W praktyce eksploatacyjnej przedsiębiorstw wodociągowych nawiercanie rurociągów należy do stosunkowo częstych działań. Najczęściej realizuje się je w celu wykonywania przyłączy. Dostrzegając ten problem producenci armatury opracowali szereg kompletnych rozwiązań, w skład których wchodzą opaski mocujące, zasuwy oraz urządzenia do nawierceń. Nawiercenia chętnie wykorzystywane są także na etapie budowy systemu monitoringu. Każdorazowo instalacja stosownych czujników wymaga bezpośredniego dostępu do przesyłanej wody. Najłatwiej i najszybciej można to zrealizować za pomocą nawierceń. Pojawia się jednak problem znacznego zróżnicowania materiałów i średnic nawiercanych rur. Wymaga to zakupu przez przedsiębiorstwa wodociągowe wielu typów opasek mocujących, stąd poszukiwanie rozwiązań uniwersalnych, które ograniczą koszty zakupu i składowania tych elementów uzbrojenia. Celem artykułu jest prezentacja opracowanej przez zespół autorski uniwersalnej opaski mocującej, którą można wykorzystywać w szerokim (80 do 500 mm) zakresie średnic rur żeliwnych, stalowych, z tworzywa sztucznego oraz azbestocementu.
EN
In the operational practice of water companies, drilling of pipelines belongs to relatively frequent activities. Most often such drillings are carried out in order to make house connections. Recognizing this problem, valve manufacturers have developed a number of complete solutions, including pipe saddles, valves and drilling machines. Drilling is also often used at the stage of building a monitoring system. Each time the installation of appropriate sensors requires direct access to the conveyed water. The easiest and fastest way to do this is by drilling. However, there is the problem of a significant differentiation of materials and diameters of drilled pipes. This requires the purchase of many types of pipe saddles by water supply companies, hence the search for universal solutions that will reduce the purchase and storage costs of these fittings. The aim of the article is to present the authors’ universal pipe saddle as an element of drilling machine, which can be used in a wide (from 80 to 500 mm) diameter range of cast iron, steel, plastic and asbestos-cement pipes.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Systematyczny w ostatnich latach wzrost cen za usługi zaopatrzenia w wodę i odprowadzania ścieków skłania użytkowników do ograniczania poboru wody wodociągowej. Jednym ze stosunkowo mało popularnych w Polsce rozwiązań jest instalacja dualna, umożliwiająca odzysk ścieków szarych lub ścieków opadowych i powtórne ich użycie po oczyszczeniu. Warunkiem umożliwiającym zastosowanie instalacji dualnej jest odpowiedni stopień pokrycia zapotrzebowania na wodę przez wodę szarą oraz wynik przeprowadzonej analizy ekonomicznej opłacalności danego rozwiązania technicznego. W niniejszym artykule przeprowadzono ekonomiczną analizę efektywności wdrożenia instalacji dualnej do odzysku ścieków szarych w dwóch obiektach - schronisku górskim oraz domu jednorodzinnym. W ramach przeprowadzonej oceny wykorzystano dynamiczne metody oceny projektów inwestycyjnych: dynamiczny koszt jednostkowy DGC, wskaźnik zaktualizowanej wartości netto NPV oraz współczynnik korzyści i kosztów BCR. Dodatkowo inwestycje oceniono pod względem prostego czasu zwrotu SPBT. Ocenę przeprowadzono dla aktualnych w Polsce cen dystrybucji wody i odprowadzenia ścieków. Na podstawie wykonanej oceny określono opłacalność realizacji każdego z rozpatrywanych projektów.
EN
The regular prices increase in water and sewage services, provokes water consumers to limit it use over time. One of yet little popular in Poland way to restrain water consumption is a dual system of recycling greywater or rainwater and reusing it. There are two basie conditions which should be fulfilled before investing into dual system: a positive greywater balance and positive economic analysis, confirming profitability of the investment. The exemplary economic analysis of dual systems for two different buildings is presented in this paper. The dynamics methods of project evaluation were used, in particular: Dynamie Generation Cost (DGC), Net Present Value (NPV), Benefit-Cost Ratio (BCR) and Simply Payback Time (SPBT). The economic evaluation was carried for current water services prices for different locations in Poland. Basing on carried analysis.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Water losses occur in every water distribution systems during their overall exploitation time. Losses cause not only additional operating costs but also generate negative social and ecological consequences. Water losses may have multiple possible reasons, differing in accordance to a water supply system. Therefore, there is a high need to individually analyze each water supply distribution system. The aim of this paper is to analyze and compare water losses in selected two group water supply systems, serving 5 000÷10 000 consumers. Water balances, pursued in accordance to the methodology developed by IWA (International Water Association), enabled calculation of water losses indicators for both systems. The obtained results lead to evaluation of the condition of analyzed water supply systems and they suggest potential actions in order to minimize water losses. Moreover, the results indicate the great necessity for working out a reliable method for determination of unavoidable annual real losses in rural water distribution systems with no more than 20 connections per km.
