Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Szkieletyzacja modelu numerycznego sieci wodociągowej i jej wpływ na jakość uzyskiwanych wyników obliczeń

Suchorab Paweł, Kowalski Dariusz, Sniehirova Viktoriia, Kwietniewski Marian

Instal

|

2022

|

nr 12

53--58

PL

Wykorzystanie modeli numerycznych sieci wodociągowych stało się już powszechną praktyką nie tylko w Polsce. Wykorzystywane są różne typy tych modeli, począwszy od szkieletowych, poprzez podstawowe i szczegółowe. W procesie wspomagania decyzji eksploatacyjnych każdy z tych typów ma swoje zastosowanie. Przykładowo do obliczeń optymalizacyjnych pracy pompowni sieciowych wykorzystuje się głównie modele szkieletowe. W powszechnej praktyce modele te odzwierciedlają jedynie strukturę geometryczną i średnice przewodów magistralnych oraz niektórych rozdzielczych. Takie podejście powoduje duże problemy w procesie kalibracji. Uzyskiwane wyniki symulacji różnią się znacząco od wartości mierzonych na sieci. Biorąc to pod uwagę, w artykule zaproponowano inne podejście, a mianowicie wykorzystanie modelu zastępczego, uzyskanego po procesie szkieletyzacji skalibrowanego modelu podstawowego (odwzorowującego wszystkie przewody magistralne, rozdzielcze i niektóre przyłącza). Proces szkieletyzacji przedstawiono na bazie wybranej rzeczywistej sieci wodociągowej. Prawidłowość wyników obliczeń symulacyjnych uzyskanych za pomocą modelu uproszczonego poddano ocenie poprzez ich porównanie z wynikami uzyskanymi z monitoringu obejmującego 65 punktów pomiaru ciśnienia oraz 47 punktów pomiaru natężenia przepływu. Ocenę zgodności wyników symulacji z wynikami pomiarów przeprowadzono z wykorzystaniem wytycznych AWWA. Przeprowadzone porównania wykazały dużą zgodność wyników obliczeń i pomiarów.

EN

The application of numerical models of water supply networks has become a common practice not only in Poland. The models may be characterized by several types of geometrical structure: skeletonized, basic and detailed. Each of these types has an individual application in the process of supporting operational decisions. For example, to successfully optimize and schedule the operation of pump stations, skeletonized models are highly recommended. Typically, skeletonized models reflect the geometrical structure and diameters only of transmission mains and selected distribution pipes. Such representation of the geometrical structure of the network may cause problems during the calibration process - simulated results may differ significantly from the measured values of tested parameters. Taking that into account, the paper presents a different approach for the creation of a skeletonized model: the use of a replacement model created through the simplification of a basic model. The model, representing all mains and distribution pipes and additionally most important service connections, was skeletonized to the schematic form. The skeletonization process was presented on the basis of a selected actual water supply network. The correctness of the simulation results obtained with the use of the simplified model was compared with the measured values from the monitoring system (65 pressure monitoring points and 47 flow rate measurement points). The compliance of the simulation results with the measurement results was assessed with the use of AWWA guidelines. The conducted comparison showed a high agreement of the results of calculations and measurements.

2

Propozycja metody diagnostycznej dla sieci wodociągowej

Kowalski Dariusz, Kowalska Beata, Suchorab Paweł

Instal

|

2021

|

nr 7/8

55--60

PL

W artykule zaprezentowano koncepcję oraz efekty 3-miesięcznego wdrożenia autorskiej metody detekcji stanów anormalnych w rzeczywistym wodociągu. Długość przewodów rozpatrywanego wodociągu wynosi ok. 260 km. Wydzielono w nim 24 strefy ciśnienia. Wodociąg zawiera jedno ujęcie, 7 zbiorników sieciowych oraz 15 pompowni strefowych. Istotą prezentowanej metody jest integracja modelu numerycznego (opracowanego w programie WaterGems) oraz funkcjonującego monitoringu wykorzystującego system SCADA. Dane pozyskane z monitoringu są na bieżąco porównywane z wynikami symulacji. W przypadku gdy różnice pomiarów i obliczeń symulacyjnych przekraczają założone wartości graniczne generowany jest alarm powiadamiający dyspozytora. Dzięki temu rozwiązaniu dyspozytor nie musi stale śledzić wskazań wszystkich zainstalowanych czujników monitoringu. Dodatkowo wdrożona metoda diagnostyczna pozwala na ocenę wielkości wycieków.

EN

The aim of this paper is to present the detecting abnormal conditions system, including its concepts and effects after 3-month period operation. The analysed water supply system, of total pipe length equal to approx. 260 km, consists of 24 pressure zones, 7 water tanks and 15 water pumping stations. The essence of the system is the integration of numerical model (developed in Bentley WaterGems software) and SCADA monitoring system. The monitoring data are constantly compared to simulation results and when accepted compliance limits are exceeded the appropriate alerts are generated. Such solution cause that the WSS operator does not need to analyse SCADA system indications constantly. The additional application of the system enables the detection of water leakages.

3

Efektywność wybranej instalacji dualnej wykorzystującej wody deszczowe w warunkach rzeczywistych opadów

Suchorab Paweł, Iwanek Małgorzata

Instal

|

2021

|

nr 12

41--45

PL

Artykuł przedstawia przykładową analizę efektywności ponownego wykorzystania wód opadowych z zastosowaniem instalacji dualnej w warunkach rzeczywistych opadów. Instalacja dualna została zaprojektowana dla budynku hotelowego i ma na celu zbieranie wody z dachu, magazynowanie jej w zewnętrznym zbiorniku i ponowne wykorzystanie do spłukiwania toalet. Efektywność instalacji dualnej sprawdzono poprzez przeprowadzenie symulacji numerycznej z uwzględnieniem opadu rzeczywistego o wysokości 1037 mm/rok, dla jednego roku hydrologicznego (01.11-31.10). Analizę przeprowadzono w programie SWMM 5.1. Celem artykułu była odpowiedź na pytanie, czy ścieki deszczowe zbierane z dachu hotelu podczas opadów wystarczają na pokrycie zapotrzebowania na wodę do spłukiwania toalet. Dodatkowo przeanalizowano poziom wody w zbiorniku gromadzącym wodę opadową oraz częstotliwość koniecznego dodatkowego zasilania zbiornika z instalacji wodociągowej. Uzyskane wyniki pozwoliły na zaproponowanie wymaganych usprawnień w instalacji dualnej w celu efektywniejszego odzysku wody, zwłaszcza przy bardzo nieregularnych opadach.

EN

The paper presents the exemplary efficiency analysis for rainwater reuse by a dual installation system under real precipitation conditions. The dual installation system was designed for a hotel building and its aim was to collect water from roof, store it in the external tank unit and further reuse it for toilet flushing. The efficiency of the dual installation was tested by a numerical simulation, considering the real precipitation, which covers one hydrological year (01.11-31.10) and is characterized by the annual precipitation equal to 1037 mm. The model analysis was performed in SWMM 5.1 software. The aim of the paper was to answer the question whether the rain wastewater collected from the hotel roof during rainfalls is enough to cover the water demand for toilet flushing. Additionally, the water level in storage tank and the frequency of additional storage supply was analyzed. The obtained results enabled the required improvements in the dual installation system in order to recycle water more efficiently, especially under very irregular precipitation conditions.

4

Aparat do wprowadzania elementów wykonawczych do rurociągu pod ciśnieniem

Anasiewicz Kamil, Kowalska Beata, Kowalski Dariusz, Suchorab Paweł

Instal

|

2021

|

nr 2

47--51

PL

W artykule przedstawiono koncepcję oraz prototyp aparatu umożliwiającego wprowadzanie elementów wykonawczych do pracujących pod ciśnieniem rurociągów wodociągowych. Aparat opracowano początkowo jako urządzenie do likwidacji korków lodowych w rurociągach. Budowa prototypu wykazała znacznie większą jego uniwersalność. Powstała platforma umożliwiająca wprowadzanie próbników do pobierania wody bezpośrednio z przepływającego rurociągiem strumienia, osadu i biofilmu ze ścianek tego rurociągu, czujników ciśnienia i natężenia przepływu oraz wprowadzanie do wnętrza rurociągów przewodów dozujących np. roztwór chloru do dezynfekcji. W założeniach aparat może współpracować z powszechnie stosowanymi urządzeniami do nawiercania rurociągów, jak również z niektórymi typami hydrantów przeciwpożarowych. Artykuł zawiera opis koncepcji aparatu, budowy jego prototypu oraz wstępnego eksperymentu laboratoryjnego, polegającego na zastosowaniu aparatu do likwidacji korka lodowego we fragmencie rury wodociągowej.

EN

The article presents a concept and a prototype of a tool enabling the insertion of actuator elements into water supply pipelines working under pressure. The tool was initially developed as a device for removing ice plugs in pipelines. The construction of the prototype showed its much greater versatility. The result was a platform enabling the insertion of samplers directly in trie water stream flowing through the pipeline, pressure and flow rate sensors location in this stream, sediment, biofilm collection from the walls of the pipeline and dosage of disinfectant, e.g. chlorine, into the working pipelines. In assumptions, the tool can work with commonly used devices for drilling pipelines, as well as with some types of fire hydrants. The article describes the concept of the tool, the construction of its prototype and an initial laboratory experiment involving the use of a tool to remove an ice plug in a fragment of a water pipe.

5

Inteligentny System Zarządzania Siecią Wodociągową w Żywcu

Kasino Wojciech, Suchorab Paweł, Kowalski Dariusz

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2021

|

Nr 10

16--19

PL

W artykule przedstawiono Inteligentny System Zarządzania Siecią Wodociągową (ISZSW) w Żywcu. Analizowany system wodociągowy obejmuje około 240 km przewodów wodociągowych i jest postrzegany jako bardzo złożony oraz trudny w zarządzaniu, z uwagi na górzyste ukształtowanie terenu, mnogość stref ciśnienia, obecność zbiorników i przepompowni sieciowych oraz wykorzystywanie pojedynczego ujęcia wody. Opisany system zarządzania siecią zaprojektowano jako kompleksowe narzędzie wspomagające pracę eksploatatorów, dyspozytorów oraz planistów. Jego głównymi założeniami są synchronizacja i wzajemne uzupełnianie się podsystemu monitoringu, bazy danych przestrzennych GIS, podsystemu billingowego oraz modelu hydraulicznego. Wśród najważniejszych zalet wdrożonego ISZSW wymienić można uporządkowanie informacji dotyczących infrastruktury wodociągowej, panel wspomagający pracę dyspozytora poprzez generowanie alarmów ostrzegawczych oraz model hydrauliczny sieci przeznaczony do prac bieżących i koncepcyjnych.

EN

The paper presents Smart Water Supply Network Management System (SWSNM) in Żywiec. The water supply system consists of approx. 240 km of water pipes and is considered as complex and hard to manage, due to the mountainous terrain, many pressure zones, plenty of tanks, pump stations and single water intake. The presented SWSNM integrates the following subsystems: monitoring, GIS and billing. The SWSNM supports the water company in operation, design and planning of a water supply system. The main advantages of the SWSNM are: the orderly structured database of technical infrastructure, the operator panel with warnings alarms and hydraulic model supporting the operational and planning processes.

6

Fractal Geometry in Designing and Operating Water Networks

Iwanek Małgorzata, Kowalski Dariusz, Kowalska Beata, Suchorab Paweł

Journal of Ecological Engineering

|

2020

|

Vol. 21, nr 6

229--236

EN

Fractals are self-similar sets that cannot be easily described by classical geometry. Fractal sets have been implemented in almost all areas of human activity since they were introduced to science by Mandelbrot in 1982. For the last 10 years, the interest in fractal geometry has increased by the issues connected with water distribution networks (WDNs). The aim of this paper was to review the application of fractal geometry in designing and operating WDNs. Treating a WDN as a fractal pattern enables its description and classification, simplifies the assessment of a network reliability, helps to solve the problems of routing and dimensioning WDN, as well as enables to select the places to locate measurement points in a network to control water quality, pressure in pipes and water flow rate. Moreover, the application of tree-shaped fractal patterns to reflect WDNs helps to solve the problems of their optimization. Fractal geometry can be also applied to investigate the results of WDNs failures connected with leakage of water to the ground. Using fractal dimension of a pattern created by points reflecting places of water outflow on the soil surface after a prospective pipe breakage enables to determine the zone near a pipe, where the outflow of water on the soil surface is possible. It is an important approach for the security of humans and existing infrastructure. Usage of fractal geometry in description, optimisation and operation analysis of WDNs still continues, which confirms the efficiency of fractal geometry as a research tool. On the other hand, it can be supposed that fractal geometry possibilities have still not been fully used.

7

Badanie funkcjonalności innowacyjnej studzienki przeznaczonej do grawitacyjnych sieci kanalizacyjnych

Kowalski Dariusz, Iwanek Małgorzata, Kowalska Beata, Suchorab Paweł, Kwietniewski Marian, Duklewski Wiesław, Dziak Stanisław, Mierzwa Aneta, Kępiński Kamil

Instal

|

2020

|

nr 6

46--49

PL

Niezawodne działanie sieci kanalizacyjnych stanowi jeden z warunków istnienia i rozwoju obszarów zurbanizowanych. Do sposobów podnoszenia niezawodności działania tych sieci należy takie kształtowanie ich struktur, by istniały różne, alternatywne drogi przepływu ścieków. Zadanie to sprowadza się często do przekształcenia struktur sieci rozgałęzieniowych w pierścieniowe. Kluczowym elementem warunkującym uzyskanie struktur pierścieniowych w sieciach kanalizacyjnych są studzienki umożliwiające połączenia krzyżujących się rurociągów. Celem artykułu jest: przedstawienie nowego rozwiązania studzienki kanalizacyjnej, mogącej pracować jako element pierścieniowej grawitacyjnej sieci kanalizacji sanitarnej lub deszczowej, prezentacja przeprowadzonych prób sprawności hydraulicznej studzienki, a także porównanie warunków przepływu ścieków w nowej studzience z przepływem w rozwiązaniach stosowanych dotychczas. Proponowana studzienka różni się od klasycznej studzienki połączeniowej budową dennicy. Rozwiązanie umożliwia bezkolizyjne połączenie krzyżujących się rur w trakcie normalnej pracy sieci, natomiast w przypadku wystąpienia niedrożności jednego z przewodów automatycznie przekierowuje ścieki do przewodu drożnego. Prezentowana konstrukcja uzyskała ochronę patentową nr PL 229311.

EN

The reliable operation of sewage networks is one of the key elements necessary for the existence and development of urban areas. The assurance of alternative paths of sewerage conveyance by proper network shaping is one of the ways of increasing network’s reliability. It can be achieved by transforming branched networks into loops. However, to connect channels into looped structures, it is required to intersect channels safely. The aim of this paper is to present a new, innovative sewage manholes, which can be used in both a sanitary and storm gravity sewage network. The additional aim is to present the results of a hydraulic test of a manhole prototype. The innovative manhole is characterized by a specific manhole base construction. It enables a safe, two-level channel intersection during normal operation. In case of a channel failure (blocked outflow), the sewage flow is redirect into the other channel. The manhole constructor is patented (Patent no PL 229311).

8

Ocena stanu eksploatacyjnego wybranej sieci wodociągowej

Iwanek Małgorzata, Suchorab Paweł

Instal

|

2019

|

nr 12

39--42

PL

Analiza awaryjności sieci wodociągowych oraz strat wody powinna być podstawą do podejmowania przez przedsiębiorstwa wodociągowe działań związanych z modernizacją sieci. Prawidłowo wykonaną analizę wielkości strat wody w sieci wodociągowej należy przeprowadzać dla odrębnych stref opomiarowania, porównując wielkość dopływów i odpływów wody ze strefy z wodą zafakturowaną. W niniejszym artykule przedstawiono przykład oceny stanu eksploatacyjnego wybranej sieci wodociągowej, z uwzględnieniem zarówno kwestii awaryjności, jak i strat wody. Przeprowadzona analiza została wykonana dla sieci wodociągowej traktowanej jako całość, mimo jej funkcjonującego podziału na strefy. W świetle uzyskanych wyników można stwierdzić, że brak rozdzielenia na strefy opomiarowania mógł rzutować na mylną interpretację stanu technicznego sieci, a tym samym utrudnić właściwe zaplanowanie prac modernizacyjnych i remontowych sieci.

EN

Analysis of water distribution network failure and water losses should be a basis for water supply companies to undertake activities related to network modernization. Water losses analysis should be conducted for District Meter Areas (DMAs) by comparing inflows and outflows from the area with billed water. In the paper the water network operating conditions were assessed basing on the case study and taking both failure rate and water losses into consideration. The analysis was conducted for the whole network, even though the network operates as divided into 2 zones. Based on the obtained results, it can be claimed that disregard of existing zones could cause the misinterpretation of the network operating conditions and hence impede the proper planning the network modernization and renovation.

