Presentasjon lastes. Vennligst vent

Presentasjon lastes. Vennligst vent

VA planlegging BM5 2002 VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk 1.Innføring i VA-teknikk 2.Avløpsteknikk 3.Vannforsyningsteknikk Oversikt.

Liknende presentasjoner


Presentasjon om: "VA planlegging BM5 2002 VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk 1.Innføring i VA-teknikk 2.Avløpsteknikk 3.Vannforsyningsteknikk Oversikt."— Utskrift av presentasjonen:

1 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk 1.Innføring i VA-teknikk 2.Avløpsteknikk 3.Vannforsyningsteknikk Oversikt

2 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk VAR-systemet Urbanisering Ferskvannsressurser per person i Europa Vann og avløp i Norges vannbalanse Lokal vannbalanse Målsetning og planleggingsprinsipper i vannforsyning Målsetning og planleggingsprinsipper i avløpsteknikk Paradigmeskifte innen avløpsteknikken Innføring i VA-teknikk

3 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk V A R Nedbør Kilde Grunnvann Drikkevannsbehandling Resipient Renseanlegg Fordrøyning Overløp Sanitær- installasjoner Slambehandling Søppelbil Forbrenning Kompostering Spredning Næringsmiddelproduksjon Etter: Munz, W. ”Abwassertechnik ”, Zürich, 1975 VAR-systemet

4 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk Urbanisering I

5 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk Urbanisering Fenomen Forbruk av ressurser Avløps- produksjon Avløpstekniske konsekvenser Konsekvenser på ressurser BefolkningsvekstØkning av bebyggelseØkt vannforbrukØkning av tett arealØkt overflateavrenningØkt spillvannsmengde Økt hastighet av overflateavløp Renseanlegg overbelastes Økt maks. avløp Mindre vannressurser Redusert vannkvalitet Flere / større oversvømmelser Mindre naturlig areal Urbanisering II

6 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk Ferskvannsressursser per person i Europa

7 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk Ferskvannsressursser pr capita i Europa inkl. Norge

8 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk Vann og avløp i Norges vannbalanse

9 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk Antakelser: - befolkningstetthet 50 personer / ha - spesifikt vannforbruk 340 l / person.døgn - 20 % tett overflate - 0,15 l / s·ha fremmedvann NEDBØR m 3 FORDAMPING m 3 FREMMEDVANN m 3 AVLØP m 3 INFILTRASJON m 3 FORBRUK m 3 OVERFLATE- AVRENNING m 3 UNDERSKUDD m 3 Lokal vannbalanse

10 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk Alle bør sikres tilstrekkelig med vann som er godt og helsemessig betryggende gjennom en vannforsyning, som er sikker og økonomisk, nå og i fremtiden. Målsetning og planleggingsprinsipper i vannforsyning Råvann:  "Ta alltid det beste vann som fins !" (selv om det er langt borte og ganske dypt) Behandling:  "Beskyttelse av kilden er bedre enn behandling av råvann!” (selv om det er politisk vanskelig) Ledninger, magasiner, pumper:  To små er bedre enn store (selv om det er dyrere)

11 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk 1. Sikre hygienisk betryggende forhold 2. Minst mulig oversvømmelser i urbane områder pga for liten transportkapasitet i avløpsnett 3. Minst mulig skadelige utslipp til resipienter Målsetning og planleggingsprinsipper i avløpsteknikk Løsning til disse problemene krever motstridende tiltak. Derfor kan et problem bare løses på bekostning av de andre ! → Man er nødt å finne kompromissløsninger ! Siden absolutt beskyttelse er umulig bør kostnader stå i rimelig forhold til risiko (politisk oppgave) 2. bør risiko være lik for alle (ingeniøroppgave).

12 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk Tradisjonell målsetning (fra ca. 1850): Fjerne alt avløp fra bebodde områder så fullstendig og så hurtig som mulig, likegyldig om dette er forurenset eller ikke ! (→ løse hygiene- og oversvømmelsesproblemer) Tradisjonelle tiltak: større ledninger og magasiner, økt rensekapasitet. (ofte dyrt, problemene eksporteres nedstrøms) Dagens målsetning (fra ca. 1990): Reduser avløpsmengder, rens forurenset avløp, gjenbruk ikke-forurenset avløp, hvis det ikke går: infiltrer i marken, eller lede avløpet bort så langsomt som mulig ! (→ avløpssystemet skal fungere så "naturlig” som mulig) Moderne tiltak: overvanns-infiltrasjon, kildeseparering, magasinering, gjenbruk Paradigmeskifte innen avløpsteknikken

13 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk Typer avløpssystem Fellessystem Separatsystem Oversvømmelse og overløp Avløpsmengder (fellessystem) Dimensjonerende vannføring Spillvanns- og infiltrasjonsvannmengder (dimensjonering) IVF-kurve Bærum Vestli Maksimal avrenning Konsentrasjonstid Overvannsmengder (dimensjonering) Vannføring i ledninger (etter Manning) Dimensjonering av avløpsnett I Avløpsteknikk

14 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk Typer avkløpssystem Hovedprinsipp: Spylekanalisasjon = Bruk av (rent) vann for bortledning av uønskete forurensninger Typer avløpssystem: 1. Fellessystem: Alt avløp oppsamles i en ledning. 2. Separatsystem: Spillvann oppsamles i en ledning mens overvann (nedbørsavrenning) oppsamles I en separat ledning Typer avløpssystem

15 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk Fellessystem Etter: Bøyum, Å.; Simensen, T.; Thorolfsson, S.T. "VA-teknikk", Institutt for vassbygging, NTH, 1992

16 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk Separatsystem Etter: Bøyum, Å.; Simensen, T.; Thorolfsson, S.T. "VA-teknikk", Institutt for vassbygging, NTH, 1992

17 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk oversvømmelse overløp Oversvømmelse og overløp til rense- anlegg

18 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk avlastning fordrøyning behandles i renseanlegg kapasitet av gatesluk videreført avløp kapasitet av renseanlegg tørrværsavløp Varighet per år [ timer ] Avløpsmengde [ l/s.ha ] Avløpsmengder (fellessystem)

19 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk Spillvannsledninger (indeks s): - Q dim,s  Q spill,maks + Q inf - Q selvrens,s  Q min,s + Q inf (vannføring med strømningshastighet > 0,6 m/s) Husk at fremtidige er evt større enn dagens vannmengder ! Dimensjonerende vannføring

20 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk Overvannsledninger (indeks o): - Q dim,o  Q o,z,t + Q inf (  Q maks,o !) Fellesledninger (indeks f): - Q dim,f  Q spill,maks + Q inf + Q o,z,t - Q selvrens,f  Q min,f + Q inf Litteratur: SFT, "Veiledning ved dimensjonering av avløpsledninger", TA-550, juni Dimensjonerende vannføring II

21 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk Spillvann, kloakkvann (fra forbruker til ledning): Q s = Q sb + Q si + Q so + Q sa Q sb spillvann fra boliger vannforbruk) Q si industrielt avløpsvann Q so spillvann fra offentlige bygninger Q sa annet spillvann Q s  0.01 l/s.pers Infiltrasjonsvann (fra mark til ledning): Q inf = l/s.ha, eller Q inf = l/s.km, eller Q inf = Q s Spillvanns- og infiltrasjonsvannmengder (dimensjonering)

22 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk IVF-kurve Bærum Vestli

23 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk - Et langt regn har lav intensitet, men avrenning ved utløpet kommer fra hele avrenningsområde. - Et kort regn har høy intensitet, men avrenning ved utløpet kommer bare fra en del av avrenningsområdet. Konklusjon: Vassføringen er maksimal hvis regnvarighet er lik konsentrasjonstid: t r = t k  Q o = Q o, maks Maksimal avrenning

24 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk t k konsentrasjonstid = lengst mulig avrenningstid i oppstrøms liggende avrenningsfelt: t k = t s +  l i / v i t s tilrenningstid på overflate fra nedslagspunkt av regndråpen til avløpsledning, ca. 5 min l i ledningslengde v i strømningshastighet, ca. 2 m/s Konsentrasjonstid

