Bristfälliga datauppsättningar är vanliga fenomen vid VA-planering i utvecklingsländer. I ett tyskt-mexikanskt samarbete har man visat en arbetsgång i en fallstudie för Tepic city i Mexiko.
Av: Jörgen Hanaeus
Få och otillförlitliga data är ett vanligt fenomen vid planering och utbyggnad av VA-system i utvecklingsländer. I staden Tepic (ca 330 000 inv) i Mexiko har artikelförfattarna valt att fokusera på flödesdata och mätta kvävekoncentrationer som ingångar till storleksbedömningar av olika vatten- och avloppsströmmar i staden. Ett mål var att minimera inhämtande av schablonvärden från litteraturen. De storlekar av olika strömmar som räknades fram rimlighetsbedömdes bakvägen mot några specifika förbrukningar och befanns trovärdiga i fallstudien.
Bakgrund
Kännedom om materialflöden i tätortsområden – tillförsel (behov) och avfall (utflöden) – är viktig kunskap för att nå en uthållig resurshantering i samhällena. Det gäller även VA-systemen.
I utvecklingsländer är suboptimeringar; dvs satsningar på en särskild del av systemet vanliga och det främsta skälet därtill är bristen på tillförlitlig data i systemet. Materialbalanser såsom massflödesanalyser är då nyttiga ansatser för utveckling.
Metod
Befintliga data bör användas maximalt, menar man i artikeln. En fallstudie med sådana ambitioner genomfördes i Tepic, Mexiko. Vattenflöden samt kväveflöden som näringsindikator prioriterades.
En modell (STAN) över vattenströmmarna i Tepic komponerades. Där finns tre avloppsverk. Förbrukningsåret 2011 fokuserades, men data från perioden 2003-2012 brukades. Grundvattenuttag, industriell vattenomsättning, konstbevattning, avdunstning och utbyte i ledningsgravar fanns med bland delströmmarna. Man noterade att sex delströmmar inte alls åsatts värden tidigare.
Data delades upp i regnberoende (ex N-koncentration till avloppsverk och givetvis nederbördsmängder) och regnoberoende(ex avloppsverkens hydrauliska kapaciteter samt massöverföringskoefficienter), plus att de regnberoende värdena delades efter om de uppmätts under regniga eller torra perioder.
Man valde vidare att arbeta med generella ”transfer coefficients” för att öka möjligheten till jämförelse med litteraturdata där inga mätdata fanns.
Lokal expertis och driftpersonal utgjorde förstås också viktiga informationskällor för datasammanställningen.
Strömmar med likartad karaktär och omgivningspåverkan adderades; till exempel lades illegala spillvattenanslutningar till dagvattenledningen samman med mer avsiktliga korskopplingar mellan dessa ledningsslag under rubriken ”export från spillvattenledningen”. Man bedömde att dessa flöden skulle ha en kort uppehållstid i nätet, men hålla höga N-koncentrationer, varför deras N-innehåll proportionerades mot hushållsspillvattnets via en transferkoefficient.
Likaledes adderades direkta spillvattenutsläpp i recipient (planerade eller ej) till obehandlat spillvatten för bevattning och till bräddat, obehandlat vatten från avloppsverken.
De största obekanta posterna var ”inläckande vatten till systemet” samt ”direktutsläpp av spillvatten till recipient” för vilka det också är svårt att hitta litteraturstöd.
Resultat
Totalt grundvattentillskott till staden 2011 blev 72,5 Mm3 ± 16 % vilket svarade mot 90% av akvifärens kalkylerade kapacitet.
Kalkylerad specifik vattenförbrukning blev 264 L/p, d, vilket bedömdes vara ett högt värde eftersom 90 % av de anslutna hade kategoriserats som levande på ”låg socioekonomisk nivå” och för vilka de mexikanska planeringstalen var 130 L/p,d.
Man identifierade ändå hushållsförbrukarna som de dominerande (ca 2/3) avseende både vattenförbrukning och avloppsgenerering. Uppskattningsvis landade så mycket som 99 % av bildat spillvatten i avloppsledningarna. Dock klarade avloppsverken bara 75 ± 8 % av allt insamlat avloppsvatten och fick alltså brädda en hel del. Infiltrationen bedömdes under torr säsong stå för 63 ± 38 % relativt avloppsutsläppet till recipienten. Under regnsäsong var värdet 185 ± 45 % och som årsgenomsnitt då 104 ± 40 %.
Den stora infiltrationen medförde att endast 46 % av anknutet spillvattenflöde behandlades under torrsäsong och så lite som 26 % under regnsäsong.
Tre rimlighetskriterier för beräknade resultat testades. Per capita vattenförbrukningen stämdes av mot en 30- hushållsmätning i Tepic år 2007 och det nu erhållna värdet låg inom standardavvikelsen för nämnda mätning.
Kväveutsläppet från hushåll stämdes av mot litteraturdata för en mexikansk stad, för Latinamerika och för Europa. Här framräknat värde, 7,5 g N/p,d, hamnade inom ramarna för de två första kategorierna och låg över minimivärdet för Europa (4 g N/p,d).
Värden för tillskottsvatten till avloppsledningarna via infiltration var svårfunna i litteraturen; inget från Mexiko eller Latinamerika t ex. Därför avstämdes mot en detaljerad tysk studie, som landade på årsgenomsnittligt infiltrationsbidrag om 42-70% av spillvattenflödet till undersökta avloppsverk. Korttidsbidrag kunde dock vara av betydligt större omfattning; 600 % nämndes där. Värdena för Tepic bedömdes rimliga.
Slutsatser
Vattenbalanser är nyttiga att genomföra för de flesta samhällen och motiverade insatspunkter brukar återfinnas. För utvecklingsländer är uppgiften mer spännande och oviss, med ofullkomliga datamängder och måttliga möjligheter till komplettering inom rimlig tid. Det är då viktigt att lägga mycket energi och kreativitet i planeringsfasen och denna artikel kan bidra till inspirationen.
Källa: Espinosa, G., Otterpohl, R. (2014). ”Assessing material flows in urban systems: an approach to maximize the use of incomplete data sets”. Water Science and Technology 70.6, pp 1135-1142.
Författarna:
Institute of Wastewater Management and Water Protection, Hamburg University of Technology, Eissendorfer Strasse 42, 21073 Hamburg, Germany.
Kontakt: gabriela.spinoza@tuhh.de
