José Saldanha Matos 07 de Outubro de 2015 Plano Gerais de Drenagem das Cidades de Lisboa e de Maputo-Cimento: Desafios análogos, soluções diversas. 1
Estrutura da Apresentação Aspetos Introdutórios e Desafios. Plano Geral de Drenagem de Lisboa (2016-2030)-Aspetos Gerais,deficiencias do sistema e estratégias e propostas de intervenções estruturantes e complementares. Plano Diretor de Saneamento e Drenagem da Região do Grande Maputo-Drenagem da Zona Maputo-Cimento: Enquadramento, caracterização geral de infraestruturas e soluções. Plano Geral de Drenagem de Lisboa 2016-2030 2
Aspetos Introdutórios e Desafios PGDL (2016-2030) e o PDSDGMaputo (ambos estão em fase de conclusão). A importancias das equipas e espirito de equipa. Estes estudos fazem-se em regra em Consórcio de Empresas, integrando varios profissionais. Ambos os projetos foram dirigidos por Engenheiros Civis, Professores do IST. A importancia de saber e de saber transmitir/comunicar (Workshops). Sessão para alunos de 1º ano, mas também para profissionais experientes e versando realidades muito distintas em continentes diferentes. Plano Geral de Drenagem de Lisboa 2016-2030 3
Desafios- Dimensões da Sustentabilidade - E 3 Adaptação ao local Ecologia (Ambiental) Economia E 3 Ética (ou Social) Clima árida Semiárida/temperada Húmida A&R Aglomerado Urbano rural peri-urbano Condição sócioeconómica: Elevado rendimento Rendimento médio Baixo rendimento Plano Director de Saneamento e Drenagem da Área Metropolitana de Maputo
Desafios Principais em Drenagem Urbana (águas residuais e águas pluviais): Saúde Pública Controlo da poluição e contaminação de meios recetores Controlo de inundações (proteção de pessoas e bens) Soluções sustentaveis, se possivel com agregação de valor (Economia circular) Plano Director de Saneamento e Drenagem da Área Metropolitana de Maputo
CICLO DE SEMINÁRIOS DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTE 1ª parte da Sessão-PGDL Aspetos Gerais 6
Plano Geral de Drenagem de Lisboa 2016-2030 7
Os Ativos. Princípios e estratégias de intervenção As infraestruturas enterradas como life lines. A riqueza e complexidade do património enterrado (1450 km de coletores, que valem centenas de milhões de EUR). Valor de reposição-950 milhões EUR. Plano Geral de Drenagem de Lisboa 2016-2030 18 Jun 2012 8
Os Ativos. Envelhecimento e necessidade de renovação. Metabolismo Urbano Analogia entre coletores e artérias: Colesterol e filme biológico/sedimentos;tromboses/colapsos de coletores; ataques de coração/falhas de energia. Exige-se rejuvenescimento reabilitação das infraestruturas e adaptação a novas solicitações (caudais). Plano Geral de Drenagem de Lisboa 2016-2030 18 Jun 2012 9
Soluções Alternativas em Lisboa : A (enfase no reforço de coletores ); B (enfase em reservas) e C (enfase em desvio de caudais) Princípios de intervenção do Plano Enfase na drenagem pluvial (controlo de inundações para servir as pessoas). Minimização de grandes intervenções em meio urbano consolidado. Foco nas intervenções estruturantes de maior benefício/custo (prioritárias). Plano Geral de Drenagem de Lisboa 2016-2030 18 Jun 2012 10
Princípio de combinação de soluções estruturantes com impacto mínimo na superfície (i.e., desvio de caudais-túneis) com soluções descentralizadas complementares (controlo na origem, bacias de amortecimento) e de informação para apoio à gestão inteligente (monitorização e aviso, formação e capacitação). Para planear as soluções deve-se simular a realidade e avaliar como os sistemas se comprovam perante determinados cenários que se vão alterando (populações, ocupação do território.. caudais)..e existem modelos matemáticos para tal. Q = C I A Plano Geral de Drenagem de Lisboa 2016-2030 18 Jun 2012 11
