ZASTOSOWANIE METODY TRÓJKĄTA DO OBLICZENIA OBJĘTOŚCI WÓD INFILTRACYJNYCH I PRZYPADKOWYCH W KANALIZACJI SANITARNEJ

Podobne dokumenty
WPŁYW OPADÓW ATMOSFERYCZNYCH NA TEMPERATURĘ ORAZ OBJĘTOŚĆ ŚCIEKÓW W MAŁYM SYSTEMIE KANALIZACYJNYM

ODDZIAŁYWANIE WÓD PRZYPADKOWYCH NA STĘŻENIE ZWIĄZKÓW BIOGENNYCH W ŚCIEKACH SUROWYCH I OCZYSZCZONYCH PODCZAS POGODY MOKREJ

Uwarunkowania prawne obejmujące zagadnienia dotyczące wprowadzania ścieków komunalnych do środowiska

ANALIZA ZMIENNOŚCI DOPŁYWU ŚCIEKÓW DO OCZYSZCZALNI DLA AGLOMERACJI DĘBICA

OTWORY WE WŁAZACH STUDZIENEK KANALIZACYJNYCH JAKO JEDNA Z PRZYCZYN PRZEDOSTAWANIA SIĘ WÓD PRZYPADKOWYCH DO SIECI ROZDZIELCZEJ

Przepływ (m 3 /10min) 211,89 12,71 127,13 652,68 525,55

Ankieta dotycząca gospodarki wodno-ściekowej w 2006 r.

Zgodnie z powyżej przywołanym paragrafem, jego ust. 1, pkt 4 ścieki bytowe, komunalne, przemysłowe biologicznie rozkładalne oraz wody z odwodnienia

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

ANALIZA EKONOMICZNA ZASTOSOWANIA DUALNEJ INSTALACJI KANALIZACYJNEJ W PRZYDOMOWYCH OCZYSZCZALNIACH ŚCIEKÓW

NIEDOCIĄŻENIA HYDRAULICZNE PRZYDOMOWYCH OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW UNDERLOADING OF HYDRAULIC IN DOMESTIC SEWAGE TREATMENT PLANT

Inwentaryzacja i diagnoza istniejącego systemu odwodnienia miasta

ANALIZA ILOŚCI ŚCIEKÓW ODPŁYWAJĄCYCH Z AGLOMERACJI KANALIZACYJNEJ W SANOKU

WPŁYW WIOSENNYCH ROZTOPÓW ŚNIEGU NA DOPŁYW WÓD PRZYPADKOWYCH DO OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW BYTOWYCH * Grzegorz Kaczor *

2. Obliczenia ilości ścieków deszczowych

STORMWATER 2018, Gdańsk

Charakterystyka głównych składowych bilansu wodnego

ANALIZA PRACY KANALIZACJI DESZCZOWEJ LOTNISKA W MIEJSCOWOŚCI ŁASK NA PODSTAWIE MODELU HYDRAULICZNEGO.

WYKORZYSTANIE POTENCJAŁU WODY W PLANOWANIU PRZESTRZENNYM

Budowa kanalizacji sanitarnej i odtworzenie drogi w ul. Klikuszówka, os. Nowe i Buflak w Nowym Targu

OCENA STANU TECHNICZNEGO SIECI ELEKTROENERGETYCZNYCH I JAKOŚCI ZASILANIA W ENERGIĘ ELEKTRYCZNĄ MAŁOPOLSKIEJ WSI

4. Ładunek zanieczyszczeń odprowadzony z terenu Gminy Gdańsk do Zatoki Gdańskiej

S P I S Z A W A R T O Ś C I

UNIESZKODLIWIANIE ŚCIEKÓW Z OBIEKTÓW UŻYTECZNOŚCI PUBLICZNEJ NA TERENACH NIEZURBANIZOWANYCH

LISTA KONTROLNA. Część III - Ochrona Środowiska. Magazynowanie i Dystrybucja Paliw oraz Ropy Naftowej. Samokontrola/Kontrola w Zakładzie**...

OCENA DZIAŁANIA OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW W HACZOWIE PRZED I PO MODERNIZACJI

ANALIZA PRZEPŁYWÓW W INSTALACJACH WODOCIĄGOWYCH W OBIEKTACH HOTELOWYCH

Tomasz Nowak Diagnozowanie miejskich systemów kanalizacyjnych : doświadczenia własne. Problemy Rozwoju Miast 1/1-2, 39-43

BADANIA PODATNOŚCI ŚCIEKÓW Z ZAKŁADU CUKIERNICZEGO NA OCZYSZCZANIE METODĄ OSADU CZYNNEGO

WPŁYW WIELKOŚCI DOPŁYWU WÓD OPADOWYCH NA SKŁAD ŚCIEKÓW SUROWYCH W MAŁYM SYSTEMIE KANALIZACYJNYM

UPORZĄDKOWANIE SYSTEMU ZBIERANIA I OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW W MIELCU

PRZEDSIĘBIORSTWO GOSPODARKI KOMUNALNEJ I MIESZKANIOWEJ SP. Z O.O. W ANTONIOWIE

rozporządzenia, dla oczyszczalni ścieków komunalnych o RLM poniżej

WODY OPADOWE JAKO NATURALNY ZASÓB WODNY. Dr hab. inż. Jadwiga Królikowska, prof. PK

AUTOR AUTOR INWESTOR TEMAT BRANŻA OBIEKT ADRES OPRACOWAŁ. Starostwo Powiatowe w Głubczycach ul. Niepodległości

V. Odwodnienia komunikacyjne/retencja i melioracje miejskie Kanalizacja deszczowa, a odbiorniki wód opadowych

Ładunek odprowadzony z Gdańska został porównany z ładunkiem zanieczyszczeń wnoszonych do Zatoki Wisłą.

Zarządzanie odprowadzaniem wód opadowych przez Aqua S.A. mgr inż. Piotr Dudek wraz z zespołem współpracowników AQUA S.A.

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

ACTA UNIVERSITATIS LODZIENSIS KSZTAŁTOWANIE SIĘ WIELKOŚCI OPADÓW NA OBSZARZE WOJEWÓDZTWA MIEJSKIEGO KRAKOWSKIEGO

4 Podstawy odwodnienia powierzchni dróg i ulic Powierzchnie komunikacyjne Pobocze Pas dzielący 72 4.

OCENA DZIAŁANIA OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW TYPU SBR W STERKOWCU-ZAJAZIE

Naturalne metody oczyszczania ścieków - z wykorzystaniem nauki

3. Warunki hydrometeorologiczne

SPIS ZAWARTOŚCI OPRACOWANIA

HOBAS. Zastosowanie zbiorników retencyjnych studium przypadku. mgr inż. Marcin Tasak MAT-DT-HPL

REDUKCJA ZWIĄZKÓW BIOGENNYCH NA WYBRANYCH OCZYSZCZALNIACH ŚCIEKÓW WOJEWÓDZTWA PODKARPACKIEGO Z UWZGLĘDNIENIEM WARUNKÓW POGODY SUCHEJ I MOKREJ

WYKORZYSTANIE CIEKÓW POWIERZCHNIOWYCH W MONITOROWANIU JAKOŚCI EKSPLOATOWANYCH ZBIORNIKÓW WÓD PODZIEMNYCH

WYZNACZENIE OBSZARU I GRANIC AGLOMERACJI DOBRZEŃ WIELKI zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Środowiska, z dnia 1 lipca 2010r.

Zleceniodawca: PRZEDMIAR ROBÓT. Zabezpieczenie osuwiska i korpusu drogi wojewódzkiej nr 993 w miejscowości Gorlice ODWODNIENIA

Projekt zakończony. gospodarka wodno-ściekowa w Krakowie. Dla rozwoju infrastruktury i środowiska

PRZEDSIĘBIORSTWO GOSPODARKI KOMUNALNEJ I MIESZKANIOWEJ SP. Z O.O. W ANTONIOWIE

OPINIA GEOTECHNICZNA I DOKUMENTACJA BADAŃ PODŁOŻA GRUNTOWEGO

Zgłoszenie. Instalacji przydomowej biologicznej oczyszczalni ścieków ze studnią chłonną WZÓR

4. Ładunek zanieczyszczeń odprowadzany z terenu gminy Gdańsk do Zatoki Gdańskiej

PROJEKT ZAGOSPODAROWANIA TERENU WRAZ Z PROJEKTEM PRZYKANALIKA KANALIZACJI DESZCZOWEJ. 1.część opisowa projektu zagospodarowania działki

13. Funkcjonalność miasta w aspekcie skutecznego oczyszczania ścieków na przykładzie miasta Krakowa

VI. MONITORING CHEMIZMU OPADÓW ATMOSFERYCZNYCH I DEPOZYCJI ZANIECZYSZCZEŃ DO PODŁOŻA

4. Ładunek zanieczyszczeń odprowadzony z terenu Gminy Gdańsk do Zatoki Gdańskiej

PROJEKT GOSPODARKA WODNO-ŚCIEKOWA W KRAKOWIE

yszczalni w Szebniach

Podstawy bezpiecznego wymiarowania odwodnień terenów. Tom I sieci kanalizacyjne

Hydrogeologia, biologia, chemia.

TECHNIK OCHRONY ŚRODOWISKA. Opracowała: mgr inż. Joanna Depta- Ładak

Gospodarka wodami opadowymi i roztopowymi budowa i przebudowa systemu odbioru, odprowadzania i oczyszczania wód opadowych i roztopowych w Lęborku

Szkolenie z zakresu stosowania nawozów BLOK 5

Ładunek zanieczyszczeń odprowadzanych do Zatoki Gdańskiej za pośrednictwem cieków i kolektorów ścieków z terenu Gminy Gdańsk w roku 2009

Miejscowość: Ostrówek Gmina: Klembów Powiat: Wołomiński. Zleceniodawca: Opracowanie: Hydrotherm Łukasz Olszewski. mgr inż.

