close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

7.5. Обезпеченост на

код для вставкиСкачать
Раздел II
2. Хидрология на урбанизираните територии
Тема 8
Параметри за оценка на степента на
функционалност на канализационната мрежа
• Обезпеченост на канализационната мрежа
• Риск и надежност
1
8.1. Обезпеченост на канализационната мрежа
• Предвид разгледаните в Тема 7 дефиниции на термините
“повтаряемост на дъжда” – n, “обезпеченост на дъжда” – р, и
“период на еднократно претоварване на канализационната мрежа”
– Р, както и на връзките между тях, може да бъде изведена
следната връзка между параметрите р и Р:
p m lim
(
N
N
)
m
k .T
n
k
1
P .k
или ако средният годишен брой на валежите у нас се приеме k = 50,
p
•
1
1
P .k
50 . P
Например, ако при оразмеряването на някаква канализационна
мрежа се приеме Р = 5 год. (което е обичайна стойност), относно
обезпечеността на оразмерителния дъжд – р се получава:
p
1
50 . 5
0 , 004 0 , 4 %
2
8.1. Обезпеченост на канализационната мрежа
• Разгледаната по-горе връзка между математически точно
дефинирания параметър “обезпеченост на дъжда” – р и
емпиричния параметър “период на еднократно претоварване
(обезпеченост) на канализационната мрежа” - Р е важна с оглед
правилното разбиране и интерпретиране на публикуваните данни
от хидроложките изследвания (при чиято обработка се прилагат
методите на математическата статистика) при използването им в
класическите процедури за избор на оразмерителен дъжд за
хидравличното оразмеряване на канализационните мрежи
• Тъй като избрания период на еднократно претоварване (и
свързаните с него параметри на оразмерителния дъжд) влияе
пряко върху размерите и стойността на канализационната мрежа
– от една страна и съответно - върху щетите от препълването на
мрежата и наводнение – от друга, към избора на този параметър
трябва да се подхожда много внимателно, на основата на техникоикономически анализи и преценки относно факторите, които му
влияят
3
8.1. Обезпеченост на канализационната мрежа
Тенденции на изменение на стойностите на канализационната мрежа – C-km
(крива 1), щетите от наводнения - C-los (крива 2) и сумарните стойности
от капиталовложения и щети (крива 3) в зависимост от избрания период
на еднократно претоварване на мрежата - Р
4
8.1. Обезпеченост на канализационната мрежа
Фактори, влияещи върху избора на период на еднократно
претоварване (обезпеченост) на канализационната мрежа:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Вид на канализационната мрежова система
Топография и големина на отводняваната територия
Климатични условия
Параметри на интензивните дъждове
Степен на благоустроеност на урбанизираната територия
Градоустройствени особености и параметри
Дълбочина на подземните части на сградите
Интензивност на уличния трафик
Наличие, вид и дълбочина на другите подземни комуникации
5
8.1. Обезпеченост на канализационната мрежа
• Хидравличното
оразмеряване
на
гравитационните
канализационни мрежи трябва да бъде извършвано при
условията на безнапорно движение на водата, като
оразмерителното количество на отпадъчните води трябва да бъде
провеждано при водни нива, съвпадащи с темето на тръбата в
оразмеряваното сечение (т.н. “пълен пълнеж” или “цялостно
напълване”)
• Хидравлично претоварване на гравитационните канализационни
мрежи възниква при появата на напорен хидравличен режим в
тях
• Наводняване
на урбанизираната територия при напорен
хидравличен режим в гравитационна канализационната мрежа
настъпва тогава, когато водното ниво в шахтите достигне нивото
на терена (уличната настилка)
6
8.1. Обезпеченост на канализационната мрежа
• Вид на канализационната мрежова система: Разливането на
отпадъчните води от една смесена мрежова канализационна
система при претоварване на мрежата или наводнение
предизвиква по-големи щети от тези при разливането на водите от
една разделна мрежова канализационна система (дъждовната
мрежа), поради което при хидравличното оразмеряване на
смесена мрежова канализационна система се избира по-голям
период на еднократно претоварване - Р
• Топография и големина на отводняваната територия: Предвид
големината на отводняваната площ и нейната топография,
периодът на еднократно претоварване – Р може да се избере
различен за отделните съставни водосборни подрайони, като поголеми стойности на Р се препоръчват при пресечени терени,
където водата се оттича по-бързо от стръмните участъци към пониските и ги залива.
– При това трябва да се има предвид и по-голямата проводимост при
напорен режим (преди настъпване на наводнение) на участъците от
мрежата, положени в равнинни терени и тези с по-голяма дълбочина
(обикновено пак там)
– По пътя на водата в канализационната мрежа не се допуска
намаляване на Р, ако са избрани различни стойности за отделните
7
подрайони
8.1. Обезпеченост на канализационната мрежа
• Степен на благоустроеност, интензивност на уличния трафик и
наличие на други подземни комуникации: тези фактори се
отчитат косвено чрез категорията на населеното място и ранга на
съответния канализационен колектор, като за главни и
първостепенни колектори, минаващи по по-оживени (главни,
благоустроени) улици следва да се избират по-високи стойности
на Р
• На практика периодът на еднократно претоварване – Р у нас се
избира един и същ за цялото населено място, в зависимост от
неговата категория и утвърдената национална практика за избор
чрез нормативен документ и/или експертна оценка
• Съгласно БДС EN 752, хармонизиран със съответната Директива
на ЕС, повтаряемостта на наводненията при хидравлично
претоварване на канализационната мрежа през експлоатационния
период и свързания с нея параметър Р се регламентират съгласно
изискванията, дадени в следната таблица (виж следващия слайд):
8
8.1. Обезпеченост на канализационната мрежа
№
по
ред
Вид на урбанизираната
територия и нейните елементи
Период на
еднократно
претоварване – Р
год.
Повтаряемост на
наводненията при
хидравлично
претоварване през
експлоатационния
период, г-1
1
2
3
4
1.
Селски райони
1
0,1 (1 път на 10 г.)
2.
Жилищни райони в благоустроени
населени места
2
0,05 (1 път на 20 г.)
3.
Градски центрове, търговски и
промишлени райони
2-5
0,033 (1 път на 30 г.)
4.
Подземни пътни съоръжения,
подлези и др.
10
0,02 (1 път на 50 г.)
9
8.2. Риск и надежност
• Анализът на риска от наводнение е една от главните задачи при
управлението на водите, поради силното им влияние върху човека
и неговите материални ценности
• Оценката на риска от наводняване при функционирането на
обектите на водната инфраструктура (в т.ч. и канализационните
системи) се регламентира като задължителна в чл. 173, т. 2 от
проекта за Закон за управление на водите от 2006 г. (приет от НС
само на първо четене – не влязъл в сила)
• Поради локалния си характер, наводненията при хидравлично
претоварване на канализационната мрежа не са толкова зрелищни
в сравнение с тези, които са причинени от реките, но те имат поголяма повтаряемост и затова причиняват големи икономически и
екологични щети
• В някои случаи комбинацията от валежи със сравнително малка
интензивност, но с голяма продължителност, може да доведe до поголямо наводнение, отколкото при само еднократен интензивен
дъжд
10
8.2. Риск и надежност
• Категорията “риск” е свързано с категориите “надеждност”,
“грешка “ и “несигурност”
• Рискът (Risk - Ri) е категория, измервана числено чрез
комбинацията от стойността на вероятността за случване на
нежелано
събитие
(хидравлично
претоварване
на
канализационната мрежа, нерегламентирано преливане при
дъждопреливниците, нерегламентирано замърсяване и др.) и тази
на степента на въздействие на последствията от него или
очакваните загуби - икономически, човешки живот, екологични
последствия (ISO/EC, Guide 73, 2002)
• Количествена оценка:
Риск = (вероятност за случване на нежелано събитие) х (степен на
въздействие на последствията)
• Надеждността (Reliability - Re) количествено се измерва с
вероятността
за
нормално функциониране на системата
(канализационната мрежа) и числено допълва риска до единица:
Ri + Re = 1
11
8.2. Риск и надежност
• Грешката
е събитие, при което е нарушено нормалното
функциониране на системата (например възникване на напорен
режим в канализационната мрежа)
– Структурната грешка е дефектиране на системата (например
разрушаване на тръбен участък)
– Функционалната грешка е невъзможност за нормално функциониране
на системата
без да е на лице структурна грешка (например,
провеждане на водно количество по-малко от оразмерителното)
• Несигурността
е
случване
на
събития
оперативния контрол и възможността за прогнозиране
извън
– Хидравличната несигурност е свързана с хидравличните особености и
анализа на действието на хидравличната система, която зависи главно
от конструкцията, материалите, вида и условията на работа на
системата (хидравличните условия в канализационната мрежа)
– Структурната несигурност е предизвикана от грешки, дължащи се на
физическите несъвършенства и дефекти на система (инфилтрация на
подземни води в канализацията, ексфилтрация, механично
разрушаване на колекторите и др.)