PL
Straty wody występują we wszystkich systemach dystrybucyjnych przez cały okres ich eksploatacji. Pociągają za sobą przede wszystkim dodatkowe koszty, ale wiążą się z nimi również negatywne skutki społeczne czy ekologiczne. Straty wody mogą wynikać z wielu przyczyn, których znaczenie jest inne w różnych systemach wodociągowych. Zachodzi więc potrzeba wnikliwej indywidualnej analizy pracy konkretnych sieci dystrybucyjnych. Celem niniejszego artykułu jest analiza i porównanie strat wody w dwóch wybranych gminnych wodociągach grupowych, obsługujących 5 000÷10 000 odbiorców. W ramach badań sporządzono bilanse wody według metodyki zaproponowanej przez IWA (International Water Association) oraz wyznaczono wskaźniki strat wody. Uzyskane wyniki obliczeń nie tylko pozwoliły ocenić stan sieci oraz zaproponować podjęcie czynności zmierzających do zmniejszenia strat wody w systemie, ale również wykazały potrzebę opracowania miarodajnej metody wyznaczania strat nieuniknionych w wiejskich wodociągach, o gęstości przyłączy nieprzekraczającej 20 szt./km.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Jednym z kluczowych etapów budowy modelu numerycznego sieci wodociągowych jest kalibracja. Realizowana jest ona na bazie wyników prowadzonej w terenie kampanii pomiarowej i powinna doprowadzić do uzyskania założonej zgodności wyników symulacji z rezultatami tej kampanii. W artykule zaprezentowano przebieg i wyniki prowadzenia kalibracji modelu wybranej sieci w warunkach wykorzystania pojedynczego (uogólnionego) wzorca zmian poboru wody przez odbiorców oraz wykorzystania 11 wzorców, opracowanych dla wytypowanych odbiorców charakterystycznych. Kalibrację prowadzono z wykorzystaniem metody prób i błędów w programie EPANET 2.0 oraz metody optymalizacyjnej w programie WaterGEMS.
EN
Calibration is one of the key steps in creating a numerical model of water supply networks. Calibration is performed on the basis of the results of the field measurement campaign and it should result in a consistent match of the simulation results with the results of the measurements. In the article the process and the results of the calibration of the selected water network model with the use a single (generalized) water demand pattern and using 11 patterns prepared for selected, characteristic consumers have been presented. Calibration was performed using the trial and error method in EPANET 2.0 and the optimization method in WaterGEMS.
Ze względów ekonomicznych zarządcy wodociągów wiejskich realizują ich badania jakościowe w minimalnym możliwym zakresie. Skutkuje to stosunkowo częstymi przerwami dostawy wody. Dotyczy to przede wszystkim skażenia bakteriologicznego. Oddzielnym problemem jest powszechne w warunkach wiejskich występowanie niskich prędkości przepływu wody, co prowadzi do wysokich wartości czasu zatrzymania wody w systemie i tym samym przedłużonego kontaktu woda-materiał przewodów. W artykule na bazie przeprowadzonych badań terenowych i laboratoryjnych przedstawiono efekty tego oddziaływania. Badaniami objęto skład pierwiastkowy przesyłanej wody, ze szczególnym uwzględnieniem zawartości ołowiu. Dodatkowo przeprowadzono także analizy osadu znajdującego się w wodzie i na wewnętrznej powierzchni rur. Miejsca pomiaru próbek wody wytypowano w oparciu o zbudowany i wstępnie skalibrowany model badanej sieci wodociągowej.
EN
The problem of secondary contamination of water transmitted in rural water networks is relatively rarely discussed in the literature. Managers of these water companies perform qualitative research in the minimum extent possible. Most often we learn about the poor quality of water supplied to the consumers in crisis situations that require interruption of a water supply. This applies in particular of a bacterial contamination. Another problem is the impact of the pipe material on the water quality. In rural conditions the water velocity is very low, which leads to high water retention time in the system and thus prolonged contact between water and pipe material. In the article, on the basis of field and laboratory tests effects of this interaction has been tested. The study included tests of elemental composition of water samples, with particular emphasis on the content of lead. Measurement points of the water samples were selected on the basis of a preliminary calibrated model of the tested water supply system. In addition, analyses of deposit accumulated on the inner surface of the pipe were also carried out.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Straty wody w systemach dystrybucji są problemem, z którym zmagają się przedsiębiorstwa wodociągowe na całym świecie. W ostatnich latach w Polsce, podobnie jak w wielu innych państwach, stosuje się metodę bilansowania i określania strat zaproponowaną przez International Water Association (IWA). W ramach niniejszej pracy analizie poddano straty wody w latach 2003-2013 w wybranym wodociągu grupowym, zasilanym z dwóch ujęć wody. Analizy przeprowadzone w oparciu o standardowe metody badawcze (bilansowanie wg IWA oraz metodę wskaźnikową) wykazały, że w systemie występują stosunkowo duże straty wody, znacznie większe w strefie charakteryzującej się większym obciążeniem. Istnieje więc konieczność podjęcia działań ograniczających straty wody, zwłaszcza w tej strefie.
EN
The problem of water losses in distribution systems is an issue, which is one of the main concerns of the water system managers all over the world. In recent years, the method of water balance and losses calculation proposed by International Water Association (IWA) has been commonly used in Poland, as well as in many other countries. In this work water losses in the selected distribution system consisting of two water intake zones were analysed in the period of 2003-2013. Investigations conducted using the standard IWA balance and indicators methods improved that losses in the considered distribution system are relatively large, especially in this zone, in which input water volume per day per km is larger. Thus, it is necessary to take actions, especially in this zone, aiming at limitation of water losses in the system.
