MINISTÉRIO DA ENERGIA E ÁGUAS DIRECÇAO NACIONAL DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA E SANEAMENTO
REABILITAÇÃO E EXPANSÃO DO SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA DA CIDADE DA KIBALA – OBRAS DA 1ª FASE
ANTE PROJECTO DE ENGENHARIA NOTA TÉCNICA
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ÍNDICE GERAL 1INTRODUÇÃO...................................................................................................................................................7 1.1OBJECTIVOS..................................................................................................................................................................... 7
2DEMOGRAFIA, CONSUMOS E SITUAÇÃO ACTUAL DOS SISTEMAS........................................................8 2.1ESTUDO DA EVOLUÇÃO POPULACIONAL E DOS CONSUMOS E CAUDAIS.................................................................................8 2.1.1PREVISÕES DA POPULAÇÃO........................................................................................................................................... 9 2.1.2PREVISÕES DOS CONSUMOS E CAUDAIS....................................................................................................................... 10 2.2VISITAS DE RECONHECIMENTO DOS LOCAIS E DIAGNÓSTICO DAS INFRA-ESTRUTURAS EXISTENTES...................................13 2.2.1SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA........................................................................................................................ 13 2.3CAUDAIS MÁXIMOS DE CAPTAÇÃO................................................................................................................................... 17
3IDENTIFICAÇÃO E ANÁLISE DE VARIANTES – PLANO EMERGENCIAL.................................................18 3.1DEFINIÇÃO DE SOLUÇÕES............................................................................................................................................... 18 3.1.1ABASTECIMENTO DE ÁGUA POTÁVEL............................................................................................................................. 18 3.2PRÉ-DIMENSIONAMENTO DAS INFRA-ESTRUTURAS........................................................................................................... 20 3.2.1CAPTAÇÃO.................................................................................................................................................................. 20 3.2.2ETA............................................................................................................................................................................ 21 3.2.3RESERVATÓRIOS.......................................................................................................................................................... 22 3.2.4ADUTORAS PARA ABASTECIMENTO DE ÁGUA................................................................................................................. 22 3.3PLANTAS DE LOCALIZAÇÃO DAS INFRA-ESTRUTURAS DEFINIDAS NO PLANO EMERGENCIAL...............................................24
4ESTIMATIVA DE CUSTOS DAS OBRAS.......................................................................................................24 4.1ESTIMATIVA DE CUSTO DO PRIMEIRO INVESTIMENTO........................................................................................................ 24
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ÍNDICE DE QUADROS QUADRO 1 – POPULAÇÃO RESIDENTE E FLUTUANTE DE KIBALA...........................................................9 QUADRO 2 – PARÂMETROS DE CÁLCULO DOS CAUDAIS DE PROJECTO.............................................11 QUADRO 3 – OCUPAÇÃO HOTELEIRA EM KIBALA....................................................................................12 QUADRO 4 – CAUDAIS DE DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE KIBALA EM 2009.............................13 QUADRO 5 – PARÂMETROS DE CÁLCULO DO VOLUME DE ARMAZENAMENTO NA ALBUFEIRA DO RIO TOBO..............................................................................................................................................17 QUADRO 6 – CÁLCULO DOS VOLUMES DE ARMAZENAMENTO DE ÁGUA NO SISTEMA DE KIBALA 22 QUADRO 7 – CÁLCULO DO SISTEMA DE ADUTORAS DE KIBALA...........................................................23 QUADRO 8 – CÁLCULO DAS INSTALAÇÕES PÚBLICAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA DE KIBALA ................................................................................................................................................................24 QUADRO 9 – INVESTIMENTOS PREVISTOS PARA A FASE 1.....................................................................25 QUADRO 10 – INVESTIMENTOS PREVISTOS PARA A FASE 2...................................................................25 QUADRO 11 – INVESTIMENTOS PREVISTOS PARA A FASE 3...................................................................25 QUADRO 12 – SÍNTESE DOS CUSTOS POR TIPO DE INVESTIMENTO......................................................26 QUADRO 13 – SÍNTESE DOS CUSTOS POR FASE DE INVESTIMENTO....................................................26
ÍNDICE DE FIGURAS
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FIGURA 1 – LOCALIZAÇÃO DA CIDADE DE KIBALA....................................................................................8 FIGURA 2 – CAPTAÇÃO NA NASCENTE DO HARIATULA..........................................................................14 FIGURA 3 – ETA DA CAPTAÇÃO DA NASCENTE DO HARIATULA............................................................14 FIGURA 4 – ETA DO PROGRAMA ÁGUA PARA TODOS..............................................................................15 FIGURA 5 – RESERVATÓRIOS GRANDE E PEQUENO.................................................................15 FIGURA 6 – CONDUTA DE LIGAÇÃO ENTRE RESERVATÓRIOS...............................................................16
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1 1.1
INTRODUÇÃO OBJECTIVOS
O presente documento surge na sequência do Aditamento ao Concurso para a Reabilitação e Expansão dos Sistemas de Abastecimento de Água da localidade de Kibala, lançado pelo Governo de Angola e adjudicado à Consulgal Angola, através da Secretaria de Estado das Águas sob a coordenação do seu gabinete de Estudos Planeamento e Estatística (GEPE). Este Estudo Prévio Versão Definitiva Revisão B, surge da revisão ao Estudo Prévio Versão Definitiva elaborado no seguimento da Versão Preliminar, e constitui a memória descritiva geral do Programa Emergencial de Reposição Parcial, com Carácter Provisório do Sistema de Abastecimento de Água à localidade de Kibala. Juntamente com esta memória descritiva e justificativa, apresentam-se os respectivos Documentos de Concurso. Pretende-se com este documento apresentar as condicionantes e critérios considerados na elaboração dos Estudos de Base e Projectos de Engenharia de Detalhe para a Reabilitação e Expansão dos Sistemas de Abastecimento de Água de Kibala, cuja concepção tem por objectivo sanar os problemas actualmente existentes de falta de abastecimento de água potável à população da capital municipal. Para colmatar estas insuficiências, este documento aborda os seguintes temas: •
Necessidades reais de água da população;
•
Origens de água (superficiais e subterrâneas);
•
Reabilitação das infra-estruturas existentes e, se necessário, expansão do sistema de abastecimento de água.
