PROJECTO DE ABASTECIMENTO DE AGUA A VILA DE NHACOLO.pdf

8/19/2019 PROJECTO DE ABASTECIMENTO DE AGUA A VILA DE NHACOLO.pdf

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FACULDADE DE ENGENHARIA

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Curso de Licenciatura em Engenharia Civil, 4o ano

Disciplina de Abastecimento de Água

PROJECTO DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA ÀVILA DE NHACOLO

(Distrito de Tambara, província de Manica)

CIDADE DE MAPUTO, MARÇO DE 2016

Autor:

Meque, Ericson Mantrujar

Corpo Docente:

Eng o. Nelson Matsinhe

Eng o. Dipac


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Sistema de Abastecimento de Água da Vila de Nhacolo, Distrito de Tambara, Província de Manica

1Abastecimento de Água – Grupo 3

Índice1. Introdução .......................................................................................................................... 2

2. Objectivos .......................................................................................................................... 3

2.1. Objectivo Geral ........................................................................................................... 3

2.2. Objectivos Específicos ................................................................................................ 3

3. Metodologia ....................................................................................................................... 4

4. Breve Descrição do Distrito de Tambara ........................................................................... 5

4.1. Localização.................................................................................................................. 5

4.2. Clima ........................................................................................................................... 5

4.3. Relevo.......................................................................................................................... 5

4.4. Recursos Hídricos ....................................................................................................... 5

4.5. Infra-Estruturas............................................................................................................ 6

4.6. Economia e Serviços ................................................................................................... 6

4.7. Descrição do Sistema de Abastecimento de Água existente na Vila Sede de Nhacolo 6

5. Terminologia Base do Sistema de Abastecimento de Água (SAA) .................................. 8

6. Memória de cálculo.......................................................................................................... 10

6.1. Demanda de água ...................................................................................................... 10

6.1.1. Determinação da taxa de crescimento da vila de Nhacolo ................................ 10 6.1.3. Estimativa das percentagens da distribuição de água ........................................ 13

7. Observações e Conclusão ................................................................................................ 18

8. Anexos ............................................................................................................................. 19


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1. Introdução

A água é um recurso natural indispensável a vida no planeta Terra, pois possui um valoreconómico, ambiental e social fundamental à sobrevivência do Homem e dos ecossistemas. Avida dos homens e das comunidades está ligada à utilização da água para a satisfação das suasnecessidades. Para tal, é necessário levar em consideração certos factores relativos à formacomo a água chega e é distribuída aos utentes, assim como a qualidade da mesma, este é o

papel dos sistemas de abastecimento de água.

Desde a independência, medidas têm sido desenvolvidas pelo Governo de Moçambique, nomelhoramento dos Sistemas de Abastecimento de Água, em particular nas zonas urbanas dasCidades/Vilas. É neste contexto que o Ministério das Obras Públicas, Habitação e RecursosHídricos (MOPHRH), através do Memorando de Entendimento entre a AIAS (Administraçãode Infra-estruturas de Água e Saneamento e a Agência de Desenvolvimento do Vale doZambeze (AdZ) pretende contratar Serviços de Consultoria para a realização do Estudo de

Viabilidade e Elaboração do Projecto Exeutivo para Reabilitação e Expansão do Sistema deAbastecimento de Água (SAA) da Vila de Nhacolo, Distrito de Tambara na Província deManica.

Um dos principais critérios para projectar um sistema de abastecimento de água é oconhecimento da necessidade em água para a comunidade a abastecer. A 1ª fase do projecto (odocumento em mãos) constitui na determinação desta necessidade em água (demanda) para aVila de Nhacolo.


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2. Objectivos

2.1. Objectivo GeralRealizar um estudo de viabilidade e elaboração do projecto executivo do sistema de

abastecimento de água da vila Sede de Tambara na Província de Manica, num horizonte de 20anos contados a partir da data de entrada de funcionamento do sistema.

2.2. Objectivos Específicos

Determinar a demanda para o abastecimento de água à vila de Nhacolo para umhorizonte de 20 anos.

Determinar os caudais de dimensionamento.


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3. Metodologia

Recolha de dados relativos à população da Vila de Nhacolo (Distrito de Tambara)através dos censos populacionais de 1997 e 2007 e projecções, fornecidos pelo INE(Instituto Nacional de Estatística);

Consulta do manual referente à cadeira de Abastecimento de Água; Consulta à internet; Discussão entre os membros do grupo.


