Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Решения комплексов очистных сооружений

Обеспечение надёжной работы самотечной водоотводящеи сети


Обеспечение надёжной работы самотечной водоотводящеи сети

Под надежностью участка водоотводящего трубопровода понимается его свойство бесперебойного отвода сточных вод от обслуживаемых объектов в расчётных количествах в соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями и соблюдением мер по охране окружающей среды.

Определение степени надёжности работы самотечной сети водоот-ведения производится на основании использования и обобщения обширного аналитического и архивного материала по эксплуатации водоотводящих трубопроводов различных городов и населённых пунктов, применения соответствующего математического аппарата и специально разработанной автоматизированной системы комплексной оценки надежности городской водоотводящеи сети.

В настоящее время значительная часть трубопроводов городской водоотводящеи сети в различных регионах РФ исчерпала нормативный срок службы и имеется высокий риск возникновения аварий. Надёжность систем водоотведения является сложной многофакторной и многовариантной задачей.

Подход к определению первоочередного объекта реабилитации трубопроводов водоотводящеи сети базируется на выделении базового или основного фактора, которым служит его надежность, а также метод оценки определённого количества косвенных дестабилизирующих факторов, влияющих на показатели надежности участков трубопроводов в реальных условиях эксплуатации.

При разработке стратегии повышения надёжности водоотводящих сетей целесообразно в качестве основного фактора оценки их состояния принять аварийность. Аварийность самотечных коллекторов, а также качественное и количественное описание должно производиться только после выявления влияния на него всех косвенных факторов, показателей и обстоятельств, оцениваемых в свою очередь по балльной системе на основе распределения по рангам значимости с использованием фактических данных по эксплуатации трубопроводов и математического аппарата теории графов.

Оценка косвенных факторов и их ранжирование по значимости к приоритетному фактору (аварийности) должно производится с учётом двух основных условий: минимального ущерба (материального, экологического, социального) в случае аварийной ситуации, например, отказа участка водоотводящей сети и увеличения срока безаварийной эксплуатации участков сети.

При разработке надёжности городских водоотводящих сетей к косвенным факторам влияния на риск возникновения отказа следует отнести следующие 11 факторов (представлены по тексту в произвольной форме без учёта ранжирования и на рис. 21.1 в виде вершин графа):
1) год укладки водоотводящего трубопровода — № 2;
2) диаметр трубопровода (толщина стенок) — № 3;
3) нарушения в стыках трубопроводов — № 4;
4) дефекты внутренней поверхности — №5;
5) засоры, препятствия — № 6;
6) нарушение герметичности — №7;
7) деформация трубы — № 8;
8) глубина заложения труб — № 9;
9) состояние грунтов вокруг трубопровода — №10;
10) наличие (отсутствие) подземных вод — №11;
11) интенсивность транспортных потоков — №12.

Рис. 21.1. Граф связности факторов, влияющих на аварийность водоотводящей сети
Влияние 11 косвенных факторов (№ 2-№ 12) на базовый, т. е. аварийность водоотводящей сети (№ 1), и определение их приоритетности по балльной системе производится с помощью математической модели (теории графов) посредством составления матриц доминирования, устанавливающих общую связность (т.е. наличие или отсутствие связей вершин графа) всех элементов системы с учётом множества возможных сочленений и выявлением ранга доминирования или значимости.

Косвенные факторы значимости, используемые для создания алгоритма и программы надёжности водоотводящих сетей, отличаются и имеют специфические особенности.

Для решения задач надёжности водоотводящих сетей по разным причинам не используются такие факторы, как качественные показатели воды и плотность населения. При восстановлении же водоотводящих сетей широко представлены в качестве косвенных внешних факторов пять типов патологий (нарушения в стыках, дефекты внутренней поверхности труб, засоры различного происхождения, нарушение герметичности стенок, деформация стенок трубы), без которых оценка реального технического состояния водоотводящих сетей была бы невозможна.

К качественным характеристикам воды подход может быть двояким. В настоящей программе реновации водоотводящих сетей он не учитывается, так как рассмотрению подлежат городские сточные воды, имеющие концентрацию загрязнений в диапазоне, соответствующем приёму сточных вод в городскую канализацию. Для водоотводящих сетей, транспортирующих производственные сточные воды, фактор «качественные характеристики» становится необходимым, что требует внесения дополнительных корректив в разработанный алгоритм и автоматизированную программу.