One solution to limit the inconvenience caused by suffosion processes following pipe breakages is retaining so-called protection zones near the pipes, the utilization of which would be handled by the system operator. Due to the fact that to determine the size of such zones is a challenging task, the analysis should be performed gradually, based on successive field studies, laboratory and numerical research. The present article is the outcome of the first stage of the laboratory research eventually aiming at the determination of the protection zone around a potential leakage in a water supply pipe. The first stage of the investigations was devoted to (1) the assessment of an average distance between the place of water effluence on the soil surface and the place of the water failure for 4 different areas of leak and 11 values of hydraulic pressure head in the pipe, (2) the initiatory assessment of the protection zone dimensions for analysed soil conditions, (3) the analysis of dependence between the time of water effluence on the soil surface after a failure of a buried water pipe and the leak area as well as the hydraulic pressure head in the pipe. The scope of the works comprises laboratory study and statistical analysis. The research was carried out preserving geometrical and kinematic similarity. The obtained results should be considered initial, oriented towards further stages of laboratory research comprising dynamic similarity.
PL
Jedną z propozycji ograniczenia uciążliwości spowodowanych zjawiskami sufozyjnymi po awarii wodociągu jest zachowanie w pobliżu przewodów tzw. stref ochronnych, o zagospodarowaniu których decydowałby eksploatator sieci. Określenie wymiarów takich stref jest bardzo trudnym zadaniem, dlatego stosowne analizy powinny odbywać się stopniowo, na bazie kolejnych etapów badań terenowych, laboratoryjnych i numerycznych. W ramach niniejszej pracy przedstawiono wyniki pierwszego etapu badań laboratoryjnych, których ostatecznym celem jest wyznaczenie strefy ochronnej wokół ewentualnej nieszczelności rury wodociągowej. Pierwszy etap badań objął określenie przeciętnej odległości wypływu wody na powierzchnię terenu od miejsca awarii podziemnego wodociągu dla 4 różnych powierzchni nieszczelności przewodu oraz 11 wysokości ciśnień w przewodzie, wstępne oszacowanie wielkości strefy ochronnej dla analizowanych warunków gruntowych oraz analizę zależności między czasem wypływu wody na powierzchnię terenu po awarii podziemnego wodociągu a powierzchnią nieszczelności i wysokością ciśnienia w przewodzie. Zakres pracy obejmował badania laboratoryjne i analizy statystyczne. Badania przeprowadzono z zachowaniem podobieństwa geometrycznego i kinematycznego. Uzyskane wyniki należy więc traktować jako wstępne, ukierunkowujące dalsze etapy badań laboratoryjnych, uwzględniające również podobieństwo dynamiczne.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Celem niniejszego artykułu jest analiza pracy wybranego wodociągu grupowego w latach 2003-2012 w aspekcie strat wody. Badany wodociąg zasilany jest z czerech ujęć zlokalizowanych w sąsiadujących z sobą miejscowościach. Łączna długość sieci wraz z przyłączami wynosi 489 km. Przewody wykonane są głównie z polichlorku winylu oraz polietylenu dużej gęstości. Obciążenie poszczególnych stref jest nierównomierne i waha się od 5,63 m3/(d•km) w strefie B do 16,45 m3/(d•km) w strefie A. Średnia produkcja wody w latach 2003-2012 wynosiła 598794,2 m3/rok. W pracy zastosowano standardowe metody badawcze – bilansowanie według International Water Association oraz metodę wskaźnikową. Wyznaczono procentowy wskaźnik strat wody (S), jednostkową objętość strat przypadającą na jednego mieszkańca (qSTR), jednostkowy wskaźnik strat wody (qsj), wskaźnik jednostkowych strat rzeczywistych, przy co najmniej 20 przyłączach przypadających na 1 km sieci (RLB), wskaźnik przecieków infrastruktury (ILI) oraz wskaźnik objętości wody niedochodowej (NRWB). Badania przeprowadzono na podstawie danych uzyskanych z przedsiębiorstwa wodociągowego. Najwyższą wartość większości wskaźników strat wody zaobserwowano w 2005 roku, później nastąpił spadek ich wartości i w 2010 roku ponowny wzrost. Niska wartość ILI, we wszystkich strefach poniżej 1,5, świadczy o bardzo dobrym stanie technicznym sieci. Najwyższe straty wody zaobserwowano w strefie zasilanej z ujęcia B. Również dla tej strefy wartość wskaźnika RLB i NRWB jest najwyższa. Wyznaczone wskaźniki start wody są porównywalne do opublikowanych wartości, uzyskanych dla innych systemów wodociągowych i wskazują na zadowalający stan badanej sieci.
EN
The aim of the article is analysis of the selected water supply system operation in the years 2003-2012 with regard to water losses. The investigated system consists of four adjoining water intake zones (A, B, C, D). The total length of pipes including connections equals 489 km. The network is made of PVC-U and PE-HD pipes mainly. Water intensity indicator values are different in respective zones – from 5.63 m3/(d•km) in the zone B to 16.45 m3/(d•km) in the zone A. In the period of 2003-2012 the average water volume of 598794.2 m3/yr was produced. Investigations were conducted using the standard International Water Association (IWA) balance and indicators methods. Percentile water losses index (S), unit water losses volume per person (qSTR), unit index of water losses (qsj), real losses level for system with density of connections greater than 20 per km of mains (RLB), infrastructure leakage index (ILI) and non-revenue water basic (NRWB) were calculated. Investigations were conducted on the basis of data obtained from the water corporation. The highest value of the most analyzed indicators was observed in 2005. After this year the values of the indicators were lower and increased again in 2010. ILI< 1.5 for each zone indicates very good technical condition of the network. The greatest losses were observed in the B zone. All the obtained indicators appeared to be comparable with literature data for similar water systems.
