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

• Autorzy: Iwanek M. , Kowalska B. , Kowalski D. , Kwietniewski M. , Miszta-Kruk K. , Mikołajuk P.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2015.12

Warianty tytułu

EN

Effect of various factors on water supply network failure in spatial system - a case study

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań eksploatacyjnych awaryjności obiektów sieci wodociągowej funkcjonującej w dużym mieście. Badaniami objęto system dystrybucji wody o długości około 1615 km, przy czym przewody rozdzielcze stanowiły około 1 200 km, przewody magistralne około 220 km i przewody tranzytowe około 190 km. Głównym celem badań była ocena i zilustrowanie awaryjności sieci wodociągowej i jej elementów na mapach numerycznych miasta. Oceniono wpływ rodzaju (funkcji – magistralne, rozdzielcze) i materiału (stal, żeliwo głównie szare, PVC, PE, azbestocement, żelbet) przewodów, ciśnienia w sieci, pory roku, rodzaju gruntu oraz występowania wód gruntowych (poniżej i powyżej 2 m pod powierzchnią terenu) na awaryjność obiektów sieciowych. Na potrzeby analiz awaryjności wyodrębniono odpowiednie obiekty badawcze. Obiekty te są podstawą tworzenia bazy danych w GIS do celów zarządzania awariami. Zamieszczono fragment planu siatki ulic ze wskazaniem miejsc awarii wraz z ich opisem. Zidentyfikowano następujące rodzaje uszkodzeń: uszkodzenie korozyjne, pęknięcie poprzeczne, pęknięcie podłużne, uszkodzenie armatury, uszkodzenie mechaniczne, wypchnięcie uszczelnienia, wyrwanie płata rury. Uszkodzenia te powodowały także skutki w pracy przewodu, jak przerwa i zakłócenie w pracy. W całym okresie obserwacji odnotowano 1991 uszkodzeń na przewodach sieci wodociągowej. Zdecydowanie najwięcej awarii (96%) wystąpiło na przewodach rozdzielczych. Badana sieć wodociągowa nie wyróżnia się wysoką awaryjnością. Średnia intensywność uszkodzeń wyniosła 0,27 uszk./km·rok i jest porównywalna z intensywnością uszkodzeń sieci wodociągowych miast polskich badanych w latach 2005-2008 (0,37 uszk./km·rok). Uzupełniającym rezultatem badań jest hierarchizacja obiektów pod względem ryzyka ich awarii. Ustalono, że największym ryzykiem awarii są obarczone przewody rozdzielcze wykonane z żeliwa (szarego), ułożone w glinach zwałowych i na głębokości poniżej 2 m.

EN

The paper presents results of field reliability tests of water supply network. The investigated network is located in a big city. The study coverd 1615 km of water distribution system including a distribution network aprox. 1200 km a main pipelines aprox. 220 km and transit pipelines aprox. 190 km. Main aims of the presented research were an evaluation of failures of water supply network and its elements and an illustration of these failures 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 pipes (function – main and distribution pipelines), their material (steel, grey cast iron, asbestos-cement, reinforced concrete, PVC, PE) , pressure head, seasons, type of soil and groundwater level (below and above 2 m of the ground level). 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. The following types of failures were identified: damage to corrosion, crack transverse, longitudinal fracture, damage to fittings, mechanical damage, pushing seals, pipe wrench lobe. These failures caused to the following effects in the pipeline work: interruption and disruption in the work. Throughout the observation period 1991 failures were recorded on water supply network. By far the largest failure because 96% occurred on distribution lines. The water supply network is not distinguished by a high failure rate. The average failure rate was 0.27 failures /(km·year) and is comparable with the intensity of failure to the water supply networks of Polish cities surveyed in the 2005 to 2008 (0.37 failures /(km·year).The additional effect of the investigation is an elaboration of the network’s objects failure risk hierarchy. The greatest risk of a failure exists in conditions of distributing pipes, made by gray cast iron, located over 2 m under the ground level in boulder clay.

Słowa kluczowe

PL

niezawodność; awaryjność; sieć wodociągowa; czynnik uszkodzeń; GIS

EN

reliability; failure frequency; water supply network; 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: 167--183
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Iwanek M.

• Politechnika Lubelska

autor

Kowalska B.

• Politechnika Lubelska

autor

Kowalski D.

• Politechnika Lubelska

autor

Kwietniewski M.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Środowiska

autor

Miszta-Kruk K.

• Politechnika Warszawska

autor

Mikołajuk P.

