The reliability of rural water distribution systems in relation to the layout of the pipework within the network

• Autorzy: Dawidowicz J. , Czapczuk A.

Identyfikatory

DOI

10.4467/2353737XCT.18.043.8305

Warianty tytułu

PL

Niezawodność wiejskich systemów dystrybucji wody w zależności od układu przewodów sieci

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper, the K readiness index was adopted in order to evaluate the reliability of the rural water distribution system; complete systems were assessed using the partial survey method. Hydraulic calculations were performed, followed by reliability evaluation with our own NSW programme. In addition, the lengths of the ring and branched sections of the analysed water distribution systems were calculated and 256 computational variants were obtained. Taking into account the values of the K readiness index and the cable lengths, the influence of the pipework system on the level of reliability of a water distribution system with a pumping-hydrophore structure was determined. In the case of a branched system, a moderately strong negative correlation was identified between reliability and the length of pipework.

PL

W niniejszej pracy do oceny niezawodności wiejskiego systemu dystrybucji wody przyjęto wskaźnik gotowości K, a ocenę całych systemów prowadzono metodą przeglądu częściowego. Wykonano obliczenia hydrauliczne, a następnie niezawodnościowe z pomocą autorskiego programu NSW. Wyliczono długości przewodów części pierścieniowej i rozgałęzionej analizowanych systemów dystrybucji wody. Uzyskano 256 wariantów obliczeniowych. Biorąc pod uwagę uzyskane wartości wskaźnika gotowości K oraz długości przewodów, starano się ustalić wpływ układu przewodów na poziom niezawodności systemu dystrybucji wody o układzie pompowo-hydroforowym. W przypadku przewodów rozgałęzionych uzyskano średnio silną ujemną korelację między wskaźnikiem niezawodności K a długością rurociągów.

Słowa kluczowe

EN

rural water distribution system; reliability; stationary index of readiness K

PL

wiejski system dystrybucji wody; niezawodność; stacjonarny wskaźnik gotowości K

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Technical Transactions
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 115, iss. 3
• Strony: 141--151
• Opis fizyczny: Bibliogr. 44 poz., wz., tab.

Twórcy

autor

Dawidowicz J.

• Białystok University of Technology, Faculty of Civil and Environmental Engineering, Department of Environmental Technology and Systems

autor

Czapczuk A.

