Flowmåling i afløbssystemet
Plan og projekt Flowmåling i afløbssystemet v. Lene Bassø, Århus Kommune Teknik og Miljø Århus Kommune Hvorfor flowmåle? Plan og projekt Vil vil acceptere dette? Teknik og Miljø Århus Kommune Har det ændret sig? Plan og projekt Afvigelse i % set i forhold til gennemsnitlig årlig mm nedbør fra 1980-2006 60 40 20 -20 -40 Århus Kommune -60 -80 2006 2005 2004 2003 2002 2001 2000 1999 1998 1997 1996 1995 1994 1993 1992 1991 1990 1989 1988 1987 1986 1985 1984 1983 1982 1981 1980 Teknik og Miljø 0 Har det ændret sig? Plan og projekt Afløbssystemet under stadig stigende pres: •Skærpede krav til antal aflastninger og opstuvning. Vi ønsker badevand nær byerne og tørre kældre. •Mere intense regn og flere mm årlig nedbør Teknik og Miljø Konklusion: Det eksisterende kloaksystemet skal altså transportere mere vand grundet skærpede krav og mere regn. Hvorfor udbygger vi ikke bare kloaksystemet: Århus Kommune •Nedbørsintensiteten øget med ca. 20 %, hvilket giver både meget store rør og store bassiner. •Vi er i vejen med alle de andre ledningsejere vand, varme, el, telefon. Grundpriserne til pladsdisponering for bassiner er ikke billig i Århus. Konklusion: I planlægningsfasen er det altså vigtigt, at have kendskab til de korrekte vandmængder og flow i afløbssystemet for at minimere udbygningerne og udnytte det eksisterende system optimalt. Overvejelser ved opsætning af flowmålere i afløbssystemet og valg af målertype Plan og projekt •Hydraulisk forudsætninger til målestedet •Tilsynsfrekvens (drift og vedligehold af måleudstyr) •Den fremtidige anvendelse af data herunder krav til målenøjagtighed (kalibrering af hydrauliske modeller/måling af mængder til afregning) Teknik og Miljø •Dataopsamlingsmetode (i marken og/eller via modem) •Målertype (lukket ledning/åben kanal eller gravitation-/trykledninger) •Kalibrering af flowmåleren Århus Kommune Flowmålertyper til afløbssystemet 1. Magnetiske induktive måler. Plan og projekt Krav: Fuldt løbende ledninger Metode: Faradays lov: Hvis man bevæger en elektrisk leder igennem et magnetfelt, så vil der vinkelret på lederens bevægelsesretning opstå en spænding, der er ligefrem proportional med lederens bevægelseshastighed. Faraday's lov : B = U * l * v, Teknik og Miljø Hvor • U er den inducerede spænding • v er lederens hastighed • l er lederens længde • B er magnetfeltets styrke Århus Kommune Nøjagtighed:Leverandør anvisninger 0,5 % under gunstig testforhold. Erfaring fra marken er 5 %. Flowmålertyper til afløbssystemet 2. Hastigheds- og arealmålinger Plan og projekt Krav: Hydrauliske forhold skal være optimale (mere om dette senere) Metode: Hastighedsmåling med ultralyd baseret på dopplereffekten og niveaumålingen oftest baseret på tryktransmittere Teknik og Miljø Nøjagtighed: Leverandør anvisninger 2-5 % under gunstig testforhold. Erfaring fra marken er 10 – 15 % hovedsageligt pga. hydrauliske forhold ikke er optimale. Århus Kommune Hydrauliske krav til målestederne •Froudes tal Plan og projekt •Ingen tværsnitsændringer 10-50 gange diameteren opstrøms og nedstrøms målestedet •Ingen horizontale eller vertikale knæk 10-50 gange diameteren opstrøms og nedstrøms målestedet Teknik og Miljø •Ingen sidetilløb eller grenrør 10 – 50 gange diameteren opstrøms målestedet •Ingen fysiske forhindringer (rødder, forskudte samlinger, indsivning) Århus Kommune •Ingen sand- og partikelophobning •Vandstanden skal helst være større end 5-7 cm Hydrauliske krav til målestederne – Froudes tal Plan og projekt I overgangen fra strømmende til strygende bevægelse kan der opstå et hydraulisk spring svarende til froudes tal = 1. Her bør man ikke anvende måleresultaterne. Optimalt er froudes tal mindre end 0,8 svarende til rolige strømninger. Dette øger dog risikoen for materialeaflejring ved målehovedet. Teknik og Miljø 3,0 2,5 Århus Kommune Froudes Tal 2,0 1,5 Risiko for hydraulisk spring 1,0 0,5 0,0 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 Vanddybde i ledning m 0,30 0,35 0,40 0,45 Kalibrering af flowmåleren Niveau-kalibrering: Anvendes tommestok, hvilket bør gennemføres ved hvert tilsyn. Plan og projekt Hastigheds-kalibrering: Ved sporstof-måling eller vingemåling. Gennemføres idet der er tvivl om målestedet´s hydrauliske forhold. Teknik og Miljø Århus Kommune Hvad bruges flowmålingerne til? Plan og projekt Til kalibrering af en hydraulisk model, som er en matematisk simulering af, hvorledes regnvandet strømmer fra vores tage, veje og andre befæstede arealer ned i kloakken. Her strømmer det via kloakken ofte ved gravitation, indtil vandet når renseanlægget eller recipienten Teknik og Miljø Århus Kommune Opstilling af hydraulisk-model til beskrivelse af de nuværende hydrauliske forhold (stuvning) og til design af de ønskede hydrauliske forhold. Plan og projekt VALIDE INDDATA VALIDE RESULTATER Teknik og Miljø Århus Kommune Valide inddata til en hydraulisk model Plan og projekt Omfatter • • Teknik og Miljø • • • Århus Kommune Registrering af afløbssystemets dimensioner på ledninger, bygværker, pumpestationer, bassiner, maskinkomponenter. De tilkoblede arealer (veje, tage, garager, parkeringspladser osv.) Registrering af fysiske forhold i afløbssystemet (TV og driftsdata) Registrering af ejendommen med kælderoversvømmelser. Kalibrering af de hydrauliske modeller med sammenhørende nedbørs- og flowmålinger. Sammenhørende flow- og nedbørsmålinger 160,00 140,00 120,00 100,00 F lo w [ l/s ] Plan og projekt •Brugbare regnhændelser •Gode flowmålinger •Gode regnmålinger •Initialtab •Afløbskoefficienten 80,00 60,00 6 40,00 5 4 0,00 0 6 :3 6 0 7 :0 2 0 7 :2 8 0 7 :5 3 0 8 :2 0 0 8 :4 6 0 9 :1 1 0 9 :3 7 1 0 :0 4 1 0 :3 0 1 0 :5 6 1 1 :2 2 1 1 :4 7 1 2 :1 3 1 2 :3 9 1 3 :0 6 1 3 :3 2 1 3 :5 8 1 4 :2 4 1 4 :5 0 1 5 :1 6 1 5 :4 2 1 6 :0 8 1 6 :3 3 1 6 :5 9 1 7 :2 5 1 7 :5 1 1 8 :1 7 1 8 :4 3 1 9 :0 9 Målt afstrømning [mm] Teknik og Miljø 20,00 3 Tid 2 Volumen: Målt 805 m3 Beregnet 1089 m3 Århus Kommune 1 0 0 2 4 6 8 Registreret nedbør [mm] 10 12 Katrinebjergvej/Paludan-Müllersvej Hyd. red=0,79 Randersvej/Skovvangsvej Hyd. red=0,92 Kalibreret status-model. Plan og projekt Detail modellen kobles på simplificeret overordnet model. Teknik og Miljø Århus Kommune Kalibreret status-model. Resultat af 5 års CDS-regn Plan og projekt Teknik og Miljø Århus Kommune Andre flowmålere til afløbssystemet Plan og projekt Radar-flowmåler Metode: Hastighedsmåling med radar og niveaumålingen baseret på tryktransmittere. Måleren er ikke i kontakt med spildevandet. Niveaumåling fra målehoved og ned til vandspejl, hvilket betyder at aflejringer medtages, som en del af vandhøjden. Teknik og Miljø Flowmålerbåd Anvendes normalt i åer, men vi har anvendt den i de store åbne afløbskanaler fra renseanlæggene, hvor det er svært at finde egnet måleudstyr.Det er kun et øjebliksbillede. Metode: ADCP (acoustic doppler current profiler). Århus Kommune Her måles hastigheden pr. 10*10 cm felter, dette øges dog ved niveauer større end 2 meter. Resultat fra flowmålerbåd – øjebliks billede Plan og projekt Teknik og Miljø Århus Kommune Ønsker til fremtidens flowmålinger Plan og projekt • Suppleres med stofmålinger i afløbssystemet for E.coli, COD, N og P Teknik og Miljø Århus Kommune
© Copyright 2025