Wpływ różnych czynników na awaryjność sieci kanalizacyjnych w układzie przestrzennym – studium przypadku

• Autorzy: Iwanek M. , Kowalska B. , Kowalski D. , Kwietniewski M. , Miszta-Kruk K. , Rzepka A. , Szotowicz K.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2015.13

Warianty tytułu

EN

The influence of various factors on sewer systems failures in spatial match-case study

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań eksploatacyjnych awaryjności sieciowych obiektów kanalizacyjnych tworzących systemy odprowadzania ścieków w dużym mieście. Badaniami objęto 1568 km sieci kanalizacyjnych, w tym sieć ogólnospławną około 429 km, sieć sanitarną około 660 km, sieć deszczową około 470 oraz przewody tłoczne około 9 km. Głównym celem badań była ocena i wizualizacja awaryjności sieci kanalizacyjnych i kanałów na mapach numerycznych miasta. Oceniono wpływ rodzaju sieci, wymiaru (poniżej i powyżej 300 mm) i materiału kanałów (kamionka, beton i żelbet, żeliwo szare, PVC), pory roku, rodzaju gruntu oraz występowania wód gruntowych na awaryjność obiektów sieciowych. Na potrzeby analiz awaryjności wyodrębniono odpowiednie obiekty badawcze. Obiekty takie są podstawą tworzenia bazy danych w GIS do celów zarządzania awariami. Zamieszczono fragment planu siatki ulic ze wskazaniem miejsc awarii wraz z ich opisem. Zdefiniowano trzy grupy zdarzeń awaryjnych, tj. zamulenie – pełne zablokowanie przepływu, niedrożność – częściowe blokowanie przepływu, i inne zdarzenia, głównie mechaniczne uszkodzenia. Analiza uzyskanych wyników pokazała, że blisko ¾ wszystkich zarejestrowanych zdarzeń to niedrożności powodujące zakłócenia w przepływie, ale nieblokujące go całkowicie. W badanym okresie zaobserwowano tendencję malejącą w zakresie awaryjności badanych sieci kanalizacyjnych. Uzupełniającym efektem badań jest hierarchizacja obiektów pod względem ryzyka ich awarii. Ustalono, że największym ryzykiem awarii są obarczone kanały sanitarne o średnicy poniżej 300 mm, ułożone w piaskach wodnolodowcowych i lodowcowych przy głębokości zalegania wód gruntowych do 5 m ppt.

EN

The paper presents results of field reliability tests of sewer systems. The investigated networks are located in a big city. The study covered 1568 km of sewer systems, including a combined network approx. 429 km, a sanitary network approx. 660km storm water network approx. 470 and approx. 9 km of pressure pipelines The main aims of the research were an estimation and illustration of failures of the sewer system and drain network and pipes on numerical maps of the city. During the investigation, authors estimated the influence of following factors on network’s objects failures: the type of a network, pipe’s dimension (above and below 300 mm) and material (stoneware, concrete and reinfored concrete, grey cast iron, PVC), season, kind of soil, presence and level of groundwater. For the purposes of failure analysis the relevant research objects were extracted. These objects are the basis for the creation of a GIS database for the management failures. A fragment of the street grid plan indicating the points of failures and their descriptions were posted. Three groups of failure events were defined ie, silting-complete blockage of the flow, obstruction – partially blocking the flow and other events mainly mechanical damages. Analysis of the results showed that nearly three-quarters of all recorded events are obstruction causing disruptions in the flow but not blocking it completely. During the period considered declining trend of failure of sewer systems were observed. The additional effect of the investigation is an elaboration of the network’s objects failure risk hierarchy. The greatest risk of failure exists in conditions of sanitary drains with dimensions less than 300 mm, located in glacial and water-glacial sands with groundwater level lower than 5 m below terrain.

Słowa kluczowe

PL

sieć kanalizacyjna; niezawodność; awaryjność; analiza przyczyn; czynnik uszkodzeń; GIS

EN

sewer system; reliability; failure frequency; causes analysis; failure factor; GIS

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2015
• Tom: z. 62, nr 1
• Strony: 185--200
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Iwanek M.

• Politechnika Lubelska

autor

Kowalska B.

• Politechnika Lubelska

autor

Kowalski D.

• Politechnika Lubelska

autor

Kwietniewski M.

• Politechnika Warszawska

autor

Miszta-Kruk K.

• Politechnika Warszawska

autor

Rzepka A.

• Politechnika Warszawska

autor

Szotowicz K.

• Politechnika Warszawska

Bibliografia

• [1] Chudzicki J., Czechowicz Z., Kwietniewski M., Miszta-Kruk K.: Ocena niezawodności eksploatacyjnej elementów sieci kanalizacyjnej, [w:] Nowe technologie w sieciach i instalacjach wodociągowych i kanalizacyjnych, K. Kuś, F. Piechurski (red.). Wydaw. Politechniki Śląskiej, Gliwice 2012, s. 369-387.
• [2] Ermolin Y.A.: Estymation of raw sewage discharge resulting from sewer network failures. Urban Water no. 3, 2001, pp. 271-276.
• [3] Hotloś H., Mielcarzewicz E.: Uszkadzalność sieci wodociągowej i kanalizacyjnej w warunkach eksploatacji górniczej. Gaz, Woda i Technika Sanitarna, nr 12, 1995, s. 429-433.
• [4] Hotloś H., Mielcarzewicz E.: Warunki i ocena niezawodności działania sieci wodociągowych i kanalizacyjnych na terenach górniczych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, seria: Monografie, nr 56. Wrocław 2011.
• [5] Jamska H.: Wstępna ocena parametrów niezawodności sieci wodociągowej i kanalizacyjnej w Krakowie. Mat. XII Seminarium Szkoleniowego Projektantów Wodociągów. Wydaw. PZITS, Zakopane 1983.
• [6] Kapcia J.: Niezawodność syfonów kanalizacyjnych. Politechnika Krakowska, Kraków 1997 (praca doktorska).
• [7] Kapcia J., Lubowiecka T.: Metoda oceny niezawodności funkcjonowania kanalizacji ciśnieniowej. Czasopismo Techniczne Politechniki Krakowskiej, Kraków 2003.
• [8] Karangawa A., Madryas C.: Uszkodzenia i naprawa przełazowych kolektorów żelbetowych. Gaz, Woda i Technika Sanitarna, nr 12, 1997, s. 469-474.
• [9] Kotowski A., Kluska W.: Badanie sprawności sieci kanalizacyjnej na terenach szkód górniczych. Gaz, Woda i Technika Sanitarna, nr 11, 2000, s. 445-449.
• [10] Kotowski A., Wartalski J., Kluska W.: Analiza wpływu szkód górniczych na stan techniczny sieci kanalizacyjnej Polkowic. Gaz, Woda i Technika Sanitarna, nr 11, 1995, s. 387-405
• [11] Kowalska B., Kowalski D., Kwietniewski M., Miszta-Kruk K.: Ocena awaryjności systemu dystrybucji wody z wykorzystaniem bazy danych typu GIS., [w:] Zaopatrzenie w wodę, jakość i ochrona wód, t. II. Z. Dymaczewski, J. Jeż-Walkowiak (red.). Wydaw. PZITS Oddział Wielkopolski, Poznań 2012, s. 67-76.
• [12] Królikowska J.: Niezawodność funkcjonowania i bezpieczeństwa sieci kanalizacyjnej. Wydaw. Politechniki Krakowskiej, Monografia, nr 382, Kraków 2010.
• [13] Królikowska J., Królikowski A.: Wybrane problemy niezawodności i bezpieczeństwa systemów kanalizacyjnych. Mat. konf. „Zaopatrzenie w wodę, jakość i ochrona wód – Woda 2014”. Wydaw. PZiTS O/Wielkopolski, Poznań-Toruń 2014, s. 107-115.
• [14] Kuliczkowski A.: Katastrofy kanalizacyjne. Gaz, Woda i Technika Sanitarna, nr 2, 1995, s. 58-62.
• [15] Kuliczkowski A., Zwierzchowski D., Kania M.: Nieprawidłowości hydrauliczno-eksploatacyjne kanałów badanych techniką video. Gaz, Woda i Technika Sanitarna, nr 1/2004, s. 24-28.
• [16] Kwietniewski M., Leśniewski M.: Niezawodność przewodów kanalizacyjnych w świetle badań eksploatacyjnych. Mat. konf. „Bezpieczeństwo, niezawodność, diagnostyka urządzeń i systemów gazowych, wodociągowych, kanalizacyjnych, grzewczych”. Wydaw. PZITS, nr 797, 2001, s. 205-219.
• [17] Kwietniewski M., Leśniewski M., Miszta-Kruk K., Trymucha J., Zając A.: Ocena awaryjności sieci kanalizacyjnych na podstawie badań wybranych systemów. Mat. V Ogólnopolskiej Konferencji „Nowe technologie w sieciach i instalacjach wodociągowo-kanalizacyjnych”, Ustroń 2004, Wydaw. Politechnika Śląska, Gliwice 2004, s. 249-261.
• [18] Li J.Y., Adams B.J: Probabilistic models for analysis of urban runoff control systems. Water Resources Research, vol. 126, no. 3, 2000, pp. 217-224.
• [19] Madryas C.: Odnowa przewodów kanalizacyjnych. Prace Naukowe Instytutu Inżynierii Lądowej Politechniki Wrocławskiej, nr 42, seria 16, Wrocław 1993.
• [20] Miszta-Kruk K.: Analiza niezawodności kanalizacji podciśnieniowej na podstawie badań eksploatacyjnych wybranych systemów. Politechnika Warszawska, Warszawa 2006 (rozprawa doktorska).
• [21] Miszta-Kruk K., Kwietniewski M.: Fault tree reliability evaluation method for a vacuum sewerage system, [w:] Environmental engineering. Pawłowski A., Pawłowska M., Dudzińska M.R. (red). Taylor & Francis Group, London, Singapure 2007, pp. 150-159.
• [22] Miszta-Kruk K., Kwietniewski M., Wciseł E.: Charakterystyka awaryjności sieci kanalizacyjnych na przykładzie wybranego systemu w dużej aglomeracji miejskiej. Mat. ogólnokrajowego sympozjum „Hydroprezentacje”. Wydaw. NOT, Katowice 2009, s. 121-135.
• [23] Niederehe W., Stein D.: Instandhaltung von Kanalisationen. Verlag Architektur und Technische Wissenchaften, Berlin 1987.
• [24] „Przygotowanie założeń i wdrożenie Zintegrowanego Systemu Zarządzania Infrastrukturą Techniczną Przedsiębiorstwa. Cz I.” Projekt realizowany dla MPWiK „Wodociągi Puławskie” w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka, Działanie 1.4, 2011-2012, http://www.mpwik.pulawy.pl/ (dostęp 26.11.2014).
• [25] Stein D., Kaufmann O.: Schadensanalyse an Abwasserkanalen aus Beton- und Steinzeugrohren der Bundesrepublik Deutschland-West. Korrespondenz Abwasser, Heft, nr 2, 1993, s. 168-179.
• [26] Zuber T.: Wpływ eksploatacji górniczej na uszkadzalność sieci wodociągowych i kanalizacyjnych na obszarze wybranych miast Śląska. Gaz, Woda i Technika Sanitarna, nr 6, 1999, s. 207-213.