• F.B.I. TASBUD S.A., Science and Research Division Warsaw

Bibliografia

• [1] Szpindor A., Zaopatrzenie w wodę i kanalizacja wsi, Arkady, Warszawa 1992 (in Polish).
• [2] Dzienis L., Królikowski A., Wodociągi i kanalizacje wiejskie, Wydawnictwo Politechniki Białostockiej, Białystok 1991 (in Polish).
• [3] Gheisi A., Forsyth M., Naser G., Water Distribution Systems Reliability: A Review of Research Literature, Journal of Water Resources Planning and Management, Vol. 142/2016, Issue 11, doi: 10.1061/(asce)wr.1943-5452.0000690.
• [4] Mays L.W., Review of reliability analysis of water distribution systems, A a Balkema, Rotterdam 2016.
• [5] Mays L.W., Methodologies for reliability analysis of water distribution systems, [in:] Computer Modeling of Free-Surface and Pressurized Flows, ed. M.H. Chaudhry, L.W. Mays, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht 1994, Vol. 274, 485–517.
• [6] Niezawodność miejskich systemów zaopatrzenia w wodę, ed. A. Wieczysty, Politechnika Krakowska, Kraków 1993 (in Polish).
• [7] Niezawodność i bezpieczeństwo systemów zbiorowego zaopatrzenia w wodę, ed. J. Rak, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2012 (in Polish).
• [8] Rak J., Wybrane zagadnienia niezawodności i bezpieczeństwa w zaopatrzeniu w wodę, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2008 (in Polish).
• [9] Kwietniewski M., Roman M., Kłoss-Trębaczkiewicz H., Niezawodność wodociągów i kanalizacji, Arkady, Warszawa 1993 (in Polish).
• [10] Metody oceny i podnoszenia niezawodności działania komunalnych systemów zaopatrzenia w wodę, ed. A. Wieczysty, Monografie KiŚ PAN, Kraków 2001 (in Polish).
• [11] Królikowska J., Królikowski A., Analiza porównawcza wskaźników niezawodności wiejskich i komunalnych systemów zaopatrzenia w wodę, [in:] Zaopatrzenie w wodę, jakość i ochrona wód: zagadnienia współczesne, ed. M.M. Sozański, PZITS O/Wielkopolski, Poznań 2010, Vol. 2, 383–392 (in Polish).
• [12] Atkinson S., Farmani R., Memon F.A., Butler D., Reliability Indicators for Water Distribution System Design: Comparison, Journal of Water Resources Planning and Management, Vol. 140/2014, No. 2, 160–168, doi: 10.1061/(asce)wr.1943-5452.0000304.
• [13] Kwietniewski M., Roman M., Establishing performance criteria of water supply systems reliability, Journal of Water Supply Research and Technology-Aqua, Vol. 46/1997, No. 3, 181–184.
• [14] Kwietniewski M., Rak J., Niezawodność infrastruktury wodociągowej i kanalizacyjnej w Polsce, Studia z zakresu inżynierii środowiska No. 67, Polska Akademia Nauk, Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej, Instytut Podstawowych Problemów Techniki, Warszawa 2010 (in Polish).
• [15] Dzienis L., Niezawodność wiejskich systemów zaopatrzenia w wodę, Rozprawy Naukowe No. 4, Wydawnictwa Politechniki Białostocka, Białystok 1991 (in Polish).
• [16] Dawidowicz J., Dzienis L., Królikowski J., Optymalizacja wiejskich systemów zaopatrzenia w wodę, Projekt badawczy KBN No. 606239101, Białystok 1992 (in Polish).
• [17] Dawidowicz J., Metoda projektowania wiejskich podsystemów dystrybucji wody z zastosowaniem analizy techniczno-ekonomiczno-niezawodnościowej (ATEN), Politechnika Białostocka, 1997, dysertacja (in Polish).
• [18] Dąbrowski W., Niedziołek M., McGarity M., Propozycja sposobu określania wskaźnika gotowości prostych podsystemów zaopatrzenia w wodę, Czasopismo Techniczne, 1-Ś/2011, 43–55 (in Polish).
• [19] Iwanejko R., Bajer J., Dekompozycja wielokrotna jako metoda dokładnego wyznaczania niezawodności systemów złożonych, Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury, JCEEA, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2017, Vol. XXXIV, Issue 64, 287–296, doi:10.7862/rb.2017.246 (in Polish).
• [20] Ciaponi C., Franchioli L.,Papiri S., Simplified Procedure for Water Distribution Networks Reliability Assessment, Journal of Water Resources Planning and Management-Asce, Vol. 138/2012, No. 4, 368–376. doi: 10.1061/(asce)wr.1943-5452.0000184.
• [21] Boccafoschi A., Rejtano B., Reliability analysis of water supply systems by the entropy and equivocation theory, Crc Press-Taylor & Francis Group, Boca Raton 2010.
• [22] Bao Y., Mays L.W., Model for Water Distribution System Reliability, Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 116/1990, Issue 9, https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9429(1990)116:9(1119).
• [23] Wagner J.M., Shamir U., Marks D.H., Water distribution reliability – simulation methods, Journal of Water Resources Planning and Management-Asce, Vol. 114/1988, No. 3, 276–294.
• [24] Abunada M., Trifunović N., Kennedy M., Babel M., Optimization and reliability assessment of water distribution networks incorporating demand balancing tanks,. Procedia Engineering, Vol. 70/2014, 4–13.
• [25] Bouchart F., Goulter I., Selecting Valve Location to Optimize Water Distribution Network Reliability, Proceedings of the 6th IAHR International Symposium on Stochastic Hydraulics, 1992, 18–20.
• [26] Bouchart F., Goulter I., Reliability improvements in design of water distribution networks recognizing valve location, Water Resources Research, Vol. 27/1991, No.12, 3029–3040, doi: 10.1029/91wr00590.
• [27] Gargano R., Pianese D., Reliability as tool for hydraulic network planning, Journal of Hydraulic Engineering-Asce, Vol.126/2000, No. 5, 354–364, doi: 10.1061/(asce)0733-9429(2000)126:5(354).
• [28] Gheisi A., Naser G., Water distribution system reliability under simultaneous multicomponent failure scenario, Journal American Water Works Association, Vol.106/2014, No. 7, 83–84, doi: 10.5942/jawwa.2014.106.0075.
• [29] Kwietniewski M., Roman M., Reliability assessment of water supply systems, Journal of Water Supply Research and Technology-Aqua, Vol. 46/1997, No. 5, 283–287.
• [30] Shamsi U.M., Computerized evaluation of water-supply reliability, Ieee Transactions on Reliability, Vol.39/1990, No. 1, 35–41, doi: 10.1109/24.52638.
• [31] Tanyimboh T.T., Burd R., Burrows R., Tabesh M., Modelling and reliability analysis of water distribution systems. Proceedings of the Water Science and Technology, Vol.39/1999, No. 4, 249–255, doi: 10.1016/s0273-1223(99)00078-5.
• [32] Trifunovic N., Decision Support Tool for Design and Reliability Assessment of Water Distribution Networks, Crc Press-Taylor & Francis Group. Boca Raton 2012.
• [33] Trifunovic N., Diagnostics of Regular Performance of Water Distribution Networks and its Relation to the Network Reliability, Crc Press-Taylor & Francis Group, Boca Raton 2012.
• [34] Yannopoulos S., Spiliotis M., Water Distribution System Reliability Based on Minimum Cut – Set Approach and the Hydraulic Availability, Water Resources Management, Vol. 27/2013, No. 6, 1821–1836, doi: 10.1007/s11269-012-0163-5
• [35] Tchorzewska-Cieslak B., Water supply system reliability management, Environment Protection Engineering, Vol. 35/2009, No. 2, 29–35.
• [36] Wanakule N., Mok C.M., Reliability based water supply management model, Proceedings of the Second IASTED International Conference on Water Resources Management, 2007.
• [37] Monte M.B.S., de Almeida A.T., A Reliability-Based Approach to Maximize Availability in a Water Supply System, Ieee Latin America Transactions, Vol.13/2015, No. 12, 3807–3812.
• [38] Asahi C., Hagihara K., Economic Valuation for Improving Supply Reliability: Risk Countermeasures for Water Quantity and Quality in Water Supply Systems, [in:] Coping with Regional Vulnerability: Preventing and Mitigating Damages from Environmental Disasters, eds. K. Hagihara, C. Asahi, Springer-Verlag, Tokyo, Vol. 4/2016, 151–171.
• [39] Zimoch I., Szymik-Gralewska J., Application of Integrated Reliability-Economic Analysis in Management of Oversized Water Supply Infrastructure, Annual Set The Environmental Protection, Vol. 37/2015, No. 4, 25–30.
• [40] Damelin E., Shamir U., Arad N., Engineering and economic evaluation of reliability of water supply, Water Resources Research, Vol. 8/1972, No. 4, 861–877, doi: 10.1029/WR008i004p00861.
• [41] Kwietniewski M., Field reliability tests of water distribution system from the point of view of consumer’s needs, Civil Engineering and Environmental Systems, Vol. 23/2006, No. 4, 287–294, doi: 10.1080/10286600600888540.
• [42] Sołowjew A.D., Analityczne metody w teorii niezawodności, WNT, Warszawa 1983 (in Polish).
• [43] Strömer H., Mathematische theorie der Zuverlassigkeit. Einführung und Anwendungen, Akademie Verlag, Berlin 1970 (in German).
• [44] Stuckey A.T., Methods used for the analysis of pipe networks, WWE No. 877/1969.

Uwagi

EN

Section "Environmental Engineering"

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).