Bacia de Alcântara: Desempenho-Simulação dinâmica Modelação dinâmica: Situação Atual, T=10 anos, Nmaré=1,95m e 1,00m Perfil Longitudinal sem alargamento na secção final do Caneiro Perfil Longitudinal com alargamento na secção final do Caneiro Plano Geral de Drenagem de Lisboa 2016-2030 Caudal máximo do trecho Marítimo do Caneiro: Sem alargamento na descarga A) Maré 1.95m: 85 m 3 /s <140 B) Maré 1m: 125 m 3 /s<140 Com alargamento na descarga A) Maré 1.95m: 92 m 3 /s B) Maré 1m: 132 m 3 /s 12
Caneiro de Alcântara Plano Geral de Drenagem de Lisboa 2016-2030 13
Bacias da Av. Almirante Reis e Av. da Liberdade: Desempenho Modelação dinâmica: Situação Atual, T=10 anos, Nmaré=1,95m Caudais de ponta 25 m 3 /s 10 m 3 /s Perfil Longitudinal Rua São José Plano Geral de Drenagem de Lisboa 2016-2030 14
Modelação dinâmica: Situação Atual, T=10 anos, Nmaré=1,95m Plano Geral de Drenagem de Lisboa 2016-2030 15
Soluções estruturantes analisadas - Soluções A (PGDL 2006-8), B (enfase em reservas) e C (enfase desvio de caudais) Solução B- volumes de reserva na bacia de Alcântara (150 000 m3) Q. ta da Alfarrobeira Sete Rios Praça de Espanha Benfica-Campolide Q. ta José Pinto Plano Geral de Drenagem de Lisboa 2016-2030 16
Solução Recomendada (C): Desvio de caudal TÚNEL CAMPOLIDE STA MARTA- STª APOLÓNIA CICLO DE SEMINÁRIOS DE Monsanto R. Stª Marta Av. Almirante Reis Stª Apolónia Plano Geral de Drenagem de Lisboa 2016-2030 17
Solução: Túnel de desvio de caudal (T > 25 anos) Extensão do túnel 5 km Diâmetro > 5 m Declive médio: 0,5 e 0.7% Capacidade > 130 m³/s Plano Geral de Drenagem de Lisboa 2016-2030 18
Zona da obra de entrada do túnel Zona da obra de saída do túnel Campolide Stª Apolónia Plano Geral de Drenagem de Lisboa 2016-2030 19
Campo Grande - Olaias - Chelas Solução estruturante recomendada: Túnel de desvio Chelas-Beato Túnel entre Chelas e Beato para desvio de caudal e descarga direta no rio (cerca de 1 km) com descraga perto da doca do Poço do Bispo Inicio do túnel Troços em vala aberta Troço em túnel Rede pluvial existente Final do túnel Plano Geral de Drenagem de Lisboa 2016-2030 20
Solução: Túnel Chelas e Beato Perfil longitudinal do túnel Plano Geral de Drenagem de Lisboa 2016-2030 21
Solução estruturante-bacia Q (Avª de Berlim) Nova ligação pluvial ao rio Tejo pela Via Recíproca / Av. Indico / R. Bojador - DN2300 Reforço da capacidade de coletores Av. Infante D. Henrique e Av. Alfredo Bensaúde Plano Geral de Drenagem de Lisboa 2016-2030 22
Síntese de intervenções (PGDL 2008) Bacia A (Algés): Construção de descarregador Controlo na origem - trincheira de infiltração a construir no sopé de Monsanto Bacia B (Jerónimos): Construção de descarregadores Bacia C (Ajuda): Construção de descarregadores Substituição da rede envelhecida Beneficiação de descarga, no rio Tejo Bacia D (Cordoaria): Reabilitação e substituição de rede Construção de descarregadores Construção de uma bacia de infiltração/retenção a céu aberto (Monsanto, UTL) Plano Geral de Drenagem de Lisboa 2016-2030 23
Síntese de intervenções Bacia F (Estrela e Av. Inf. Santo): Reabilitação de rede Câmaras de controlo de caudal e sistemas associados Bacia G (Lapa): Reabilitação da rede Câmaras de controlo de caudal e sistemas associados Bacia I (R. do Alecrim Cais do Sodré): Reabilitação da rede Câmaras de controlo de caudal e sistemas associados Bacia M1 (Alfama): Substituição de rede Reabilitação da rede de drenagem Etc,..Etc Plano Geral de Drenagem de Lisboa 2016-2030 24
10 intervenções estruturantes e complementares 1. Túnel Monsanto-Sta Marta-Sta Apolónia 2. Túnel de Chelas-Beato 3. Reforço do coletor da Bacia Av. de Berlim (zona da Expo) 4. Bacias de retenção a céu aberto (i.e., Alto da Ajuda e Ameixoeira) 5. Reabilitação/reforço de coletores de redes primárias e secundárias (ex. coletores das margens do Caneiro de Alcântara, da Av. de Berna, do Museu do Traje) 6. Reabilitação do trecho final do Caneiro de Alcântara 7. Redução de perdas de carga localizadas (Ex: câmara da Rua de S. José/R. Telhal ou câmara junto do Hotel Mundial) 8. Reabilitação e controlo de caudais em descarregadores (ex. D16, D17, D8.1...) 9. Captação de escoamento de superfície (sarjetas de passeio e sumidouros) 10. Soluções de controlo na origem (retenção-infiltração) Plano Geral de Drenagem de Lisboa 2016-2030 25
Ações adicionais complementares para a cidade do futuro ( Smart City ) Atualização de cadastro e inspeção CCTV Sistema de monitorização e aviso (sensores em seções estratégicas para medição de alturas e velocidades de escoamento e transmissão de dados para atuação e aviso) Formação e capacitação para otimização da gestão de ativos Intervenções de deslocalização de estruturas Plano Geral de Drenagem de Lisboa 2016-2030 26
Investimentos Intervenção Custo Custo (k ) (k ) 2016-2020 2021-2030 Desvio de caudais entre bacias (tuneis) 57 000 57 000 0 Bacia de amortecimento 494 130 364 Reforço e reabilitação de coletores e redes secundárias 68 491 20 064 48 877 Separação e controlo de caudais 8 406 3 212 5 194 Minimização de perdas de carga localizadas 2 000 1 000 1 000 Controlo na origem 1 583 83 1 500 Levantamento de cadastro e inspeção 14 000 7 000 7 000 Sistema de monitorização e aviso 2 400 900 1 500 Capacitação e gestão de ativos 1000 500 500 Outras intervenções 13 350 7 100 6 250 Captação de escoamento de superfície 6 000 1 500 4 500 Relocalização de estruturas/soluções urbanísticas 1 000 300 700 Beneficiação da descarga no rio Tejo 1350 300 1050 Beneficiação do troço marítimo do Can. de Alcântara 5000 5000 0 TOTAL 169 174 97 354 71 821 Plano Geral de Drenagem de Lisboa 2016-2030 27
2ª PARTE - PLANO DIRECTOR DE SANEAMENTO E DRENAGEM DA ÁREA METROPOLITANA DO GRANDE MAPUTO SOLUÇÕES DOS SISTEMAS DE DRENAGEM PLUVIAL DE MAPUTO CIMENTO: ASPETOS GERAIS Plano Director de Saneamento e Drenagem da Área Metropolitana de Maputo 28
1 ENQUADRAMENTO Plano Director de Saneamento e Drenagem da Área Metropolitana de Maputo 29
Sistemas de drenagem 10 6 8 5 11 9 1 a 4 12 7 Plano Director de Saneamento e Drenagem da Área Metropolitana de Maputo 30
Enquadramento Geral 7 SISTEMAS DE DRENAGEM PRINCIPAIS: 1 a 4 - CIDADE DE MAPUTO SUL ZONA COSTEIRA / RIO INFULENE 5 - MAPUTO E MARRACUENE RIO INFULENE 6 - MAPUTO E MARRACUENE ZONA COSTEIRA / RIO INCOMATI 7 - KATEMBE RIO TEMBE/ ZONA COSTEIRA 5 6 1 a 4 7 Plano Director de Saneamento e Drenagem da Área Metropolitana de Maputo 31
SISTEMAS DA MAPUTO E MARRACUENE PRESSÕES URBANÍSTICAS INTENSIFICAÇÃO DA OCUPAÇÃO URBANA Aumento da área impermabilizada Sistema Descrição Área (km²) Dens. Pop. 2007 (hab/km 2 ) Dens. Pop. Ano HP (hab/km 2 ) Distritos 1 a 4 Bacias de Maputo (zona urbana consolidada) 36 12 041 13 218 Maputo 5 6 5 Bacias de Maputo e Marracuene que drenam para o rio Infulene 90 3 757 7 327 Maputo / Marracuene 1 a 4 6 Bacias de Maputo e Marracuene que drenam para o rio Incomati ou costa 214 1 684 3 526 Maputo / Marracuene 7 7 Bacias de KaTembe 156 119 2 327 Maputo Zona de cimento (1 e 2) tem cerca de 10% da população 100 000 hab Plano Director de Saneamento e Drenagem da Área Metropolitana de Maputo 32
Relação entre objectivos e tipo de serviço e infraestruturas Saúde Pública Serviço de gestão de lamas fecais Protecção de pessoas e bens Controlo de inundações Protecção do ambiente Valorização de recursos Reutilização de efluentes e aproveitamento de lamas Tratamento de efluentes Plano Director de Saneamento e Drenagem da Área Metropolitana de Maputo
Objetivos e enquadramento Quadro institucional Valorização de recursos Sustentabilidade económica Saúde Pública Protecção de bens e pessoas Protecção do ambiente Quadro legislativo Plano Director de Saneamento e Drenagem da Área Metropolitana de Maputo
Caracterização Geral das Infraestruturas NÍVEIS DE SERVIÇO AO NÍVEL DO BAIRRO Laulane 4% 0% Mahotas 4% 0% Legenda dos gráficos 11% 22% 18% 21% 63% 57% Chamanculo C 0% 4% 0% Maxaquene A 0% 0% 1% 29% 46% 20% 41% Legenda do mapa 21% 38% Retrete com ligação à rede de esgotos Retrete com ligação à fossa séptica Latrina de descarga Latrina melhorada Plano Director de Saneamento e Drenagem da Área Metropolitana de Maputo
Diagnóstico - Caracterização Geral das Infraestruturas DIFICULDADES EM DRENAGEM E SANEAMENTO Carência de recursos para exploração preventiva (em vez de reactiva); Grande parte do efluente descarrega diretamente no meio receptor (Zona 1 e parte da Zona 2) (contaminação do meio receptor); Grande parte da região não dispõe de rede de colectores, mas sim de fossas e latrinas, resultando na necessidade de serviços de gestão de lamas fecais, incluindo tratamento e destino final adequados; Plano Director de Saneamento e Drenagem da Área Metropolitana de Maputo
2 DIAGNÓSTICO GERAL E PROPOSTA DE SOLUÇÕES Plano Director de Saneamento e Drenagem da Área Metropolitana de Maputo 37
Caracterização Geral das Infraestruturas SISTEMAS E BACIAS DE DRENAGEM (MAPUTO SUL) Cerca de 23 bacias principais, com áreas e ocupações muito diversas, a drenar para a baia ou para o rio Infulene. Áreas de 5 a 400 ha, e caudais variáveis de 1 a 70 m 3 /s. Plano Director de Saneamento e Drenagem da Área Metropolitana de Maputo
Diagnóstico Trabalho de Campo LEVANTAMENTOS Câmaras de visita: diâmetros de colectores, cotas de soleira, cotas de terreno, estado de conservação Valas de drenagem: Secção e soleira Descargas para o Estuário: diâmetro e cota de soleira. Plano Director de Saneamento e Drenagem da Área Metropolitana de Maputo
Análise e Diagnóstico dos Sistemas de Saneamento RESULTADO DA INSPECÇÃO ATRAVÉS DE CCTV (CLOSED-CIRCUIT TELEVISION) AO INTERCEPTOR EXISTENTE NA AV. JOAQUIM CHISSANO Funcionamento da infra-estrutura a meia secção (entupimentos). Existência de ligações indevidas e ocorrência de infiltração relevante de águas freáticas. Necessidade de reabilitação ou substituição Plano Director de Saneamento e Drenagem da Área Metropolitana de Maputo
Drenagem Pluvial Identificação de Soluções TIPOLOGIA DE MEDIDAS PROPOSTAS Medidas estruturais: Implantação de sistemas de canais de drenagem, valas ou colectores; Bacias de retenção e/ou amortecimento (reassentamentos); Limpeza e manutenção das infra-estruturas de drenagem. Medidas não estruturais: Planeamento urbano: protecção do uso de áreas alagáveis; Deslocação de famílias residentes junto às bacias; Sensibilização para não utilização das infra-estruturas de drenagem como depósito de resíduos. Plano Director de Saneamento e Drenagem da Área Metropolitana de Maputo 41
Soluções Propostas Soluções de Controlo na Origem (source control) Câmaras drenantes ou poços absorventes Trincheiras de infiltração Pavimentos reservatório e pavimentos porosos Bacias de retenção Plano Director de Saneamento e Drenagem da Área Metropolitana de Maputo 42
Drenagem Pluvial Identificação de Soluções LINHAS ORIENTADORAS PARA AS SOLUÇÕES PROPOSTAS ZONAS PROBLEMÁTICAS DEPRESSÕES A) RESERVA DA ZONA APROVEITAMENTO PARA BACIA DE AMORTECIMENTO/INFILTRAÇÃO DE CAUDAIS B) INTERVENÇÃO DRENAGEM PLUVIAL DESVIO DOS CAUDAIS AFLUENTES À DEPRESSÃO E DRENAGEM PARA JUSANTE Plano Director de Saneamento e Drenagem da Área Metropolitana de Maputo 43