Awarie i nieszczelności przewodów wodociągowych powodują nie tylko straty wody i związane nimi straty ekonomiczne, ale również stwarzają zagrożenie bezpieczeństwa ludzi i mienia ze względu na możliwość spowodowania zjawisk sufozyjnych w gruncie. W związku z tym przedsiębiorstwa wodociągowe są zainteresowane wyznaczaniem stref ochronnych wokół przewodów. Obecnie nie ma żadnych wytycznych określających zasięg tych stref. W pracy przedstawiono wyniki analizy wpływu wybranych parametrów (ciśnienie hydrauliczne w wodociągu, położenie zwierciadła wody gruntowej, przepuszczalność gruntu) na czas i miejsce wypływu wody na powierzchnię terenu podczas awarii podziemnego rurociągu. Badania symulacji numerycznej czternastu wariantów awarii wodociągu przeprowadzone w programie FEFLOW v. 5.3 wykazały wpływ wszystkich rozpatrywanych parametrów, przy czym wpływ ten był bardziej wyraźny w odniesieniu do czasu wypływu wody na powierzchnię niż do jego miejsca, które we wszystkich rozpatrywanych wariantach znajdowało się w obrębie wykopu. Wyniki symulacji zostały zweryfikowane doświadczalnie na podstawie pomiaru czasu wypływu wody na powierzchnię terenu po przeprowadzeniu kontrolowanej awarii wodociągu w warunkach rzeczywistych. Należy podkreślić, że uzyskane wyniki symulacji numerycznej stanowią pewne przybliżenie i nie odzwierciedlają dokładnie warunków rzeczywistych ze względu na konieczność wprowadzenia założeń upraszczających.
EN
Water pipe failures and leakages result not only in water and financial losses but also cause danger to personal and property safety due to possible soil suffusion. Thus, water corporations attempt to establish protection zones in vicinity of the pipes. At present, there are no standards that would determine the size of such zones. An analysis of the influence of selected parameters (hydraulic pressure in a water pipe, water table and soil hydraulic conductivity) on water outflow time and location during an underground water pipe failure was presented. Numerical simulation analysis of the 14 variants of a pipe failure, conducted using the FEFLOW v. 5.3 software, indicated influence of all the considered parameters. That influence was more pronounced with reference to the time of water outflow than to its place (within the trench in all the variants considered). The simulation results were empirically verified on the basis of the water outflow time in the controlled water pipe failure scenario under the actual conditions. It should be emphasized that obtained numerical simulation results are an approximation only and do not reflect the actual conditions due to some simplifying assumptions.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Dopuszczalna maksymalna głębokość montażu studzienki kanalizacyjnej poniżej zwierciadła wody gruntowej wynosi 5 m. Połączenia przewodów ze studzienką powyżej kinety realizuje się za pomocą uszczelek elastomerowych, które powinny być na tyle elastyczne, by możliwa była nierównomierność osiadania studzienki i kanału bez utraty szczelności połączenia. Uszczelki, w odniesieniu do studzienek wykonanych z tworzyw sztucznych, zwyczajowo określa się mianem uszczelek in-situ lub wkładek in-situ, z uwagi na ich montaż bezpośrednio na placu budowy. Przejście kanału przez ścianę studzienki powinno gwarantować odpowiednią szczelność względem infiltrującej wody gruntowej i eksfiltrujących ścieków. Producenci systemów z tworzyw sztucznych z przeznaczeniem do sieci kanalizacji zewnętrznej deklarują szczelność połączeń wkładek „in-situ” przy ciśnieniu 0,5 bara. Napór działający na uszczelkę „in-situ” umieszczoną w nawodnionym gruncie jest wypadkową: parcia gruntu, siły wyporu i parcia wody gruntowej oraz obciążeń pochodzących od środków transportu, gdy studzienka zlokalizowana jest w pasie drogowym. W niniejszym artykule przeprowadzono obliczenia parcia całkowitego oddziaływującego na ścianę studzienki kanalizacyjnej umieszczonej w nawodnionym gruncie. Obliczenia zróżnicowano względem zagłębienia miejsca montażu wkładki „in-situ”, wysokości zwierciadła wody gruntowej, rodzaju parcia gruntu działającego na studzienkę oraz lokalizacji studzienki w pasie lub poza pasem drogowym. Na podstawie opracowanych wyników w formie tabelarycznej i graficznej, określono zakresy stosowania wkładek „in-situ” w zależności od ww. czynników.