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4. Breve Descrição do Distrito de Tambara

4.1. Localização

O Distrito de Tambara situa-se a norte da Província de Manica, com sede na Vila de Nhacolo,tem como limites geográficos, a norte o Rio Zambeze que separa da Província de Tete (osdistritos de Mutarara e Moatize da Província de Tete), a noroeste e a oeste com o Distrito deGuro, a sul com o distrito de Macossa, ambos na Província de Manica, e a leste com o Distritode Chemba na Província de Sofala. De acordo com o censo de 1997, o Distrito tinha 31.471habitantes e ocupa uma superfície de 4 316 km2.

A Vila Sede do Distrito de Tambara localiza-se há 366 km da Cidade de Chimoio, capital daProvíncia de Manica.

A Vila de Nhacolo possui 15 bairros, apresenta características urbanas, semi-urbanas, e rurais,e disto, o território da vila está dividido administrativamente em três zonas, designadamenteurbana, zona periurbana, e zona rural.

O mapa da localização do Distrito de Tambara segue-se em Anexo I.

4.2. Clima

A região é dominada por um clima seco, do tipo estepe com o inverno seco.

As precipitações médias anuais variam de 500mm a 800mm, concentrando-se no período que

vai de Novembro a Março do ano seguinte. A evapotranspiração potencial, em média, está naordem de 1200mm a 1400mm. A temperatura média anual é de 26.5ºC, sendo a máxima de32.5ºC e a mínima de 20ºC. A elevada temperatura nesta região agrava consideravelmente asituação de fraca precipitação provocando deficiências de água para o crescimento de plantase animais.

4.3. Relevo

No geral, as terras de Nhacolo situam-se nas regiões semi-áridas adjacentes ao Vale do

Zambeze, com terrenos fortemente ondulados. É dominado por solos residuais derivados namaioria de rochas metamórficas e eruptivas do soco pré-câmbrio, em particular, do complexognaisso-granítico de Moçambique. Ocorrem solos aluvionares e hidromórficos ao longo daslinhas naturais de drenagem associados aos dambos.

4.4.

Recursos Hídricos

O distrito não possui qualquer outro potencial hídrico, para além do Rio Zambeze, de corrente permanente e de grande caudal a passar a norte da Vila.


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4.5. Infra-Estruturas

O Distrito de Tambara é atravessado pela estrada Regional 405, que liga a sede de Nhacolo aocorredor Manica-Tete, na área de Calingamusse. Para além desta estrada, o distrito é servido

por oito vias terciárias, numa extensão rodoviária de quase 300km.

A infra-estrutura de telecomunicações inclui comunicações via rádio, sendo distrito servido poruma estação de correios. O rio e os furos são as fontes de água mais utilizadas. Existemcomunidades que têm de percorrer até 1km até a fonte de água mais próxima.

De acordo com os dados do censo de 1997, a cobertura de energia eléctrica neste distrito équase nula.

O distrito possui 27 escolas, 38 centros de alfabetização e está servido por 4 unidades sanitárias.

4.6.

Economia e Serviços

De um modo geral, a agricultura é praticada manualmente em pequenas explorações familiaresem regime de consociação de culturas, com base em variedades locais. Este distrito é poucoapto para a prática de cultura irrigada.

O fomento pecuário no distrito tem sido fraco, devido à doenças e falta de fundos e de serviçosde extensão.

A caça e pesca são também recursos de que o distrito dispõe para o enriquecimento da dietadas famílias.

O comércio, a pequena indústria local (carpintaria, artesanato) e a pesca artesanal surgem comoalternativa a actividade agrícola, ou prolongamento da sua actividade.

Todas as 11 lojas existentes no distrito encontram-se inoperacionais, funcionando apenas 4operações de distribuição de farinha de milho.

4.7. Descrição do Sistema de Abastecimento de Água existente na Vila

Sede de Nhacolo

A vila dispunha de um sistema de abastecimento que remonta do tempo colonial composto poruma captação superficial (poço filtrante nas margens do rio Zambeze), conduta adutora, estaçãoelevatória, dois reservatórios, um enterrado e um elevado e rede de distribuição. O sistema eraalimentado por um grupo gerador. O sistema de abastecimento de água está inoperacional, oaceso a água para o consumo humano na vila sede, é assegurado pelos mini-sistemas deabastecimento de água existente (na residência oficial do Administrador e no Hospital)complementado por fontes dispersas equipadas por bombas manuais.


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A principal fonte de água bruta é o Rio Zambeze, que se localiza a cerca de 2.5km da vila sede.A vila conta com 13 furos equipados com bombas manuais, 4 dos quais inoperacionais e poçoscom fonte alternativa onde a população recorre à captação de água.

Não existe nenhuma rede de distribuição, mas sim 3 fontanários inoperacionais.


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5. Terminologia Base do Sistema de Abastecimento de Água(SAA)

Para a melhor compreensão e interpretação do projecto, são apresentados a seguir alguns

conceitos teóricos básicos que constituem o Sistema de Abastecimento de Água: Necessidade de Água

É a quantidade de água que se precisaria dispor para que os habitantes de um determinadoaglomerado usufruíssem dela sem quaisquer restrições de ordem quantitativa.

O correspondente consumo em água nessa comunidade é aquela quantidade de água queefectivamente é produzida e consumida pelos utentes do sistema.

Consumo Doméstico

Compreende a água utilizada ara beber, cozinhar, para higiene pessoal e evacuação de digestos, para climatização das habitações, lavagem de roupas, rega de jardins e quintais e enchimentode piscinas privadas. A água deve ter uma qualidade muito boa e não conter quaisquerelementos prejudiciais a saúde humana.

= ∑çã ∗ çã Consumo Público/Comercial

Compreende o consumo de água em serviços públicos, como sejam hospitais, restaurantes,locais de espectáculos, lojas, regadios de jardins públicos, lavagem de ruas e extinção de

incêndios. A qualidade necessária nesses casos varia com a utilização, mas como este consumonormalmente é reduzido face ao consumo doméstico, geralmente é satisfeito pela rede deabastecimento doméstico.

/ = ∑çã í ∗ Consumo Industrial

Quantidade de água destinada à utilização de unidades industriais, caracterizando-se poraleatoriedade nas solicitações.

= ∑çã ∗ çã Perdas

As perdas de água são na prática estimadas através de diferença existente entre o consumofacturado e o volume de água produzido. O volume de perdas depende dos processos no sistemade abastecimento de água (perdas no tratamento), do estado de conservação dos sistemas deadução e distribuição (fugas de água normalmente ligadas em ligações, válvulas, contadores,torneiras estragadas, etc), da eficiência dos sistemas de facturação e cobrança e do nível decontrolo efectuado na rede de distribuição (controle sobre ligações clandestinas).

= ∗


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Capitação

Volume de água que é atribuído a um indivíduo ou actividade, por dia.

Horizonte de Projecto Período utilizado no dimensionamento dos sistemas tendo em atenção factores técnico-económicos, financeiros e sociais tais como o período de vida útil das instalações eequipamentos, o ritmo de crescimento urbano e a facilidade de ampliação dos sistemas.

Sistema de Abastecimento de Água (SAA)

Conjunto de órgãos e acessórios (captação, rede de adução, estações de tratamento, redes dedistribuição e instalações complementares, como reservatórios e sistemas elevatórios),

destinado à distribuição de água para satisfação de consumo doméstico, comercial, industrial, público, e outros.

Factor de Ponta Mensal (fp1)

É a razão entre o consumo do mês com maior consumo pelo consumo médio anual nesse sectorda cidade ou comunidade.

= Factor de Ponta Diário (fp2)

É a razão entre o consumo no dia de maior consumo e o consumo médio semanal.

= á

Factor de Ponta Horário (fp3) É a razão entre o consumo a máxima hora do dia pelo consumo médio ao longo de um dia.

= ℎáá


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6. Memória de cálculo

6.1.

Demanda de água

6.1.1. Determinação da taxa de crescimento da vila de NhacoloDevido à insuficiência de dados para estimar a taxa de crescimento populacional da vila,irá analisar-se a taxa de crescimento populacional do Distrito de Tambara através de dadosfornecidos pelo Instituto Nacional de Estatística (INE).

Com a análise dos dados das projeções da população do distrito pode constatar-se que temo crescimento aritmético, dai que se assume o mesmo para determinação da população

presente e futura da vila.

Tabela 1: Projeção da população do distrito de Tambara

Ano População2007 425812008 439152009 467212010 48195

2011 497162012 512682013 528342014 528342015 54416

2016 560132017 576242027 740402037 901942040 95497

Fonte: INE


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Gráfico 1: correlação do crescimento da população

Tabela 2: população do distrito de Tambara

Ano População

1997 314712007 41775

∝= − ∆ ∗ 1

= (41775 −31471

10 ) ∗ 1

31471 ∗ 100% = 3.27% A taxa de crescimento do Distrito de Tambara é de 3.27%.

A taxa de crescimento média de Moçambique é de 2.4%, de acordo com o INE.

Visto que não existe um desvio significativo entre a taxa de crescimento do distrito e a taxade crescimento do país, assume-se:

= = 3.27%

y = 1581,5x - 3E+06

R² = 0,9981

42580

52580

62580

72580

82580

92580

2007 2017 2027 2037

P O P U L A Ç Ã O

ANOS

CRESCIMENTO DA POPULAÇÃO

Populacao

Linear (Populacao)


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6.1.2. Determinação da População Presente, Intermédia e Futura da Vila Sede deNhacolo

O gráfico 1 mostra que o crescimento populacional da vila de Nhacolo segue o métodoaritmético que é baseado na hipótese no crescimento populacional linear. O método

aritmético é expresso por:

= ∗ 1 + ∗ ∆ 6 1 2 1 População Presente

Os dados fornecidos pelo INE referente à população da Vila de Nhacolo, através de censohabitacional de 1997, tem-se que a população naquele ano era de 17636 habitantes. Através dataxa de crescimento acima calculada, é possível estimar a população presente.

2020 = 1997 ∗ 1 + ∗

2020 = 17636 ∗ 1+0.0327∗232020 = 30901 ℎ

6 1 2 2 População Intermédia

Tendo em conta o ano de horizonte 2040, o ano intermédio será 2030, assim sendo, estima-seque a população nesse ano será:

2030 = 1997 ∗ 1 + ∗

2030 = 17636 ∗ 1+0.0327∗332030 = 36668 ℎ6 1 2 3 População Futura

O ano horizonte é 2040, portanto:

2040 = 1997 ∗ 1 + ∗ 2040 = 17636 ∗ 1+0.0327∗43

2040 = 42434 ℎ

A estimativa foi feita para os seguintes anos: 2020, 2030 e 2040, conforme a tabela abaixo:

Tabela 3: Estimativa da população.

População presente1 (Ano 2020)

População intermédia(Ano 2030)

População futura(Ano 2040)

30901 hab. 36668 hab. 42434 hab.

1 Considera-se 2020, como ano presente visto que o horizonte de SAA é de 20 anos contados a partir da data de entrada em

funcionamento do sistema. O período compreendido entre 2016 e 2020 é dedicado a: a elaboração do projeto executivo; buscade financiamento ao governo e outros parceiros; Regularização dos processos burocráticos para implementação do projeto;execução do projeto e entrega.


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6.1.3. Estimativa das percentagens da distribuição de águaDe acordo com o portal do governo 2005 do distrito de Tambara, a distribuição de habitaçõessegundo a fonte de abastecimento de água, tem-se o seguinte gráfico:

Fonte: I nstituto Nacional de Estatística, dados do censo de 1997

Com o surgimento de novos bairros no quadro do reassentamento das famílias deslocadasna sequência das cheias de 2000, a edificação de infraestruturas públicas e de numerosascasas para funcionários públicos, e ainda a construção de edifícios para escritórios paravários serviços são alguns indicadores do crescimento socioeconómico da vila de Nhacolo.Com base nestes dados e considerando que a água constitui um Bem Social, pôde-se estimaras percentagens da distribuição de água conforme mostra a tabela abaixo:

Tabela 4: Estimativa das percentagens da distribuição de água em função do tempo

Presente Intermédio Futuro Capitação2020 2030 2040

Ligação domiciliar 25% 35% 35% 125L/P/d

Ligação Porta do Quintal 35% 50% 50% 50L/P/d

Fontanária 20% 10% 10% 30 L/p/d

Outros 20% 5% 5%--------------

-

0% 0% 1%

70%

29%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

ligacaodomiciliaria

ligacao portaquintal

Fontanario Poco/ Furos Rios ou lago


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6.1.4. Cálculo de caudala) Presente 2020