25 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk Overvann (fra overflate til ledning): Q o,maks = A imp i t,z i t,z = regnintensitet for varighet t r = konsentrasjonstid t k og gjentaksintervall z (tas fra IVF-kurver) A imp = impermeabelt (tett) areal (1) Forskjellig litteraturkilder, sitert i: Stein, D ; Niederehe, W. “Instandhaltung von Kanalisationen” 2. Auflage Ernst & Sohn, Berlin, 1992, p.677 Overvannsmengder (dimensjonering)

26 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk v = Q / A = M R 2/3 I 1/2 Hvor: v = Q / A middels strømningshastighet i gjennomstrømt tverrsnitt (m/s) Agjennomstrømt tverrsnitt (m 2 ) MMannings ruhetstall (m 1/3 /s ) (M = 85 for betong) R = A / Phydraulisk radius (m), hvor P er våt periferi (m) Ihelning av energilinja I b bunnhelning (= I ved normalstrømning) Vannføring i ledninger (etter Manning)

27 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk 1.Avgrens avløpsområdet 2.Velg ledningstrasé og plasser knutepunkter (kummer) 3.Definer delfelt og tilløpspunkter til hver ledning 4.Innenfor hvert delfelt, j, bestem/velg/beregn: - Q spill, Q inf for både dagens og fremtidig situasjon - A, A tett - lengde mellom knutepunkter - koter i knutepunkter (foreløpig) - bunnhelning av ledningsstrekk - strømningstid i ledningsstrekk t j (anslå v = 2 m/s) - tilrenningstid t s Dimensjonering av avløpsnett I

28 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk 5. For hvert delfelt oppstrøms av knutepunkt j bestem / beregn: - konsentrasjonstid t kj = t k,j-1 + t l,j + t s - regnintensitet i regn,j = f (z, t kj ) 6. Beregn dimensjonerende vannføring for hver ledning j. Husk å bruke fremtidige verdier for Q dim og dagens verdier for Q selvrens 7. Velg rørdiameter for hver ledning j vha Manning 8. Kontroller min v, maks Q, og antatt t k Dimensjonering av avløpsnett II

29 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk Vannforbruk Forbruksvariasjoner Dimensjonering av vannforsyningssystem Trykktap i vannforsyningssystem Driftskrav Hydrauliske grunnlag Friksjonstap etter Manning Ruhetsparametre Singulærtapskoeffisienter Fremgangsmåte ved nettdimensjonering I Fremgangsmåte ved nettdimensjonering II Vannforsyningsteknikk

30 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk Totalforbruk Q T : Q T = Q p + Q i + Q o + Q l + Q a + Q t + Q br Q p privat forbrukca. 200 l/p.d Q i....industriforbruk Q o.... offentlig forbruk Q l....landbruksforbruk Q a..... annet forbruk % (vanning, eget behov) Q t..... lekkasjer og sløsing % (nye anlegg %) Q br..... behov for brannslokking l/s (avhengig av brannrisiko) Tommelfingertall for dimensjonering: Q T = 600 l/pe.d Vannforbruk

31 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk Døgnfaktor: f i = Q di / Q d f maks = Q d,maks / Q d (1,3... 1,6) f min = Q d,min / Q d (0,6... 0,8) Timefaktor: k i = Q hi / Q h k maks = Q h,maks / Q h (1,5... 3) k min = Q h,min / Q h (0,3... 0,7) Forbruksvariasjoner

32 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk 1. Sett sammen spesifikke forbrukstall: q p, q i, q o 2. Beregn gjennomsnittlig døgnforbruk: Q´ d = Q p + Q i + Q o 3. Anslå prosentverdier for - annet forbruk (a = 0, ,1) - tap og sløsing (t = 0, ,2) 4. Beregn gjennomsnittlig døgnproduksjon: Q d = Q´ d / (1 - a - t) Dimensjonering av vannforsyningssystem