No seu conjunto, os documentos apresentados compreendem a memória descritiva e justificativa das obras a projectar, incluindo os respectivos cálculos hidráulicos, caracterização dos materiais a empregar e equipamentos, serão ainda apresentadas peças desenhadas, nas quais se incluirão todos os traçados a executar assim como os desenhos tipo das infra-estruturas propostas, para os sistemas de abastecimento de água.
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Embora se trate de um Plano Emergêncial, os objectivos definidos nos Termos de Referência visam a execução de soluções enquadradas a longo prazo, consubstanciadas num futuro Plano Director para o abastecimento de água a 25 anos, com as seguintes capitações: •
90 l/habitante.dia (a jusante do respectivo contador), para habitantes em casas com canalização interior de distribuição de água;
•
50 l/habitante.dia (a jusante do respectivo contador), para habitantes em casas com torneira no quintal;
•
30 l/habitante.dia, para habitantes que não disponham de qualquer tipo de rede de distribuição em suas casas e sejam servidos por instalações públicas integradas designadas por Centros de Água. Cada uma destas instalações deverá comportar bicas e tanques de lavar roupa; embora inicialmente estivessem previstos Chuveiros e Instalações Sanitárias, a pedido do Cliente estes não serão incluídos.
2 2.1
DEMOGRAFIA, CONSUMOS E SITUAÇÃO ACTUAL DOS SISTEMAS
ESTUDO DA EVOLUÇÃO POPULACIONAL E DOS CONSUMOS E CAUDAIS
Kibala é a cidade sede do Município de Kibala, localizada na Província do Kwanza-Sul ( Figura 1), objectivo central deste estudo.
FIGURA 1 – LOCALIZAÇÃO DA CIDADE DE KIBALA
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A Consulgal Angola propõe-se com este documento executar as tarefas inerentes aos Estudos, Projectos e respectivos Documentos de Concurso para a reabilitação e expansão dos Sistemas de Abastecimento de Água Potável de Kibala, de acordo com a proposta apresentada. É importante realçar que este Estudo Prévio se realiza num contexto particular, uma vez que a informação recolhida é escassa e pouco actual, tendo em conta os seguintes factores: •
Inexistência de censos ou registos fiáveis de população, consumos de água e capitações, actividades comerciais e industriais e respectivos consumos, etc;
•
Ausência de dados estatísticos da evolução das populações e respectivos consumos;
•
Inexistência de cartografia de pormenor actualizada a uma escala suficientemente grande para a realização de um estudo desta natureza;
•
Inexistência de planos de desenvolvimento urbano e ocupação do território da área em estudo.
2.1.1
PREVISÕES DA POPULAÇÃO
Os dados apresentados no Quadro 1, foram obtidos na própria sede municipal, e referem-se às contagens de população realizadas pelas Equipas da Secretaria de Estado das Águas do próprio município no ano de 2009. Por população flutuante entende-se o número de pessoas que vêm de outros municípios ou mesmo províncias para a sede municipal de Kibala temporariamente. Por inexistência de dados relativos a esta população, consideraram-se 10% da população residente no Casco Urbano. QUADRO 1 – POPULAÇÃO RESIDENTE E FLUTUANTE DE KIBALA Comuna Kibala
Bairro Casco Urbano Maria Nguasi Cambango Santa Isabel/Lamada Hariatula Mbanga-Catumbi Cacungulo Mutonga/Paiola Kifandongo/Zero Catamba Kilala Missão católica/B Cuorontos
pop res. 1.090 4.905 1.585 1.815 415 508 608 858 5.815 923 1.523 289
Ano 2009 pop flu. 109
total 1.199 4.905 1.585 1.815 415 508 608 858 5.815 923 1.523 289
pop res 2.122 9.548 3.085 3.533 808 989 1.183 1.670 11.319 1.797 2.965 563
Ano 2034* Pop flu 212
total 2.334 9.548 3.085 3.533 808 989 1.183 1.670 11.319 1.797 2.965 563 9
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TOTAL
20.334
109
20.443
39.581
212
39.793
* Valores estimados com uma taxa de crescimento de 2,7%
Como se observa no Quadro 1, existem presentemente, 1199 habitantes na área urbana de Kibala, sendo que, no total do perímetro em estudo existem 20443 habitantes. Será este valor o considerado para o dimensionamento das infra-estruturas do plano emergencial de Abastecimento de Água. 2.1.2
PREVISÕES DOS CONSUMOS E CAUDAIS
O dimensionamento dos caudais de projecto, para o perímetro em estudo em questão, baseia-se na determinação de outros dois caudais: •
Caudal devido à população;
•
Caudal de origem industrial.
Como o próprio nome indica, o caudal devido à população é função dos consumos da população residente, da população flutuante e ainda dos consumos provenientes da ocupação hoteleira existente na Capital Municipal. O caudal de origem industrial é função do consumo gerado pelas possíveis indústrias existentes no perímetro em estudo, e que não tenham captações próprias, ou seja, que consumam água da rede de abastecimento do município. 2.1.2.1 CAUDAL DEVIDO À POPULAÇÃO (QP)
O caudal considerado para o dimensionamento das infra-estruturas a propor no presente Estudo Prévio é o Caudal do Mês de Maior Consumo (Q mmc). Este caudal é obtido através do produto entre o Caudal Médio (Q mc) por um Factor de Ponta mensal (fp mensal), que corresponde à percentagem do mês de maior consumo em relação à média de consumos anuais, acrescido do Caudal de Perdas (Qperdas); deste modo Qmmc = Qmc × fp mensal + Q perdas ,
em que, Q perdas = Qmca −Qmc .
O Caudal Médio que é necessário aduzir (Q mca) é calculado através da razão entre o Caudal Médio Consumido (Qmc) pela Percentagem de Perdas verificada para o sistema em causa:
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Qmca =
Qmc . 1− % perdas
O Caudal Médio Consumido (Q mc) é função da população e da sua capitação de abastecimento de acordo com a seguinte fórmula:
Qmc =
pop × cap × meses r + pop flu × cap flu × meses f + camas × cap hot × meses hot × tx méd oc 12
em que, •
pop – população residente servida;
•
cap – capitação da população residente servida;
•
meses r – número de meses em que a população residente está presente;
•
pop flu – população flutuante servida;
•
cap flu – capitação da população flutuante servida;
•
meses f – número de meses em que a população flutuante está presente durante o ano;
•
camas – número de camas disponíveis nos estabelecimentos hoteleiros;
•
cap hot – capitação da ocupação hoteleira;
•
meses hot – número de meses em que a ocupação hoteleira está presente durante o ano;
•
tx med oc – taxa média de ocupação média hoteleira.
No quadro seguinte encontram-se os valores dos parâmetros definidos nas equações apresentadas acima. QUADRO 2 – PARÂMETROS DE CÁLCULO DOS CAUDAIS DE PROJECTO Parâmetro Factor de ponta mensal Meses de população flutuante Capitação de população flutuante Capitação de hotelaria Taxa de ocupação média da hotelaria Taxa de perdas físicas e comerciais em ano 0 Taxa de perdas físicas e comerciais em HP
Unidade m3/hab.dia m3/cama.dia % % %
Valor 1,1 1 0,09 0,09 0,6 0,10 0,25
Para o Factor de Ponta Mensal, adoptou-se um valor genérico de 1,1, uma vez que se assumiu que
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não existem grandes variações entre o consumo no mês de maior consumo e consumo nos restantes meses do ano. Relativamente ao Factor de Ponta Horária e tendo em consideração as características específicas da rede de distribuição de água, que se irá efectuar maioritariamente em Centros de Água, o valor assumido foi de 2,5. Considerou-se ainda que existe apenas um mês por ano com população flutuante, ou seja, pessoas que vêm de outros municípios ou mesmo províncias para a sede municipal de Kibala temporariamente. As capitações da população residente são as definidas nos Termos de Referência e apresentados em 1.1. Para as capitações da ocupação hoteleira e da população flutuante não havia nenhuma indicação; como tal, adoptaram-se os valores correspondentes aos consumos registados na área urbana, ou seja, o valor mais alto de 90 l/habitante.dia. Tendo em conta a pequena oferta de hotéis em Kibala, assumiu-se que, de uma maneira geral, cada unidade hoteleira estaria 60% ocupada ao longo de todo o ano. Consideraram-se ainda duas camas por quarto de hotel. No quadro abaixo, apresentam-se as camas existentes em Kibala. QUADRO 3 – OCUPAÇÃO HOTELEIRA EM KIBALA Cidade Kibala
Hotéis 1
Quartos/Hotel 15
Camas 30
Muito embora se preveja a construção de uma rede nova de abastecimento de água nas zonas urbanas, o que de uma maneira geral não implicaria perdas físicas, sabe-se de antemão que nenhum sistema é infalível. Por outro lado, existirão sempre perdas comerciais de habitações que não pagarão referidas contas da água, pelo menos numa fase inicial de implantação do sistema. Posto isto, assumiram-se taxas de perdas de água no sistema de 0,1 e 0,25, em ano zero e horizonte de projecto respectivamente. 2.1.2.2 CAUDAL DE ORIGEM INDUSTRIAL (QI)
Na localidade de Kibala, as indústrias e pólos comerciais são escassos e de pouca relevância. Os caudais associados a estes consumos não são significativos no conjunto total de todos os caudais. Porém, achou-se por bem considerar um consumo mínimo de 5 m 3/dia em cada uma das áreas urbanas, de modo a contabilizar eventuais pequenas indústrias e casas comerciais que surjam
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entretanto, ou que antes não utilizavam e agora passem a utilizar a rede de abastecimento de água da cidade. Por não haver informação sobre o mês de maior consumo industrial, considerou-se um Factor de Ponta Mensal idêntico ao doméstico, assim como para o Factor de Ponta Horária. 2.1.2.3 CAUDAL TOTAL
No seguimento dos dois tipos de caudais acima expostos, apresentam-se aqui os caudais calculados para o Plano Emergencial em 2009. Os caudais de projecto apresentados consubstanciam as necessidades de água da população servida no perímetro em estudo. QUADRO 4 – CAUDAIS DE DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE KIBALA EM 2009
Cidade
Kibala Kibala Kibala Kibala Kibala Kibala Kibala Kibala Kibala Kibala Kibala Kibala
Bairro
Casco Urbano Maria Ngoabi Cambango Santa Isabel/Lamada Hariatula Mbanga-Catumbi Cacungulo Mutonga/Paiola Kifandongo/Zero Catamba Kilala Missão católica/B. Cuorontos Total
Capitação população residente L/hab.dia 90 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
Caudal Caudal Caudal Caudal médio industrial médio consumido anual e anual total consumido comercial aduzido m3/dia 100,5 147,2 47,6 54,5 12,5 15,2 18,2 25,7 174,5 27,7 45,7 8,7 678
m3/dia 5,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 5.0
m3/dia 105,5 147,2 47,6 54,5 12,5 15,2 18,2 25,7 174,5 27,7 45,7 8,7 683
m3/dia 117,3 163,5 52,8 60,5 13,8 16,9 20,3 28,6 193,8 30,8 50,8 9,6 759
Caudal Caudal Factor médio médio do Caudal de de anual mês de ponta ponta de maior horário horário perdas consumo m3/dia 11,7 16,4 5,3 6,1 1,4 1,7 2,0 2,9 19,4 3,1 5,1 1,0 76
m3/dia 127,8 178,2 57,6 65,9 15,1 18,5 22,1 31,2 211,3 33,5 55,3 10,5 827
m3/dia 304,9 425,1 137,4 157,3 36,0 44,0 52,7 74,4 504,0 80,0 132,0 25,0 1.973
2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5
No quadro acima, apresentam-se os valores do caudal médio do mês de maior consumo, necessários para aferir os caudais de projecto de cada bairro. A partir do valor total, determinamse os volumes de armazenamento para todo o sistema. Este cálculo do volume dos reservatórios, será desenvolvido mais à frente.
2.2
VISITAS DE RECONHECIMENTO DOS LOCAIS E DIAGNÓSTICO DAS INFRA-ESTRUTURAS EXISTENTES
2.2.1
SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA 13
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2.2.1.1 CAPTAÇÃO
Presentemente a origem de água que abastece a Kibala vem da captação na nascente do Hariatula, situada à cota 1356m.
FIGURA 2 – CAPTAÇÃO NA NASCENTE DO HARIATULA
Esta instalação apresenta ainda as suas bases estruturais bem definidas, encontrando-se porém em algumas zonas em má conservação. No entanto, o seu estado de conservação merecia já um melhoramente estrutural, no caso de se manter o caudal captado por esta instalação como o caudal projectado aquando da sua construção. Desta captação parte uma conduta gravítica com diâmetro 63mm, que liga ao reservatório do casco urbano da Kibala. 2.2.1.2 ETA
À cota 1354m encontra-se localizada uma ETA antiga, em muito mau estado de conservação, que já não está em funcionamento.
FIGURA 3 – ETA DA CAPTAÇÃO DA NASCENTE DO HARIATULA 14
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Junto ao reservatório que recebe a água do Hariatula, encontra-se uma ETA modular proveniente do Programa Água para Todos, à cota 1308m; esta ETA não se encontra ligada à captação. Verifica-se ainda que o caudal de água proveniente da captação é muito reduzido.
FIGURA 4 – ETA DO PROGRAMA ÁGUA PARA TODOS
2.2.1.3 RESERVATÓRIOS
Presentemente existem dois reservatórios para armazenamento de água, sendo que apenas um se encontra em funcionamento. Este último, localiza-se à cota 1312m, tem uma capacidade de cerca 45m3 e é enterrado. O outro reservatório encontra-se a cerca de 100m do primeiro, a uma cota significativamente superior, de 1337m, e tem duas células com cerca de 35m 3 cada. O reservatório mais pequeno é mais recente, sendo que o maior, se encontra desactivado uma vez que o sistema elevatório está fora de serviço.
FIGURA 5 – RESERVATÓRIOS GRANDE E PEQUENO 15
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FIGURA 6 – CONDUTA DE LIGAÇÃO ENTRE RESERVATÓRIOS
2.2.1.4 REDE DE DISTRIBUIÇÃO
A rede de distribuição actualmente existente na capital municipal de Kibala é, segundo informações recolhidas no terreno, obsoleta e desadequada às reais necessidades do sistema, ou seja, da população. É uma rede que já não abrange a totalidade das povoações, nem dos bairros circundantes às localidades. A rede tem início no reservatório pequeno acima descrito e desenvolve-se ao longo das áreas mais antigas do casco urbano, não se sabendo ao certo o material e diâmetro das condutas que compõem a respectiva rede.
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2.3
CAUDAIS MÁXIMOS DE CAPTAÇÃO
Face às necessidades de água da população apresentadas no capítulo anterior, é urgente considerar uma nova captação com capacidade superior à actual, existente na nascente do Hariatula. Embora não seja possível determinar o caudal escoado na nascente do Hariatula, é assumido que este não seja superior a 11 m 3/h, e que em conjunto com as nascentes de N’Gongo Alunga 1 e 2, localizadas à cota 1362 m, não seja ultrapassado o caudal de 25 m 3/h, o que é indiscutivelmente insuficiente para fazer face ao caudal actualmente necessário de 827 m 3/dia. Como tal, é sugerida uma captação superficial na albufeira do rio Tobo, que demonstra ter uma disponibilidade de água suficiente. Contudo, e devido às suas características, a água a captar apresentará uma qualidade inferior em relação à captada nas nascentes, sendo necessário contemplar uma estação de tratamento de água do tipo compacto a jusante da captação, para produção de água para consumo humano que respeite as normas internacionais de qualidade de água para consumo humano, prevendo-se porém a possibilidade de tratamento da água proveniente das nascentes de água. Para avaliar se a albufeira em questão dispõe de volume suficiente para fazer face às necessidades de água da população, são usualmente necessárias séries de dados dos principais parâmetros, entre os quais de precipitação, evaporação e escoamento da bacia hidrográfica da albufeira. Uma vez que esses elementos não estão disponíveis, foi necessário recorrer a valores obtidos para a mesma região mas que datam da década de 70 do século XX, e que por isso apenas servem como indicadores da variação mensal dos parâmetros necessários. No quadro seguinte são apresentados os dados utilizados para o cálculo do volume de armazenamento. QUADRO 5 – PARÂMETROS DE CÁLCULO DO VOLUME DE ARMAZENAMENTO NA ALBUFEIRA DO RIO TOBO
Meses
Janeiro Fevereiro Março Abril
Precipitaçã o mm 97 96 233 210
Factor de Evaporaçã variação do Escoamento o Potencial escoamento s mensais mensal mm/mês mm/mês 46 15 129.600 71,9 15 129.600 111,8 30 259.200 149,2 30 259.200
Evaporaçã o mensal
Entradas acumuladas
m3/mês 1.841 2.876 4.470 5.970
m3/mês 127.759 254.483 509.213 762.443
Caudal de água descarregad a acumulada m3/mês 102.600 205.200 437.400 669.600
Caudal de água para abasteciment o acumulado m3/mês 27.000 54.000 81.000 108.000
Volume de armazenamento m3/mês -1.841 -4.717 -9.187 -15.157
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Maio Junho Julho Agosto Setembro Outubro Novembro Dezembro
31 0 0 1 7 63 136 95
Total Anual
969
188,6 224,4 267,8 256,6 182,9 111,5 59,9 44,8
4 3 2 2 1 2 20 14
34.560 25.920 17.280 17.280 8.640 17.280 172.800 120.960
7.543 8.975 10.710 10.262 7.315 4.461 2.396 1.792
1.192.320
68.612
789.460 806.405 812.974 819.992 821.318 834.137 1.004.541 1.123.708
677.160 677.160 677.160 677.160 677.160 677.160 705.160 799.120
135.000 162.000 189.000 216.000 243.000 270.000 297.000 324.000
-22.700 -32.755 -53.186 -73.168 -98.842 -113.023 2.381 588 115.404
Conforme é possível verificar, as estimativas efectuadas revelam que a albufeira tem capacidade para abastecer a população a servir na área da Kibala. Contudo, não está prevista a desactivação da captação do Hariatula uma vez que no plano de abastecimento de água é importante garantir mais que uma origem de água. Em relação à qualidade de água na albufeira do Tobo, será de contabilizar que esta apresenta oscilações naturais com as diferentes épocas do ano. A visita efectuada ao local, permitiu identificar que a massa de água apresentava uma cor esverdeada, indicador da presença de organismos autotróficos. Embora esse facto não seja preocupante, refuta a necessidade da instalação de tratamento a jusante da captação.
3 3.1
IDENTIFICAÇÃO E ANÁLISE DE VARIANTES – PLANO EMERGENCIAL DEFINIÇÃO DE SOLUÇÕES
Teve-se a preocupação de tentar aproveitar, sempre que possível, as infra-estruturas existentes, de modo a minimizar ao máximo os custos de investimento, pelo menos na primeira fase. 3.1.1
ABASTECIMENTO DE ÁGUA POTÁVEL
Para cumprir os objectivos a curto prazo deste Plano Emergencial, que se pretende consumar aqui com a Revisão B deste Estudo Prévio (Versão Definitiva), sugerem-se as medidas a seguir apresentadas. As peças desenhadas referentes a todo o sistema, encontram-se anexadas a esta memória.
