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Avaliação do impacto da infiltração na rede de drenagem de Vila Fernando com recurso a modelação matemática
| dc.contributor.advisor | Albuquerque, António João Carvalho de | |
| dc.contributor.author | Santos, Miguel Ferreira | |
| dc.date.accessioned | 2015-06-04T11:48:41Z | |
| dc.date.available | 2015-06-04T11:48:41Z | |
| dc.date.issued | 2011 | |
| dc.date.submitted | 2011 | |
| dc.description.abstract | Parte do escoamento superficial pode entrar nas redes de drenagem, resultando na infiltração de caudais que podem por em causa o funcionamento hidrodinâmico da rede e comprometer o tratamento a jusante da ETAR, por vezes com aumento de encargos para a operação e manutenção dos sistemas de águas residuais. São volumes difíceis de quantificar, em especial em zonas rurais com recursos tecnológicos e humanos limitados. A sua variação e dimensão dependem de factores como o estado de conservação da rede de drenagem, alterações físicas na bacia drenante (e.g. alteração do coberto vegetal ou da área impermeável), o nível freático e o volume de água pluvial escoado. A partir de dados de precipitação recolhidos em três estações udométricas e da delimitação da bacia drenante de Vila Fernando e Vila Fernando Gare (concelho da Guarda), estimou-se o escoamento superficial para o período entre Janeiro de 2008 e Junho de 2010. A medição de caudal efectuada à entrada de ETAR de Vila Fernando, para o mesmo período, permitiu observar que existiu infiltração significativa que, em média, foi de 52,2% do caudal total medido. Detectou-se uma proporcionalidade entre o aumento do escoamento pluvial superficial e o caudal infiltrado que atingiu a ETAR, em especial para escoamentos superiores a 2100 m3/d. O caudal médio de tempo seco registado à entrada da ETAR foi de 17,4 m3/d, cerca de 33% do valor mínimo admitido no projecto da ETAR (53 m3/d), o que pode ser explicado pela falta de ligações previstas para a ETAR. Após o levantamento da rede e a estimativa dos caudais de operações, verificou-se que em 63 troços havia desconformidade com os critérios de velocidade mínima e tensão de arrastamento. A simulação estática para 3 cenários de infiltração (tempo seco, infiltração média e infiltração máxima) revelou uma melhoria no funcionamento da rede, tendo sido detectados ainda 54 (cenário 2) e 49 (cenário 3) troços em desconformidade com aqueles critérios. O funcionamento da rede de drenagem foi posteriormente modelada de forma dinâmica com o programa SWMM, tendo sido detectados 64 troços em mau funcionamento em termos de velocidade mínima admissível, e 38 troços a funcionar bem. A rede de drenagem de Vila Fernando tem capacidade de escoamento para o caudal actual e, até, para incorporar um caudal de infiltração de mais 92,8%, mas precisaria de uma intervenção para aumentar a inclinação de 64 troços e a profundidade de escavação das respectivas caixas de vista de jusante. A utilização simultânea de trabalho de campo e meios computacionais de simulação permitem avaliar o funcionamento de redes de drenagem para diferentes cenários de infiltração e definir medidas para a sua reabilitação. | por |
| dc.description.abstract | Part of the stormwater runoff enters into the drainage networks, resulting in infiltration flow rate that can affect the hydrodynamic conditions of the sewer network and compromise the treatment of the wastewater downstream, sometimes with increasing the costs for operation and maintenance of the wastewater systems. Those volumes are difficult to quantify, especially in rural areas with limited human and technological resources. Its variation and dimension depend on factors such as the conservation status of the sewer network, physical changes in the drainage catchment (e.g. change in the land cover or impervious areas), the groundwater level and the volume of surface runoff. From precipitation data collected at three rainwater measurement points and the drainage catchment of Vila Fernando and Vila Fernando Gare (district of Guarda), it was estimated the surface runoff for the period between January 2008 and June 2010. The flow measured at the entrance of the wastewater treatment plant of Vila Fernando allow observing that there was significant infiltration, which in average was 52.2% of the total measured flow rate. A proportionality between the increase in surface runoff and the infiltration flow rate that reached the treatment plant was detected, especially for stormwater runoff over 2100 m3/d. The mean flow rate of domestic wastewater (average dry weather flow) was 17.4 m3/d, approximately 33% of the minimum flow rate admitted in the project of the wastewater treatment plant (53 m3/d), which can be explained by the lack of connection of part of the sewer network in Vila Fernando. After the characterization of the sewer network and the flow rate of operation, it was found that 63 sections of the network were falling the criteria of a minimum velocity (i.e. the velocity was under 0.6 m/s). The static simulation of infiltration for three scenarios (dry weather flow, average infiltration and maximum infiltration) showed an improvement in the operation of the sewer network, but it was still detected 54 (scenario 2) and 49 (scenario 3) sections in disagreement with the velocity criteria. The flow conditions into the sewer network were afterwards modeled dynamically with the SWMM software, having been detected 64 sections with self cleaning velocity below the minimum allowed, and 38 sections working well. The sewer network of Vila Fernando has capacity to transport the current wastewater flow rate produced in the village, including the maximum infiltration flow rate (92.8%), but needs an intervention to increase the slope of 64 pipe sections and the height of the respective manholes. The simultaneous use of field work and computer simulation methods allow assessing the functioning of sewer networks for different scenarios and defining measures for infiltration control and sewer rehabilitation. | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.6/3468 | |
| dc.language.iso | por | por |
| dc.subject | Águas residuais - Drenagem | por |
| dc.subject | Águas residuais - Caudal de infiltração | por |
| dc.subject | Águas residuais - Rede de drenagem | por |
| dc.title | Avaliação do impacto da infiltração na rede de drenagem de Vila Fernando com recurso a modelação matemática | por |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| rcaap.rights | openAccess | por |
| rcaap.type | masterThesis | por |
| thesis.degree.discipline | Engenharia Civil | por |
| thesis.degree.level | Mestre | por |
| thesis.degree.name | Dissertação apresentada à Universidade da Beira Interior para a obtenção do grau de mestre em Engenharia Civil | por |
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