• Adaptronica Sp. z o.o., Łomianki k/Warszawy

Bibliografia

• [1] Bjorklund I.: Plastic pipes in water distribution systems. A study of failure frequencies. The Nordic Plastic Pipe Association, Stokcholm 1990.
• [2] Buckler M., Sattler R.: DVGW-Schadenstatistik Wasser, erste Auswertung und Umsetzung. GWF Wasser-Abwasser, nr 13, 1999, s. 48-53.
• [3] Dohnalik P., Jędrzejewski A.: Efektywna eksploatacja wodociągów. Wydaw. LEM-tech Konsulting sp. z o.o., Kraków 2004.
• [4] Hotloś H.: Ilościowa ocena wpływu wybranych czynników na parametry i koszty eksploatacji sieci wodociągowych. Politechnika Wrocławska, Wrocław 2007 (rozprawa habilitacyjna).
• [5] 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.
• [6] Iwanek M., Kowalska B., Kowalski D., Kwietniewski M., Miszta-Kruk K., Rzepka A., Szotowicz K.: Wpływ różnych czynników na awaryjność sieci kanalizacyjnych w układzie przestrzennym – studium przypadku. Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury Politechniki Rzeszowskiej (JCEEA), t. XXXII, z. 62, nr 1/15.
• [7] Kowalska B., Kowalski D., Kwietniewski M., Miszta-Kruk K.: Ocena awaryjności systemu dystrybucji wody z wykorzystaniem bazy danych typu GIS. Mat. konf. „Zaopatrzenie w wodę, jakość i ochrona wód”. Poznań-St. Jabłonki 2012, t. II., s. 67-77.
• [8] Kuś K., Witek E.: Badania granicznych wskaźników eksploatacji sieci wodociągowych. Mat. konf. „Zaopatrzenie w wodę miast i wsi”. Wydaw. PZITS O/Wielkopolski, Poznań 1998.
• [9] Kwietniewski M.: Metodyka badań eksploatacyjnych sieci wodociągowych pod kątem niezawodności dostawy wody do odbiorców. Prace naukowe „Inżynieria Środowiska”, z. 28. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1999.
• [10] Kwietniewski M.: Ocena zawodności dostawy wody z punktu widzenia jej odbiorców na przykładzie badań w wybranym osiedlu mieszkaniowym. Mat. konf. „Zaopatrzenie w wodę miast i wsi”, Kraków 2000, s. 705-713.
• [11] Kwietniewski M., Rak J.: Niezawodność infrastruktury wodociągowej i kanalizacyjnej w Polsce. Studia z Zakresu Inżynierii, nr 67. Polska Akademia Nauk, Warszawa 2010.
• [12] Kwietniewski M., Roman M., Kłoss-Trębaczkiewicz H.: Niezawodność wodociągów i kanalizacji. Arkady, Warszawa 1993.
• [13] Kwietniewski M., Podedworna J., Sozański M. (red.): Stan aktualny i kierunki rozwoju nauki w zakresie zaopatrzenia w wodę, usuwania ścieków i unieszkodliwiania osadów oraz gospodarki odpadami. Wydaw. Komitetu Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN. Studia z Zakresu Inżynierii, nr 85. Warszawa 2014.
• [14] Kwietniewski M., Tłoczek M., Wysocki L.: Zasady doboru rozwiązań materiałowo- konstrukcyjnych do budowy przewodów wodociągowych. Wydaw. Izba Gospodarcza „Wodociągi Polskie”, Bydgoszcz 2011.
• [15] Piechurski F., Kuś K.: Znaczenie wskaźników awaryjności i strat wody w ocenie pracy sieci wodociągowej. Mat. konf. „Zaopatrzenie w wodę, jakość i ochrona wód”. Wyd. PZITS O/Wielkopolski, t. II, Poznań 2004, s. 603-617.
• [16] „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).
• [17] Rak J.: Zarządzanie ryzykiem w systemie zaopatrzenia w wodę. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2009.
• [18] Rak J., Tchórzewska-Cieślak B.: Czynniki ryzyka w eksploatacji systemów zaopatrzenia w wodę. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2007.
• [19] Rak J. (red.), Kwietniewski M., Kowalski D., Tchórzewska-Cieślak B., Zimoch I., Bajer J., Iwanejko R., Miszta-Kruk K., Studziński A., Boryczko K., Pietrucha-Urbaniak K., Piegdoń I.: Metody oceny niezawodności i bezpieczeństwa dostawy wody do odbiorców. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzaszowskiej, Rzeszów 2013.
• [20] Tanyimboh T.T., Tabesh M., Burrows R.: Apprissal od source head methods for calculating reliability of water distribution networks. ASCE J Water Res Plan Manage., 2001, no. 127(4), pp. 206-213.
• [21] Tchórzewska Cieślak B.: Metody analizy i oceny ryzyka awarii podsystemu dystrybucji wody. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2011.
• [22] Wieczysty A.: Niezawodność systemów wodociągowych i kanalizacyjnych. Cz. I i II: Teoria niezawodności i jej zastosowania. Politechnika Krakowska, Kraków 1990.
• [23] Wieczysty A., Krawczyk P.: Ocena uciążliwości przerw w dostawie wody przez jej odbiorców. Mat. konf. „Bezpieczeństwo, niezawodność, diagnostyka urządzeń i systemów gazowych, wodociągowych, kanalizacyjnych, grzewczych”. Zakopane 2001, s. 409-417.
• [24] Zakrzewska A.: Wpływ wybranych czynników na niezawodność stalowych i żeliwnych przewodów sieci wodociągowych. Politechnika Śląska, Gliwice 2005 (rozprawa doktorska).
• [25] Zhang T.: Application of GIS and CARE-W systems on water distribution networks, Skärholmen. Praca powstała w ramach „International Master Programme of Environmental Engineering & Sustainable Infrastructure”. Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden 2006.
• [26] Zimoch I.: Zintegrowana metoda analizy niezawodności funkcjonowania i bezpieczeństwa systemów zaopatrzenia w wodę. Wydaw. Politechniki Śląskiej, Gliwice 2011.
• [27] 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.