,1480 18 0,2097 18 0,3089

19 0,1500 19 0,1193 19 0,1261 19 0,1825 19 0,2538

20 0,1525 20 0,1566 20 0,1802 20 0,2726 20 0,2356

21 0,1352 21 0,1762 21 0,1771 21 0,3457 21 0,2407

22 0,2591 22 0,2872 22 0,2064 22 0,3116 22 0,2743

23 0,2867 23 0,2782 23 0,2185 23 0,2060 23 0,2317

24 0,2029 24 0,2278 24 0,2084 24 0,1463 24 0,1561

A11


F2 - WWF

Dia Hora (h)

Q (m3/h)

31-12-2007

1 0,1387

2 0,1161

3 0,1153

4 0,1059

5 0,0883

6 0,0772

7 0,0675

8 0,0675

9 0,0660

10 0,1530

11 0,2849

12 0,3349

13 0,4298

14 0,3898

15 0,4471

16 0,3732

17 0,2706

18 0,1497

19 0,1798

20 0,2430

21 0,2529

22 0,2756

23 0,2258

24 0,1717

A12

Anexo A.12 - Caudais afluentes (F2) ao leito de macrófitas de 6 a 18 de Setembro (Parte 1).

F2 - 6 a 18 Set F2 - 6 a 18 Set F2 - 6 a 18 Set F2 - 6 a 18 Set F2 - 6 a 18 Set

Dia Hora (h) Q

(m3/h) Dia Hora (h)

Q (m

3/h)

Dia Hora (h) Q

(m3/h)

Dia Hora (h) Q

(m3/h)

Dia Hora (h) Q

(m3/h)

WARM UP 0,2488

06-09-2007

1 0,2290

07-09-2007

1 0,2362

08-09-2007

1 0,3335

09-09-2007

1 0,3202

10-09-2007

1 0,3198

2 0,1853 2 0,1639 2 0,2413 2 0,2258 2 0,2213

3 0,1581 3 0,1264 3 0,1873 3 0,1706 3 0,1621

4 0,1274 4 0,1000 4 0,1483 4 0,1379 4 0,1208

5 0,1295 5 0,0813 5 0,1177 5 0,1026 5 0,0903

6 0,1483 6 0,0807 6 0,1024 6 0,0801 6 0,0813

7 0,1853 7 0,0653 7 0,1066 7 0,0801 7 0,0790

8 0,2500 8 0,0773 8 0,1269 8 0,0860 8 0,1749

9 0,6229 9 0,2818 9 0,2365 9 0,1684 9 0,3980

10 0,7602 10 0,3142 10 0,2958 10 0,4381 10 0,3285

11 0,4026 11 0,2720 11 0,3952 11 0,4979 11 0,2877

12 0,2900 12 0,2054 12 0,2697 12 0,4470 12 0,2756

13 0,2644 13 0,1993 13 0,3343 13 0,4860 13 0,1813

14 0,2832 14 0,2825 14 0,3545 14 0,6308 14 0,1396

15 0,2496 15 0,3054 15 0,3356 15 0,5499 15 0,1225

16 0,2311 16 0,2666 16 0,3474 16 0,3383 16 0,1766

17 0,1669 17 0,2311 17 0,4139 17 0,2799 17 1,6611

18 0,2406 18 0,1855 18 0,7029 18 0,2575 18 2,2826

19 0,2872 19 0,1867 19 0,4422 19 0,4004 19 0,7119

20 0,2644 20 0,3111 20 0,4966 20 0,3348 20 0,4105

21 0,2514 21 0,4451 21 0,4525 21 0,2820 21 0,2947

22 0,4152 22 0,5585 22 0,4851 22 0,3428 22 0,3956

23 0,4398 23 0,4866 23 0,4414 23 0,3516 23 0,4196

24 0,3726 24 0,4468 24 0,3913 24 0,4810 24 0,3062

A13


F2 - 6 a 18 Set F2 - 6 a 18 Set F2 - 6 a 18 Set F2 - 6 a 18 Set F2 - 6 a 18 Set

Dia Hora (h) Q

(m3/h)