– Моделната несигурност възниква при използването на опростен и
идеализиран хидравличен модел за описание на състоянието на потока,
което от своя страна води до несигурност в моделирането на
капацитета на системата (канализационната мрежа)
– Икономическата несигурност може да възникне от несигурност в
цената на мрежата, разходите за покриване на щети и цената за
12
реконструиране по време на периода на експлоатация
8.2. Риск и надежност
• Оценката на риска може да бъде направена на две нива:
– качествена оценка
– количествена оценка
• Качествена оценка чрез матрица на риска
П
о
с
л
е
д
с
т
в
и
е
Вид
последствия
Вероятност за случване на нежелано събитие
голяма
средна
малка
много
малка
незначи
телна
катастрофално
1
1
1
2
3-4
критично
1
1
2
3
4
планирано
(поносимо)
2
2
3
3
4
незначително
(пренебрежимо)
4
4
4
4
4
Легенда (според чл. 174, ал.1 от проекта за Закон за управление на водите от 2006 г.):
1 – висок риск; 2 – среден риск; 3 – нисък риск; 4 - незначителен риск
13
8.2. Риск и надежност
• Методи за количествена оценка на риска:
–
–
–
–
Опростен емпиричен метод
Метод на Бейс
Метод основан на Теорията на размитите множества
Други методи
Опростен емпиричен метод
• Рискът (Ri) от хидравлично претоварване на канализационната
мрежа през експлоатационния й период (или друг зададен период)
може да бъде определен по следната емпирична формула:
Ri = 1 – (1 – p)T
където Т е експлоатационния период на канализационната мрежа (или друг
зададен период), год
р – вероятност за случване на валеж през приетия оразмерителен период на
еднократно претоварване на мрежата – Р; p = 1/k.P
14
8.2. Риск и надежност
п ъ р во н ачалн а
д ан н и
ан али з н а Б ей с
вероятн ост
вероятн ост
Метод на Бейс при оценка на риска
• Оценката на риска, базирана на теоремата на Бейс, е свързана с
определяне на вероятността за проявление на дадено събитие
(хидравлично претоварване на канализационната мрежа или
наводняване) на базата на първоначално определяне на тази
вероятност по наличните данни и такава, преизчислена с отчитане
на нови наблюдения
• По метода на Бейс, периодично или непрекъснато, се актуализира
стойността на вероятността за случване на нежеланото явление,
чрез използването на натрупваните нови данни
в п оследстви е
15
8.2. Риск и надежност
Теория на размитите множества при оценка на риска
• За разлика от детайлното моделиране на процесите в
канализационната мрежа, моделите, управлявани от данни,
базирани на теорията на размитите множества, се основават на
ограничено знание за моделирания процес и разчитат на данните,
описващи само взаимно свързаните входни и изходни
характеристики на системата, получени чрез наблюдения или чрез
компютърни симулации
• При използване на концепцията на резервоара (виж Тема 14),
канализационната мрежа може да се апроксимира опростено чрез
резервоар с определени водно ниво, преливно водно количество
към водоприемника и водно количество към ПСОВ, които варират
във времето:
валеж
преливно водно количество
водно ниво
към П С О В
16
8.2. Риск и надежност
• Хидравличното поведение на тази концептуална система може да
бъде разглеждано и оценявано чрез водното ниво и определящите
го лингвистични променливи “ниско ниво” (достатъчен обем за
провеждане на водни количества в мрежата), “средно ниво” (водни
стоежи и преливни водни количества, незастрашаващи сградите и
околната среда) и “високо ниво” (наводняване на урбанизирани
територии)
• При прилагане на теорията на размитите множества,
лингвистичните променливи за водните нива могат да бъдат
оценени количествено чрез съответните им функции на членство
(принадлежност), натоварени с тежестни коефициенти, изменящи
се в интервала 0 – 1
• Стойностите на тези лингвистични променливи не са фиксирани, а
“размити” - дефинирани в определен интервал чрез функцията на
принадлежност (членство) и съответните тежестни коефициенти
17
8.2. Риск и надежност
ВОДНО НИВО
НИСКО
д о статъ ч ен о б ем
за н о р м ал н о п р о веж ад н е
н а во д н и к о л и ч ества
(б езн ап о р ен р еж и м )
СРЕДНО
л и н гв и сти ч н а п р о м ен л и ва
ВИСОКО
р азм и ти сто й н о сти за во д н о н и во
п р ел и вн и к о л и ч ества , застр аш ав ан е н а
н езастр аш ав ащ и
у р б ан и зи р ан и тер и то р и и
о к о л н ата ср ед а
о т зал и ван е
ф у н к ц и и н а ч л ен ство то
с х ар ак тер н и теж естн и
к о еф и ц и ен ти в и н тер вал а 0 - 1
в о д н о н и во ,
• Ако
m
наблюдаваните или зададени входни
параметри
на
системата се дефинират лингвистично и се приложи теорията
на размитите множества, то резултантната стойност на отклика на
тази система (наблюдаван или компютърно симулиран) може да
бъде изразена като реално число или функция, което всъщност е
количествено измерение на риска за достигане на съответното
състояние на системата
18
Документ
Категория
Презентации по философии
Просмотров
27
Размер файла
316 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа