Ocena wpływu regulacji krawędzi przelewów burzowych na możliwość ograniczenia ilości ścieków odprowadzanych do wód powierzchniowych – studium przypadku

• Autorzy: Brzezińska A.

Warianty tytułu

EN

Impact assessment of combined sewer overflows regulation on sewage volume discharged into surface waters – a case study

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przeprowadzono analizę funkcjonowania siedmiu przelewów burzowych w zlewni miejskiej, oznaczonych symbolami od J1 do J7, zlokalizowanych wzdłuż rzeki Jasień. Na tej podstawie dokonano oceny możliwości ograniczenia częstości działania tych przelewów poprzez regulację wysokości ich krawędzi. Przyjęto 6 wariantów (oznaczonych symbolami od A do F) uwzględniających zmiany wysokości krawędzi przelewów w różnych konfiguracjach w odniesieniu do stanu istniejącego. Obliczenia wykonano z użyciem programu komputerowego SWMM 5.0.022, a uzyskane wyniki odniesiono do rzeczywistych danych z pomiarów opadów atmosferycznych z lat 2009–2011. Wykazano, że w przypadku trzech przelewów (J2, J4 i J5), które odprowadzają łącznie około 80% ścieków, żaden z przyjętych wariantów nie zmniejszył częstości ich działania do przepisowych 10 zjawisk w ciągu roku. Możliwe było jednak zminimalizowanie objętości nieoczyszczonych ścieków kierowanych do odbiornika. Analizując łączną roczną objętość ścieków odprowadzaną ze wszystkich przelewów, najbardziej korzystne wyniki (około 30% zmniejszenie ilości ścieków) uzyskano w wariantach B, E oraz F, przy czym za najbardziej korzystny uznano wariant F, który zapewniał bezpieczeństwo funkcjonowania sieci kanalizacyjnej. Okazało się, że zastosowanie jedynie regulacji krawędzi przelewów nie rozwiązało problemu funkcjonowania analizowanego systemu kanalizacji ogólnospławnej w Łodzi. Najbardziej korzystne wydaje się połączenie kilku metod zarządzania gospodarka ściekową, a przede wszystkim ograniczenie spływu wód opadowych ze zlewni do sieci kanalizacyjnej, poprzez zagospodarowanie wód opadowych w miejscu ich powstawania.

EN

Operation analysis of seven combined sewer overflows (J1 to J7) located within the municipal catchment along the Jasień river was performed. On this basis, feasibility analysis to limit frequency of their operation through the overflow crest height regulation was conducted. Six variants (A to F) were analyzed taking account of alterations in crest heights in different configurations in relation to the existing state. SWMM 5.0.022 software was used for calculations and the results were compared against the actual precipitation dataset from the period 2009 to 2011. For the three overflows (J2, J4 and J5) that cumulatively convey about 80% of sewage discharged into the environment, it was demonstrated that none of the variants did allow lowering their operation frequency to the prescribed 10 incidents per year. However, it was feasible to significantly minimize the wastewater volume directed to the receiver. Analyzing the total annual wastewater volume discharged by all the seven overflows, the most favorable results (reduction in discharge volume by 30%) were reported for variants B, E and F. Variant F was found to be the most optimal one, ensuring the operational safety of the sewerage system. It was demonstrated that the overflow crest regulation does not provide a complete solution to the problem of the analyzed combined sewer overflows operation in Lodz. The combination of sewage management methods and primarily limiting the rainwater runoff from the catchment area to the sewerage system by the on-site rainwater management, appear the most beneficial.

Słowa kluczowe

PL

przelew burzowy; kanalizacja ogólnospławna; SWMM; regulacja wysokości krawędzi przelewu

EN

combined sewer overflow; combined sewerage; SWMM; weir height regulation

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 39, nr 1
• Strony: 23--31
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Brzezińska A.

• Politechnika Łódzka, Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska, Zakład Technik Ochrony Wód i Hydrologii Terenów Zurbanizowanych, al. Politechniki 6, 90-924 Łódź