9

Badania wzorców zmian poboru wody przez odbiorców charakterystycznych w wybranym systemie wodociągowym

Kowalski Dariusz, Kowalska Beata, Suchorab Paweł, Nakonieczna Sylwia, Skwarek Magdalena

Instal

|

2019

|

nr 7/8

54--58

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań zmian poboru wody w okresie tygodniowym, z krokiem 20 minut, przez 59 odbiorców charakterystycznych, pobierających wodę z rzeczywistego systemu wodociągowego. Badania zmian poboru wody realizowano z wykorzystaniem wodomierzy wyposażonych w moduły programowalnej pamięci oraz zdalnego odczytu. Na podstawie zebranych wyników Autorzy opracowali uśrednione wzorce poboru dla następujących grup odbiorców: mieszkalnictwo, edukacja, gastronomia, hotele oraz zakłady ochrony zdrowia. Opracowane wzorce różnią się znacząco, co potwierdza konieczność ich wyznaczania na etapie budowy modeli numerycznych miejskich systemów wodociągowych.

EN

The paper presents investigation results of water demand patterns by 59 characteristic customers taking water from selected existing supply system. Duration of pattern includes 1 week, time step 20 minutes. The field research has been realized using water meters equipped with programmable memory modules and remote reading system. Basing on collected results the average demand patterns have been prepared for following groups of customers: household, education, gastronomy, hotels, medical clinics and swimming pool. The elaborated demand patterns differ significantly, which confirms the necessity of their determination at the construction stage of numerical models of municipal water supply systems.

10

Problemy kalibracji modelu numerycznego wybranej sieci kanalizacji sanitarnej

Kowalska Beata, Kowalski Dariusz, Suchorab Paweł

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2019

|

Nr 5

172--176

PL

W pracy przedstawiono proces kalibracji wybranej sieci kanalizacji sanitarnej w mieście liczącym około 50000 mieszkańców, zwracając uwagę na problemy jakie pojawiły się w trakcie badań. Proces kalibracji oparto o pomiary natężenia przepływu ścieków, głębokości napełnienia kanałów i czasu pracy sieciowych pompowni ścieków. Pomiary kalibracyjne wykonano w okresie bezdeszczowym. Model numeryczny sieci zbudowano w programie SWMM 5.0 w oparciu o istniejącą bazę GIS. Spośród 54 analizowanych zestawów danych, w 36 przypadkach uzyskane wyniki należy uznać za zadowalające, w 6 przypadkach za częściowo zadowalające, zaś w 12 przypadkach za niezadowalające.

EN

The paper presents the calibration process for the selected sanitary sewerage systemin a city with about 50,000 inhabitants, paying attention to the problems occurred during the research. The calibration process was based on the measurements of the sewage flow rate, the depth of the sewers in pipes and the operating time of the network pumping stations. Calibration measurements were carried out during dry weather. The numerical model of the network was built using SWMM 5.0 software based on the existing GIS database. Among the 54 analyzed data sets, in 36 cases the obtained results should be considered satisfactory, in six cases as partially satisfactory, and in 12 cases as unsatisfactory.

11

Analysis of the width of protection zone near a water supply network

Iwanek Małgorzata, Suchorab Paweł, Sidorowicz Łukasz

Architecture Civil Engineering Environment

|

2019

|

Vol. 12, no. 1

123--128

EN

A protection zone near the water supply network belongs to the proposals of limiting negative results of potential breakages of buried water pipes. Water leaking from a damaged pipe can create swallow holes or hollows, dangerous especially in the urban areas. The proposed zone is an area on the soil surface along a buried water network, where the outflow of water could be expected after a potential failure of the pipe. The infrastructure in this zone should be carefully planned to limit the social, economic and environmental costs in the case of leakage. The investigations included laboratory tests of a buried water pipe breakage for different cases of leak areas and values of hydraulic pressure head in a pipe as well as analysis of the obtained results and determination of a protection zone for the investigated cases on the basis of tolerance limits. The calculated values of the zone width (5 m if operating pressure is lower than 0.4 MPa, and 7 m otherwise) occurred high, mainly because of the high dispersion of the laboratory tests results. Moreover, we recommended the values of tolerance level to be assumed in calculations.