EN
The maximum acceptable instalment depth of a sewage manhole is 5 m below the soil water level. Connections between pipes and manholes above manhole base units are realised by elastomer gaskets, which should be elastic enough to ensure a possibility of an irregular manhole and sewer pipe subsidence without losing the connection tightness. Gaskets used in plastic manholes are commonly named as in-situ gaskets or in-situ inserts due to their instalment at the building-site. Connections between a sewer pipe and a manhole wall should guarantee adequate tightness before infiltrating soil water and exfiltrating sewer. Producers of plastic sewage system elements declare the connection tightness of an “in-situ” gasket by 0,5 bar pressure. The pressure for an “in-situ” gasket located in saturated ground is a resultant of a ground pressure, buoyancy, soil water pressure and optionally transport loads (when a manhole is located in a carriageway). In this paper, total values of pressure at manhole walls in the saturated ground were calculated. Calculations differentiated by a depth of an “in-situ” gasket instalment place, height of a soil water level, type of ground pressure and localisation of a manhole (in or out the carriageway). Basing on results presented in tables and graphs, rules of “in-situ” gaskets applications were defined in accordance to mentioned factors.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Studzienki kanalizacyjne stanowią ważny element sieci kanalizacyjnej i od ich prawidłowego działania zależy prawidłowa eksploatacja całego systemu kanalizacyjnego. Stąd, przed wprowadzeniem elementów studzienek kanalizacyjnych na rynek wykonuje się szereg badań sprawdzających ich jakość. Jednym z badanych parametrów jest szczelność stosowanych połączeń. Jednak, w chwili obecnej, brakuje normy określającej wymagania związane z przydatnością do stosowania w zakresie montażu rur dopływu i odpływu powyżej kinety studzienki kanalizacyjnej. Ponadto, praktyka budowlana dowodzi, że stosowane do uszczelnienia połączeń rur dopływu i odpływu ze studzienkami wkładki "in-situ" nie wykazują wymaganej szczelności. Dzieje się tak na skutek działania wypadkowych sił: parcia gruntu, siły wyporu i parcia wody gruntowej oraz ewentualnych obciążeń pochodzących od środków transportu. Potwierdzając praktyczne obserwacje obliczeniami, wykazano, że na uszczelki "in-situ" w skrajnych przypadkach działa ciśnienie dwukrotnie wyższe niż zadawane podczas próby szczelności. W niniejszym artykule zaproponowano koncepcję nowej metody badania szczelności wkładek "in-situ" pomiędzy rurami dopływu i odpływu a trzonem studzienki kanalizacyjnej wykonanej z tworzywa sztucznego. W proponowanej metodzie zaadaptowano większość wymagań z norm obowiązujących, uwzględniono jednak wyższe zewnętrzne nadciśnienie próbne. Trzywariantowa nowa metoda może mieć zastosowanie do jednościennych karbowanych rur trzonowych, litych jednościennych rur trzonowych oraz może uwzględniać odkształcenia rur trzonowych na skutek rozciągania. Dodatkowo może być adaptowana do przejść szczelnych montowanych w studzienkach betonowych i żelbetowych.
EN
Sewer manholes are an important element of sewage networks, therefore on their proper functioning depends the correct exploitation of the whole sewage system. That is way the quality of all elements of sewage manholes is tested before market. One of tested parameters is a connection tightness. However, currently there are no engineering standard which specifies use requirements of an instalment of inflow and outflow pipes above the manhole base unit. Moreover, the building experience demonstrates that "in-situ" gaskets used to connect inflow and outflow pipes with sewage manholes does not ensure the require tightness. That is because of resultant forces: ground pressure, buoyancy, soil water pressure and optional transport loads. Confirming practical observations by executed calculations, it was proved that in extreme cases on "in-situ" gasket acts a pressure twice higher that during the pressure tightness tests. In this paper, a new method of testing connection tightness between inflow and outflow pipes and sewer plastic manhole is proposed. In this method, most of the requirements were adopted from binding standards, but additionally higher outside test overpressure was taken into account. Three variant new method can be applied for testing single-wall corrugated rising pipes, solid single-wall corrugated rising pipes and can include deformation of rising pipes due to extension forces. Additionally, the method can be adopted for connection tightness tests for concrete and reinforced concrete sewage manholes.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Celem artykułu jest przedstawienie problemów, które pojawiły się na etapie opracowania koncepcji projektowej dotyczącej budowy wodociągu grupowego w wybranej gminie. Na jej terenie funkcjonuje obecnie 6 oddzielnych systemów wodociągowych obsługujących kilkanaście małych wsi i jedno dziesięciotysięczne miasto. Zarząd gminy rozważa koncepcję połączenia wszystkich systemów w jeden. Autorzy artykułu opracowali i wstępnie skalibrowali zbiorczy model numeryczny funkcjonujących wodociągów. Na podstawie przeprowadzonych analiz wskazali wady i zalety powyższego rozwiązania. Przeprowadzone analizy wykazały istnienie szerszej klasy problemów związanych z tego typu inwestycjami, szczególnie obejmujących współpracę pompowni, spełnienie wymagań ochrony ppoż., wysokości ciśnienia i prędkości przepływu.