Bibliografia

• 1. Rozporządzenie Ministra Środowiska z 18 listopada 2014 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego. Dziennik Ustaw 2014, poz. 1800.
• 2. B. K. BANIK, C. di CRISTO, A. LEOPARDI: SWMM5 Toolkit development for pollution source identification in sewer systems Procedia Engineering 2014, Vol. 89, pp. 750–757.
• 3. B. KAŹMIERCZAK, A. KOTOWSKI: Weryfikacja przepustowości kanalizacji deszczowej w modelowaniu hydrodynamicznym. Monografie Instytutu Inżynierii Ochrony Środowiska Politechniki Wrocławskiej, nr 57, Wrocław 2012.
• 4. N. H. NIELSEN, C. RAVN, N. MØLBYE: Implementation and design of a RTC strategy in the sewage system in Kolding, Denmark. Proceedings of NOVATECH 2010 – 7th International Conference on Sustainable Techniques and Strategies for Urban Water Management, Lyon 2010, Session 2.6, pp. 1–10.
• 5. G. DIRCKX, M. SCHÜTZE, S. KROLL, C. THOEYE, G. de GUELDRE, B. van de STEENE: Cost-efficiency of RTC for CSO impact mitigation. Urban Water Journal. 2011, Vol. 8, No. 6, pp. 367–377.
• 6. M. MAEDA, H. MIZUSHIMA, K. ITO: Development of the real-time control (RTC) system for Tokyo sewage system. Water Science & Technology 2005, Vol. 51, No. 2, pp. 213–220.
• 7. Z. DYMACZEWSKI, M.M. SOZAŃSKI: Wodociągi i kanalizacja w Polsce: tradycja i współczesność. Polska Fundacja Ochrony Zasobów Wodnych, Poznań–Bydgoszcz 2002.
• 8. M. ZAWILSKI: Prognozowanie wielkości odpływu i ładunków zanieczyszczeń ścieków opadowych odprowadzanych z terenów zurbanizowanych. Zeszyty Naukowe Politechniki Łódzkiej 1997, nr 792.
• 9. M. C. GROMAIRE-MERTZ, G. A. GONZALEZ, G. CHEBBO: Characterization of urban runoff pollution in Paris. Water Science and Technology 1999, Vol. 34, No. 6, pp. 1773–1780.
• 10. M. ZAWILSKI, A. BRZEZIŃSKA: Characteristics of rainfalls necessary for design and upgrading of urban drainage systems. Proceedings of International Conference on Urban Drainage Modelling – UDM’04, Dresden 2004, pp. 643–650.
• 11. H. DUNCAN: Australian Runoff Quality. A draft copy. National Committee on Water Engineering Engineers, Australia, 2004.
• 12. M. KAFI, J. GASPERI, R. MOILLERON, M.C. GROMAIRE, G. CHEBBO: Spatial variability of the characteristics of combined wet weather pollutant loads in Paris. Water Research 2008, Vol. 42, No. 3, pp. 539–549.
• 13. L. LI, B. SHAN, C. YIN: Stormwater runoff pollution from an urban catchment with rainy climate in China. Frontiers of Environmental Science & Engineering 2012, Vol. 6, pp. 672–677.
• 14. R. ASHLEY, B. CRABTREE, A. FRASER, T. HVITVEDJACOBSEN: European research into sewer sediments and associated pollutants and processes. Journal of Hydraulic Engineering 2003, Vol. 129, No. 4, pp. 267–275.
• 15. L. ROSSI, V. KREJCI, W. RAUCH, S. KREIKENBAUM, R. FANKHAUSER, W. GUJER: Stochastic modelling of total suspended solids (TSS) in urban areas during rain events. Water Research 2005, Vol. 39, No. 17, pp. 4188–4196.
• 16. A. KOTOWSKI, B. KAZMIERCZAK, A. DANCEWICZ: Modelowanie opadów do wymiarowania kanalizacji. Monografie Komitetu Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN 2010, nr 68.
• 17. M. ZAWILSKI, A. BRZEZINSKA, G. SAKSON: Assessment of combined sewer overflow performance on the basis of areal rainfall monitoring. Proceedings of 13th IUCD Conference, Kucing (Malaysia) 2014.
• 18. J. NALASKOWSKI: Kanalizacja ogólnospławna – czy nie zbyt szybko „spisana na zapomnienie”? Mat. II konf. INFRAEKO, Rzeszów 2009, ss. 165–173.
• 19. J. DZIOPAK, J. HYPIAK: Analiza metodologii wymiarowania kanalizacji ogólnospławnej. Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej 2011, nr 276, z. 58, ss. 21–34.
• 20. W. DĄBROWSKI, D. DĄBROWSKA: Wymagania prawne a uwarunkowania techniczne przy projektowaniu przelewów burzowych. Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej 2004, nr 211, z. 37, cz. II, ss. 53–57.
• 21. J. F. CIGANA: Working out wet weather issues. Pollution Engineering 2000, No. 6, pp. 50–52.
• 22. Z. SULIGOWSKI: Alternatywne odwodnienie terenu. Kanalizacja? Niekoniecznie. Magazyn Instalatora 2008, nr 10, ss. 64–66.
• 23. W. C. LUCAS, D. J. SAMPLE: Reducing combined sewer overflows by using outlet controls for Green Stormwater Infrastructure: Case study in Richmond, Virginia. Journal of Hydrology 2015, Vol. 520, pp. 473–488.
• 24. P. WIERZBICKI, A. WAACK-ZAJĄC, T. KOŚKA: Układ hydrograficzny miasta Łodzi. Zeszyty Naukowe Politechniki Łódzkiej 2010, nr 1066, Budownictwo, z. 61, ss. 145–156.
• 25. Rocznik Statystyczny Województwa Łódzkiego 2011. Urząd Statystyczny w Łodzi, Łódź 2011.
• 26. M. ZAWILSKI, A. BRZEZIŃSKA: Określenie miarodajnego dopływu ścieków pogody suchej do GOŚ. Łódź 2015 (praca niepublikowana).
• 27. M. ZAWILSKI, G. SAKSON, A. BRZEZIŃSKA: Storage of combined sewage in terms of their disposal. Polish Journal of Environmental Studies, Series of Monographs 2009, pp. 82–87.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).