Algorytm postępowania przy wyborze lokalizacji punktów pomiarowych w kanalizacji grawitacyjnej

Abstrakt

Monitoring przepływu ścieków ma coraz większe znaczenie w zarządzaniu siecią kanalizacyjną. Wśród urządzeń pomiarowych popularnością cieszą się obecnie urządzenia, które do obliczania przepływu wykorzystują metody pośrednie (tj. jednoczesny pomiar napełnienia i prędkości w kanale), pozwalając na codzienną kontrolę pracy sieci kanalizacyjnej bez konieczności jej przebudowy. W literaturze można znaleźć wiele publikacji, które opisują właściwe warunki techniczne montażu (np. poprzez wybór kanałów prostych o odpowiedniej długości, z jednolitym przekrojem i spadkiem, bez elementów zakłócających przepływ). Są to istotne zalecenia, ale limitują one wybór punktu pomiarowego do takich odcinków kanalizacji, w których w całym zakresie zmienności przepływów ścieków, panują stabilne warunki hydrauliczne. W praktyce jednak, bez przebudowy sieci, która nie zawsze jest możliwa, taka sytuacja jest rzadkością. Na istniejącej sieci, na odcinkach, które wymagają opomiarowania, zalecane warunki mogą nie występować. W rezultacie, będą się tam pojawiać rzadkie i przejściowe zakłócenia przepływu (przepływy ekstremalne – cofki, podtopienia, przepływy turbulentne etc.), które jednak w istotny sposób wpływają na wyniki pomiarów. W dodatku, ponieważ wybór miejsca montażu urządzeń oparty jest z reguły na krótkotrwałych pomiarach i analizach, ww. zakłócenia, a w ich następstwie błędy pomiaru, mogą w ogóle nie zostać wykryte. W rezultacie konieczne jest opracowanie metod (nie wymagających wydłużania okresu pomiarów wstępnych), które umożliwią wykrycie tych zakłóceń. Aby je wykryć, konieczna jest matematyczna analiza hydrauliczna przepływu. Analiza ta powinna być przeprowadzona na podstawie wykonanych pomiarów kontrolnych. Wykorzystanie symulacji przepływów ścieków dla różnych scenariuszy pozwala na określenie prawdopodobieństwa wystąpienia warunków hydraulicznych odbiegających od warunków stabilnych. Wyniki tej analizy mogą być wykorzystane do wyboru, innego, lepszego punktu pomiarowego (gdy to możliwe), wskazania i usunięcia z sieci czynników zakłócających, opracowania instrukcji nadzoru i konserwacji punktu pomiarowego lub/i wprowadzenia korekt do algorytmów pomiarowych (redukujących wpływ anomalii na wyniki). Dzięki zastosowaniu analizy hydraulicznej a następnie podjęciu ww. działań możliwe jest istotne poprawienie wiarygodności wyników pomiarów przepływu ścieków w systemach kanalizacyjnych.