EN
The goal of this paper is to present problems experienced during the elaborating on a conceptual project of a grouped water supply system in a selected commune. Currently, in this commune exist 6 individual water supply systems delivering water to several small villages and to a city of 10 thousand inhabitants. The Commune Board considers a conception of combining all systems into a group one. Authors of this paper developed and preliminary calibrated a numerical collective model of functioning water supply networks. Basing on pursued analyses, authors pointed advantages and drawbacks of a considered solution. Performed case analyses showed an existence of more extensive problem’s class connected with such investments, especially concerning cooperation of pump stations, fulfilment of fire protection requirements, pressure head and water velocity.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Experimental modeling of real phenomena is continuously used in practical research of technical problems, especially to verify numerical solutions. During the experiment, it is crucial to correctly set experiment’s conditions and to transfer model research results into a real phenomenon. In order to do that, physical phenomena similitude is used. Water supply network’s failure is a complex phenomenon. Due to the complexity of a phenomenon, it is very difficult to design its experimental model with assuring not only a geometric and kinematic similarity but also a dynamic one. In this paper we estimated terms of creation of a physical model simulating water supply network’s failures, basing on an analysis of a form of the phenomena equations and a dimensional analysis. Research was made by considering particular processes accompanying water supply network’s failure (a water flow in a pipe, an outflow through a pipe hole and a water flow in ground) individually and independently but also as an entire phenomenon. The obtained results are the effect of theoretical analyses, which need to be confirmed in the future by an empiric verification. Basing on pursued experiments, a laboratory stand to physical simulation of a water supply network’s failure can be designed.
PL
Fizyczne modelowanie zjawisk rzeczywistych jest nieustannie wykorzystywane w badaniach praktycznych problemów technicznych. Przy przeprowadzaniu eksperymentu bardzo ważnym zagadnieniem jest właściwy dobór warunków doświadczenia oraz sposób przeniesienia wyników badań uzyskanych dla modelu na zjawisko rzeczywiste. W tym celu wykorzystuje się teorię podobieństwa zjawisk fizycznych. Awaria sieci wodociągowej, polegająca na jej rozszczelnieniu, jest zjawiskiem złożonym. Powoduje to, że bardzo trudno jest zaprojektować model fizyczny awarii, tak by zachować nie tylko podobieństwo geometryczne i kinematyczne, ale również dynamiczne. W ramach niniejszej pracy podjęto próbę określenia warunków budowy modelu fizycznego symulującego awarie polegające na rozszczelnieniu sieci wodociągowej, w oparciu o analizę postaci równań opisujących zjawisko i analizę wymiarową. Badania przeprowadzono rozpatrując poszczególne procesy towarzyszące awarii (przepływ wody w rurze, wypływ przez otwór oraz przepływ w gruncie) oddzielnie, niezależnie od siebie oraz traktując zjawisko całościowo. Przedstawione w artykule wyniki obliczeń stanowią rezultat teoretycznych analiz, wymagających w przyszłości potwierdzenia przez empiryczną weryfikację. Dopiero wówczas będą mogły stanowić podstawę projektu stanowiska laboratoryjnego do fizycznej symulacji awarii sieci wodociągowej.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
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.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono wyniki badań eksploatacyjnych awaryjności sieciowych obiektów kanalizacyjnych tworzących systemy odprowadzania ścieków w dużym mieście. Badaniami objęto 1568 km sieci kanalizacyjnych, w tym sieć ogólnospławną około 429 km, sieć sanitarną około 660 km, sieć deszczową około 470 oraz przewody tłoczne około 9 km. Głównym celem badań była ocena i wizualizacja awaryjności sieci kanalizacyjnych i kanałów na mapach numerycznych miasta. Oceniono wpływ rodzaju sieci, wymiaru (poniżej i powyżej 300 mm) i materiału kanałów (kamionka, beton i żelbet, żeliwo szare, PVC), pory roku, rodzaju gruntu oraz występowania wód gruntowych na awaryjność obiektów sieciowych. Na potrzeby analiz awaryjności wyodrębniono odpowiednie obiekty badawcze. Obiekty takie są podstawą tworzenia bazy danych w GIS do celów zarządzania awariami. Zamieszczono fragment planu siatki ulic ze wskazaniem miejsc awarii wraz z ich opisem. Zdefiniowano trzy grupy zdarzeń awaryjnych, tj. zamulenie – pełne zablokowanie przepływu, niedrożność – częściowe blokowanie przepływu, i inne zdarzenia, głównie mechaniczne uszkodzenia. Analiza uzyskanych wyników pokazała, że blisko ¾ wszystkich zarejestrowanych zdarzeń to niedrożności powodujące zakłócenia w przepływie, ale nieblokujące go całkowicie. W badanym okresie zaobserwowano tendencję malejącą w zakresie awaryjności badanych sieci kanalizacyjnych. Uzupełniającym efektem badań jest hierarchizacja obiektów pod względem ryzyka ich awarii. Ustalono, że największym ryzykiem awarii są obarczone kanały sanitarne o średnicy poniżej 300 mm, ułożone w piaskach wodnolodowcowych i lodowcowych przy głębokości zalegania wód gruntowych do 5 m ppt.
EN
The paper presents results of field reliability tests of sewer systems. The investigated networks are located in a big city. The study covered 1568 km of sewer systems, including a combined network approx. 429 km, a sanitary network approx. 660km storm water network approx. 470 and approx. 9 km of pressure pipelines The main aims of the research were an estimation and illustration of failures of the sewer system and drain network and pipes 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 network, pipe’s dimension (above and below 300 mm) and material (stoneware, concrete and reinfored concrete, grey cast iron, PVC), season, kind of soil, presence and level of groundwater. 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. Three groups of failure events were defined ie, silting-complete blockage of the flow, obstruction – partially blocking the flow and other events mainly mechanical damages. Analysis of the results showed that nearly three-quarters of all recorded events are obstruction causing disruptions in the flow but not blocking it completely. During the period considered declining trend of failure of sewer systems were observed. The additional effect of the investigation is an elaboration of the network’s objects failure risk hierarchy. The greatest risk of failure exists in conditions of sanitary drains with dimensions less than 300 mm, located in glacial and water-glacial sands with groundwater level lower than 5 m below terrain.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Poziom sanitacji obszarów wiejskich ulega w ostatnich latach znacznej poprawie. Związane jest to ze wzrostem inwestycji w zbiorcze systemy kanalizacyjne. Jednakże, w warunkach polskich, tereny wiejskie charakteryzują się nizinnym ukształtowaniem i rozproszoną zabudową. Warunki takie nie sprzyjają budowie tradycyjnej kanalizacji grawitacyjnej, co powoduje konieczność stosowania systemów niekonwencjonalnych. Przed realizacją wybranego systemu, każda inwestycja powinna być poddana ocenie efektywności ekonomicznej celem określenia jej opłacalności finansowej. Ponadto, w ocenie należy uwzględnić także czynniki nieekonomiczne, jak podniesienie standardu życia. Do metod oceny projektów inwestycyjnych zalicza się metody statyczne i dynamiczne. W niniejszym artykule przedstawiono przykład analizy ekonomicznej inwestycyjno-eksploatacyjnej wybranych rodzajów kanalizacji sanitarnej dla wiejskiej jednostki osadniczej. Przeanalizowano rozwiązania grawitacyjnego, ciśnieniowego oraz podciśnieniowego odprowadzania ścieków bytowych. Trasy poszczególnych projektowanych sieci kanalizacyjnych były analogiczne, z uwzględnieniem rozwiązań charakterystycznych dla danych systemów. W ocenie pominięto budowę przykanalików od budynków, jako odcinków jednakowych we wszystkich analizowanych rozwiązaniach. Ocenę efektywności ekonomicznej przeprowadzono w oparciu o dyskontowe (dynamiczne) metody oceny projektów inwestycyjnych: dynamiczny koszt jednostkowy DGC, wskaźnik zaktualizowanej wartości netto NPV oraz współczynnik korzyści i kosztów BCR. Zastosowane wskaźniki oceny projektów uwzględniały koszty inwestycyjne oraz, często pomijane, koszty eksploatacyjne. Na podstawie przeprowadzonej analizy ekonomicznej określono opłacalność realizacji każdego z rozpatrywanych systemów kanalizacyjnych, zasugerowano alternatywne do proponowanych rozwiązania oraz wskazano dalsze kierunki oceny projektów inwestycyjnych.
EN
The sanitation of rural areas is remarkably improving over last few years due to the investment’s increase into collective sewerage systems. However, Polish rural areas characterise by lowland terrains and scattered buildings. These conditions do not favour traditional, gravitational sanitary system, what cause a need of implementing unconventional systems. Before an implementation, each investment should be assessed by its economical effectiveness in order to define its financial profitability. Moreover, uneconomical factors, as improving standard of living, should be included in the assessment. To evaluate an investment project, static and dynamic methods are applied. In this paper, an exemplary economic investment-exploitative analysis of selected sewerage systems for rural locality is presented. Gravitational, pressure and vacuum sewage systems were analysed. Localisations of design sewerage pipes were analogical, including special characteristics of each system. Building’s connections were ignored as identical in all analysed conceptions. The valuation of economical effectiveness was pursued in accordance to discount (dynamic) methods of a assessing investment project: dynamic generation cost DGC, net present value NPCV, and benefit-cost ratio BCR. Applied factors of project’s evaluation included investment’s costs and, often ignored, exploitative costs. Basing on pursued analysis, a profitability of each analysed sewerage system was specified, alternative solutions were suggested, and further methods of project assessment were recommended.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Problem strat wody w systemach dystrybucji jest bardzo ważnym i wciąż aktualnym zagadnieniem, z którym muszą mierzyć się przedsiębiorstwa wodociągowe w Polsce i na świecie. Wielkość strat wpływa na jakość i koszt wody dostarczanej odbiorcom, oddziaływuje na kondycję finansową przedsiębiorstw wodociągowych, ma również znaczenie dla ochrony dyspozycyjnych zasobów wodnych Polski. Celem niniejszego artykułu jest analiza strat wody w sieci eksploatowanej przez Zakład Gospodarki Komunalnej w Puchaczowie (woj. lubelskie), z wykorzystaniem standardowych metod badawczych (bilansowania wg International Water Association oraz metody wskaźnikowej). Analizie poddano straty wody w całym rozpatrywanym systemie dystrybucji w latach 2007-2010. Ponadto, aby uzyskać pełniejszy obraz stanu eksploatacyjnego systemu, przeprowadzono analizę produkcji, zużycia i strat wody w roku 2010 z podziałem na strefy zasilania.
EN
The problem of water losses in distribution systems is a very important and still actual issue, which is one of the main concerns of the water system managers both in Poland and in the world. The amount of the losses influences the quality and the cost of water, affects financial condition of water companies and matters to the protection of the water resources of Poland.The aim of this article is the analysis of water losses in the distribution system administered by Water and Wastewater Corporation in Puchaczów (Poland, the voivodeship of Lublin) using the standard IWA balance and indicators methods. The water losses in the whole system in the period of 2007-2010 were investigated. Moreover, the analysis of production, consumption and losses of water in 2010 in the system divided into water intake zones was conducted to obtain more complete view of the system operation condition.