BILANS ŚCIEKÓW DOPŁYWAJĄCYCH I DOWOŻONYCH DO OCZYSZCZALNI NA PRZYKŁADZIE WYBRANEGO OBIEKTU

SYSTEM Wsparcie działań ochrony środowiska i gospodarki wodnej realizowanych przez WFOŚiGW

Spis zawartości CZĘŚĆ OPISOWA

Wielkopolskie Centrum Zaawansowanych Technologii Sieć drenażu Projekt wykonawczy

Nowe podejście do gospodarowania wodami opadowymi. Perspektywy i wyzwania gospodarki wodnej w świetle nowego prawa wodnego

POZYSKIWANIE OSADU NADMIERNEGO W STANDARDOWYM UKŁADZIE STEROWANIA OCZYSZCZALNIĄ ŚCIEKÓW

INDYWIDUALNE SYSTEMY OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW A OCHRONA WÓD PODZIEMNYCH

MONITORING NIEDOBORU I NADMIARU WODY W ROLNICTWIE NA OBSZARZE POLSKI

Rekomendacje organizacyjno-prawne w gospodarce wodami opadowymi i roztopowymi w Polsce. Słupsk 2013r.

Wymagania prawno-administracyjne związane z budową przydomowej oczyszczalni ścieków

WYKORZYSTANIE SYSTEMÓW BIORETENCYJNYCH W CELU ZRÓWNOWAŻONEGO GOSPODAROWANIA WODAMI OPADOWYMI W TERENACH USZCZELNIONYCH

Skąd bierze się woda w kranie?

OCENA MOŻLIWOŚCI OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW Z ZAKŁADU PRZEMYSŁU CUKIERNICZEGO

Opis techniczny zagospodarowania terenu ul. Narwik na odcinku od ulicy Lazurowej do granicy m. st. Warszawy

UCHWAŁA NR VI/49/2015 RADY MIEJSKIEJ W ŻNINIE. z dnia 11 maja 2015 r.

ANALIZA ZMNIEJSZANIA WYBRANYCH ZANIECZYSZCZEŃ W ŚCIEKACH BYTOWYCH NA PRZYKŁADZIE OCZYSZCZALNI W NOWYM ŻMIGRODZIE

SPECYFIKACJA TECHNICZNA. Systemy kanalizacyjne

PROJEKT WYKONAWCZY (ZAMIENNY)

Przewód wydatkujący po drodze

WYBRANE ELEMENTY SYSTEMU ODWODNIENIA INFRASTRUKTURY KOMUNIKACYJNEJ

Przedmiar robót. Budowa drogi od al lecia do ul. Waksmundzkiej w Nowym Targu

KARTA TYTUŁOWA. Temat: Projekt kanalizacji deszczowej odprowadzającej wody opadowe z odcinka drogi gminnej ul. Rzecznej w Dębowcu do cieku Knajka.

Zgłoszenie Instalacji przydomowej oczyszczalni ścieków

Ładunek zanieczyszczeń odprowadzonych do Zatoki Gdańskiej, za pośrednictwem cieków i kolektorów ścieków, z terenu Gminy Gdańsk w roku 2011

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

Propozycja działań naprawczych zwiększających potencjał ekologiczny Zbiornika Sulejowskiego

Uzasadnienie wniosku o zatwierdzenie Taryf. dla zbiorowego zaopatrzenia w wodę i zbiorowego. odprowadzania ścieków

2. SPIS RYSUNKÓW Nr rys. Nazwa rysunku

Numer zlecenia nadany w Laboratorium Badań Środowiskowych. Numer protokołu pobierania nadany w Laboratorium Badań Środowiskowych

Kanalizacja : projektowanie, wykonanie, eksploatacja / Adam Bolt [et al.] ; [red. nauk. Ziemowit Suligowski]. [Józefosław], 2012.

HOBAS. Poprawa funkcjonowania systemów kanalizacji deszczowej poprzez zastosowanie podziemnych zbiorników retencyjnych. Aleksandra Wojcik Marek Mathea

Transkrypt:

INFRASTRUKTURA I EKOLOGIA TERENÓW WIEJSKICH INFRASTRUCTURE AND ECOLOGY OF RURAL AREAS Nr 3/IV/2013, POLSKA AKADEMIA NAUK, Oddział w Krakowie, s. 263 274 Komisja Technicznej Infrastruktury Wsi ZASTOSOWANIE METODY TRÓJKĄTA DO OBLICZENIA OBJĘTOŚCI WÓD INFILTRACYJNYCH I PRZYPADKOWYCH W KANALIZACJI SANITARNEJ Grzegorz Kaczor, Piotr Bugajski, Tomasz Bergel Uniwersytet Rolniczy im. H. Kołłątaja w Krakowie APPLICATION OF THE TRIANGLE METHOD FOR THE CALCULATION OF THE INFILTRATION AND INFLOW VOLUME IN A SANITARY SEWER SYSTEM Streszczenie Celem badań było wykorzystanie metody trójkąta do obliczenia objętości wód infiltracyjnych i przypadkowych dopływających do kanalizacji sanitarnej, funkcjonującej w powiecie krakowskim (województwo małopolskie). Analizowana kanalizacja, o długości 10 km, wykonana jest z rur kamionkowych o średnicach 200, 250 i 300 mm. Wody infiltracyjne i przypadkowe, nazywane także wodami obcymi wpływają niekorzystnie na funkcjonowanie kanalizacji oraz oczyszczalni ścieków, co w konsekwencji może przekładać się na zanieczyszczenie wód odbiornika. Ich ilość w dopływach do kanalizacji powinna być szacowana za pomocą dostępnych metod obliczeniowych, a przyczyny występowania na bieżąco eliminowane. Przeprowadzone badania wykazały alarmujące objętości wód obcych dopływających do analizowanej kanalizacji, w roku 2010 stanowiły one 41,1%, w roku 2011 28,7%, a w roku 2012 23,4% łącznej rocznej objętości wód zanieczyszczonych. Objętość wód infiltracyjnych i przypadkowych dopływająca do badanej kanalizacji uzależniona była przede wszystkim od częstości występowania opadów, natomiast w mniejszym stopniu od ich sumy rocznej. Główną przyczyną dopływu wód przypadkowych do analizowanego systemu kanalizacyjnego, ustaloną na podstawie wizji terenowych oraz przeprowadzonych przez przedsiębiorstwo wodociągowe testów dymnych, są nielegalne podłączenia do przykanalików ściekowych wylotów rynien dachowych lub wpustów podwórzowych. 263

