Řízení vodárenských provozů se zřetelem na minimalizaci ztrát

Abstract

Disertační práce je zaměřena na řešení ztrát vody v distribučních systémech, jejich hodnocení a snižování. Teoretická část popisuje kritéria sloužící k vyhodnocení ztrát vody v distribučních systémech, metody ke snížení ztrát vody, přístupy k matematickému modelování vodovodních sítí a ztrát vody. Nedílnou součástí práce vyčíslení a sledování hydraulické spolehlivosti distribučních sítí.Experimentální část zahrnuje zpracování citlivostní analýzy, která zkoumá změny tlakových poměrů v síti v závislosti na změně hydraulické drsnosti potrubí a na zvýšení průtoku zahrnutím ztrát vody do systému. Ztráty vody jsou simulovány pomocí tzv. tlakově závislých uzlů. Pro hydraulickou drsnost jsou uvažovány dvě hodnoty, pro simulaci ztrát vody jsou používány tři hodnoty exponentu N.Pro získání informace o vlivu regulace tlaku v síti na hodnotu ztrát vody je snižován tlak pomocí redukčních ventilů. Pro hodnoty tlakových výšek ve všech uzlech sítě je ověřována shoda s teoretickým rozdělením pravděpodobnosti (normální rozdělení, logaritmicko-normální rozdělení, Pearrson III). Spolu se sníženým množstvím simulovaných ztrát vody na základě snížení tlaku je sledována i hydraulická spolehlivost, tzn. spolehlivost zabezpečení požadované dodávky vody při požadovaném tlaku. Hlavním cílem disertační práce je vyhodnocení vlivu regulace tlakových poměrů na hodnoty ztrát vody a hydraulickou spolehlivost distribučního systému. Uvedené analýzy jsou aplikovány na reálné vodovodní sítě, které jsou v práci vyhodnoceny z pohledu struktury sítě (stáří potrubí, materiál, DN) a ztrát vody.

This dissertation thesis is focused on solving water-loss in distribution systems, its assessment and reducing. Theoretic part describes the criteria serving for evaluation of water-loss in distribution systems, methods for reducing the water-loss, aproaches to mathematic modelling of water mains and water-loss and reliability theory of waterworks systems, particularly the hydraulic reliability.Experimental part comprises the processing of sensitivity analysis, which investigates changes of pressure conditions in the system dependent on change of hydraulic roughness of the pipes and on the flow rate increase by including the water-loss into the system. Water-loss is simulated by means of so-called pressure-dependent nodes. Two values are assessed for hydraulic roughness; three values of N index are used for water-loss simulation.To gain the information about influence of pressure reduction in the system on the value of water-loss, pressure is reduced by means of reduction valves. For values of pressure heights in all system nodes concordance with theoretical probability distribution (normal distribution, logarithmic-normal distribution, Pearrson III) is verified. Together with reduced amount of simulated water-loss based on pressure reduction the hydraulic reliability is monitored, which means reliability of ensuring of required water delivery at required pressure.Main objective of the dissertation thesis is to interpret to which extent the pressure reduction in the system is desirable considering the water-loss and maintaining hydraulic reliability of the distribution system.In the thesis above stated analyses are applied to real waterworks systems which are evaluated from the perspective of system structure (age of pipes, material, DN) and water-loss.