Zastosowanie i implementacja cyfrowych danych geodezyjnych do komputerowego modelowania parametrów sieci wod-kan

Podobne dokumenty
ZASTOSOWANIE I IMPLEMENTACJA CYFROWYCH DANYCH GEODEZYJNYCH DO KOMPUTEROWEGO MODELOWANIA PARAMETRÓW SIECI WODOCIĄGOWYCH I KANALIZACYJNYCH

KOMPUTEROWE MODELOWANIE SIECI WODOCIĄGOWYCH JAKO NARZĘDZIE DO ANALIZY PRĘDKOŚCI PRZEPŁYWU WODY

Algorytmy optymalizacji systemu ICT wspomagające zarządzanie siecią wodociągową

Izabela Zimoch Zenon Szlęk Biuro Badań i Rozwoju Technologicznego. Katowice, dnia r.

Oprogramowanie TERMIS. Nowoczesne Zarządzanie i Optymalizacja Pracy. Sieci Cieplnych.

Katowice GPW Zintegrowany system informatyczny do kompleksowego zarządzania siecią wodociągową. Jan Studziński

KOMPUTEROWE MODELOWANIE WYBRANYCH PARAMETRÓW JAKOŚCI WODY W SIECIACH WODOCIĄGOWYCH

Kompleksowe podejście do rozwoju systemów ciepłowniczych

Modelowanie sieci ciepłowniczych jako istotny element analizy techniczno-ekonomicznej

Wsparcie dla działań na rzecz poprawy efektywności energetycznej ze strony systemów informatycznych

RAZEM DLA ŚRODOWISKA. Projekt Gospodarka wodno-ściekowa w aglomeracji Włocławek II etap w ramach Programu Operacyjnego Infrastruktura i Środowisko

ROLA KOMPUTEROWEGO MODELOWANIA WIEKU WODY W POPRAWIE JAKOŚCI WODY W WODOCIĄGACH I ZMNIEJSZANIU KOSZTÓW JEJ UZDATNIANIA

System wizualizacji, sterowania, alarmowania w Zakładzie Wodociągów i Usług Komunalnych w Rudniku

Monitoring w eksploatacji systemu kanalizacji deszczowej, wyzwania (System inteligentnego sterowania retencją zbiornikową)

UCHWAŁA NR... RADY MIEJSKIEJ DZIERŻONIOWA. z dnia 29 sierpnia 2016 r.

Zestawy pompowe PRZEZNACZENIE ZASTOSOWANIE OBSZAR UŻYTKOWANIA KONCEPCJA BUDOWY ZALETY

Zastosowanie symulacji komputerowej do badania właściwości hydraulicznych sieci wodociągowej

Wspomaganie zarządzania infrastrukturą ciepłowniczą za pomocą systemów informatycznych. Licheń, listopad 2012

I FORUM PRAKTYKÓW ZARZĄDZANIE GOSPODARKĄ WODNO-KANALIZACYJNĄ W GMINACH. Gdańsk, 44 października 2018

Plan rozwoju i modernizacji urządzeń wodociągowych i urządzeń kanalizacyjnych Gminy Baborów na lata

1.1Przepisy i zarządzenia Dane geologiczne...14

Plan rozwoju i modernizacji urządzeń wodociągowych i urządzeń kanalizacyjnych Gminy Pawłowiczki na lata

Uchwała Nr IV/14/2015 Rady Miejskiej w Kalwarii Zebrzydowskiej z dnia 29 stycznia 2015r.

INTELIGENTNE ŁAGODZENIE KLIMATU W SKALI DUŻEGO MIASTA

Część A: Wodociągi dr inż. Małgorzata Kutyłowska dr inż. Aleksandra Sambor

WIELOLETNI PLAN ROZWOJU I MODERNIZACJI URZĄDZEŃ WODOCIĄGOWYCH I URZĄDZEŃ KANALIZACYJNYCH

UCHWAŁA NR XLV/748/18 RADY MIASTA TYCHY. z dnia 22 lutego 2018 r.

WIELOLETNI PLAN ROZWOJU I MODERNIZACJI URZĄDZEŃ WODOCIĄGOWYCH I KANALIZACYJNYCH BĘDĄCYCH W POSIADANIU PRZEDSIĘBIORSTWA USŁUG KOMUNALNYCH PEKO Z O.O.

Opis programu studiów

Monitoring w eksploatacji systemu zaopatrzenia w wodę. Mirosław Korzeniowski - MWiK w Bydgoszczy Andrzej Urbaniak Politechnika Poznańska

Opis merytoryczny. Cel Naukowy

Audyt funkcjonalnego systemu monitorowania energii w Homanit Polska w Karlinie

UCHWAŁA NR IX/55/15 RADY GMINY JEMIELNICA. z dnia 30 czerwca 2015 r.