Grzegorz Kaczor, Piotr Bugajski, Tomasz Bergel Słowa kluczowe: ścieki, kanalizacja, wody infiltracyjne, wody przypadkowe Summary The aim of this study was the application of the triangle method for the calculation of the infiltration and inflow volume entering the sanitary sewer system operating in the Cracow County (Lesser Poland Voivodeship). The analyzed, 10 km long, sewer system is made of vitrified clay pipes with diameters of 200, 250 and 300 mm. Infiltration and inflow, also called extraneous water, adversely affect the operation of sewer systems and sewage treatment plants, what in turn may result in water contamination in the receiver. Amount of extraneous water in the inflows to sewer systems should be estimated using the available computational methods and their causes should be eliminated on an ongoing basis. The conducted study showed an alarming amount of extraneous water flowing into the analyzed sewer system, i.e. in 2010 it accounted for 41.1% (40033 m 3 ), in 2011 28.7% (22224 m 3 ), while in 2012 23.4% (16848 m 3 ) of the total annual volume of polluted water. The volume of infiltration and inflow entering the examined sewer system depended primarily on the frequency of precipitation, and to a lesser extent on its annual total amount. Illegal connections of yard inlets or gutters to the sewage drains are the main cause of extraneous water inflow to the analyzed sewer system, as determined based on field inspections and smoke tests, conducted by the water supply company. Key words: sewage, sewer system, infiltration and inflow WPROWADZENIE Początek XXI wieku w Polsce przyniósł wiele działań i inwestycji skierowanych na ochronę środowiska, a w szczególności zasobów wód powierzchniowych i podziemnych. Zaobserwowane w ostatnich latach gwałtowne zmiany klimatyczne, dały podstawy do obaw związanych z perspektywą zaopatrzenia ludności Kraju w odpowiednią ilość wody do spożycia. Polska pod względem zasobów wodnych (około 1580 m 3 rok -1 ) plasuje się na 35 miejscu wśród 38 analizowanych krajów europejskich. Na jakość wody, a tym samym na jej dostępność dla ludności istotny wpływ wywierają wprowadzane do niej zanieczyszczenia, których podstawowym źródłem wciąż pozostają ścieki przemysłowe i bytowe. W aspekcie ochrony środowiska bardzo istotnym jest, aby systemy odprowadzania i unieszkodliwiania ścieków funkcjonowały niezawodnie. 264

Zastosowanie metody trójkąta... Jednym z czynników wpływających negatywnie na działanie kanalizacji oraz oczyszczalni ścieków są dopływy do tych instalacji tzw. wód obcych, czyli przypadkowych i infiltracyjnych. Wody przypadkowe są to najczęściej wody deszczowe lub roztopowe (pochodzące z tajania śniegu) [Kaczor, 2011], przedostające się do kanalizacji poprzez nieszczelności lub otwory we włazach studni kanalizacyjnych [Kaczor, 2009] jak również wprowadzane do niej celowo lub omyłkowo ze spustów rynien dachowych i wpustów podwórzowych. Do wód przypadkowych zalicza się także wprowadzane do kanalizacji odpływy z systemów odwaniających budynki lub posesje (wody drenażowe) jak również strumienie odprowadzane podczas prac budowlanych, remontowych czy też powstające po spłukiwaniu nawierzchni ulic lub myciu pojazdów. Wody infiltracyjne są to najczęściej wody gruntowe, napływające do kanalizacji poprzez uszkodzenia przewodów, ich połączeń oraz nieszczelności ścian i dna studni kanalizacyjnych. Dopływ wód infiltracyjnych do kolektorów ściekowych następuje wtedy, gdy ich niweleta dna ułożona jest w gruncie poniżej zwierciadła wody gruntowej. Intensywność infiltracji jest wprost proporcjonalna do wysokości słupa wody nad przewodem [Madryas i in., 2010]. Narażony na infiltrację kanał ściekowy zachowuje się jak drenaż, powodując obniżenie poziomu wody gruntowej i przesuszenie przyległego gruntu. Infiltrująca do przewodu woda niesie ze sobą znaczne ilości wymywanego gruntu, powodując wzrost stężenia zawiesin w ściekach [Schilperoort, 2004]. Infiltracja połączona z wymywaniem gruntu może być przyczyną osiadania przewodów lub studzienek kanalizacyjnych [Madryas i in., 2010]. Zarówno wody przypadkowe jak również infiltracyjne w kanalizacji sanitarnej przyczyniają się do często wielokrotnego wzrostu przepływów ścieków, co skutkuje całkowitym wypełnieniem średnic kolektorów (praca kanału pod ciśnieniem), piętrzeniem ścieków w studzienkach, a w ekstremalnych przypadkach ich wypływem poprzez wpusty podłogowe w pomieszczeniach podpiwniczonych lub obiektach podziemnej infrastruktury technicznej. Szczególnie niekorzystnie wody obce (infiltracyjne i przypadkowe łącznie) oddziaływają na funkcjonowanie oczyszczalni ścieków. Przy podwyższonych wodami przypadkowymi przepływach ścieków następują przeciążenie hydrauliczne poszczególnych obiektów technologicznych oczyszczalni, co w konsekwencji wpływa negatywnie na jakość ścieków odprowadzanych do odbiornika [Kaczor i Bergel, 2008]. Wody obce rozcieńczają także i przechładzają ścieki (w okresie roztopów wiosennych) dopływające do reaktorów biologicznych, co 265