3.1.1.1 CAPTAÇÃO
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Construção de uma captação flutuante, na albufeira existente no rio Tobo, que irá bombear o caudal para as estações de tratamento de água, a serem implementadas em fases distintas do projecto. Esta captação será dimensionada para um caudal total de 75 m 3/h. Manutenção e remodelação geral de todas as infra-estruturas associadas as captações nas nascentes do Hariatula e N´Gongo Alunga, que em conjunto se estima possuírem um caudal de 25 m3/h. Construção de uma conduta, ao lado da existente, desta captação até às estações de tratamento de água, mantendo contudo a possibilidade de adução da água directamente para os reservatórios de água existentes. 3.1.1.2 ETA
Com a entrada em funcionamento da captação na albufeira do rio Tobo, propõe-se em primeira fase que esta se ligue à ETA existente do Programa Água para Todos. Na terceira fase do projecto propõe-se a implementação de mais uma ETA do Programa Água para Todos, passando ambas as infra-estruturas a efectuarem o tratamento da água proveniente da captação na albufeira do rio Tobo e permitindo a possibilidade de tratamento da água captada nas nascentes do Hariatula e N’Gongo Alunga. Após tratamento nas ETA o caudal será encaminhado para o reservatório enterrado e posteriormente elevado para os reservatórios posicionados a cota superior. A ETA antiga da nascente do Hariatula continuará desactivada. 3.1.1.3 RESERVATÓRIOS
Tendo em conta o reduzido volume de armazenamento de água existente na Kibala, propõe-se em primeira fase a construção de um reservatório com capacidade para 1200 m 3, junto ao existente, à cota 1337 m, para fazer face às actuais necessidades. Nesta mesma fase o reservatório enterrado localizado à cota 1312 m, passará a funcionar como câmara de bombagem, entre a ETA e os reservatórios elevados, não se realizando directamente a bombagem dos depósitos de água tratada da ETA para os reservatórios, por se considerar que o sistema instalado não possui a potência necessária. Na segunda fase está prevista a reabilitação do reservatório existente com a capacidade de 70 m 3. Na terceira e última fase do projecto propõe-se a construção de um novo reservatório à cota 1337 19
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m junto dos restantes reservatórios, existente e previsto em primeira fase, com uma capacidade de 1500 m3, com o objectivo de garantir as necessidades de água em horizonte de projecto. 3.1.1.4 REDE DE DISTRIBUIÇÃO A rede expandir-se-á de seguida para a periferia até aos fontanários e centros de água a construir em cada um dos bairros. Será nestes fontanários e centros de água, que a população periférica se irá abastecer de água.
Desta forma, deverá ser prevista a divisão das redes de abastecimento do casco urbano (Área Urbana), onde se considera que o abastecimento a habitações com canalizações interiores de distribuição de água, e dos fontanários e centros de água (Área Peri-Urbana), onde o abastecimento é efectuado através de instalações públicas, de modo a poder individualizar-se os dois tipos de abastecimento. As intervenções propostas para a rede de distribuição de água encontram-se previstas na primeira fase do projecto.
3.2
PRÉ-DIMENSIONAMENTO DAS INFRA-ESTRUTURAS
3.2.1
CAPTAÇÃO
A captação a construir na albufeira do rio Tobo será do tipo “Captação de Água Superficial Localizada na Margem” e será dimensionada para um caudal de 75 m 3/h. Paralelamente está prevista a reabilitação das captações existentes nas nascentes do Hariatula e N’Gongo Alunga, estimando-se um caudal de 25 m 3/h para o conjunto destas captações. 3.2.1.1 CAPTAÇÃO DE ÁGUA SUPERFICIAL LOCALIZADA NA MARGEM
Esta solução é constituída por uma tomada directa na albufeira. A estação elevatória será constituída por grupos hidropressores ou grupos electrobomba, que elevarão o caudal através de uma conduta elevatória até às estações de tratamento de água. A tomada de água pode ser do tipo “jangada”, ou qualquer outro tipo, como a captação em canal derivado, mediante tubos perfurados, etc. Deverá ainda ter-se cuidado para não haver entupimentos na tubagem de aspiração com o material em suspensão que possa existir nos cursos de água.
20
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A alimentação eléctrica dos grupos electrobomba deverá prever a instalação de um grupo gerador e respectivo quadro eléctrico, a instalar na margem do curso de água. 3.2.1.2 REMODELAÇÃO DA CAPTAÇÃO NAS NASCENTES DO HARIATULA E N’GONGO ALUNGA
Conforme exposto, as captações nas nascentes do Hariatula e N’Gongo Alunga carecem de obras de reabilitação, encontrando-se estas intervenções previstas para a terceira fase do projecto. 3.2.2
ETA
O tratamento em causa deverá respeitar os objectivos de qualidade da água para consumo humano definidos pela Organização Mundial de Saúde (OMS). O esquema de tratamento de águas deverá cumprir os objectivos acima fixados, para os caudais definidos no ponto 2.1.2. Numa primeira fase, propõe-se o arranque da ETA modular existente de capacidade 50 m 3/h, para a garantir as necessidades do caudal de projecto do ano de 2009, ou seja, 827 m 3/dia de água tratada para todo o município de Kibala. Desta forma, admite-se que a ETA trabalha cerca de 18 horas por dia. Posteriormente, na terceira fase do projecto prevê-se a implementação de outra ETA modular com capacidade idêntica à já existente, por parte do Dono de Obra, e o arranque da mesma. Por orientações da DNAAS, este módulo será fornecido pela DNAAS, devendo apenas ser contemplado no âmbito deste concurso o transporte desde Cacuaco e a instalação destes e respectiva interligação com as restantes componentes do sistema de abastecimento de água. Os dois sistemas de tratamento em conjunto deverão satisfazer as necessidades do caudal de projecto em ano horizonte, ou seja, 1896 m3/dia. Desta forma, admite-se que as ETA trabalham cerca de 19 horas por dia. Os sistemas de tratamento são constituídos pelas seguintes etapas: •
Coagulação – Floculação;
•
Decantação;
•
Filtração;
•
Desinfecção final.
21
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3.2.3
RESERVATÓRIOS
No quadro seguinte apresentam-se os volumes de ampliação calculados para o ano 2009 e horizonte de projecto, a partir dos critérios de dimensionamento acima expostos. QUADRO 6 – CÁLCULO DOS VOLUMES DE ARMAZENAMENTO DE ÁGUA NO SISTEMA DE KIBALA Parâmetro Caudal médio do mês de maior consumo (Qmmc)
Unidade
2009
2034
m3/dia
827
1896
3
Volume de regularização
m
910
2086
População servida
hab
20361
39616
Volume de incêndio
m3
300
300
3
Volume da avaria (1/3 do Qmmc) Caudal médio anual aduzido (Qmaa) Volume mínimo regulamentar Volume do reservatório calculado Volume actual do reservatório Volume de ampliação
m
276
632
m3/dia
759
1764
m3
948
2205
3
1210
2718
3
115
1267
3
1095
1451
m m m
Como se pode observar do Quadro 6, o sistema tem uma falta muito grande de capacidade de armazenamento. A reserva existente é francamente baixa, sendo por essa razão, imperativa a construção em primeira fase de um reservatório que preencha essa lacuna. Para fazer face aos consumos da população, e de forma a contemplar os volumes mínimos de incêndio e/ou avaria, num plano emergencial, será necessário construir uma reserva de cerca de 1200 m 3 em primeira fase e 1500 m3 em terceira fase, para satisfazer as necessidades no ano 2009 e horizonte de projecto respectivamente. 3.2.4
ADUTORAS PARA ABASTECIMENTO DE ÁGUA
3.2.4.1 MATERIAL DE CONSTRUÇÃO DAS CONDUTAS
A escolha dos materiais será efectuada durante o decorrer do projecto, sendo equacionados os seguintes pontos: •
Relação qualidade/preço (incluindo transporte);
•
Características do sistema adutor.
Assim, a escolha de material deverá recair sobre o PEAD para a generalidade dos casos e quando for necessário fazer troços à vista escolher-se-á o FFD. 22
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3.2.4.2 DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO
O dimensionamento hidráulico das condutas deverá obedecer aos seguintes requisitos, nomeadamente: •
Velocidade mínima de escoamento – 0,6 m/s
•
Velocidade máxima de escoamento – 2 m/s
•
Inclinação mínima em troços ascendentes – 0,5%;
•
Inclinação mínima de troços descendentes – -0,3%.
No quadro seguinte apresenta-se o cálculo das condutas adutoras (A) e do sistema de distribuição primário (T) de para o abastecimento de água, salientando-se que a rede secundária de distribuição de água não é apresentada por se considerar que esta apresentará diâmetros iguais a 63 mm em toda a sua extensão. QUADRO 7 – CÁLCULO DO SISTEMA DE ADUTORAS DE KIBALA Adutoras
Material
Comprimento
Diâmetro
Velocidade
A2 A3 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7
PEAD PEAD PEAD PEAD PEAD PEAD PEAD PEAD PEAD
m 2.528 3.508 94 381 763 197 273 835 392
m 0,200 0,110 0,315 0,315 0,200 0,110 0,200 0,160 0,125
m/s 0,99 1,09 1,08 0,97 0,96 1,30 1,44 1,35 1,48
Refere-se ainda que o cálculo do dimensionamento hidráulico do sistema de adutoras em “alta”, identificado como A2 e A3, foi efectuado com base no caudal médio do mês de maior consumo, ao passo que para os restantes troços o cálculo foi realizado através caudal de ponta horária, devido às particularidades de cada tipo de adução e com o intuito de garantir o abastecimento no período em estudo. O cálculo das instalações públicas de abastecimento de água para os diferentes bairros foi efectuado com base no critério de abastecimento de 150 habitantes por bica. Importa referir que as instalações públicas de abastecimento de água propostas dispõem de 6, 4 ou 2 bicas, como se refiram a centros de água, fontanários de 4 ou 2 bicas. Desta forma, foram estimadas as infraestruturas a instalar através da população residente em bairro e considerando um critério de 23
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distribuição espacial. O número e tipo de infra-estruturas a instalar por bairro apresenta-se no quadro seguinte. QUADRO 8 – CÁLCULO DAS INSTALAÇÕES PÚBLICAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA DE KIBALA
Cidade Kibala Kibala Kibala Kibala Kibala Kibala Kibala Kibala Kibala Kibala Kibala Kibala
3.3
Bairro
Centros de água a construir
Fontanários de 4 bicas a construir
Fontanários de 2 bicas a construir
Casco Urbano Maria Ngoabi Cambango Santa Isabel/Lamada Hariatula Mbanga-Catumbi Cacungulo Mutonga/Paiola Kifandongo/Zero Catamba Kilala Missão católica/B. Cuorontos Total
0 2 1 1 1 1 0 1 4 1 1 1 14
0 5 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 10
0 1 1 1 0 0 0 0 8 1 0 0 12
PLANTAS DE LOCALIZAÇÃO DAS INFRA-ESTRUTURAS DEFINIDAS NO PLANO EMERGENCIAL
As peças desenhadas com as plantas de localização de todas as infra-estruturas de abastecimento de água, apresentam-se em anexo.
4
ESTIMATIVA DE CUSTOS DAS OBRAS
4.1
ESTIMATIVA DE CUSTO DO PRIMEIRO INVESTIMENTO
As infra-estruturas a implementar e/ou remodelar no sistema de abastecimento da Kibala são as seguintes: •
Captações das nascentes do Hariatula e N’Gongo Alunga (remodelar);
•
Captação do Tobo (a construir);
•
Adutoras e condutas elevatórias (a construir);
•
Implementação e arranque de ETA;
•
Reservatórios (a construir e remodelar);
•
Rede de distribuição e Instalações Colectivas (fontanários e centros de água). 24
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Para a realização das intervenções indicadas é sugerido o seu faseamento em 3 etapas consecutivas, tentando dar resposta às necessidades mais urgentes da população. Contabilizou-se sempre uma verba de 2% do valor do equipamento, para peças de reserva. De seguida são apresentados os respectivos quadros para as três fases de investimento consideradas, para o Ano 0. QUADRO 9 – INVESTIMENTOS PREVISTOS PARA A FASE 1. INTERVENÇÕES PROPOSTAS
QUANTIDADE
INVESTIMENTO TOTAL (USD)
Elaboração de projectos, levantamentos topográficos e montagem e desmantelamento de estaleiro
1 un
91.000,00
Afectação de 2 técnicos para assistência técnica e formação de pessoal
1 un
120.000,00
1un / 2628m
197.000,00
23931 m
832.000,00
1 un
87.000,00
Construção de reservatório para armazenamento de água de 1200 m , incluindo peças de reserva
1 un
548.000,00
Construção de Instalações Colectivas (Fontanários e Centros de Água), incluindo peças de reserva
12+10/14 un
442.000,00
Construção da captação superficial no Rio Tobo e respectiva conduta adutora em DN160, incluindo peças de reserva Execução da rede abastecimento de Kibala, incluindo 192 ramais domiciliários e respectivas peças de reserva de todo o sistema de abastecimentos Arranque da ETA do Programa Água para Todos, incluindo peças de reserva 3
TOTAL
2.317.000,00
QUADRO 10 – INVESTIMENTOS PREVISTOS PARA A FASE 2. INTERVENÇÕES PROPOSTAS
QUANTIDADE
INVESTIMENTO TOTAL (USD)
Elaboração de projectos, montagem e desmantelamento de estaleiro, fornecimento de PCs e viaturas motorizadas
1 un
54.000,00
Afectação de 2 técnicos para assistência técnica e formação de pessoal
1 un
120.000,00
Reabilitação de reservatório para armazenamento de água existente
1 un
13.000,00
TOTAL
187.000,00
QUADRO 11 – INVESTIMENTOS PREVISTOS PARA A FASE 3. INTERVENÇÕES PROPOSTAS
QUANTIDADE
INVESTIMENTO TOTAL (USD)
25
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Elaboração de projectos, levantamentos topográficos e montagem e desmantelamento de estaleiro
1 un
36.00,00
Afectação de 2 técnicos para assistência técnica e formação de pessoal
1 un
120.000,00
Reabilitação das captações nas nascentes do Hariatula e N’Gongo Alunga e respectiva conduta adutora em DN110, incluindo peças de reserva
1un / 3608m
217.000,00
Implementação e arranque da ETA do Programa Água para Todos, incluindo peças de reserva
1 un
56.000,00
1 un
638.000,00
3
Construção de reservatório para armazenamento de água de 1500 m , incluindo peças de reserva TOTAL
1.067.000,00
Os quadros seguintes apresentam uma síntese das infra-estruturas a construir no sistema de abastecimento no primeiro período de construção (correspondente ao Ano 0), com o respectivo investimento associado. De uma maneira genérica, os investimentos em cada fase são divididos em Diversos, Sistema de Abastecimento de Água e Instalações Colectivas, de acordo com os descritivos apresentados no Caderno de Encargos. QUADRO 12 – SÍNTESE DOS CUSTOS POR TIPO DE INVESTIMENTO DESIGNAÇÃO DOS TRABALHOS
INVESTIMENTO (USD)
Diversos
541.000,00
Sistema de Abastecimento de Água
2.588.000,00
Instalações Colectivas
442.000,00
TOTAL
3.571.000,00
QUADRO 13 – SÍNTESE DOS CUSTOS POR FASE DE INVESTIMENTO DESIGNAÇÃO DOS TRABALHOS
INVESTIMENTO (USD) Fase 1
Diversos
211.000,00
Sistema de Abastecimento de Água Instalações Colectivas
1.664.000,00 442.000,00
Sub-Total
2.317.000,00 Fase 2
Diversos Sistema de Abastecimento de Água Instalações Colectivas Sub-Total
174.000,00 13.000,00 0,00 187.000,00 26
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Fase 3 Diversos
156.000,00
Sistema de Abastecimento de Água
911.000,00
Instalações Colectivas Sub-Total
0,00 1.067.000,00
TOTAL
3.571.000,00
Da análise do quadro anterior verifica-se que a estimativa de primeiro investimento ultrapassa ligeiramente os 3.500.000,00 USD.
27