Problematika měření a zpracování dat z terénních měření v urbanizovaných povodích

Abstract

Nové trendy stále více uplatňované při řešení problematiky městského odvodnění vedou mimo jiné i ke změně požadavků na skladbu dat a jejich kvalitu. Úzká provázanost monitoringu s ostatními nezbytnými prvky a procesy řešení městského odvodnění klade nároky na systematické shromažďování nezbytných informací o provozních hydraulických parametrech vodovodních a stokových sítí, úpraven vod (dále jen ÚV), čistíren odpadních vod (dále jen ČOV) a recipientů.Monitoringem se rozumí způsob poznání provozního stavu a vývoje systému odvodnění na základě provedených a vyhodnocených kvantitativních měření a měření parametrů složení nebo jakosti vody. Základním rysem monitoringu je především systematičnost a kontinuita. Monitoring poskytuje pro danou strukturu systému odvodnění takový soubor provozních dat, na jehož základě lze při správné interpretaci provést kontrolu aktuálního provozního stavu systému (stokové či vodovodní sítě, ÚV nebo ČOV) nebo vyhodnotit účelnost přijatých opatření (rekonstrukce objektů na stokové či vodovodní síti, připojení nových povodí na kanalizaci, resp. tlakových pásem na vodovod apod.). Optimální volbou monitorovací strategie a promyšleným využitím simulačních modelů lze získat reprezentativní informace pro následné rychlé a v porovnání s vyvolanými investičními opatřeními levné zpracování variantních řešení změn ve vodohospodářské infrastruktuře městského odvodnění.Předkládaná disertační práce se zaměřila na analýzu současného stavu problematiky měření průtoku vody v profilech s volnou hladinou v systémech městského odvodnění (stokových sítích, hydraulických cestách ÚV a ČOV, recipientů). Zabývá se problematikou zpracování, interpretace naměřených dat a nejistot při jejich získávání. Výsledky teoretických analýz a provedených laboratorních a terénních měření za období více než 10 let byly použity především pro jednoznačné definování technických a metrologických požadavků a náležitostí následného posouzení funkční způsobilosti na měřicí systémy průtoku vod pevně instalovaných v profilech s volnou hladinou. Jedná se především o měrné žlaby, měrné přelivy a kontinuitní průtokoměry. Výsledky jsou přímo využitelné u vlastníků či provozovatelů v závazkových vztazích nebo pro měření v rámci resortu ochrany životního prostření ve smyslu zákona o vodách č. 254/2001 Sb., ve znění pozdějších předpisů a zákona o vodovodech a kanalizacích č. 274/2001 Sb., ve znění pozdějších předpisů.Práce se dále zabývá otázkou kalibrace výše uvedených měřicích systémů pomocí metody rychlostního pole - hydrometrování. Na základě laboratorních a terénních měření optimalizuje dílčí nejistoty pro metodu hydrometrování v prizmatických korytech s volnou hladinou včetně definování doporučených schémat hydrometrických měření s ohledem na optimalizaci výsledných nejistot stanovení průtoku a proteklých objemů.

New trends in urban water management increase demands on a data structure and quality. There is a strong relationship between monitoring system and various elements and processes of a drainage system. This leads to specific demands on a systematic collecting of information about hydraulic and operational parameters of water supply and sewerage infrastructure, Water Treatment Plants (WTP), Wastewater Treatment Plants (WWTP) and recipients.Monitoring is defined as a set of measurements, which enable to recognize the behaviour of a system. Monitoring has to be systematic a continual. Monitoring provides us with data, which can be used to analyze a current state of a system, i.e. WTP and/or WWTP, sewerage and/or water supply systems. Moreover, with its use it is possible to evaluate the efficiency of approved measures e.g. reconstruction of water infrastructure assets, connection of new sub catchments and designed and built of infrastructure development. The right choice of a monitoring strategy together with the use of sophisticated simulation models provides us with sufficient information to deal with different scenarios of a water infrastructure development and to compare financial benefits and costs.The PhD thesis is focused on an analysis of a current state of problem of flow measurements in cross-sections with free surface water flow in sewerage, water supply systems and inside WTP and/or WWTP. It deals with measured data processing and with assessment of uncertainties.The results of theoretical analysis and experimental measurements carried out in a hydraulic laboratory as well as in the field over a period of more than 10 years were used for precise definition of technical as well as metrological requirements and suitability of gauging structures. The author decided to analyze the weirs, the flumes and the current meters. The results can be directly used by an operator or for purposes of an environmental protection according to Water Act no. 254/2001 Sb. as amended and the Act on Water Supply and Sewerage no. 274/2001 Sb. as amended.