Grzegorz Kaczor, Piotr Bugajski, Tomasz Bergel wywiera niekorzystny wpływ na procesy osadu czynnego związane z usuwaniem związków biogennych [Ślizowski i Chmielowski, 2007, Wałęga i Kaczor, 2012, Kaczor i Bugajski, 2012]. Mając na uwadze przedstawione fakty, należy w sposób ciągły monitorować pracę systemu kanalizacyjnego, co pozwoli na bieżąco wykrywać dopływy niepożądanych wód. Istnieje wiele metod ilościowych, chemicznych lub izotopowych [Hennerkes, 2006, Kaczor, 2012] do obliczania objętości wód obcych trafiających do kanalizacji. Wszystkie te metody są szacunkowe, gdyż dokładne ustalenie ile wód infiltracyjnych i przypadkowych dopływających do kanalizacji wymagało by dokładnego opomiarowania wszystkich strumieni ścieków, co ze względu na ograniczenia techniczne oraz finansowe nie jest na ogół możliwe do zrealizowania. W niniejszej pracy do obliczenia objętości wód infiltracyjnych i przypadkowych dopływających do kanalizacji sanitarnej zastosowano jedną z metod ilościowych t.j. metodę trójkąta. CEL, ZAKRES I METODYKA BADAŃ Celem badań było obliczenie objętości wód infiltracyjnych i przypadkowych dopływających do kanalizacji sanitarnej funkcjonującej w powiecie krakowskim (województwo małopolskie). Analizowana kanalizacja, o długości 10 km (bez przykanalików), funkcjonuje od roku 1951 (61 lat), wykonana jest z rur kamionkowych o średnicach 200, 250 i 300 mm. Studzienki połączeniowe i kontrolne wykonane są z kręgów betonowych. Głębokość ułożenia kanałów waha się od 1,6 do 3,5 m. Podłoże gruntowe w zlewni kanalizacyjnej stanowią głównie piaski drobne lub gliniaste oraz iły i gliny zwięzłe. Do kanalizacji podłączone jest 330 budynków, zamieszkałych przez 1485 mieszkańców. W osiedlu funkcjonuje kanalizacja deszczowa o długości 1 km. Ścieki z kanalizacji odprowadzane są do mechaniczno-biologicznej oczyszczalni o przepustowości 225 m 3 d -1. Pomiary dobowych odpływów ścieków z kanalizacji wykonywano na terenie oczyszczalni za pomocą ultradźwiękowej sondy poziomu nad przelewem trójkątnym. Dane poddane analizie obejmują okres od 01.01.2010 do 31.12.2012r. Trzy lata poddane analizie są bardzo zróżnicowane pod względem sumy rocznej opadów. Wg klasyfikacji Kaczorowskiej [1962] rok 2010 oceniany 266

Zastosowanie metody trójkąta... jest jako skrajnie wilgotny, 2011 jako suchy, natomiast 2012 jako normalny. W analizie wstępnej założono, że wilgotność roku będzie miała istotny wpływ na ilość wód obcych dopływających do kanalizacji. Dla potrzeb analizy wykorzystano dobowe wysokości opadów atmosferycznych zmierzone na terenie badanej zlewni kanalizacyjnej za pomocą deszczomierza korytkowego z rejestratorem, zainstalowanego na terenie oczyszczalni ścieków. Dane wymagane do metody trójkąta to [Weiss i in., 2002]: liczba mieszkańców korzystających z kanalizacji, informacja o liczbie dni, w których wystąpił opad atmosferyczny (tzw. dzienny klucz pogodowy) oraz wartości dobowych przepływów ścieków. Za pomocą omawianej metody ustala się zwykle globalną objętość wód infiltracyjnych i przypadkowych dopływających do kanalizacji w danym roku kalendarzowym. Pierwszym etapem obliczeń jest uszeregowanie dobowych przepływów ścieków w ciąg rosnący, uporządkowany od wartości najmniejszej do największej. Na podstawie uzyskanego ciągu danych tworzy się wykres przedstawiony na rycinie 1, w którym na osi rzędnych odkłada się wartość dobowych przepływów wód zanieczyszczonych w m 3 d 1, a na osi odciętych ich czas trwania w dobach. Rysunek 1. Objętości wód infiltracyjnych i przypadkowych dopływających do analizowanej kanalizacji w roku 2010 uzyskane za pomocą metody trójkąta Figure 1. Volumes of infiltration and inflow entering the analyzed sewer system in 2010 determined using the triangle method 267

Grzegorz Kaczor, Piotr Bugajski, Tomasz Bergel Powierzchnia znajdująca się pod utworzoną w ten sposób krzywą obrazuje roczną sumę wszystkich dopływów do kanalizacji, czyli samych ścieków, wód infiltracyjnych oraz wód przypadkowych. Rzeczywista dobowa ilość ścieków (bez wód obcych) wyliczana jest na podstawie rocznego zużycia wody podzielonego przez 365 dni lub iloczynu liczby mieszkańców korzystających z kanalizacji i przyjętej jednostkowej ilości ścieków. Wyliczoną w ten sposób dobową ilość ścieków właściwych (Q dś ), jako wartość stałą, umieszcza się na wykresie w postaci linii równoległej do osi odciętych. Od prawej strony wykresu zaznacza się łączną liczbę dni pogody mokrej, czyli z opadem większym niż 1 mm. Pozostałe dni w roku zaliczane są do pogody suchej. Wartość maksymalnego dopływu wód infiltracyjnych podczas pogody bezdeszczowej (Q di max ) można odczytać z wykresu w punkcie sumarycznej liczby dni przy pogodzie suchej (ryc. 1). W omawianej metodzie zakłada się, że przy pogodzie deszczowej podwyższony poziom wód zanieczyszczonych w kanale wyklucza lub ogranicza infiltrację wody gruntowej do jego wnętrza. Jest to skutek prawie całkowitego wypełnienia średnicy kanału mieszaniną ścieków i wód przypadkowych. W zaznaczonym na wykresie przedziale pogody deszczowej punkt maksymalnego dopływu wód infiltracyjnych łączy się z punktem końcowym linii obrazującej dobowy przepływ ścieków właściwych. Poprowadzona przez te dwa punkty linia rozdziela dobowe dopływy do kanalizacji wód przypadkowych wywołanych deszczem od dobowych dopływów infiltrujących wód gruntowych. Za pomocą omawianej metody można określić roczną ilość dopływających do kanalizacji wód infiltracyjnych poprzez obliczenie powierzchni zawartej pomiędzy krzywą przepływu dziennego wód zanieczyszczonych (ścieków i wód obcych), linią dobowych przepływów ścieków rzeczywistych i linią rozdzielającą wody infiltracyjne od wód przypadkowych w przedziale pogody deszczowej. Roczny dopływ wód infiltracyjnych i przypadkowych do kanalizacji w ujęciu łącznym obrazuje powierzchnia ograniczona krzywą dobowego przepływu wód zanieczyszczonych i poziomą linią dobowego przepływu ścieków właściwych. Roczny udział i dodatek poszczególnych rodzajów wód obcych można obliczyć, korzystając ze wzorów (1) i (2) [Pecher, 1999]. Wyrażany w procentach udział wód obcych UWO w dobowym dopływie do kanalizacji można określić wzorem: 268

Zastosowanie metody trójkąta... Qd UWO = Q ob 100 d (1) gdzie: Q d ob dobowy dopływ wód obcych do kanalizacji [m 3 d -1 ], Q d dobowy dopływ do kanalizacji ścieków i wód obcych łącznie [m 3 d -1 ]. Wartość udziału wód obcych jest zawsze mniejsza od 100%. Procentowy dodatek wód obcych DWO w dobowym dopływie do kanalizacji określany jest wzorem: Q DWO = Q d ob 100 d œw (2) gdzie: Q d ob dobowy dopływ wód obcych do kanalizacji [m 3 d 1 ], Q d św dobowy dopływ ścieków do kanalizacji podczas pogody bezdeszczowej [m 3 d -1 ]. Wyliczona ze wzoru wartość DWO może przekraczać i często przekracza 100%. Obliczenie poszczególnych parametrów do metody trójkąta wykonano za pomocą arkusza kalkulacyjnego. WYNIKI BADAŃ I ICH ANALIZA Dla każdego analizowanego roku kalendarzowego wykonano analogiczny wykres jak dla roku 2010 (ryc. 1). Na rycinie 2 przedstawiono objętości wód obcych dopływających do analizowanego systemu kanalizacyjnego w roku 2011, a na rycinie 3 2012. Dla łatwiejszego porównania uzyskanych wyników na wszystkich trzech wykresach zastosowano tę samą skalę osi rzędnych. Za pomocą arkusza kalkulacyjnego wyliczono objętości wód infiltracyjnych i przypadkowych dopływających do analizowanego systemu kanalizacyjnego w poszczególnych latach kalendarzowych, natomiast wzorami (1) i (2) wyliczono udział i dodatek poszczególnych strumieni wód obcych. Uzyskane wyniki obliczeń zestawiono w tabeli 1. 269

Grzegorz Kaczor, Piotr Bugajski, Tomasz Bergel Rysunek 2. Objętości wód infiltracyjnych i przypadkowych dopływających do analizowanej kanalizacji w roku 2011 uzyskane za pomocą metody trójkąta Figure 2. Volumes of infiltration and inflow entering the analyzed sewer system in 2011 determined using the triangle method Rysunek 3. Objętości wód infiltracyjnych i przypadkowych dopływających do analizowanej kanalizacji w roku 2012 uzyskane za pomocą metody trójkąta Figure 3. Volumes of infiltration and inflow entering the analyzed sewer system in 2012 determined using the triangle method 270

Zastosowanie metody trójkąta... Rok 2010 charakteryzował się bardzo wysoką roczną suma opadów, która dla stacji Kraków Balice wyniosła 1150 mm. Częstość i intensywność opadów znalazła odzwierciedlenie w objętości wód obcych dopływających do analizowanej kanalizacji. W roku tym do kolektorów ściekowych przedostało się łącznie 40033 m 3 wód obcych, z czego 18895 m 3 wód infiltracyjnych, a 21138 m 3 przypadkowych. W skali roku wody te stanowiły 41,1 % łącznej objętości wód zanieczyszczonych, które dopłynęły do badanej kanalizacji. Tabela 1. Udziały, dodatki i roczne objętości wód obcych dopływających do analizowanej kanalizacji sanitarnej w latach 2010 2012 Table 1. Share, additions and annual volumes of extraneous water flowing into the analyzed sanitary sewer system in 2010 2012 Parametr Objętość wód zanieczyszczonych (ścieków i wód obcych) Objętość ścieków właściwych (bez wód obcych) Jednostka Wartość parametru w roku 2010 2011 2012 m 3 95086 77471 71949 55266 55266 55266 Objętość wód infiltracyjnych 18895 14329 9830 Objętość wód przypadkowych 21138 7895 7018 Objętość wód obcych (infiltracyjnych i przypadkowych łącznie) Udział wód obcych (infiltracyjnych i przypadkowych łącznie) Dodatek wód obcych (infiltracyjnych i przypadkowych łącznie) 40033 22224 16848 % 41,1 28,7 23,4 72,7 40,2 30,6 Udział wód infiltracyjnych 19,9 18,5 13,7 Dodatek wód infiltracyjnych 34,3 25,9 17,8 Udział wód przypadkowych 22,2 10,2 9,8 Dodatek wód przypadkowych 38,4 14,3 12,7 źródło: obliczenia własne Rok 2011 wg rocznej sumy opadów (467 mm) klasyfikowany jest jako suchy, znalazło to odzwierciedlenie w znacznie niższej, w porównaniu do roku 2010, ilości wód obcych docierających do kanalizacji. Łączna objętość wód obcych w roku 2011 wyniosła 22224 m 3, czyli o blisko 44% mniej w stosunku do 271

Grzegorz Kaczor, Piotr Bugajski, Tomasz Bergel skrajnie wilgotnego roku 2010. Objętość wód infiltracyjnych w roku 2011 była mniejsza o 62,7% w stosunku do poprzedniego roku. Tendencja ta jest wynikiem obniżonego zwierciadła wód gruntowych w roku suchym. W sytuacji braku kontaktu wód gruntowych z przewodami kanalizacyjnymi infiltracja zanika. Udział wód obcych w rocznym odpływie ścieków z analizowanej kanalizacji wyniósł 28,7% czyli był o 12,4% niższy niż w roku 2010. Ostatni analizowany rok badań 2012 pod względem rocznej sumy opadów (619 mm) klasyfikowany jest jako normalny. Z racji wyższej sumy opadów należałoby oczekiwać wyższych w stosunku do roku 2011 objętości wód obcych dopływających do kanalizacji. Uzyskane metodą trójkąta wyniki, zamieszczone w tabeli 1, nie potwierdzają jednak tej tezy. W roku 2012 do badanej kanalizacji dopłynęło o 5376 m 3 mniej wód infiltracyjnych i przypadkowych niż w roku 2011. Zatem należy przyjąć, że objętość wód obcych dopływających do kanalizacji nie jest ściśle skorelowana z roczną sumą opadów. Nie zależy także od ilości dni z intensywnym opadem, ponieważ w roku 2011 było ich 25, a w roku 2012 o 9 więcej. Analiza dobowych przepływów ścieków na tle dobowej wysokości opadów wykazała, że więcej wód obcych dociera do kanalizacji, jeżeli kolejne opady deszczu występują w małych odstępach czasu. W roku 2011 w porównaniu do roku 2012 sumarycznie opadów wystąpiło mniej, ale w okresie od końca kwietnia do końca lipca łączna ich suma wyniosła 249 mm, czyli 53% sumy rocznej. W roku 2012 suma roczna opadów była wyższa niż w roku 2011, ale kolejne opady występowały w dłuższych odstępach czasu. WNIOSKI Metoda trójkąta, opracowana przez Weissa, Brombacha i Hallera [2002] może być z powodzeniem stosowana do oszacowania ilości wód infiltracyjnych i przypadkowych dopływających do małych systemów kanalizacyjnych. Zaletą tej metody jest mała ilość niezbędnych do obliczeń danych, wymagane są bowiem tylko: liczba mieszkańców korzystających z kanalizacji, informacja o liczbie dni, w których wystąpił opad atmosferyczny (tzw. dzienny klucz pogodowy), oraz wartości dobowych przepływów ścieków. Dane takie zapisywane są w standardowych dziennikach eksploatacyjnych większości oczyszczalni ścieków. Przeprowadzone badania wykazały znaczne ilości wód obcych dopływających do analizowanej kanalizacji, w roku 2010 stanowiły one 41,1%, w roku 2011 28,7%, a w roku 2012 23,4% rocznej objętości wód zanieczyszczonych. 272

Zastosowanie metody trójkąta... Objętość wód infiltracyjnych i przypadkowych dopływających do kanalizacji uzależniona jest przede wszystkim od częstości występowania opadów, natomiast w mniejszym stopniu od ich sumy rocznej. Główną przyczyną dopływu wód przypadkowych do analizowanego systemu kanalizacyjnego, ustaloną na podstawie wizji terenowych oraz przeprowadzonych przez przedsiębiorstwo wodociągowe testów dymnych, są nielegalne podłączenia do przykanalików ściekowych wylotów rynien dachowych lub wpustów podwórzowych. W sytuacji, gdy mieszkańcy nie mają możliwości odprowadzenia wód opadowych z terenu swoich posesji do kanalizacji deszczowej, gdyż nie jest ona wybudowana lub ma za mały zasięg, bardzo często oprowadzają je w sposób niezgodny z prawem do kanalizacji sanitarnej. BIBLIOGRAFIA Hennerkes J. (2006). Reduzierung von Fremdwasser bei der Abwasserentsorgung. PhD Thesis, Aachener Schriften zur Stadtentwässerung, 10, Institut für Siedlungswasserwirtschaft, RWTH Aachen. ss. 197. Kaczor G. (2009). Otwory we włazach kanalizacyjnych jako jedna z przyczyn przedostawania się wód przypadkowych do kanalizacji sanitarnej. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, 9, 155 163. Kaczor G. (2011). Wpływ wiosennych roztopów śniegu na dopływ wód przypadkowych do oczyszczalni ścieków bytowych. Acta Scientiarum Polonorum, Formatio Circumiectus 10(2), 27 35. Kaczor G. (2012). Wpływ wód infiltracyjnych i przypadkowych na funkcjonowanie małych systemów kanalizacyjnych. Zeszyty naukowe Uniwersytetu Rolniczego im. Hugona Kołłątaja w Krakowie, zeszyt nr 495, rozprawy, nr 372, ss. 228. Kaczor G., Bergel T. (2008). Wpływ wód przypadkowych na ładunki zanieczyszczeń dopływających do oczyszczalni i odprowadzanych do odbiornika. Przemysł Chemiczny, 87(5), 476 478. Kaczor G., Bugajski P. (2012). Impact of a snowmelt inflow on temperature of sewage discharged to treatment plants. Polish Journal of Environmental Studies, 21, 2, 381 386. Kaczorowska Z. (1962). Opady w Polsce w przekroju wieloletnim. PAN, Instytut Geografii, Pr. Geogr. 33, Warszawa, ss. 112. Madryas C., Przybyła B., Wysocki L. (2010). Badania i ocena stanu technicznego przewodów kanalizacyjnych. Dolnośląskie Wydawnictwo Edukacyjne, Wrocław, ss. 312. Pecher R. (1999). Wody przypadkowe w sieci kanalizacyjnej problem gospodarki wodnej. Gaz, Woda i Technika Sanitarna, 12, 1 6. Schilperoort R. (2004). Natural water isotopes for the quantification of infiltration and inflow in sewer systems. MSc thesis. Delf University of Technology, ss. 161. 273

Grzegorz Kaczor, Piotr Bugajski, Tomasz Bergel Ślizowski R., Chmielowski K. (2003). Wpływ temperatury na efekt oczyszczania w przydomowej oczyszczalni ścieków typu Biocompact w Tworkowej. Inżynieria Rolnicza, 3(45), 23 33. Wałęga A., Kaczor G. (2012). Wstępne badania nad wpływem wód przypadkowych na aktywność osadu czynnego oraz podatność ścieków na biodegradację. Gaz, Woda i Technika Sanitarna, nr 2, Warszawa, 100 102. Weiss G., Brombach H., Haller B. (2002). Infiltration and inflow in combined sewer systems: long term analysis. Water Sci. Technol., 45(7), 11 19. dr hab. inż. Grzegorz Kaczor. dr hab. inż. Piotr Bugajski, dr hab. inż. Tomasz Bergel Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Katedra Inżynierii Sanitarnej i Gospodarki Wodnej 30-059 Kraków, al. Mickiewicza 24/28 tel. 12 662 4188, 12 662 4039 rmkaczor@cyf-kr.edu.pl, p.bugajski@ur.krakow.pl, t.bergel@ur.krakow.pl.