Caudal doméstico ()

= % × + % × + % × = 125 × 30901 × 0.25 + 50 × 30901 × 0.35 + 30 × 30901 × 0.2 = 1691829.75 ⁄ = 0.02 ⁄

Caudal útil () = + + /

A vila de Nhacolo é predominantemente rural, onde comércio, a pequena indústria local(carpintaria, artesanato, processamento de produtos agrícolas, etc) e a pesca artesanal surgemcomo alternativa a actividade agrícola. Com base nestes dados assumiu-se as seguintes

percentagens para o caudal industrial e público comercial, 5% e 10% do caudal doméstico,respectivamente.

= 1691829.75 + 0.05 × 1691829.75 + 0.1 × 169182.75 = 1945604.21 ⁄ = 0.023 ⁄

Perdas ()Assumindo que as perdas representam 10% do caudal útil tem-se:

= 10% × = 0.0023 ⁄

Demanda total () = + = 0.0253 ⁄

Factores de ponta: O factor de ponta três (3) foi determinado de acordo com Regulamentodos Sistemas Públicos de Distribuição de Água e de Drenagem de Águas Residuais,considerando que o abastecimento se processa em regime contínuo.

Devido a insuficiência de dados que permitem estabelecer os caudais de ponta mensal e e diárioe caudais médios anual e semanal, foram assumidos os seguintes valores.

= 1.1; = 1.2 = 2 + 70

= 2 + 70

√ 30901 = 2.39


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Caudal de dimensionamento () Captação, Adução, Estacão Elevatória, Reservatório,

= × × = 0.034 ⁄ Rede de distribuição

= × × × = 0.08 ⁄

b) Intermédio 2030

Caudal doméstico () = % × + % × + % ×

= 125 × 36668 × 0.35 + 50 × 36668 × 0.5 + 30 × 36668 × 0.1

= 2630929 ⁄ = 0.03 ⁄ Caudal útil ()

= + + / = 2630925 + 0.1 × 2630925 + 0.15 × 2630925 = 3288661.25 ⁄

= 0.038 ⁄


= 10% × = 0.0038 ⁄

Demanda total () = + = 0.042 ⁄

Factores de ponta:

Assumiu-se

= 1.1; = 1.2

= 2 +

70

= 2 +

70

√ 36668 = 2.37


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= × × × = 0.13 ⁄

c) Futuro 2040

Caudal doméstico () = % × + % × + % ×

= 125 × 42434 × 0.35 + 50 × 42434 × 0.5 + 30 × 42434 × 0.1 = 3044639.5 ⁄ = 0.035 ⁄ Caudal útil ()

= + + / = 3044639.5 + 0.1 × 3044639.5 + 0.15 × 3044639.5 = 3805799.38 ⁄

= 0.044

⁄


= 10% × = 0.0044 ⁄

Demanda total (

)

= + = 0.05 ⁄ Factores de ponta:

= 1.1; = 1.2 = 2 + 70 = 2 +

70√ 42434 = 2.34


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= × × × = 0.15 ⁄

Tabela 5. Resumo dos Caudais

Presente Intermédia FuturoPopulação 30 901 36 668 42 434

(l/dia) (m3/s) (l/dia) (m3/s) (l/dia) (m3/s)

QD 1691829.75 0.020 2630929 0.030 3044639.5 0.035Qutil 1945604.21 0.023 3288661.25 0.038 3805799.38 0.044Qdim1 0.034 0.055 0.066Qdim2 0.080 0.130 0.150


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7. Observações e Conclusão

Uma vez que não foi possível ir ao local de implantação do sistema de abastecimento de água,assumiu-se um plano de desenvolvimento da Vila de Nhacolo para estimar as percentagensreferentes ao tipo de ligação para distribuição de água.

O censo populacional de 2007 da Província de Manica não apresenta o número de habitantesda Vila de Nhacolo do referido ano, portanto assumiu-se a taxa de crescimento do Distrito deTambara igual a taxa de crescimento da vila.


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8. Anexos

Anexo I – Mapa de localização do Distrito de Tambara na Província de Manica


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Anexo I

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