Modelação em SWMM (Storm Water Management Model) VALA Principal Vala A (AV. JOAQUIM CHISSANO) Grande capacidade de transporte e de reserva Plano Director de Saneamento e Drenagem da Área Metropolitana de Maputo 44
Modelação em SWMM (Storm Water Management Model) VALA A (AV. JOAQUIM CHISSANO) MODELAÇÃO DINÂMICA (SWMM) Caudais de ponta 70 m 3 /s 50 m 3 /s Período de retorno de 50 anos. Plano Director de Saneamento e Drenagem da Área Metropolitana de Maputo 45
Modelação em SWMM (Storm Water Management Model) VALA A (AV. JOAQUIM CHISSANO) MODELAÇÃO DINÂMICA (SWMM) Capacidade de transporte da Vala A para um período de retorno de retorno igual a 50 anos. Plano Director de Saneamento e Drenagem da Área Metropolitana de Maputo 46
Soluções Propostas Sistemas 1 e 2 ZONA BAIXA DA CIDADE DE MAPUTO INTERVENÇÕES PROPOSTAS: Limpeza periódica dos trechos de zona baixa Instalação de quatro colectores pluviais sob pressão, para a zona alta Eventual construção de reservas subterrâneas no jardim Tonduro Avaliação do desempenho hidráulico (Fase 1) para T=5 anos. Plano Director de Saneamento e Drenagem da Área Metropolitana de Maputo 47
PROPOSTAS PARA O SISTEMA DE DRENAGEM DE ÁGUAS PLUVIAIS 4 colectores sob pressão (desvio): Av. Albert Lithuli (CP3), Guerra Popular (CP2), Karl Marx (CP1) e Vladimir Lenine (CP3). (reforço) Câmara com poço de grossos Plano Director de Saneamento e Drenagem da Área Metropolitana de Maputo 48
PROPOSTAS PARA O SISTEMA DE DRENAGEM DE ÁGUAS PLUVIAIS CP1 (exemplo) Dimensionamento, andamento da linha de energia e perfil longitudinal Conduta Sub-bacias contribuintes Área C L v t c I Q p D j [ - ] [ - ] [ha] [ - ] [m] [m/s] [min] [l/(ha.s)] [l/s] [mm] [m/m] CP1 F6.1; F5.01-F5.12 40.32 0.56 927 3.68 31 371.03 4.2 1200 0.0105 CP2 F7.01-F7.10 49.09 0.56 911 3.32 31 373.82 5.1 1400 0.0070 CP3 F9.01-F9.07; F8.01-F8.04 67.31 0.57 999 4.19 23 442.10 8.4 1600 0.0093 CP4 F4.1-F4.7 36.80 0.63 896 4.85 21 471.74 5.5 1200 0.0183 Plano Director de Saneamento e Drenagem da Área Metropolitana de Maputo 49
Soluções Propostas Sistemas 1 a 3 RESERVA NO PARQUE DO TONDURO Localização Planta Volume total estimado = 30 000 m³ A (reservatório enterrado) B Corte AB A B m 5 Plano Director de Saneamento e Drenagem da Área Metropolitana de Maputo 50
3 ESTIMATIVA DE CUSTOS Plano Director de Saneamento e Drenagem da Área Metropolitana de Maputo 51
Drenagem Pluvial Obras Prioritárias 2016-2020 Sistema 1 a 3: Colectores pluviais sob pressão Sistema 4: Vala principal Sistema 5: Bairro do Hulene Obras com projecto (TPF e Studio FAC) Julio Nyerere Sistema 6: Obras com projecto (TPF e Studio FAC) Julio Nyerere Sistema 7: Nada previsto FASE Custos totais (M USD) Fase 1 (2016-2020) 91 Fase 2 139 Fase 3 90 Total 320 Custos totais - Obras Prioritárias 2016-2020 Drenagem de águas residuais = 67,5 M USD Drenagem de águas pluviais = 91,0 M USD TOTAL =158,5 M USD Plano Director de Saneamento e Drenagem da Área Metropolitana de Maputo 52
SINTESE CONCLUSIVA Desafios análogos nos varios locais (saude pública, proteção do ambiente e de pessoas e bens, e sustentabilidade dos ativos), embora em zonas com graus de desenvolvimento muito diversos. Soluções de engenharia distintas, mas seguindo principios identicos (reforço, reserva ou desvio) Necessidade do conhecimento e informação para valorizar o património (gerir melhor) e tomar as melhores decisões. Relevancia para os serviços, de património muito antigo (coletores e valas) (com mais de 60-80 anos); Plano Director de Saneamento e Drenagem da Área Metropolitana de Maputo
Fim da Apresentação- Muito Obrigado José Saldanha Matos Plano Director de Saneamento e Drenagem da Área Metropolitana de Maputo 54