Water age modeling as a tool to improve the quality and reduce the costs of water treatment in Polanica-Zdrój

• Autorzy: Kruszyński Wojciech , Andraka Dariusz , Kaźmierczak Bartosz , Jaroszewicz Katarzyna , Moskal Marcin

Identyfikatory

DOI

10.34659/eis.2023.86.3.564

Warianty tytułu

PL

Modelowanie wieku wody jako narzędzie poprawy jakości i obniżenia kosztów uzdatniania wody w Polanicy-Zdrój

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article contains part of the results of the project Protection of Natural Water Resources in Polanica-Zdrój through Intelligent Water and sewage management. The article presents the research results into the water supply network (WDN). The aim of the research was to improve the quality of water and reduce the cost of its treatment by reducing the age of the water. For this purpose, a model was built that takes into account the time in which water stays in a given section from the moment it flows out of the intake and mixes with the water already present in the network. The research was preceded by the construction of a model based on GIS geodetic data and a digital terrain model. On the basis of the simulations and analyses carried out, a solution was proposed to reduce the average age of water in the investigated WDN.

PL

Artykuł zawiera część wyników projektu Ochrona naturalnych zasobów wodnych Polanicy-Zdroju poprzez inteligentną gospodarkę wodno-ściekową. W artykule przedstawiono wyniki badań sieci wodociągowej (WDN). Celem badań była poprawa jakości wody i obniżenie kosztów jej uzdatniania poprzez obniżenie wieku wody. W tym celu zbudowano model uwzględniający czas przebywania wody na danym odcinku od momentu wypłynięcia z ujęcia i wymieszania się z wodą już obecną w sieci. Badania poprzedziło zbudowanie modelu na podstawie danych geodezyjnych GIS oraz numerycznego modelu terenu. Na podstawie przeprowadzonych symulacji i analiz zaproponowano rozwiązanie pozwalające na zmniejszenie średniego wieku wody w badanej WDN i obniżenie kosztów uzdatniania poprzez poprawę jej jakości.

Słowa kluczowe

EN

hydraulic modelling; GIS; water age; water quality

PL

modelowanie sieci wodociągowych; GIS; jakość wody; wiek wody

• Wydawca: Polskie Stowarzyszenie Ekonomistów Środowiska i Zasobów Naturalnych
• Czasopismo: Economics and Environment
• Rocznik: 2023
• Tom: No. 3
• Strony: 436--452
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., il., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kruszyński Wojciech

• Bialystok Technical University, Faculty of Civil Engineering and Environmental Sciences, Wiejska Street 45E, 15-351 Bialystok, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-4326-0705

autor

Andraka Dariusz

• Bialystok Technical University, Faculty of Civil Engineering and Environmental Sciences

• https://orcid.org/0000-0002-4998-742X

autor

Kaźmierczak Bartosz

• Wroclaw University of Science and Technology, Faculty of Environmental Engineering

• https://orcid.org/0000-0003-4933-8451

autor

Jaroszewicz Katarzyna

• Miejski Zakład Komunalny w Polanicy-Zdroju Sp. z o.o.

autor

Moskal Marcin

• Miejski Zakład Komunalny w Polanicy-Zdroju Sp. z o.o.

Bibliografia

• AWWA. (2002, August 15). Effects of Water Age on Distribution. System Water Quality. https://www.epa.gov/sites/default/files/2015-09/documents/2007_05_18_disinfection_tcr_whitepaper_tcr_waterdistribution.pdf
• Clarke, R. (2012). Modeling Water Quality in Distribution Systems (2nd Edition). American Water Works Association.
• Desta, W. M., Feyessa, F. F., & Debela, S. K. (2022). Modelling and optimisation of pressure and water age for evaluation of urban water distribution systems performance. Heliyon, 8(11), e11257. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2022.e11257
• Farmani, R., Walters, G., & Savic, D. (2006). Evolutionary multi-objective optimisation of the design and operation of water distribution network: total cost vs. reliability vs. water quality. Journal of Hydroinformatics, 8(3), 165-179. https://doi.org/10.2166/hydro.2006.019b
• Gwoździej-Mazur, J., & Świętochowski, K. (2021). Evaluation of Real Water Losses and the Failure of Urban-Rural Water Supply System. Journal of Ecological Engineering, 22(1), 132-138. https://doi.org/10.12911/22998993/128862
• Haghiabi, A. H., Nasrolahi, A. H., & Parsaie, A. (2018). Water quality prediction using machine learning methods. Water Quality Research Journal, 53(1), 3-13. https://doi.org/10.2166/wqrj.2018.025
• Imran, S. A. (2022, November 12). Water Quality in the Distributions System. https://www.gov.nl.ca/ecc/files/waterres-training-adww-manageoperation-05-syed-imran-gander-conference.pdf
• Kourbasis, N., Patelis, M., Tsitsifli, S., & Kanakoudis, V. (2020). Optimising Water Age and Pressure in Drinking Water Distribution Networks. Environmental Sciences Proceedings, 2(1), 51. https://doi.org/10.3390/environsciproc2020002051
• Lahlou, Z. M. (2022, November 10). Water Quality in Distribution Systems. https://www.nesc.wvu.edu/files/d/f0dc634f-dd46-4fa6-99a1-f31c2806386b/water-quality-in-distribution-systems.pdf
• Malmur, R., Mrowiec, M., Ociepa, E., & Deska, I. (2018). Sustainable Water Management in Cities Under Climat Changes. Problems of Sustainable Development, 13(1), 133-138.
• Rossman, L. A., Woo, H., Tryby, M., Shang, F., Janke, R., & Haxton, T. (2020). EPANET 2.2 User Manual. https://epanet22.readthedocs.io/_/downloads/en/latest/pdf/
• Shamsaei, H., Jaafar, O., & Basri, N. E. A. (2013). Effects residence time to water quality in large water distribution systems. Engineering, 5(4), 449-457. https://doi.org/10.4236/eng.2013.54054
• Sitzenfrei, R. (2021). Using complex network analysis for water quality assessment in large water distribution systems. Water Research, 201, 117359. https://doi.org/10.1016/j.watres.2021.117359
• Studzinski, J. (2015). ICS System Supporting the Water Networks Management by Means of Mathematical Modelling and Optimization Algorithms. Journal of Automation Mobile Robotics and Intelligent Systems, 9(4), 48-54. https://doi.org/10.14313/JAMRIS_4-2015/32
• Sunela, M. I., & Puust, R. (2015). Real Time Water Supply System Hydraulic and Quality Modeling – A case study. Procedia Engineering, 119, 744-752. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.08.928
• Świętochowska, M., & Bartkowska, I. (2022). Analysis of Water Age and Flushing of the Water Supply Network of the Pressure Re-duction Zone. Journal of Ecological Engineering, 23(10), 229-238. https://doi.org/10.12911/22998993/152458
• Tabesh, M., & Doulatkhah, A. (2006). Effects of pressure dependent analysis on quality performance assessment of water distribution networks. Iranian Journal of Science and Technology Transaction B: Engineering, 30(1), 119-128.
• Wang, Y., & Zhu, G. (2022). Hydraulic and Water Quality Reliability of Water Distribution System under Uncertain Conditions. Journal of Pipeline Systems Engineering and Practice, 13(4), 04022035. https://doi.org/10.1061/(ASCE)PS.1949-1204.0000676
• Zimoch, I., & Bartkiewicz, E. (2018). Modeling of water age as an element supporting the management of the water supply system. Proceedings of the ECOpole, Polanica Zdrój, Poland, 12(2), 611-620. https://doi.org/10.2429/proc.2018.12(2)064

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).