Caracterización del régimen de descargas en el sistema unitario del Colector Norte de Valencia

Abstract

[EN] Study of the combined system overflows within the northern sewage network of Valencia, which are spilled into the final section of the old channel of the Turia River, by means of a mathematical model in INFOWORKS CS. The model analyses the response of the network in rainy weather, considering the wastewater baseflow through a dry weather model. The data available in the calibration basin comprises 4-year-length series in two rain-gauges and flow gauges.

The first phase of the study involved the construction of the model. The model¿s geometry was obtained by transferring to INFOWORKS CS the existing geometry data in the Municipal Sewerage Information System (SIRA). The database was complemented with planimetry and annexed documentation with a view to defining singular elements such as pumping stations or inflatable dams. This phase also included the treatment of the available information. The rainfall events within the historical series were determined from the rain-gauges and flow gauges data, dividing the time series into rainfall and dry weather series, in order to perform the corresponding calibration. The study also examined the hourly and weekly variability of the wastewater hydrograph, extracting from them an array of average calibration hydrographs. Additionally, evapotranspiration data and the rainfall spatial distribution were included. Furthermore, it was carried out the spatial treatment of the census population data and the types of coverings in the basin, being them included afterwards in the model.

The second phase of the study involved the calibration and validation of the models. The dry weather model was calibrated to the average wastewater hydrographs considering different actions: water levels, residential and commercial discharges, etc., obtaining an excellent adjustment. Regarding the rainy weather model, it was conducted a calibration and a validation, both temporal and spatial, due to the fact that records from two flow gauges were available. One of the mandatory requirements for this model was that it should be able to satisfactorily model a wide range of event typologies, since the results of the discharges were to be obtained from a time series. The process involved a detailed review of the different hydrological models theory, literature on urban runoff and previous studies carried out in the city, ultimately obtaining very satisfactory results in both calibration and validation.

The last phase of the study involved modeling a time series of rainfall events of 16 years, characterising the number of annual discharges produced, the discharge volume, both annually and event-level; and the peak flows in the most relevant points of the system. Lastly, it was studied the influence that the construction of a storm tank at the entrance of the WWTP would bring about in the discharge regimes.

[CA] Estudi de les descàrregues del sistema de col·lectors unitari nord de València, al tram final de l'antic llit del Riu Túria, per mitjà d'un model matemàtic en INFOWORKS CS de la xarxa de col·lectors. El model analitza la resposta de la xarxa en temps de pluja, considerant les aportacions d'aigües residuals per mitjà d'un model en temps sec. Per a establir el calibratge dels models, es disposa en la conca de calibratge dels registres en un període de 4 anys de dos pluviòmetres i cabalímetres.

La primera fase de l'estudi va suposar la construcció del model. La geometria del mateix, es va obtindre bolcant en INFOWORKS CS les dades de geometria existent en el Sistema de Información de la Red de Alcantarillado (SIRA) municipal, complementant-la amb planimetria i documentació annexa en el cas d'elements singulars com ara estacions de bombament o preses inflables. En esta fase també s'inclou el tractament de la informació disponible. A partir dels pluviòmetres i cabalímetres, es van determinar els esdeveniments de precipitació de la sèrie històrica i es va separar, en la sèrie de cabals observats, aquella corresponent a temps de pluja o temps sec, per a realitzar el corresponent calibratge. Es van estudiar la variabilitat horària i setmanal dels hidrogrames de a aigües residuals, extraient els hidrogrames mitjans de calibratge. Addicionalment, es van incloure dades d'evapotranspiracions i la distribució espacial de la precipitació en el model. D'altra banda, es realitza el tractament espacial de les dades de població censal i de tipus de cobertures en la conca, incloent-se posteriorment en el model