33 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk 5. Anslå maks./min. døgn-/timefaktorer f / k - f maks, k maks = f (Q d ) - f maks, k maks = f (antall pe) 6. Beregn dimensjonerende vannmengder - Q d,maks = Q d f maks - Q h,maks = Q d f maks k maks 7. Dimensjoner utjevningsmagasin etter maksimal forbruksvariasjon 8. Dimensjoner ledninger etter maksimalt vannføring hhv. forbruk Dimensjonering av vannforsyningssystem

34 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk Fra: Bøyum, Å.; Simensen, T.; Thorolfsson, S.T. "VA-teknikk", Institutt for vassbygging, NTH, 1992 Trykktap i vannforsyningssystem T kr = 20 mvs

35 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk Driftskrav Driftskrav: - hold trykk mellom grenseverdier mvs. ved hvert sted - unngå trykkvariasjoner > 15 mvs - frembringe etterspurte forbruksmengder - unngå lang oppholdstid Belastningsscenarier: - maks forbruk - nattforbruk - brannslukking - havarier

36 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk Hydrauliske grunnlag Forenkelt kontinuitetsbetingelse gjelder for to tverrsnitt i en ledning Q inn = Q ut Q 1 = Q 2 v 1 A 1 = v 2 A 2 Energibetingelse (Bernoulli) gjelder mellom to tverrsnitt: h 1 = h 2 + h tap,1-2 = h 2 + h f + h s h f frisksjonstap h s singulærtap

37 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk Friksjonstap etter Manning Mannings strømningsformel: v = M R 2/3 I 1/2 hvor: vstrømningshastighet MMannings ruhetstall R hydraulisk radius I helning på energilinja For rør med sirkulært tverrsnitt er: v= 4 Q / ( p D 2 ) R = A / U = D / 4 I= h f / L Dermed blir Manning-formelen:h f = 10.3 L Q 2 / (M 2 D 16/3 ) Husk at singulærtap kommer i tillegg: h s =  v 2 / 2g =  Q 2 / (  2 D 4 g)

38 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk Typiske ruhetsparametre for beregning av friksjonstapet h f i rørledninger: rørmaterial Mannings ruhet M [m 1/3 /s] metall (ny, glatt)110 metall (drift)100 fasersement 100 betong (glatt) 90 betong (støpt) 80 fjelltunnel40 Ruhetsparametre

39 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk Typiske tapskoeffisienter  for beregning av singulærtap h s i rørledninger og -armaturer: lednings-taps- element koeffisient  [-] ventil0,2 tilbakeslagsventil0,6 - 2,5 bend 90° / 45°0,7 / 0,5 T-stykke1,8 innsnevring (d/D = 1/2)0,6 Singulærtapskoeffisienter

40 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk Fremgangsmåte ved nettdimensjonering I 1. Velg topografisk beliggenhet (sted, nivå) til ledninger. 2. Velg alle nettparametre, dvs. D, k eller M, L, h geo 3. Sammenstill alle kjente, estimerte hhv. nødvendige vannføringer, dvs. Q inn, Q lekk, Q forbruk (belastningsscenario) 4. Formuler ytterlige belastningsscenarier (dagens, fremtidige) 5. Sammenstill alle kjente hhv. nødvendige trykkhøyder, dvs. h inn, h maks > h forbruk > h min

41 VA planlegging BM VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk Fremgangsmåte ved nettdimensjonering II 6. Sammenstill ukjente variabler (Q, h) som må beregnes 7. Beregn vannføring Q i alle ledninger (kontinuitet i orden ?) 8. Beregn trykktap i alle ledninger og kontrollere betingelser for maks. / min. trykk h 9. Hvis nødvendig modifiser rørdimensjoner og begynn igjen.


Laste ned ppt "VA planlegging BM5 2002 VA-Prosjektering Institutt for Vann og miljøteknikk 1.Innføring i VA-teknikk 2.Avløpsteknikk 3.Vannforsyningsteknikk Oversikt."

Liknende presentasjoner


Annonser fra Google