Göteborg, 2013-04-17 Hydrodynamisk modellering av mikrobiell vattenkvalitet Ekaterina Sokolova a, Thomas J.R. Pettersson a, Olof Bergstedt a,b, Fredrik Nyström c,d, Emma Berglind d, Olaf Dienus d, Malte Hermansson e, Per-Eric Lindgren c,d a Chalmers b Göteborg Vatten c Linköpings universitet d Länssjukhuset Ryhov e University of Gothenburg
Allmänt om modellering: Vad får vi ut?
Allmänt om modellering Vi använder hydrodynamisk modellering Beskriver hur föroreningar sprids i vattentäkt Transport i vatten Inaktivering/avdödning av mikroorganismer Hydrodynamisk modellering kräver Indata Programvara (licens) Tidskrävande beräkningar på dator
Allmänt om modellering: Vad får vi ut? Bedöma påverkan av föroreningskällor Beräkna hur mycket olika föroreningskällor bidrar till förorening i råvatten Identifiera största föroreningskällor
Allmänt om modellering: Vad får vi ut? Studera spridningsprocesser i vatten Identifiera vilka faktorer påverkar spridning Identifiera perioder av förhöjda risker
Allmänt om modellering: Vad får vi ut? Beskriva vattenkvalitét/patogenhalter vid råvattenintag då vi inte kan mäta patogener p.g.a. snabba förändringar eller vid odetekterbara halter för att dimensionera dricksvattenrening
Allmänt om modellering: Vad får vi ut? Förutsäga råvattenkvalitét vid råvattenintag under olika förhållanden genom att testa olika scenarier, t.ex. Framtida situationer (klimatförändringar) Effekt av olika åtgärder eller händelser
Råvattentäkt Göta älv Vänern Vänersborg (22 000 förbrukare) Trollhättan (55 000 förbrukare) Lilla Edet (12 500 förbrukare) Längd: 93 km Medel flöde: 550 m 3 /s Max flöde: 1000 m 3 /s Råvattentäkt för ung. 700 000 förbrukare Lärjeholm vattenintag Göteborg (550 000 förbrukare) Kattegat
Metod Hydrodynamisk 3D modell (MIKE 3 by DHI): Flöde och vattennivå Vind, regn Utsläpp från föroreningskällor Mikrobiologisk modul (ECO Lab by DHI): Halter av patogener och fekala indikatorer i avloppsvatten Avdödning av patogener och fekala indikatorer
3D Modell: Beräkningselement Göta älv Triangels sida: 50 90 m Tvärsnitt
meter Validering Vattennivå vid Göteborgs råvattenintag, november december 2011 Uppmätt vattennivå, m Simulerad vattennivå, m
Validering Vattennivå vid Göteborgs råvattenintag, maj 2011 meter Uppmätt vattennivå, m Simulerad vattennivå, m
Hur påverkar uppströmsliggande avloppsreningsverk (ARV) vattenkvaliteten vid Göteborgs råvattenintag?
Modelleringsresultat: påverkan av norovirus från ARV vid Göteborgs råvattenintag 10000 19 27 augusti 2011 10000 17 25 februari 2012 Norovirus GGII, virus/l 1000 100 10 median max Tid, dagar 1000 100 10 Tid, dagar
Modelleringsresultat: bidrag av norovirus från olika källor vid Göteborgs råvattenintag Norovirus GGII, virus/l 100 10 17 24 februari 2012 Avloppsreningsverk Ellbo Älvängen Holmängen Arvidstorp 1 Tid, dagar
Modelleringsresultat: påverkan av E. coli från ARV vid Göteborgs råvattenintag 1000 19 26 augusti 2011 1000 17 24 februari 2012 E. coli / 100 ml 100 100 10 median max Tid, dagar 10 Tid, dagar
Modelleringsresultat: bidrag av E. coli från olika källor vid Göteborgs råvattenintag 1000 17 24 februari 2012 Avloppsreningsverk E. coli, antal /100 ml 100 10 Ellbo Älvängen Holmängen Arvidstorp 1 Tid, dagar
Modelleringsresultat: scenario Scenario: bräddning (medelinflöde) under 1 dygn och 1 timme från ARV, medelvattenföring i älven, max. halt av norovirus GGII Norovirus GII, virus/l 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 utsläpp under 1 dygn utsläpp under 1 timme 4 timmar 2 dygn
Kvantitativ mikrobiell analys, QMRA (MRA) Provtagningsdata Modelleringsresultat Karakterisering av råvatten (patogenhalter) Definiera reningsprocessen Dos-respons Karakterisering av hälsorisk
Tack! VISK-projektet Forskarskolan Miljö och Hälsa (Chalmers/GU) DRICKS dricksvattenforskning vid Chalmers Personal vid vattenverk och avloppsreningsverk