La segona fase de l'estudi va suposar el calibratge i validació dels models. El model en temps sec es va calibrar als hidrogrames mitjans d'aigües residuals, considerant distintes accions: nivells freàtics, abocaments procedents d'usos residencials, comercials, etc., aconseguint un ajust excel·lent. Per al model en temps de pluja, es va realitzar un calibratge i una validació temporal i espacial, al disposar dels registres de dos cabalímetres. Un dels requisits d'este model, és que fóra capaç de modelar satisfactòriament una amplia varietat de tipologies d'esdeveniments, perquè els resultats dels abocaments s'obtenen d'una sèrie històrica. El procés va suposar una revisió en detall de la teoria dels distints models hidrològics, bibliografia d'escorrenties urbanes i d'estudis prèviament realitzats en la ciutat, obtenint-se resultats molt satisfactoris tant en el calibratge com en la validació.

L'última fase de l'estudi suposa modelar una sèrie històrica de precipitacions de 16 anys, caracteritzant el nombre d'abocaments anual produït, el volum d'abocament anual i a nivell d'esdeveniment; i els cabals màxims en els punts més rellevants del sistema. Així mateix, s'estudia la influència que la introducció d'un depòsit de laminació en la capçalera de l'EDAR té en el règim d'abocaments.

[ES] Estudio de las descargas del sistema de colectores unitario norte de Valencia, al tramo final del antiguo cauce del Río Turia, mediante un modelo matemático en INFOWORKS CS de la red de colectores. El modelo analiza la respuesta de la red en tiempo de lluvia, considerando los aportes de aguas residuales mediante un modelo en tiempo seco. Para establecer la calibración de los modelos, se dispone en la cuenca de calibración de los registros en un periodo de 4 años de dos pluviómetros y caudalímetros.

La primera fase del estudio supuso la construcción del modelo. La geometría del mismo, se obtuvo volcando en INFOWORKS CS los datos de geometría existente en el Sistema de Información de la Red de Alcantarillado (SIRA) municipal, complementándola con planimetría y documentación anexa en el caso de elementos singulares tales como estaciones de bombeo o presas hinchables. En esta fase se incluye también el tratamiento de la información disponible. A partir de los pluviómetros y caudalímetros, se determinaron los eventos de precipitación de la serie histórica y se separó, en la serie de caudales observados, aquella correspondiente a tiempo de lluvia o tiempo seco, para realizar la correspondiente calibración. Se estudiaron la variabilidad horaria y semanal de los hidrogramas de aguas residuales, extrayendo los hidrogramas promedio de calibración. Adicionalmente, se incluyeron datos de evapotranspiraciones y la distribución espacial de la precipitación en el modelo. Por otro lado, se realizó el tratamiento espacial de los datos de población censal y de tipos de coberturas en la cuenca, incluyéndose posteriormente en el modelo.

La segunda fase del estudio supuso la calibración y validación de los modelos. El modelo en tiempo seco se calibró a los hidrogramas promedio de aguas residuales, considerando distintas acciones: niveles freáticos, vertidos procedentes de usos residenciales, comerciales, etc., consiguiendo un ajuste excelente. Para el modelo en tiempo de lluvia, se realizó una calibración y validación temporal y espacial, al disponer de los registros de dos caudalímetros. Uno de los requisitos de este modelo, es que fuera capaz de modelizar satisfactoriamente un abanico amplio de tipologías de eventos, pues los resultados de los vertidos se obtienen de una serie histórica. El proceso supuso una revisión en detalle de la teoría de los distintos modelos hidrológicos, bibliografía de escorrentías urbanas y de estudios previamente realizados en la ciudad, obteniéndose resultados muy satisfactorios tanto en la calibración como en la validación.

La última fase del estudio involucró modelizar una serie histórica de precipitaciones de 16 años, caracterizando el número de vertidos anual producido, el volumen de vertido anual y a nivel de evento; y los caudales máximos en los puntos más relevantes del sistema. Asimismo, se estudió la influencia que la introducción de un depósito de laminación en la cabecera de la EDAR tiene en el régimen de vertidos.