Плотность населения как фактор значимости при разработке стратегии реновации водоотводящих сетей отсутствует, так как является относительно независимым по отношению к нарушениям работы наружных водоотводящих сетей и в случае аварийной ситуации на городских сетях население жилых зданий и работники гражданских и промышленных объектов не перестают пользоваться услугами внутренней водоотводящей сети.

При разработке стратегии восстановления водоотводящих сетей детально рассмотрены элементы состояния фактора «наличие (отсутствие) подземных вод». В алгоритм, автоматизированную программу и паспорт ранжирования внесены данные по солевому составу вод, а именно: вода минерализованная (т.е. содержащая от 5 до 40% растворённых солей), слабоминерализованная (от 0,1 до 5%) и пресная (от 0,001 до 0,1%).

Как показывает анализ статистических данных, более 25% водоот-водящих самотечных сетей в России отслужили свой нормативный срок или находятся в аварийном состоянии. Ежегодно этот показатель возрастает на 1,5%. В этих условиях обеспечение надежной работы сетей возможно лишь при достижении максимальной адресности профилактических прочисток, ремонта аварийных участков и реконструкции трубопроводов с недостаточной пропускной способностью.
Решение этой задачи базируется на основе использования современных информационных технологий. С этой целью в производственно-аварийном управлении водоотводящих сетей (ПАУКС) «Мосводоканала» создана информационно-аналитическая программа, содержащая все паспортные данные участков сети, количество устраненных засоров на них и блок динамического ранжирования сетей по количеству засоров на них.

Анализ данных показал, что из 2000 засоров, имевших место за 2 года в одном из районов, 91% приходится на трубопроводы диаметром 250 мм и менее, причем 63% засоров происходит на керамических трубах диаметром 125 и 150 мм. Ранее была установлена зависимость количества повреждений трубопроводов от глубины их заложения.

В результате динамического ранжирования были выявлены участки сети, «лидирующие» по количеству засоров на них. По этим участкам сети был произведен технический осмотр и выполнена адресная прочистка, в ходе которой выяснилась необходимость ремонта отдельных участков. Решение о выполнении ремонта принималось на основе теледиагностики этих участков, после проведенных прочисток частота возникновения засоров снижалась обычно в 1,5-2 раза.
Для проведения теледиагностики водоотводящих сетей используются отечественные осмотровые робототехнические комплексы с колесной, самоходной цветной поворотной камерой и постом управления, расположенным на автомобиле.

В перспективе, при распространении разработанных информационных технологий на все эксплуатационные районы для московской сети водоотведения, возможно сокращение затрат на эксплуатацию сетей за счет переориентации работ от аварийного режима прочисток и ремонтов к профилактике и обеспечению за счет этого требуемой надежности функционирования водоотводящих систем.

Существенное повышение надежности работы сетей возможно также за счет постепенного целенаправленного изменения структуры диаметров труб. Трубопроводы диаметром 125-150 мм (преимущественно из керамических труб), составляя 27,5% общей протяженности, дают до 63% общего количества засоров. Таким образом, используя имеющиеся бестраншейные технологии, возможно, при соответствующем технико-экономическом обосновании обеспечения самоочищающей скорости, планомерно заменять участки с малыми диаметрами на большие, что, в частности, диктуется устойчивой тенденцией к повышению этажности зданий в Москве и увеличению плотности застройки.

Одновременно надежность функционирования водоотводящих систем крупных городов и мегаполисов существенно зависит от сохранности железобетонных коллекторов и очистных сооружений станций аэрации. Используемый во многих странах дистанционный контроль за состоянием водоотводящих коллекторов с помощью телекамер не позволяет вести наблюдения за скрытыми процессами коррозии внутри железобетона, приводящими к разрушению конструкций.
По заданию ПАУКС «Мосводоканала» разработан и запатентован прибор дистанционного контроля за скоростью коррозии железобетонных конструкций в коллекторах. С помощью прибора ведется мониторинг процесса коррозии по 7 датчикам, установленным в подводящем коллекторе Ново-Люберецкой станции аэрации, что позволяет своевременно проводить ремонтно-восстановительные работы и поддерживать работоспособность сооружения.





Похожие статьи:
Проектирование и строительство систем водоотведения

Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Решения комплексов очистных сооружений

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум