Numerical modeling in quantitative and qualitative analysis of storm sewage system operational conditions

• Autorzy: Chmielewska A. , Widomski M. K. , Musz A. , Łagód G. , Mazurek W.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie numeryczne w ilościowej i jakościowej ocenie możliwości rozbudowy sieci kanalizacji deszczowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Exploitation of urban storm-water systems, affected by increased size of drainaged catchment, high variability of rainfall events, changes in relative surface sealing as well as increased usage of road transport vehicles resulting in changes of sewage flow and pollutants concentrations as well as loads entering the sewage receiver, seems to be the challenging engineering problem. Thus, the application of numerical modeling to multi-variant analyses of storm-water sewer systems operation and its influence on the natural environment becomes a standard procedure nowadays. This paper presents the attempt of numerical modeling application to quantitative and qualitative analysis of storm-water sewer system in conditions of the selected urbanized catchment in the town of population reaching 40 000. The US EPA’s (United States Environmental Protection Agency) software SWMM 5 was applied to our studies. Three different rainfall events of various intensity and time were studied in our research. The presented analysis was based on sewage flow velocity, wastewater level along the pipelines and the load of pollutants leaving the sewer system. The sewage flooding from several join or inspection chambers was observed. Our studies reveal also the fact that the studied system is partially undersized. According to the lack of model calibration our observations should be treated as preliminary studies.

PL

Przedstawiono próbę zastosowania modelowania numerycznego do ilościowej i jakościowej oceny możliwości rozbudowy systemu kanalizacji deszczowej. Model wybranego fragmentu sieci kanalizacyjnej miasta Chełm wykonano w programie SWMM 5. W badaniach przeanalizowano trzy warianty charakteryzujące się różną intensywnością oraz czasem trwania opadu. Obliczenia hydrauliczne wykonano dla warunków przed i po rozbudowie sieci. Przedstawiona analiza została oparta na prędkościach przepływu ścieków, napełnieniu kanałów oraz stężeniach i ładunkach transportowanych zanieczyszczeń. Po wykonaniu obliczeń symulacyjnych sieci po jej rozbudowie otrzymano wyniki, w których zaobserwowano zmiany w prędkości przepływu, napełnieniach kanałów, ładunkach badanego zanieczyszczenia. Odnotowano także w wynikach symulacji wypływ ścieków ze studzienek połączeniowych lub rewizyjnych na powierzchnię odwadnianego terenu. Przeprowadzone badania wskazują również, iż istniejący system zaprojektowany na podstawie wzoru Błaszczyka w obecnych warunkach jest częściowo przewymiarowany. W związku z tym prędkość samooczyszczania przewodów nie została osiągnięta w znacznej części sieci. Ze względu na brak kalibracji modelu otrzymane wyniki należy traktować jako wyniki badań wstępnych.

Słowa kluczowe

EN

storm sewer; numerical modelling; quantitative and qualitative analysis

PL

kanalizacja deszczowa; modelowanie numeryczne; rozbudowa sieci; analiza ilościowa i jakościowa

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 6, No. 2
• Strony: 487--492
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., wykr., tab., rys.

Twórcy

autor

Chmielewska A.

• Faculty of Environmental Engineering, Lublin University of Technology, ul. Nadbystrzycka 40B, 20-618 Lublin, phone [phone]

autor

Widomski M. K.

• Faculty of Environmental Engineering, Lublin University of Technology, ul. Nadbystrzycka 40B, 20-618 Lublin, phone [phone]

autor

Musz A.

• Faculty of Environmental Engineering, Lublin University of Technology, ul. Nadbystrzycka 40B, 20-618 Lublin, phone [phone]

autor

Łagód G.

• Faculty of Environmental Engineering, Lublin University of Technology, ul. Nadbystrzycka 40B, 20-618 Lublin, phone [phone]

autor

Mazurek W.

• Institute of Agrophysics, Polish Academy of Sciences, ul. Doświadczalna 4, 20-290 Lublin

Bibliografia

• [1] Karnib A, Al-Hajjar J, Boissier D. Urban Water. 2002;4:43-51. DOI: 10.1016/S1462-0758(01)00063-2.
• [2] Jaromin K, Borkowski T, Łagód G, Widomski M. Influence of material, duration and exploitation manner of sanitation conduits on sewage flow velocity. Proc ECOpole. 2009;3(1):139-145.
• [3] Jlilati A, Jaromin K, Widomski M, Łagód G. Characteristics of sediments in chosen system of gravitational sanitation. Proc ECOpole. 2009;3(1):147-152.
• [4] Larm T. Ecol Eng. 2000;15:57-75. DOI: 10.1016/S0925-8574(99)00035-X.
• [5] Taebi A, Droste RL. Sci Total Environ. 2004;327:175-184. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2003.11.015.
• [6] Gnecco I, Berretta C, Lanza LG, La Barbera P. Italy Atmos Res. 2005;77:60-73. DOI: 10.1016/j.atmosres.2004.10.017.
• [7] Soonthornnonda P, Christensen ER. Water Res. 2008;42:1989-1998. DOI: 10.1016/j.watres.2007.11.034.
• [8] Ramowa Dyrektywa Wodna EU 2000/60/EC.
• [9] Lindholm OG, Nordeide T. Environ Impact Assess Rev. 2000;20:413-423. DOI: 10.1016/S0195-9255(00)00052-4.
• [10] Villarreal EL, Semadeni-Davies A, Bengtsson L. Ecol Eng. 2004;22:279-298.
• [11] Chen J, Adams BJ. Adv Water Res. 2007;30:80-100. DOI: 10.1016/j.advwatres.2006.02.006.
• [12] Park M-H, Swamikannu X, Stenstrom MK. Water Res. 2009;43:2773-2786. DOI: 10.1016/j.watres.2009.03.045.
• [13] Rossman LA. Storm Water Management Model User’s Manual Version 5.0. National Risk Management Research Laboratory, Office of Research and Development, U.S. Cincinnati: Environ Protect Agency; 2009.
• [14] Gironás JL, Roesner A, Davis J. Storm Water Management Model Applications Manual. National Risk Management Research Laboratory, Office Of Research And Development, US Cincinnati: Environ Protect Agency; 2009.
• [15] USEPA. Results of the nationwide urban runoff program, volume I - final report. NTIS PB84-185552. Washington, DC: US Environmental Protection Agency, 1983.
• [16] Jacob JS, Lopez R. J Amer. Water Res. Associat. 2009;45(3):687-701. DOI: 10.1111/j.1752-1688.2009.00316.x.
• [17] Lee JH, Bang KW. Water Res. 2000;34(6):773-1780. DOI: 10.1016/S0043-1354(99)00325-5
• [18] Kaszewski BM, Siwek K. Dobowe sumy opadu atmosferycznego ≥ 50 mm w dorzeczu Wieprza i ich uwarunkowania cyrkulacyjne (1951-2000). In: Ekstremalne zjawiska hydrologiczne. Bogdanowicz E. editor. Warszawa: Polskie Towarzystwo Geofizyczne Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej; 2005;122-130.
• [19] Bhaduri B, Harbor J, Engel B, Grove M. Environ Eng. 2000;26(6):643-658. DOI: 10.1007/s002670010122.
• [20] Brezonik PL, Stadelmann TH. Water Res. 2002;36:1743-1757. DOI: 10.1016/S0043-1354(01)00375-X.
• [21] Goonetilleke A, Thomas E, Ginn S, Gillbert D. J Environ Manage. 2005;74:31-42. DOI: 10.1016/j.jenvman.2004.08.006.
• [22] Park M-H, Swamikannu X, Michael K. Water Res. 2009;43(11):2773-2786. DOI: 10.1016/j.watres.2009.03.045.
• [23] Rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego, z dnia 29.01.2009 r. DzU, Nr 137, poz. 984.
• [24] Gajuk D, Widomski MK, Musz A, Łagód G. Numerical modeling in quantitative and qualitative analysis of extension of storm sewage system. Proc ECOpole. 2011;5(1):209-215.