Kalibrering av datamodeller - förenkla kalibreringsmålingerna - utnyttja modellen för att bättre förstå mätresultaten Bertil Forsberg, GF Konsult AB Bakgrund: 30 års erfarenhet av fältmätningar 20 års erfarenhet av modellering (Mouse, SWMM)
GF Konsult AB Samhällsbyggare med spännvidd GF är idag 170 medarbetare. Hos oss arbetar arkitekter, ingenjörer, biologer, lantmätare och fysiska planerare Ingår sedan 070101 i Norconsult A/S
Skillnader Spillvattennät - Dagvattennät S7 Link M ax. Depth 0.22 0.30 0.40 0.50 S6 S9 S8 m S5 S4 S3 S2 S1 Trädgårdsvägens pumpstn Måndalsstigens pumpstn Spillvattennät: Vet inte ytstorlek och var de är belägna Dagvatten: Vet ytstorlek samt var de är belägna
Varför mäta och modellera avloppsnät? Översvämningar Bräddningar Tillskottsvatten läck- och dränvatten Dimensioneringar
Vattentyper i ett avloppsnät ett år Fördelning vattentyper Berga avloppsvatten 1% 26% Spill Regn Läck-drän Spillvatten 24% Regnvatten 1% 73% Läck- och drän 75% Svensk tätort med 40 000 invånare Svensk tätort med 3 000 invånare
Vattentyper i ett avloppsnät ett år Fördelning vattentyper Berga avloppsvatten 1% 26% Spill Regn Läck-drän Spillvatten 24% Regnvatten 1% 73% Läck- och drän 75% Svensk tätort med 40 000 invånare Svensk tätort med 3 000 invånare Min erfarenhet: Spillvatten 20-70 % under ett år av total avloppsvattenmängd Läck- och drän 40-80% Regnvatten 1-5 % (direkt avrinning)
Så här ser det ofta ut sommartid.
Så här ser det ofta ut vår och höst.
Problemlösning avloppsnät Avloppsnät Mätningar - flöde - pumpstationer - nederbörd - nivåer Analys Modell Analys Invent Åtgärdsförslag
Varför fältmätningar? Lokalisering av problemområden (felkopplade ytor) Bestämma omfattningen av tillskottsvatten inom olika delområden Lokalisering av kapacitetsbrister (onormala nivåer)
Fältmätningar så här gjorde man tills idag (i Sverige) v/h-mätare (Mainstream, Starflow, Nivus, Detflow mm) Tillsyn/datatöming varannan vecka (ej GSM) Kort mätperiod (1-2 månader)
Sä här kan resultatet bli med en v/h-mätare Min erfarenhet: Många gånger osäkra resultat i framförallt små ledningar (225 mm)
Kostnader för v/h-mätning (i Sverige) Exempel 5 v/h-mätare i 2 månader Mätarhyror = 60 000 SEK Fältarbete = 60 000 SEK Dataanalys =? Totalt ca 150-200 000 SEK
Sammanfattning v/h-mätare Höga kostnader (inköp, tillsyn, hyra) Osäkra flödesdata framförallt i små ledningar Bra vid dämda system Kräver omfattande erfarenhet för bra mätningar
En bild från verkligheten i fält.
Sammanfattning v/h-mätare Min åsikt: Resultatet inte värt priset
Hur kan vi minska kostnaden för datainsamlingen men ändå få bra beslutsunderlag för åtgärder, kalibrering datormodell? Vi vet att Regnvattenvolymen liten i spillvattennät (försumbar del av årsmängden) Problem med regnvatten = kapacitetsproblem (nivån) Flöde enligt Manning/Bretting (q=f(nivå, dia, lutning, M)) ger ett visst stöd som vid bra hydrauliska förhållanden visar ett maxflöde.
Hur kan vi minska kostnaden men ändå få bra underlag för kalibrering? Använd nivåloggers ute i ledningsnätet Använd v/h-mätare (eller annan flödesmätare t ex pumpstation) i slutpunkten Mät under längre perioder än idag (hela sommaren?) Använd GSM/GPRS för kontinuerlig insamling - tillsyn varje dag utan besök på plats Verifiera alltid med datormodell (ex SWMM )
Nivålogger med GSM Bilden visar vår VeALogg inkl tryckgivare monterad på en ring för att spännas in i ledningen
Genomförande av ett uppdrag - datainsamling 1. Börja med med att lägga upp en datormodell 2. Välj nivåmätpunkter med hjälp av ledningsprofilerprofiler 3. Undvik brunnar med (gäller även v/h-mätare) - flera tillopp - stora lutningsavvikelse före-efter - där ledningen lutar kraftigt 4. Använd flödesmätare i slutpunkten (med GSM) välj mätpunkten med omsorg 5. Använd nivåloggers (med GSM) 6. Mät så att data finns för många olika regntillfällen (volymregn, högintensiva)
Kalibrering av modell Analysera kontinuerligt, använd Mannings formel samt Brettings delfyllnadskurva som stöd vid beräkning av flöden Beräkna total hårdgjord yta mha flödesmätningen i slutpunkten Fördela ytorna inom respektive delområde kör För att underlätta analysen i modellen lägg in mätdata för respektive mätpunkt i modellen
Kostnader för nivåmätningsmetoden Exempel 4 nivå-mätare + 1 v/h-mätare i 2 månader inkl GSM Mätarhyror = 30 000 SEK Fältarbete = 30 000 SEK Dataanalys = < än V/H-mätare Totalt 100 000 SEK
VA-Banken GSM/GPRS Tyresö, Nyköping Starflow Mainstream Nivus Detflow
Så här kan resultatet bli
Så här kan resultatet bli
v/h-mätare - vid dämd ledning Exemplet visar en v/h-mätning i dia450 mm ledning