Dia Hora (h) Q

(m3/h)

Dia Hora (h) Q

(m3/h)

Dia Hora (h) Q

(m3/h)

Dia Hora (h) Q

(m3/h)

11-09-2007

1 0,2358

12-09-2007

1 0,1806

13-09-2007

1 0,2570

14-09-2007

1 0,2091

15-09-2007

1 1,0675

2 0,1948 2 0,4995 2 0,1855 2 0,1442 2 0,4589

3 0,1444 3 0,9720 3 0,1279 3 0,1039 3 0,2229

4 0,1812 4 0,5182 4 0,0967 4 0,0813 4 0,1382

5 0,3293 5 0,3061 5 0,0942 5 0,0761 5 0,0986

6 0,2049 6 0,2881 6 0,0675 6 0,0655 6 0,0813

7 0,1657 7 0,3690 7 0,0699 7 0,0792 7 0,0761

8 0,1581 8 0,3533 8 0,1286 8 0,2140 8 0,0978

9 0,4195 9 0,5294 9 0,2582 9 0,4329 9 0,2115

10 0,7126 10 0,4796 10 0,3535 10 0,4073 10 0,2686

11 0,5637 11 0,5179 11 0,3717 11 0,4207 11 0,5126

12 0,4491 12 0,3618 12 0,3658 12 0,3009 12 0,6575

13 0,3611 13 0,2688 13 0,2615 13 0,2057 13 0,6417

14 0,3578 14 0,2575 14 0,3013 14 0,1749 14 0,6227

15 0,3560 15 0,3109 15 0,3182 15 0,1499 15 0,3351

16 0,3719 16 3,7970 16 0,2628 16 0,1404 16 0,2628

17 0,4180 17 0,9614 17 0,2189 17 0,1712 17 0,2334

18 0,2928 18 0,4814 18 0,4107 18 0,2207 18 0,2209

19 0,2591 19 1,5777 19 0,4762 19 0,2372 19 0,2810

20 0,2398 20 0,8470 20 0,4077 20 0,2618 20 0,2432

21 0,2860 21 0,5832 21 0,3829 21 0,3834 21 0,2674

22 0,3189 22 0,4537 22 0,7502 22 0,3876 22 0,5185

23 0,3296 23 0,4300 23 0,6442 23 0,3892 23 0,4363

24 0,3034 24 0,3286 24 0,3798 24 0,3211 24 0,2934

A14


F2 - 6 a 18 Set F2 - 6 a 18 Set F2 - 6 a 18 Set

Dia Hora (h) Q

(m3/h)

Dia Hora (h) Q

(m3/h)

Dia Hora (h) Q

(m3/h)

16-09-2007

1 0,2691

17-09-2007

1 0,1410

18-09-2007

1 0,4120

2 0,2203 2 0,1153 2 0,2666

3 0,1555 3 0,1076 3 0,2454

4 0,1161 4 0,0813 4 0,1889

5 0,0975 5 0,0807 5 0,1732

6 0,0819 6 0,0549 6 0,1884

7 0,0813 7 0,0594 7 0,1661

8 0,1075 8 0,1156 8 0,2944

9 0,1569 9 0,2646 9 0,5484

10 0,2213 10 0,3057 10 0,6744

11 0,3358 11 0,2457 11 0,7020

12 0,5283 12 0,3545 12 0,5347

13 0,5842 13 0,2396 13 0,4796

14 0,4455 14 0,3507 14 0,4595

15 0,4385 15 0,3776 15 0,5802

16 0,3829 16 0,3126 16 0,4968

17 0,3164 17 0,3060 17 0,3524

18 0,2772 18 0,1970 18 0,4107

19 0,2118 19 0,2269 19 0,3711

20 0,2418 20 0,3784 20 0,4837

21 0,2544 21 0,4630 21 0,6705

22 0,2795 22 0,5114 22 0,7172

23 0,2322 23 0,5820 23 0,4835

24 0,2196 24 0,5195 24 0,4962

A15

Anexo A.15 - Evapotranspiração horária existente no leito de macrófitas no período de 4 a 11 de Agosto de 2007.

Calibracao 4 a 11 Ago – EThorária (m/h)

ETdiária (m/d)

04-08-2007 05-08-2007 06-08-2007 07-08-2007 08-08-2007 09-08-2007 10-08-2007 11-08-2007

0,0088 0,0072 0,00608 0,00704 0,0072 0,008 0,00736 0,00688

7h 0,026 0,00023 0,00019 0,00016 0,00018 0,00019 0,00021 0,00019 0,00018

8h 0,051 0,00045 0,00037 0,00031 0,00036 0,00037 0,00041 0,00038 0,00035

9h 0,077 0,00068 0,00055 0,00047 0,00054 0,00055 0,00062 0,00057 0,00053

10h 0,108 0,00095 0,00078 0,00066 0,00076 0,00078 0,00086 0,00079 0,00074

11h 0,118 0,00104 0,00085 0,00072 0,00083 0,00085 0,00094 0,00087 0,00081

12h 0,128 0,00113 0,00092 0,00078 0,00090 0,00092 0,00102 0,00094 0,00088

13h 0,133 0,00117 0,00096 0,00081 0,00094 0,00096 0,00106 0,00098 0,00092

14h 0,123 0,00108 0,00089 0,00075 0,00087 0,00089 0,00098 0,00091 0,00085

15h 0,108 0,00095 0,00078 0,00066 0,00076 0,00078 0,00086 0,00079 0,00074

16h 0,077 0,00068 0,00055 0,00047 0,00054 0,00055 0,00062 0,00057 0,00053

17h 0,051 0,00045 0,00037 0,00031 0,00036 0,00037 0,00041 0,00038 0,00035

A16

Anexo A.16 - Evapotranspiração horária existente no leito de macrófitas no período de 21 a 28 de Agosto de 2007.

DWF 21 a 28 Ago- EThorária (m/h)

ETdiária (m/d)

21-08-2007 22-08-2007 23-08-2007 24-08-2007 25-08-2007 26-08-2007 27-08-2007 28-08-2007

0,00736 0,008 0,00912 0,00848 0,00608 0,00736 0,0072 0,00608

7h 0,026 0,00019 0,00021 0,00024 0,00022 0,00016 0,00019 0,00019 0,00016

8h 0,051 0,00038 0,00041 0,00047 0,00043 0,00031 0,00038 0,00037 0,00031

9h 0,077 0,00057 0,00062 0,00070 0,00065 0,00047 0,00057 0,00055 0,00047

10h 0,108 0,00079 0,00086 0,00098 0,00092 0,00066 0,00079 0,00078 0,00066

11h 0,118 0,00087 0,00094 0,00108 0,00100 0,00072 0,00087 0,00085 0,00072

12h 0,128 0,00094 0,00102 0,00117 0,00109 0,00078 0,00094 0,00092 0,00078

13h 0,133 0,00098 0,00106 0,00121 0,00113 0,00081 0,00098 0,00096 0,00081

14h 0,123 0,00091 0,00098 0,00112 0,00104 0,00075 0,00091 0,00089 0,00075

15h 0,108 0,00079 0,00086 0,00098 0,00092 0,00066 0,00079 0,00078 0,00066

16h 0,077 0,00057 0,00062 0,00070 0,00065 0,00047 0,00057 0,00055 0,00047

17h 0,051 0,00038 0,00041 0,00047 0,00043 0,00031 0,00038 0,00037 0,00031

A17

Anexo A.17 - Evapotranspiração horária existente no leito de macrófitas no período de 1 a 31 de Dezembro de 2007 (Parte 1).

WWF 1 a 31 Dez- EThorária (m/h)

ETdiária (m/d)

01-12-2007 02-12-2007 03-12-2007 04-12-2007 05-12-2007 06-12-2007 07-12-2007 08-12-2007 0,0007 0,0007 0,0007 0,00077 0,00098 0,0007 0,00063 0,00063

7h 0,026 0,00002 0,00002 0,00002 0,00002 0,00003 0,00002 0,00002 0,00002

8h 0,051 0,00004 0,00004 0,00004 0,00004 0,00005 0,00004 0,00003 0,00003

9h 0,077 0,00005 0,00005 0,00005 0,00006 0,00008 0,00005 0,00005 0,00005

10h 0,108 0,00008 0,00008 0,00008 0,00008 0,00011 0,00008 0,00007 0,00007

11h 0,118 0,00008 0,00008 0,00008 0,00009 0,00012 0,00008 0,00007 0,00007 12h 0,128 0,00009 0,00009 0,00009 0,00010 0,00013 0,00009 0,00008 0,00008 13h 0,133 0,00009 0,00009 0,00009 0,00010 0,00013 0,00009 0,00008 0,00008 14h 0,123 0,00009 0,00009 0,00009 0,00009 0,00012 0,00009 0,00008 0,00008 15h 0,108 0,00008 0,00008 0,00008 0,00008 0,00011 0,00008 0,00007 0,00007 16h 0,077 0,00005 0,00005 0,00005 0,00006 0,00008 0,00005 0,00005 0,00005 17h 0,051 0,00004 0,00004 0,00004 0,00004 0,00005 0,00004 0,00003 0,00003



ETdiária (m/d)

09-12-2007 10-12-2007 11-12-2007 12-12-2007 13-12-2007 14-12-2007 15-12-2007 16-12-2007 0,00035 0,00105 0,00126 0,0014 0,00133 0,00119 0,00112 0,00084

7h 0,026 0,00001 0,00003 0,00003 0,00004 0,00003 0,00003 0,00003 0,00002

8h 0,051 0,00002 0,00005 0,00006 0,00007 0,00007 0,00006 0,00006 0,00004

9h 0,077 0,00003 0,00008 0,00010 0,00011 0,00010 0,00009 0,00009 0,00006

10h 0,108 0,00004 0,00011 0,00014 0,00015 0,00014 0,00013 0,00012 0,00009

11h 0,118 0,00004 0,00012 0,00015 0,00017 0,00016 0,00014 0,00013 0,00010

12h 0,128 0,00004 0,00013 0,00016 0,00018 0,00017 0,00015 0,00014 0,00011

13h 0,133 0,00005 0,00014 0,00017 0,00019 0,00018 0,00016 0,00015 0,00011

14h 0,123 0,00004 0,00013 0,00015 0,00017 0,00016 0,00015 0,00014 0,00010 15h 0,108 0,00004 0,00011 0,00014 0,00015 0,00014 0,00013 0,00012 0,00009 16h 0,077 0,00003 0,00008 0,00010 0,00011 0,00010 0,00009 0,00009 0,00006 17h 0,051 0,00002 0,00005 0,00006 0,00007 0,00007 0,00006 0,00006 0,00004

A18



ETdiária (m/d)

17-12-2007 18-12-2007 19-12-2007 20-12-2007 21-12-2007 22-12-2007 23-12-2007 24-12-2007 0,0007 0,00126 0,00077 0,00084 0,0007 0,00098 0,00084 0,00084

7h 0,026 0,00002 0,00003 0,00002 0,00002 0,00002 0,00003 0,00002 0,00002

8h 0,051 0,00004 0,00006 0,00004 0,00004 0,00004 0,00005 0,00004 0,00004

9h 0,077 0,00005 0,00010 0,00006 0,00006 0,00005 0,00008 0,00006 0,00006

10h 0,108 0,00008 0,00014 0,00008 0,00009 0,00008 0,00011 0,00009 0,00009

11h 0,118 0,00008 0,00015 0,00009 0,00010 0,00008 0,00012 0,00010 0,00010

12h 0,128 0,00009 0,00016 0,00010 0,00011 0,00009 0,00013 0,00011 0,00011

13h 0,133 0,00009 0,00017 0,00010 0,00011 0,00009 0,00013 0,00011 0,00011 14h 0,123 0,00009 0,00015 0,00009 0,00010 0,00009 0,00012 0,00010 0,00010 15h 0,108 0,00008 0,00014 0,00008 0,00009 0,00008 0,00011 0,00009 0,00009 16h 0,077 0,00005 0,00010 0,00006 0,00006 0,00005 0,00008 0,00006 0,00006 17h 0,051 0,00004 0,00006 0,00004 0,00004 0,00004 0,00005 0,00004 0,00004



ETdiária (m/d)

25-12-2007 26-12-2007 27-12-2007 28-12-2007 29-12-2007 30-12-2007 31-12-2007 0,0007 0,00084 0,00105 0,00105 0,00091 0,00105 0,00084

7h 0,026 0,00002 0,00002 0,00003 0,00003 0,00002 0,00003 0,00002

8h 0,051 0,00004 0,00004 0,00005 0,00005 0,00005 0,00005 0,00004

9h 0,077 0,00005 0,00006 0,00008 0,00008 0,00007 0,00008 0,00006

10h 0,108 0,00008 0,00009 0,00011 0,00011 0,00010 0,00011 0,00009

11h 0,118 0,00008 0,00010 0,00012 0,00012 0,00011 0,00012 0,00010

12h 0,128 0,00009 0,00011 0,00013 0,00013 0,00012 0,00013 0,00011

13h 0,133 0,00009 0,00011 0,00014 0,00014 0,00012 0,00014 0,00011 14h 0,123 0,00009 0,00010 0,00013 0,00013 0,00011 0,00013 0,00010 15h 0,108 0,00008 0,00009 0,00011 0,00011 0,00010 0,00011 0,00009 16h 0,077 0,00005 0,00006 0,00008 0,00008 0,00007 0,00008 0,00006 17h 0,051 0,00004 0,00004 0,00005 0,00005 0,00005 0,00005 0,00004

A19

Anexo A.21 - Evapotranspiração horária existente no leito de macrófitas no período de 6 a 18 de Setembro de 2007 (Parte 1).

6 a 18 Set - EThorária (m/h)

ETdiária (m/d)

06-09-2007 07-09-2007 08-09-2007 09-09-2007 10-09-2007 11-09-2007 12-09-2007 13-09-2007 0,00561 0,00308 0,00253 0,00319 0,00264 0,00209 0,00297 0,00396

7h 0,026 0,00015 0,00008 0,00007 0,00008 0,00007 0,00005 0,00008 0,00010

8h 0,051 0,00029 0,00016 0,00013 0,00016 0,00013 0,00011 0,00015 0,00020

9h 0,077 0,00043 0,00024 0,00019 0,00025 0,00020 0,00016 0,00023 0,00030

10h 0,108 0,00061 0,00033 0,00027 0,00034 0,00029 0,00023 0,00032 0,00043

11h 0,118 0,00066 0,00036 0,00030 0,00038 0,00031 0,00025 0,00035 0,00047

12h 0,128 0,00072 0,00039 0,00032 0,00041 0,00034 0,00027 0,00038 0,00051

13h 0,133 0,00075 0,00041 0,00034 0,00042 0,00035 0,00028 0,00040 0,00053 14h 0,123 0,00069 0,00038 0,00031 0,00039 0,00032 0,00026 0,00037 0,00049 15h 0,108 0,00061 0,00033 0,00027 0,00034 0,00029 0,00023 0,00032 0,00043 16h 0,077 0,00043 0,00024 0,00019 0,00025 0,00020 0,00016 0,00023 0,00030 17h 0,051 0,00029 0,00016 0,00013 0,00016 0,00013 0,00011 0,00015 0,00020

Anexo A.22 - Evapotranspiração horária existente no leito de macrófitas no período de 6 a 18 de Setembro de 2007 (Parte 2).

6 a 18 Set - EThorária (m/h)

ETdiária (m/d)

14-09-2007 15-09-2007 16-09-2007 17-09-2007 18-09-2007 0,00352 0,00418 0,00341 0,00297 0,00319

7h 0,026 0,00009 0,00011 0,00009 0,00008 0,00008

8h 0,051 0,00018 0,00021 0,00017 0,00015 0,00016

9h 0,077 0,00027 0,00032 0,00026 0,00023 0,00025

10h 0,108 0,00038 0,00045 0,00037 0,00032 0,00034

11h 0,118 0,00042 0,00049 0,00040 0,00035 0,00038

12h 0,128 0,00045 0,00054 0,00044 0,00038 0,00041

13h 0,133 0,00047 0,00056 0,00045 0,00040 0,00042 14h 0,123 0,00043 0,00051 0,00042 0,00037 0,00039 15h 0,108 0,00038 0,00045 0,00037 0,00032 0,00034 16h 0,077 0,00027 0,00032 0,00026 0,00023 0,00025 17h 0,051 0,00018 0,00021 0,00017 0,00015 0,00016

A20

Anexo A.23 - Intensidades de precipitação registadas na estação meteorológica de Odemira no mês de Dezembro de 2007 (Parte 1).

Data valor [m/h] Data valor [m/h] Data valor [m/h] Data valor [m/h] Data valor [m/h]

01-12-2007 00:00 0 02-12-2007 02:00 0 03-12-2007 04:00 0 04-12-2007 06:00 0 05-12-2007 08:00 0

01-12-2007 01:00 0 02-12-2007 03:00 0 03-12-2007 05:00 0,0001 04-12-2007 07:00 0 05-12-2007 09:00 0

01-12-2007 02:00 0 02-12-2007 04:00 0 03-12-2007 06:00 0 04-12-2007 08:00 0 05-12-2007 10:00 0

01-12-2007 03:00 0 02-12-2007 05:00 0 03-12-2007 07:00 0 04-12-2007 09:00 0 05-12-2007 11:00 0

01-12-2007 04:00 0 02-12-2007 06:00 0 03-12-2007 08:00 0,0001 04-12-2007 10:00 0 05-12-2007 12:00 0

01-12-2007 05:00 0,0001 02-12-2007 07:00 0 03-12-2007 09:00 0 04-12-2007 11:00 0 05-12-2007 13:00 0

01-12-2007 06:00 0 02-12-2007 08:00 0 03-12-2007 10:00 0 04-12-2007 12:00 0 05-12-2007 14:00 0

01-12-2007 07:00 0,0001 02-12-2007 09:00 0 03-12-2007 11:00 0 04-12-2007 13:00 0 05-12-2007 15:00 0

01-12-2007 08:00 0 02-12-2007 10:00 0 03-12-2007 12:00 0 04-12-2007 14:00 0 05-12-2007 16:00 0

01-12-2007 09:00 0 02-12-2007 11:00 0 03-12-2007 13:00 0 04-12-2007 15:00 0 05-12-2007 17:00 0

01-12-2007 10:00 0 02-12-2007 12:00 0 03-12-2007 14:00 0 04-12-2007 16:00 0 05-12-2007 18:00 0

01-12-2007 11:00 0 02-12-2007 13:00 0 03-12-2007 15:00 0 04-12-2007 17:00 0 05-12-2007 19:00 0

01-12-2007 12:00 0 02-12-2007 14:00 0 03-12-2007 16:00 0 04-12-2007 18:00 0 05-12-2007 20:00 0

01-12-2007 13:00 0 02-12-2007 15:00 0 03-12-2007 17:00 0 04-12-2007 19:00 0 05-12-2007 21:00 0

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A24



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A25


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Anexo A.29 - Intensidades de precipitação registadas na estação meteorológica de Odemira no mês de Setembro de 2007 (Parte 1).


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Modelação Integrada de Pequenos Sistemas de Drenagem e ... · avançada MIKE URBAN da DHI e...

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