A basic kind of engineering activity improving quality and comfort of citizens’ life is maintenance of the suitable sanitary state. The above may result from suitable devices and buildings of sewage transport and treatment. The correctly designed sewer system assures the uninterrupted intake of sewage at the minimization of the negative impact on human health and the environment. The existing sewer systems are frequently extended for new lines causing the growth of the quantity and load of pollutions in sewage entering the wastewater treatment plant (WWTP). This paper shows the results of the quantitative-qualitative analysis of sanitary sewage from the newly designed sanitary sewage system in the west site of Rejowiec Fabryczny. Our analysis was conducted to determine the increase of the pollutants load entering the WWTP. The analysis was based on the pollutants load in average-twenty-four hours samples of raw sewage sampled in the screens chamber in mechanical-biological WWTP. The results of sewage qualitative analyses from the period of years 2008–2009 were adopted to our research. The pollutants loads in the newly designed network in the west of Rejowiec Fabrycznego were defined basing on the research of the inequality of the water demand in seven household. This analysis allowed the pollutants loads prediction in raw sewage inside the newly designed network of the sanitary sewage system. The proposed analysis demands validation permitting for confirmation of assumed simplifications.
PL
Podstawowym rodzajem aktywności inżynierskiej pozwalającym na poprawę jakości i komfortu życia mieszkańców jest utrzymanie odpowiedniego stanu sanitarnego. Możliwe jest to dzięki urządzeniom i budowlom pozwalającym na odprowadzanie i unieszkodliwianie ścieków. Prawidłowo zaprojektowana sieć kanalizacyjna zapewnia nieprzerwany odbiór ścieków przy minimalizacji negatywnego wpływu na zdrowie i środowisko naturalne. Coraz częściej istniejące już sieci kanalizacyjne są rozbudowywane, co powoduje wzrost ilości i ładunku zanieczyszczeń w ściekach dopływających do oczyszczalni. Niniejsza praca przedstawia wyniki analizy ilościowo-jakościowej ścieków sanitarnych z nowo projektowanej kanalizacji sanitarnej w zachodniej części miejscowości Rejowiec Fabryczny. Analiza miała na celu określenie wzrostu ładunku zanieczyszczeń dopływających do oczyszczalni. Przeprowadzono ją na podstawie analizy ładunku zanieczyszczeń w próbkach średnio-dobowych ścieków surowych, dopływających do kraty w istniejącej mechaniczno-biologicznej oczyszczalni ścieków. Do analizy przyjęto badania jakości ścieków z okresu 2008–2009, przeprowadzanych w kolejnych kwartałach. Ładunek zanieczyszczeń w kolejnych godzinach w ciągu doby z nowo projektowanej sieci w zachodniej części Rejowca Fabrycznego określono na podstawie badań nierównomierności rozbioru wody w siedmiu gospodarstwach domowych. Przeprowadzona analiza pozwala na określenie całkowitego prognozowanego ładunku zanieczyszczeń w ściekach surowych, doprowadzanego przez nowo projektowaną sieć kanalizacji sanitarnej. Jednocześnie określa ona ładunki dopływające w poszczególnych godzinach w ciągu doby. Zaproponowana analiza wymaga przeprowadzenia weryfikacji w celu potwierdzenia bądź odrzucenia prawidłowości zastosowanych uproszczeń.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Artykuł zawiera wyniki badań laboratoryjnych i modelowych mających na celu określenie straty ciśnienia oraz współczynnika oporu miejscowego dla zestawu zaworu antyskażeniowego o średnicy nominalnej DN 15 mm, obejmującego także połączenia rozłączne zawór - przewód PEX-A1-PEX, dla zmiennej wartości liczby Reynoldsa. Badania numeryczne rozkładu prędkości przepływu wody oraz intensywności turbulencji zostały przeprowadzone za pomocą komercyjnego oprogramowania CFD (Computational Fluid Dynamics) FLUENT, Ansys Inc. Przeprowadzone badania pozwoliły na określenie zależności pomiędzy wysokością straty ciśnienia a liczbą Reynoldsa oraz na identyfikację zmian we właściwościach przepływu wody przez zawór antyskażeniowy wpływających na wartość strat ciśnienia na badanym oporze miejscowym. Wyniki zaprezentowanych obliczeń numerycznych mogą także zostać wykorzystane do analiz numerycznych wymywania i rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń migrujących z materiału korpusu i uszczelnienia zaworu.
EN
This paper presents the results of laboratory and modeling studies of pressure drop and coefficient of pressure loss for the set of anti-pollution non-return valve of nominal diameter DN 15 (valve - PEX-A1-PEX pipe connections were the part of testing set) conducted for variable range of Reynolds number. Numerical researches of water flow velocity distribution and flow turbulence intensity inside the tested value were conducted by commercial CFD (Computational Fluid Dynamics) software - FLUENT, Ansys Inc. Our studies allowed to determine the relation of pressure drop coefficient to Reynolds number and to identify the changes in water flow characteristics resulting in pressure loss. Results of the presented modeling calculations may be also applied in numerical analyses of pollutants migration to water from valve body and sealing materials.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.