Wykorzystanie modeli symulacyjnych do planowania modernizacji kanalizacji deszczowej w Bydgoszczy. Marcin Skotnicki Paweł Kwiecień

Flotacja mikropęcherzykowa. DAF microflot TECHNIKA PRZEMYSŁOWA

2. Przedsięwzięcia racjonalizujące zużycie wody oraz wprowadzanie ścieków.

UCHWAŁA NR... RADY MIEJSKIEJ DZIERŻONIOWA. z dnia 26 lutego 2018 r.

Innowacyjność w systemach zarządzania i monitorowania sieci wodociągowo kanalizacyjnej szansa na rozwój

SPIS TREŚCI. 1. Wiadomości wstępne Zadanie wodociągów i pojęcia podstawowe Elementy wodociągu Schematy wodociągów...

Czym jest OnDynamic? OnDynamic dostarcza wartościowych danych w czasie rzeczywistym, 24/7 dni w tygodniu w zakresie: czasu przejazdu,

GRUNDFOS WATER UTILITY INTELIGENTNY SYSTEM DYSTRYBUCJI

UCHWAŁA NR... RADY MIASTA SKARŻYSKA-KAMIENNEJ. z dnia r.

w przemyśle niezastąpieni

UCHWAŁA NR... RADY MIEJSKIEJ W KRAPKOWICACH. z dnia r.

UCHWAŁA NR RADY GMINY JEMIELNICA. z dnia r.

UCHWAŁA NR LVI/555/14 RADY MIEJSKIEJ W STASZOWIE. z dnia 30 października 2014 r.

System ienergia -narzędzie wspomagające gospodarkę energetyczną przedsiębiorstw

Smart City. Nowoczesność. Przyszłość. Innowacyjność

Nr Nazwa Kryterium Opis Kryterium TAK/NIE

AQUIS - KONTROLA DZIĘKI WIEDZY!

Opis przedmiotu zamówienia PPNT S1 i S1-3 w Jasionce, S2 w Rogoźnicy oraz magistrala wodociągowo-sanitarna Rzeszów S1-3 Jasionka.

Monitoring i sterowanie w systemie wodociągowym Nowego Sącza

UCHWAŁA NR XXV/194/16 RADY GMINY SUWAŁKI. z dnia 29 listopada 2016 r.

Energetyka komunalna teraźniejszość i wyzwania przyszłości Jak obniżyć koszty energii w przedsiębiorstwie i energetyce komunalnej

Ogrzewamy inteligentnie Veolia Energia Warszawa Paweł Balas Dyrektor Projektu Inteligentna Sieć Ciepłownicza

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Nowe spojrzenie na systemy monitoringu i sterowania sieciami ciepłowniczymi

kwota netto szkolenia

Narzędzia informatyczne w zarządzaniu inwestycjami eko-energetycznymi

Narzędzia do monitoringu oraz prognozowania pracy systemu kanalizacji ogólnospławnej - Demonstracja w mieście Gliwice. Prepared enabling change 1

System monitorus NOWOCZESNE ZARZĄDZANIE ENERGIĄ. energią dla tych, którzy chcą oszczędzać i na bieżąco

Polska-Koszalin: Usługi badawcze i eksperymentalno-rozwojowe oraz pokrewne usługi doradcze 2016/S Ogłoszenie o zamówieniu.

CZY DOKŁADNIEJSZE POMIARY WPŁYWAJĄ NA OGRANICZENIE STRAT WODY

Informacje o grupie. informacje o grupie

UCHWAŁA Nr... RADY MIEJSKIEJ LEGNICY. z dnia r.

Inwentaryzacja i diagnoza istniejącego systemu odwodnienia miasta

Uchwała Nr IX/71/2015 Rady Miejskiej w Kalwarii Zebrzydowskiej z dnia 17 września 2015r.

Identyfikacja potencjału oszczędności energii jako podstawa w procesie poprawy efektywności energetycznej przedsiębiorstwa

Pracownia Informatyki Numeron Sp. z o.o Częstochowa ul. Wały Dwernickiego 117/121 tel. (34) fax. (34)

Model do analizy. Autorzy: Szymon Pająk, Daniel Roch ENERGOPOMIAR Sp. z o.o., Zakład Techniki Cieplnej. Modelowanie sieci ciepłowniczych

Uzdatnianie wody bez chemikaliówrazem

Innowacyjne Rozwiązania Informatyczne dla branży komunalnej. Liliana Nowak Pełnomocnik Zarządu ds. Sprzedaży i Marketingu

UCHWAŁA NR IV/30/2015 RADY MIEJSKIEJ W KRAPKOWICACH. z dnia 22 stycznia 2015 r.

TERMIS JESTEŚ ZA STERAMI!

Uchwała Nr XL/264/2017 Rady Miejskiej w Koźminie Wielkopolskim z dnia 28 grudnia 2017 r.

Uwarunkowania prawne obejmujące zagadnienia dotyczące wprowadzania ścieków komunalnych do środowiska

Monitoring przepompowni jako efektywna platforma wsparcia serwisu i komunikacji z klientem. Szczyrk, 25 kwietnia 2013

UCHWAŁA Nr XXXIV/213/2009 Rady Miejskiej Pieszyc z dnia 28 sierpnia 2009 roku

Obliczenia hydrauliczne, modelowanie zlewni. Opracowanie, wdrożenie i utrzymanie modeli hydrodynamicznych

Mariusz Nowak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

WOD-KAN-EKO 2013 HYDRO MPC NARZĘDZIEM DO REGULACJI SIECI WODOCIĄGOWEJ. 5-7 listopada 2013 r. Wrocław. Małgorzata Mikuła Andrzej Kiełbasa

Centrum Pompowe Oferta

1. Tabela odniesień efektów kierunkowych do efektów obszarowych z komentarzami. Efekty kształcenia dla kierunku studiów inżynieria środowiska.

Powietrze jest darmowe. Sprężone powietrze już nie. Oszczędzaj energię - obniż rachunki.

Doświadczenia audytora efektywności energetycznej w procesach optymalizacji gospodarki energetycznej w przedsiębiorstwach

Plan Rozwoju i Modernizacji Urządzeń Wodociągowych i Urządzeń Kanalizacyjnych Łańcuckiego Zakładu Komunalnego Sp. z o.o. w Łańcucie na lata

T200. The Guiding System, Doświadczenie. nowa droga do realizacji

Przykład MPEC S.A. w Tarnowie.

Ciepło z lokalnych źródeł gazowych

Daniel Kieżun, DHI Polska

KATEDRA WODOCIĄGÓW, KANALIZACJI I MONITORINGU ŚRODOWISKA (Ś-3)

Instalacje grzewcze, technologiczne i przesyłowe. Wentylacja, wentylacja technologiczna, wyciągi spalin.

Część A: Wodociągi Dr inż. Małgorzata Kutyłowska Dr inż. Aleksandra Sambor

OPIS DO PROJEKTU BUDOWLANEGO PRZEBUDOWA STACJI UZDATNIANIA WODY W SZCZUTOWIE

PLAN ROZWOJU I MODERNIZACJI URZĄDZEŃ WODOCIĄGOWYCH I URZĄDZEŃ KANALIZACYJNYCH ORAZ POZOSTAŁE INWESTYCJE NA LATA

Załącznik do Uchwały Nr XIV/101/11 Rady Miasta Międzyrzeca Podlaskiego z dnia 27 września 2011r.

Zarządzanie wiedzą w opiece zdrowotnej

UCHWAŁA NR... RADY MIEJSKIEJ W OPALENICY. z dnia 28 sierpnia 2015 r. w sprawie planu rozwoju i modernizacji urządzeń wodociągowych i urządzeń

ANDRITZ Pompy odśrodkowe Seria S

Transkrypt:

dr inż. Wojciech Kruszyński Katedra Technologii i Systemów Inżynierii Środowiska Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Politechnika Białostocka Zastosowanie i implementacja cyfrowych danych geodezyjnych do komputerowego modelowania parametrów sieci wod-kan Application and implementation of digital geodetic data to computer modeling of water supply and sewerage network parameters Małe zakłady wodociągowo-kanalizacyjne nie mają środków na zakup licencji i pakietów obsługi kompleksowych systemów zarządzania w oparciu o systemy GIS i moduły modelowania sieci. Alternatywą dla nich może być oprogramowanie typu open source do modelowania i GIS. Środowiska te można łączyć za pomocą istniejących platform bądź budując własne oprogramowanie. Warto przy tym skorzystać z doświadczeń z wdrażania takich systemów przez kadrę naukowo-badawczą polskich uczelni technicznych. D o optymalnego zarządzania infrastrukturą wodno-ściekową miasta coraz powszechniej wykorzystuje się dane geoprzestrzenne (GIS). Pozwala to zyskać dodatkowe narzędzie analityczne do planowania, projektowania czy pozyskiwania danych operacyjnych. Integracja modeli hydraulicznych sieci wodociągowej i bytowo-gospodarczej w jednym spójnym systemie zarządzania na bazie GIS jest szcze- gólnie ważna, bo umożliwia holistyczną ocenę funkcjonowania systemu gospodarki wodno-ściekowej w mieście (rys. 1) [1, 2]. Systemy wspomagania decyzji bazujące na systemie informacji przestrzennej (GIS) powiązanym z różnorodnym oprogramowaniem specjalistycznym stają się standardem w nowoczesnym zarządzaniu przedsiębiorstwem wodociągowo-kanalizacyjnym. Z badań przeprowadzanych przez podmioty oferujące komercyjne rozwiązania w tym zakresie wynika jednak, że tylko ok. 40% przedsiębiorstw z branży posługuje się systemami tego typu, a jednocześnie zdecydowana większość jest zainteresowana ich wdrożeniem lub rozwojem w najbliższej przyszłości. Dodatkowo większość stosowanych w praktyce systemów zarządzania bazujących na GIS ogranicza się do inwentaryzacji posiadanych zasobów sieciowych i integracji wielu baz danych w jednym spójnym systemie informatycznym. Tylko w nielicznych przypadkach systemy tego typu zawierają moduły modelujące pracę sieci w warunkach dynamicznych, co wynika przede wszystkim z dodatkowych kosztów wdrożenia związanych z budową wystarczająco niezawodnych modeli sieci wodociągowej i/lub kanalizacyjnej. Długoletnia stagnacja w transferze nowoczesnych technologii i rozwiązań technicznych doprowadziła do wzrostu zainteresowania przedsiębiorstw komunalnych wdrażaniem narzędzi informatycznych wspomagających zarządzanie gospodarką wodno-kanalizacyjną [6]. Wynika to w głównej mierze z konieczności ograniczania kosztów eksploatacyjnych, Streszczenie: W celu optymalnego zarządzania infrastrukturą wodno-ściekową miasta coraz powszechniej wykorzystuje się dane geoprzestrzenne (GIS). Daje to dodatkowe narzędzie analityczne do planowania, projektowania, pozyskiwania danych operacyjnych itp. Szczególnie ważna jest integracja modeli hydraulicznych sieci wodociągowej i bytowo-gospodarczej w jednym spójnym systemie zarządzania na bazie GIS, dzięki czemu możliwa jest holistyczna ocena funkcjonowania systemu gospodarki wodno-ściekowej w mieście. Większość stosowanych w praktyce systemów zarządzania bazujących na GIS ogranicza się do inwentaryzacji posiadanych zasobów sieciowych i integracji wielu baz danych w jednym spójnym systemie informatycznym. Słowa kluczowe: komputerowe modelowanie sieci wodociągowych i kanalizacyjnych, GIS Rys. 1. W ykorzystanie GIS do odwzorowania systemu dystrybucji wody (przewody magistralne) w Białymstoku. Na rysunku widoczne są główne węzły sieci wraz z podziałem na przypadające na nie obszary zużycia wody, opracowane za pomocą diagramów Woronoja Rys. W. Kruszyński, M. Kolendo Abstract: In order to optimally manage the city s water and sewage infrastructure, geospatial data (GIS) is increasingly used. It provides an additional analytical tool for planning, designing, acquiring operational data, etc. It is particularly important to integrate hydraulic models of water supply and home-economic networks in a single, coherent management system based on GIS, thanks to which a holistic assessment of the functioning of the water and sewage management system is possible. in the city. The majority of GIS-based management systems used in practice are limited to inventory of existing network resources and the integration of multiple databases in a single, consistent IT system. Keywords: computer modeling of water supply and sewage networks, GIS 27

poprawy działania istniejących sieci, a także zwiększania efektywności zarządzania przedsiębiorstwem. Dynamiczny model sieci jest wysoce wydajnym narzędziem wspomagającym jej obserwację i eksploatację, pozwalającym na podejmowanie uzasadnionych optymalnych decyzji odnośnie do eksploatacji, modernizacji i rozbudowy całego systemu wodociągowego i ściekowego miasta lub gminy. Precyzja działania modelu zależy w dużej mierze od dokładności wprowadzonych danych, zawartych w cyfrowych podkładach geodezyjnych. Dane wprowadza się za pomocą wybranego oprogramowania do danych GIS i modelowania. Możliwe jest też wykonanie tego w jednym zintegrowanym środowisku [6, 7]. Przeprowadzenie komputerowych symulacji pracy sieci wodociągowej ma za zadanie pomóc w znalezieniu metody i sposobu na poprawienie jakości wody dostarczanej przez sieć wodociągową. Za pomocą specjalnego oprogramowania można modelować m.in. zmiany w wieku wody w całym systemie dystrybucji. Świeża woda wpływa do sieci ze zbiorników lub źródła. Wiek wody w przewodach jest parametrem określającym jej świeżość i wpływającym na jakość. Model uwzględnia czas, w jakim woda przebywa w danym odcinku od momentu wpłynięcia z ujęcia i wymieszania z wodą znajdującą się już w sieci [6]. Budowa modelu i symulacje hydrauliczne pracy sieci kanalizacyjnej w warunkach dynamicznych z wykorzystaniem dostępnego oprogramowania pozwolą na uzyskiwanie informacji o prognozowanych parametrach pracy sieci w dowolnych warunkach, umożliwiając lepsze poznanie złożonego zespołu czynników determinujących efektywność działania całego systemu [5]. Na rynku dostępne są kompleksowe systemy zarządzania przeznaczone dla przedsiębiorstw z branży wodociągowo-kanalizacyjnej, budowane w oparciu o systemy GIS i zawierające moduły komputerowego modelowania sieci wodociągowych i kanalizacyjnych. Są to rozwiązania takich firm, jak: Bentley Systems Rys. 2. Przykład komputerowego modelowania prędkości przepływu w sieci kanalizacyjnej Supraśla w programie SWMM [8] Rys. 3. Przykład komputerowego modelowanie prędkości przepływu w sieci kanalizacyjnej Supraśla w programie SWMM. Analiza wyników modelowania wpływu zmian chropowatości przewodów na prędkość przepływu ścieków (oś Y prędkość przepływu [m/s], oś x nr przewodu) [8] (USA), MIKE Powered by DHI (Dania), Stanet (Niemcy). Firmy te mają przedstawicielstwa w Polsce i zajmują się wdrażaniem kompleksowych platform do zintegrowanego zarządzania przedsiębiorstwem, również z wykorzystaniem modelowania matematycznego pracy sieci dostarczającej wodę i odprowadzającej ścieki. Rozwiązania te wymagają jednak zakupu kosztownych licencji oraz pakietów obsługi prowadzonej przez firmy zewnętrzne. Koszty wdrożeń często przekraczają możliwości budżetowe małych przedsiębiorstw wodociągowych. Ograniczenie kosztów związanych z zakupem licencji i obsługi wdrażanych rozwiązań można uzyskać dzięki zastosowaniu oprogramowania typu open source i wykorzystaniu doświadczenia kadry naukowo-badawczej. W tym celu z powodzeniem wykorzystuje się dostępne darmowe oprogramowanie do modelowania i GIS. Środowiska te można łączyć za pomocą istniejących platform bądź budując własne oprogramowanie. Do najważniejszych zadań GIS w eksploatacji systemów wodociągowych i kanalizacyjnych należą: inwentaryzacja sieci, scentralizowanie informacji i danych w jednej bazie, pozwalające na uproszczenie kontroli i weryfikacji informacji oraz cech topologicznych obiektów sieciowych, łatwy i szybki dostęp do danych oraz ich bezproblemowa wymiana wewnątrz przedsiębiorstwa, usprawnienie procesu usuwania awarii, umożliwienie bieżącej i ciągłej kontroli parametrów hydraulicznych i jakościowych związanych z funkcjonowaniem sieci poprzez rejestrację, archiwizacja i graficzna reprezentacja pomiarów zbieranych za pośrednictwem systemu automatyki przemysłowej, możliwość stworzenia symulacji pracy sieci na potrzeby modernizacyjne i rozwojowe poprzez wykorzystanie analitycznych modeli przestrzennych, znaczne usprawnienie obsługi klienta. Współczesne systemy geoinformacyjne przeznaczone do infrastruktury wodociągowo- -kanalizacyjnej stanowią rozbudowane platformy zintegrowane z narzędziami służącymi do monitorowania i modelowania matematycznego. Współpracują one również z innymi systemami informatycznymi, takimi jak systemy nadzorcze i zbierające informacje SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition), systemy zarządzania pracami WMS (Work Management Systems) czy systemy obsługi dokumentacji archiwalnej EDMS (Electronic Document Management Systems). 28

Cały system informatyczny przedsiębiorstwa ma zazwyczaj budowę modułową, scaloną platformą GIS. Wybór poszczególnych elementów systemu oraz narzędzi wchodzących w jego skład powinien być poprzedzony wnikliwą analizą opłacalności, tj. określeniem stosunku potencjalnych korzyści płynących z wdrożenia takiego systemu do poniesionych nakładów. Okres zwrotu inwestycji w zakresie wdrożenia systemu informatycznego GIS skraca się wraz ze wzrostem wielkości eksploatowanego systemu wodociągowego i kanalizacyjnego. Przed rozpoczęciem modelowania należy podjąć decyzję o wyborze oprogramowania oraz sposobie jego wykonania firma, instytucja zewnętrzna czy własne zasoby kadrowe (szkolenie specjalistów do wykonania i obsługi modelu) [4]. Cele modelowania sieci Główne cele modelowania sieci wod-kan to: 1. Projektowanie nowych sieci lub ich nowych odcinków, umiejscowienia ujęć, pompowni, zbiorników, studzienek itp. 2. Diagnostyka istniejących sieci: informacje o obecnym i przyszłym zachowaniu się sieci w dowolnych warunkach, możliwość znalezienia jej słabych punktów, elementów przeciążonych i niedociążonych oraz optymalizacja krótko- i średniookresowa planu remontów. 3. Analiza sytuacji kryzysowych: zakres skutków i wielkość ograniczeń w dostawie wody spowodowanych zanieczyszczeniem źródła, zablokowaniem zaworu, awaryjnym wyłączeniem magistral lub zbiorników retencyjnych. Zwiększenie niezawodności zaopatrzenia obszarów poprzez zmianę sposobu ich zasilania itp. 4. Kontrola wydajności sieci pod kątem planowanej rozbudowy lub w warunkach zwiększonego obciążenia. 5. Optymalizacja zarządzania siecią: sterowanie przepływami, rozkładem ciśnień i czasami retencji pod kątem minimalizacji kosztów eksploatacyjnych, ustalenie prawidłowego współdziałania urządzeń zainstalowanych na sieci z pozostałymi jej elementami, ograniczenie tranzytu wody w systemie poprzez obszarowe zbilansowanie zasilania i rozbioru wody. Zarządzający siecią ma możliwość szybkiego przeprowadzenia wielu dowolnego rodzaju symulacji, na przykład pod kątem optymalizacji metod zarządzania, optymalizacji planu konserwacji i napraw, oraz do ustalenia właściwych reżimów eksploatacyjnych. Operatorzy sieci wodociągowych coraz częściej zdają sobie sprawę z konieczności stałego nadzoru nad jakością wody znajdującej się w systemie dystrybucyjnym. Jak dowodzą liczne doświadczenia, nawet jeżeli woda jest uzdatniana zgodnie z obowiązującymi normami, mogą wystąpić sytuacje, że po dotarciu do użytkownika jej parametry ulegną pogorszeniu i nie spełni ona wymagań co do smaku, zapachu, barwy oraz zawartości aktywnych zanieczyszczeń biologicznych [4]. Programy do modelowania umożliwiają różnorodną wizualizację parametrów pracy sieci (np. rozkładu ciśnień, prędkości przepływów i wiele innych). Dane i rezultaty obliczeń mogą być wyświetlane w postaci kolorowych plansz i wykresów lub tabelarycznie. Umożliwiają obliczenia i wizualizację jakości wody czy symulację rozprzestrzeniania się i koncentracji dodawanych do wody związków chemicznych, np. związków chloru. Sieci wodociągowe, zwłaszcza w małych i średnich gminach, to często systemy rozgałęzione o małych rozbiorach wody. Często występuje w nich problem wtórnego zanieczyszczenia wody w wyniku zbyt długiego okresu jej przebywania w przewodach, a w sieciach kanalizacji rozpoczęcie procesów zagniwania ścieków. W przedsiębiorstwach takich brakuje zwykle zintegrowanego systemu zarządzania gospodarką wodno-ściekową w oparciu o podkłady cyfrowe oraz systemów monitoringu reklama 29

wybranych parametrów. Konieczność wdrożenia tych rozwiązań wymagana jest obecnie przez przepisy UE. Funkcjonalność i korzyści Funkcjonalne rozwiązanie podwyższające jakość usług w sektorze wodociągowo-kanalizacyjnym w oparciu o wyniki modelowania hydrodynamicznego w powiązaniu z siecią monitoringu i bazą danych GIS pozwala na: a) w sieci wodociągowej poprawę jakości wody poprzez wybór optymalnych parametrów eksploatacyjnych zmniejszających wiek i zwiększających średnią prędkość przepływu wody w przewodach, b) w sieci kanalizacyjnej ograniczenie ilości wód infiltracyjnych i przypadkowych oraz minimalizację ryzyka uciążliwości zapachowej sieci, c) oszczędności wynikające z zaniechania realizacji niewłaściwych inwestycji sprawdzenie ich zasadności symulacjami w programie. Planowanie wyłączeń na sieci wiążących się z płukaniem, remontami lub inwestycjami w taki sposób, aby nie pogarszać standardów zaopatrzenia mieszkańców w wodę lub odprowadzania ścieków w czasie ich trwania, d) ograniczenie kosztów eksploatacyjnych oraz strat na sieci przez zmniejszanie wydajności źródeł w okresie najmniejszych rozbiorów, e) ograniczenie kosztów eksploatacyjnych poprzez sterowanie pracą pompowni (sprawdzoną symulacjami w modelu) w taki sposób, aby ograniczyć zużycie energii, a jednocześnie utrzymać standardy zaopatrzenia mieszkańców w wodę i odprowadzania ścieków, f) uzyskanie pełnej wiedzy w czasie rzeczywistym o parametrach, czyli m.in. ilości i jakości dostarczanej wody w dowolnym miejscu sieci wodociągowej czy też przepływach ścieków w kanalizacji bytowo-gospodarczej, oraz dodatkowej wiedzy w zakresie wzajemnego oddziaływania systemów wodociągowego i kanalizacyjnego w warunkach dynamicznych. W wyniku symulacji przeprowadzonych w dotychczasowych modelach stwierdzono, że możliwe jest zmniejszenie procentowe średniego wieku wody w przewodach. W badanych sieciach wodociągowych w symulacji 72-godzinnej wiek wody spadł o 4,82% w stosunku do stanu istniejącego, natomiast w symulacji 240-godzinnej wiek wody spadł o 10,72% [3, 4]. W rzeczywistych sieciach wodociągowych powinno się dążyć do ograniczania wieku wody w przewodach o jeszcze wyższe wartości procentowe. Wymaga to 30 Rys. 4. Modelowanie wieku wody w sieci wodociągowej w gminie Jeleniewo w programie EPANET [9] jednak pełnego wdrożenia sytemu badawczego w wybranym przedsiębiorstwie. Analiza rozkładu prędkości wykonana na modelach stanu istniejącego wszystkich badanych sieci wodociągowych wykazała, że w większości przewodów przepływy są mniejsze od zalecanego poziomu 0,5 m/s. Zbyt mała prędkość wody w rurach wywołuje odkładanie osadów na dnie rurociągów i zmniejszenie drożności przewodu, co powoduje wzrost ciśnienia i prędkości przepływu wody w danym odcinku. W pewnym momencie wzrost prędkości przepływu powoduje porwanie osadu nagromadzonego i wypływ zanieczyszczonej wody u odbiorcy końcowego. Przy dłuższych odcinkach i małych prędkościach przepływu dochodzi jeszcze zjawisko stagnacji wody w przewodach, co może skutkować groźbą wtórnego namnożenia się bakterii. Stąd zalecenia, aby prędkość wody mieściła się w przedziale 0,5 1,3 m/s. Wdrożenie zintegrowanego systemu w sieciach wodociągowych powinno pozwolić na regulację ciśnienia w celu utrzymania jego wartości w każdym punkcie w zakresie wymaganym z dokładnością ±10% oraz zmniejszenie obszarów z prędkością poniżej 0,2 m/s o co najmniej 20% i zmniejszenie średniego wieku dostarczanej wody w obszarach z najdłuższym wiekiem wody o co najmniej 20%, a także ograniczenie strat wody o 12%. W sieciach kanalizacyjnych z kolei wdrożenie opracowanych rozwiązań pozwoli na redukcję dopływu wód deszczowych do oczyszczalni ścieków i redukcję fragmentów sieci działających pod ciśnieniem w czasie pogody deszczowej o co najmniej 10%. Obecnie wykonuje się dużo sieci wodno-kanalizacyjnych na terenie gmin wiejskich, a inwestorzy często nie mają odpowiedniej wiedzy na temat możliwości i korzyści wynikających z modelowania hydraulicznego. Tworzenie modelu kanalizacji sanitarnej jest bardziej pracochłonne niż modelu sieci wodociągowej dla tego samego obszaru. Jednak nakład pracy jest rekompensowany przez fakt, że wykonany i skalibrowany model jest niezastąpionym narzędziem do oceny warunków hydraulicznych. Modelowanie może zostać wykorzystane już na etapie rozwiązań koncepcyjnych przy tworzeniu programów funkcjonalno-użytkowych, a przy wykonywaniu projektów budowlanych w pewnych przypadkach może zastąpić tradycyjne metody obliczania. Przy analizowaniu istniejących, często nieszczelnych sieci kanalizacyjnych

dodatkową zaletą jest możliwość matematycznego ujęcia dopływu wód przypadkowych, zarówno opadowych, jak i gruntowych. Udział tych wód w kanalizacji sanitarnej jest często znaczący. Skalibrowany model hydrauliczny pozwala ujawnić krytyczne miejsca istniejącej kanalizacji, co ułatwia podejmowanie decyzji inwestycyjnych. Badania zostały zrealizowane w ramach pracy nr WZ/WBiIŚ/02/2019 i sfinansowane ze środków na naukę MNiSW. Artykuł powstał na podstawie referatu wygłoszonego na konferencji Efektywne obniżanie strat wody w systemach wodociągowych innowacje, rozwiązania, wdrożenia, Lipowy Most, 8 10 maja 2019 Literatura 1. Cieżak W., Cieżak J., Kotowski A. i in., Modelowanie matematyczne systemów wodociągowych i kanalizacyjnych ze względu na bezpieczeństwo działania, Raporty Wydziału Inżynierii Środowiska Politechniki Wrocławskiej, 2017, ser. SPR nr 22. 2. Czapczuk A., Dawidowicz J., Piekarski J., Application of Multilayer Perceptron for the Calculation of Pressure Losses in Water Supply Lines, Rocznik Ochrona Środowiska, t. 19, 2017, s. 540 556. 3. Gwoździej-Mazur J., Świętochowski K., Kaźmierczak B., Analysis of water losses and failure frequency in an urbanrural water supply system, Ekonomia i Środowisko nr 2/2018, s. 76 86. 4. Gwozdziej-Mazur J., Świętochowski K., Analysis of the water meter management of the urban-rural water supply system, E3S Web of Conferences Vol. 44, 2018. 5. Kruszyński W., Dawidowicz J., Andraka D., Toma szewska J., Application and digital implementation GIS data to computer modeling of the sanitary sewage network in Podlaskie voivodship, Ekonomia i Środowisko nr 2, 2018, s. 99 107. 6. Kulbik M., Komputerowa symulacja i badania terenowe miejskich systemów wodociągowych, Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk 2004. 7. Kulbik M., Przykłady realizacji i interpretacji wyników sondażowych pomiarów terenowych w czynnych systemach wodociągowych, Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych Oddział Wielkopolski, 2018, s. 218 219. 8. Rewiński J., Komputerowe modelowanie kanalizacji dla wybranej miejscowości, praca magisterska, promotor Kruszyński W., Białystok 2018. 9. Urynowicz K., Komputerowe modelowanie wybranych parametrów sieci wodociągowej w gminie rolniczo- -przemysłowej, praca magisterska, promotor Kruszyński W., Białystok 2015. zestawy hydroforowe INSTALCOMPACT SP. Z O.O. 62-080 Tarnowo Podgórne, ul. Wierzbowa 23 tel. 61 814 67 55, faks 61 816 40 16 centrala@instalcompact.pl www.instalcompact.pl, www.dobieram.pl reklama Zestawy hydroforowe ZH-ICL, ZH-CR, ZH-ICP zastosowanie: zestaw hydroforowy zapewnia ciągłość dostaw wody w budynkach mieszkalnych, użytkowych i przemysłowych, niewielkie gabaryty zestawu pozwalają na bardzo szerokie zastosowanie, nie tylko w budynkach tego typu, ale także w systemach wodociągowych wsi i małych miast dostępne ponad 2100 kombinacji; dane techniczne: temperatura cieczy 1 70 C, temperatura otoczenia 5 40 C, maksymalne ciśnienie robocze 2,5 MPa (25 barów), zasilanie energetyczne 3 400 V 50 Hz, stopień ochrony rozdzielni sterującej IP54, wydajność od 0,1 do 720 m 3 /h, wysokość podnoszenia do 240 m, liczba pomp od 1 do 6 szt., moc (łączna) do 270 kw; media: oprócz czystej wody pitnej zestawy mogą być przystosowane do tłoczenia wody gorącej, zdemineralizowanej, zmiękczonej, zasolonej oraz cieczy o innym nietypowym składzie; sterowanie: realizowane za pomocą sterownika swobodnie programowalnego PLC. W układzie wielofalownikowym każda pompa w zestawie hydroforowym może być zasilana i sterowana z własnej przetwornicy; cechy szczególne: wszystkie elementy zestawu mające styczność z cieczą wykonane z najwyższej jakości stali nierdzewnej; wyposażenie zestawu w pompy rezerwowe umożliwia niezakłócone dostawy wody; wyposażenie zestawu w obejście testujące i zawór pierwszeństwa umożliwia zasilanie instalacji pożarowej lub bytowo-pożarowej zgodnie z przepisami ppoż.; wirniki o zredukowanym nacisku poosiowym zapewniają długi czas eksploatacji łożysk silnika pomp ICP; zastosowane w szafie sterowniczej rozwiązania zapewniają zabezpieczenia zwarciowe, termiczne, przed zanikaniem fazy oraz przed suchobiegiem; wszystkie urządzenia dopasowane do wymagań inwestora; możliwość zabudowy w zbiornikach podziemnych lub obudowach kontenerowych; intuicyjny, łatwy w obsłudze program dobieram.pl umożliwia dobór zestawu hydroforowego do wybranego rodzaju instalacji. Energooszczędne pompownie wody zastosowanie: pompy dostosowane do tłoczonego medium wody pitnej, użytkowej oraz do zastosowań technologicznych; sterowanie: energooszczędne, wielofalownikowe, realizowane za pomocą sterownika swobodnie programowalnego PLC z zaimplementowanym inteligentnym system zarządzania ciśnieniem LKC (lokalna korekta ciśnienia) i ZKC (zdalna korekta ciśnienia). System opiera się na informacjach o ciśnieniu i wydajności wody w punkcie pompowania oraz na otrzymywanych w czasie rzeczywistym pomiarach ciśnienia panującego w krytycznych punktach sieci wodociągowej. Na podstawie powyższych danych steruje ciśnieniem tak, aby je optymalnie dostosowywać do warunków panujących w sieci; cechy szczególne: instalacja oraz armatura dostosowane do tłoczonego medium; pompy dostarczane jako kompletne urządzenie na ramie lub do montażu na fundamentach; minimalizacja połączeń spawanych dzięki zastosowaniu technologii gięcia rur; orurowanie, kształtki oraz podpory w pompowni wykonane ze stali kwasoodpornej; wszystkie urządzenia dopasowane do wymagań inwestora. 31