View
36
Download
3
Category
Preview:
DESCRIPTION
Hur kan flödet minskas och flödesmätning förbättras?. Jonas Backö. Tillskottsvatten, flödesmätning?. Vad är tillskottsvatten, vilka typer pratar man om? Noggrann flödesmätning vad skall man tänka på?. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
1
Hur kan flödet minskas och flödesmätning förbättras?
Jonas Backö
2
Tillskottsvatten, flödesmätning?
Vad är tillskottsvatten, vilka typer pratar man om? Noggrann flödesmätning vad skall man tänka på?
3
Tillskottsvatten = allt vatten exklusive spillvatten som avleds till spillvattenförande avloppsledning.
Tillskottsvatten kan med hänsyn till källan indelas i följande tre komponenter:Påverkan från läck- och dräneringsvatten, d.v.s. grundvatten som läcker in eller dräneras till avloppssystemet.
Direkt nederbördspåverkan, d.v.s. flödesökning i samband med nederbörd orsakad av direkt anslutna hårdgjorda ytor som tak- och asfaltytor.
Indirekt nederbördspåverkan, d.v.s. flödesökning i samband med nederbörd som överskrider det som kan förklaras med direkt anslutna ytor. Orsaken kan vara en mer eller mindre snabb grundvattenbildning som avleds till avloppsnätet via dräneringsledningar eller genom överläckage mellan otäta dag- och spillvattenledningar på privat eller kommunal mark.
4
Översiktlig analys av flöden• Få en grov uppfattning av olika nyckeltal samt
tidsperioder med höga och låga flöden.
• Utnyttja data från övervakningssystemen (var
observant på flödenas tillförlitlighet).
Vattenbudget (m3/år)
Spillvatten 40 000
Läck- och dräneringsvatten 95 000
Regnvatten 10 000
Totalflöde 145 000
5
Utredningsstrategi
• Dela in spillvattensystemet i delområden• Gör upp en plan för flödesmätning• Bygg upp ett system med fasta
nederbördsmätare som man kan lita på• Håll koll på bräddningar och bakvatten• Upprätta vattenbudget och
varaktighetsdiagram för hela systemet• Områdesvis flödesmätning enligt upprättad
plan för bestämning av nyckeltal avseende läck-och dräneringsvattentillskott, regnvattentillskott samt spillvattenmängd
• Detaljerad kartläggning av tillskottsvatten inom prioriterade områden
Mätningar är nödvändigt
6
Källorna till regnvattentillskott•Anslutna tak- och asfaltytor
•Bakvatten via kända brädd/nödavlopp
•Bakvatten via okända överkopplingar (D till S)
•Inläckage via brunnslock framförallt de som ligger i lågpunkter samt i nära anslutning till vatten
•Överläckage, utläckage från otäta dagvatten-ledningar till otäta spillvattenledningar
•Takvatten från hustak som avleds via utkastare och vidare till dränering ansluten till spillvattenledning
Nederbördspåverkan (direkt och indirekt)
Obs! Det är ofta mycket svårt att ur flödesdiagram skilja på direkt och indirekt nederbördspåverkan
7
Källorna till läck- och dräneringsvattentillskott
*Otäta ledningsskarvar
•Otäta brunnsfogar
•Anslutna dräneringsledningar Grundvattenflöde vid 1-3 m under Gvy - Tät jord, fin-medelkornig morän: 0,005-0,008 l/s - Måttligt genomsläpplig jord och sprickigt berg, normalgrov morän, finsand, rösberg: ca 0,03-0,05 l/s - Genomsläpplig jord, sand, grus: ca 0,6-1,7 l/s
•Inläckage via sprickor på ledningarna vilket gäller både huvud- samt servisledningar
•Dåliga servisinhuggningar (ej tätt mellan servis och huvudledning)
Svarar ofta för >90% av den årliga tillskottsvattenmängden.
Läck- och dräneringsvattentillskott
8
De vanligaste mätapplikationernaNivåmätning av vatten i bestämmande sektion
Det vanligaste sättet att mäta flöde i öppna system är att mäta vätskenivån när den passerar ett hinder (ränna eller
överfall) i en kanal. De vanligaste typerna av utskov och rännor är: Parshallrännor, Palmer Bowlus rännor, Thompson
överfall med olika vinklar, samt raka och rektangulära utskov.
Flödesmätning med genomströmningsmätare
Flödet registreras via en elektromagnetisk givare som mäter vattenhastigheten genom mätaren. Normalt så skall
mätaren var dämd dvs man mäter hastigheten av vattnet genom en full sektion och flödet kan enkelt kalkyleras. På
senare tid så har det tagits fram genomströmningsmätare som fungerar även vid delvis fyll sektion då även
vattennivån registreras i mätaren.
Flödesmätning med V/H mätare
Flödet registreras med en kombinationsgivare som mäter vattennivå och vattenhastigheten i en cirkulär eller
rektangulär sektion flödet kan därefter enkelt beräknas.
9
De vanligaste mätapplikationernaNivåmätning av vatten i bestämmande sektion
Det vanligaste sättet att mäta flöde i öppna system är att mäta vätskenivån när den passerar ett hinder (ränna eller
överfall) i en kanal. De vanligaste typerna av utskov och rännor är: Parshallrännor, Palmer Bowlus rännor, Thompson
överfall med olika vinklar, samt raka och rektangulära utskov.
Flödesmätning med genomströmningsmätare
Flödet registreras via en elektromagnetisk givare som mäter vattenhastigheten genom mätaren. Normalt så skall
mätaren var dämd dvs man mäter hastigheten av vattnet genom en full sektion och flödet kan enkelt kalkyleras. På
senare tid så har det tagits fram genomströmningsmätare som fungerar även vid delvis fyll sektion då även
vattennivån registreras i mätaren.
Flödesmätning med V/H mätare
Flödet registreras med en kombinationsgivare som mäter vattennivå och vattenhastigheten i en cirkulär eller
rektangulär sektion flödet kan därefter enkelt beräknas.
10
Nivåmätning av vatten i bestämmande sektionMätrännor• Parshallränna
En mätränna består av en kanalsektion med en förträngning.
Mätrännor är antingen platsbyggda eller prefabricerade. Den
vanligaste applikationen av Parshallränna är en platsbyggd ränna
utförd i betong. Det som är väsentligt med Parshallrännor de
kräver mm noggrannhet i alla angivna mått för att
flödesformeln skall vara korrekt. I en korrekt byggd
Parshallränna som ej klassificeras som dämd anges mätfelet
uppgå till ca 3 %.
Dämd ränna klassificeras enligt följande: I små rännor så är det när
kvoten mellan hb och ha >0,6 och i mellanstora rännor så är det
kvoten >0,7 och för stora rännor när kvoten är >0,8. Om kvoten
överskrider 0,95 har rännan upphört att fungera som mätsektion.
11
Nivåmätning av vatten i bestämmande sektionMätöverfall• Rektangulära och triangulära utskov
Överfall med rektangulära och triangulära utskov återfinns i första
hand på utgående ledning från avloppsreningsverk då de är
känsliga för påbyggnad av slam och silt i anslutning till
uppströmsidan av utskovet. Det är viktigt att flödet ut över utskovet
är luftat dvs att dämning ej sker från nedströmssidan. Olika överfall
har olika kriterier för luftningen men en tumregel är att avståndet
från överfallskanten ned till vattenytan måste vara 2*högsta
teoretiska vattennivån över överfallskanten. Ett korrekt utfört
överfall har med användandet av korrekt formel för omvandling av
nivå till flöde en teoretisk mätosäkerhet om 1 %.
12
GenomströmningsmätareElektromagnetiska genomströmningsmätare• Full sektion
Mätaren registrerar vattenhastigheten genom den cirkulära fulla
sektionen och flödet beräknas enligt Q=V*A. Mätutrustningen
kräver generellt en raksträcka innan mätcellen på minst 5
gånger mätcellens diameter på uppströmssidan och minst 2
gånger diametern på nedströmssidan. Vid placering på
tryckledning från avloppspump är det extra viktigt att raksträckorna
efterföljs då pumpningen i sig skapar mycket luftbubblor i vattnet så
att felavläsning av vattenhastigheten kan ske. En korrekt installerad
genomströmningsmätare har en teoretisk mätosäkerhet på 0,2 %.
• Delvis fylld sektion
På marknaden har det kommit en genomströmningsmätare som
arbetar med delvis fylld sektion och då även registrerar vattennivån
genom mätaren. Flödet beräknas då genom Q=V*Avåt.
13
V/H mätareFlödesmätning med V/H mätare• Delvis fylld sektion
På marknaden finns det idag ett par olika fabrikat av V/H mätare
som arbetar med principen att vattennivån och vattenhastigheten
registreras i en cirkulär ledning eller utloppskanal. lödet beräknas
genom formeln Q=V*Avåt. Generells så registreras hastigheten
genom en ultraljudsdoppler som sänder ut signaler i mätmediet och
registrerar ekona som repellerar mot partiklar i sektion. Nivån
registreras antingen med tryckgivare eller ultraljudsgivare och
ibland i en kombination av dem båda. Teoretisk mätnoggrannhet
vid en korrekt installation bedöms till 3-5 % beroende på hur väl
mätpunkten fungerar hydrauliskt.
14
Vanliga mätfelEtt av de vanligaste felen är att givarens 0
punkt inte sammanfaller med mätsektionens
0 punkt. Detta kan bero på:
• Drift i givaren.
• Felaktig placering av givaren.
• Eftersatt underhåll av mätsektionen med ansamling/sediment
som följd.
• Gammal mätutrustning med transistorer, kondensatorer mm
som åldras och de faktiska värdena för kapacitanser och
brytspänningar förändras tillsammans med linjäriteten i
instrumentet.
• Fel vid transformering av flöde via 0-20 eller 4-20 mA
omvandling till centralt övervakningssystem.
15
Vad kan noggrannheten innebära ?Ett mätfel på 0,2 % i givaren vid nivåmätning vid ett överfall med en max
överfallshöjd om 0,5 m innebär ett teoretiskt mätfel om 1,0 mm.
Om sektionens bredd uppgår till 0,5 m och felet uppträder vid halva maxflödet
kan det maximala flödesfelet uppgå till ± 0,9 l/s eller ± 82 m3/d.
Enligt Rehbock:
Q=Ce*4,429*b*he^1,5 ( 4,429 är en funktion av roten ur 2*g )Q= flödet i m3/sCe=0,602+0,083*h/p h=höjden över överfallet mätt 4*hmax uppströms överfallskant, p=0,5he=h+0,0012
hp
bFormeln gäller med följande praktiska begränsningar
h/p <1 h= 0,25h skall ligga mellan 0,03 till 0,75 m p= 0,5b får inte vara mindre än 0,3 m b= 0,5p får inte vara mindre än 0,3 m Ce= 0,3425
alla höjder skall anges i m Q = 95,49 l/sför att erhålla flödet i m3/h skall Q multipliceras med 3600
Formel för rektangulärt skibord utan sidokontraktion hämtad ur SNV:s rapport 3227
Om man sedan lägger tillEtt mätfel på 1 % för överfalletSå uppgår det maximala flödes-felet till ± 5,7 l/s eller ± 492 m3/d
16
Registrerande mätutrustningMätartyp-mätosäkerhet (sammanställt från
produktblad)
• Nivågivare med ultraljud, 0,5 %
• Nivågivare med ekolod, 0,2 %
• Nivågivare med tryckgivare, 0,2 %
• Genomströmningsmätare, 0,2 %
Recommended