ΕΡΓΑ ΔΙΑΘΕΣΗΣ ΣΤΗ ΘΑΛΑΣΣΑ

Transcript

1 ΕΡΓΑ ΔΙΑΘΕΣΗΣ ΣΤΗ ΘΑΛΑΣΣΑ ΑΠΟ ΕΕΛ ΑΓΩΓΟΣ ΕΚΒΟΛΗΣ ΔΙΑΧΥΤΗΡΕΣ ΦΡΕΑΤΙΟ ΦΟΡΤΙΣΗΣ (Χερσαίο και Υποβρύχιο τμήμα)

2 ΕΡΓΑ ΔΙΑΘΕΣΗΣ ΣΤΗ ΘΑΛΑΣΣΑ Υο=Βάθος εκβολής Φλέβα λυμάτων Επιφάνεια Διαχυτήρας Πυθμένας Κάτοψη Στόμιο Τομή α-α

3 ΕΡΓΑ ΔΙΑΘΕΣΗΣ ΣΤΗ ΘΑΛΑΣΣΑ Φρεάτιο Φόρτισης Στάθμη=ΔΗ Στάθμη=0 Min Η 1 Κυματισμός Ζώνη θραύσης κυμάτων Αγωγός εκβολής Θωράκιση αγωγού

4 ΕΡΓΑ ΔΙΑΘΕΣΗΣ ΣΤΗ ΘΑΛΑΣΣΑ ΘΩΡΑΚΙΣΗ ΑΓΩΓΟΥ Ζώνη Θραύσης Φρεάτιο Φόρτισης α-α β-β Θωράκιση αγωγού α-α β-β Πυθμένας Πυθμένας

5 ΕΡΓΑ ΔΙΑΘΕΣΗΣ ΣΤΗ ΘΑΛΑΣΣΑ (χωρίς στρωμάτωση) ΣΤΑΘΜΗ ΦΡΕΑΤΙΟΥ ΦΟΡΤΙΣΗΣ Υ H Επιφανειακό πεδίο λυμάτων C 1 ΣΤΑΘΜΗ ΘΑΛΑΣΣΑΣ Διαχυτήρας D Αραίωση λόγω ανάμιξης με θάλασσα C 1 <C o Υο=Υm Στόμιο d C o Αραίωση S=C o /C 1 ΠΥΘΜΕΝΑΣ ΠΥΘΜΕΝΑΣ

6 ΕΡΓΑ ΔΙΑΘΕΣΗΣ ΣΤΗ ΘΑΛΑΣΣΑ (υπολογισμός αρχικής αραίωσης) S = a(g ) 1/3 Ym*q -/3 Στην περίπτωση μη στρωματωμένης θάλασσας είναι Ym=Yo (βάθος εκβολής) g = g* (ραο ρ)/ ρ Όπου ραο = πυκνότητα του θαλάσσιου νερού στη στάθμη των στομίων ρ = πυκνότητα λυμάτων (πυκνότητα νερού) q = παροχή λυμάτων ανά μονάδα μήκους διαχυτήρα a = συντελεστής ίσος με 0,38 για μη στρωματωμένη θάλασσα και 0,36 για στρωματωμένη Υm = ύψος ανύψωσης φλέβας

7 ΕΡΓΑ ΔΙΑΘΕΣΗΣ ΣΤΗ ΘΑΛΑΣΣΑ (στρωμάτωση) ΣΤΑΘΜΗ ΦΡΕΑΤΙΟΥ ΦΟΡΤΙΣΗΣ Υ H ΣΤΑΘΜΗ ΘΑΛΑΣΣΑΣ Βυθισμένο πεδίο λυμάτων C 1 Βυθισμένο πεδίο λυμάτων Διαχυτήρας D Αραίωση λόγω ανάμιξης με θάλασσα C 1 <C o Υm Υο Στόμιο d C o Αραίωση S=C o /C 1 ΠΥΘΜΕΝΑΣ ΠΥΘΜΕΝΑΣ

8 ΕΡΓΑ ΔΙΑΘΕΣΗΣ ΣΤΗ ΘΑΛΑΣΣΑ (υπολογισμός αρχικής αραίωσης) S = a(g ) 1/3 Ym*q -/3 Στην περίπτωση στρωματωμένης θάλασσας ισχύει η σχέση: Υm = 6,5 (g q) /3 (ρ/g*δρα) Δρα=ραο-ρα, όπου ρα είναι η πυκνότητα του θαλάσσιου νερού στη θέση Υm και ραο η πυκνότητα του θαλάσσιου νερού στον πυθμένα g = g* (ραο ρ)/ ρ Όπου ραο = πυκνότητα του θαλάσσιου νερού στη στάθμη των στομίων ρ = πυκνότητα λυμάτων (πυκνότητα νερού) q = παροχή λυμάτων ανά μονάδα μήκους διαχυτήρα a = συντελεστής ίσος με 0,38 για μη στρωματωμένη θάλασσα και 0,36 για στρωματωμένη Υm = ύψος ανύψωσης φλέβας

9 ΥΔΡΑΥΛΙΚΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΑΓΩΓΟΥ ΕΚΒΟΛΗΣ-ΔΙΑΧΥΤΗΡΑ H=Y1 ρ H=Yo Για Q=0 ρ Y 1 *ρ=y o *ρ Y 1 =Y o Q H=0 ΔΗ=0 ρ H=Y1 ΔΗ H=Yo Για Q=0 Y 1 *ρ=y o *ρα ρα Y 1 *ρ =Y o *ρ +Y o *Δρ Q H=0 ΔΗ= Y1 -Yo= Yo*Δρ/ ρ

10 ΥΔΡΑΥΛΙΚΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΑΓΩΓΟΥ ΕΚΒΟΛΗΣ-ΔΙΑΧΥΤΗΡΑ ΔΗ (Α,Β) =ΔΥ (Α,Β) Δρ/ρ + Υδραυλικές Απώλειες (Α,Β) ΔΗ (Β,1) =ΔΥ (Β,1) Δρ/ρ + Υδραυλικές Απώλειες (Β,1) ΔΗ (Α,1) = ΔΗ (Β,1) + ΔΗ (Α,Β) ΔΗ (Α,1) = ΔΥ (Α,1) Δρ/ρ + Υδραυλικές Απώλειες (Α,1) Η 1 Η n Η B Η A Q

11 ΥΔΡΑΥΛΙΚΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΔΙΑΧΥΤΗΡΑ Διαδικασία υδραυλικού υπολογισμού: Η διαδικασία γίνεται από τα κατάντη, ξεκινώντας από το τελευταίο στόμιο του διαχυτήρα (στόμιο 1) και έχοντας, ήδη επιλέξει το Η1 καθώς και τις διαμέτρους του διαχυτήρα (D) και των στομίων (d1=d... dn=d).

12 ΥΔΡΑΥΛΙΚΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΑΓΩΓΟΥ ΔΙΑΧΥΤΗΡΑ u 3 u u 1 D=διάμετρος διαχυτήρα d=διάμετρος στομίων (d1=d=d3=.=dn) n=αριθμός στομίων ΔH=u /g ΔH ρα u=(gδh) 1/ Γραμμή Ενέργειας Διαχυτήρα στη θέση 1 u Υο ΔH=Υο*Δρ/ρ ρα ΔH 1 =λόγω κυματισμού (0,4-1m) Στόμιο u 1 u 1 =(gδh 1 ) 1/ q 1 = C D1 *u 1 *π*d /4 C D1 =0,90 C D1 =0,60

13 ΥΔΡΑΥΛΙΚΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΔΙΑΧΥΤΗΡΑ u 3 u u 1 D=διάμετρος διαχυτήρα d=διάμετρος στομίων (d1=d=d3=.=dn) n=αριθμός στομίων (1) ΔH 1 = τουλάχιστον ΔΗ κυματισμού Διάγραμμα Q 1 =V 1 *π*d /4= C D1 *u 1 *π*d /4=q [V 1 1 /g] u = (gδh 1 1 ) 1/ () ΔH =ΔH 1 +n V 1 L 1- /R 4/3 + ΔΥ 1- Δρ/ρ Διάγραμμα Q =V *π*d /4= q 1 +q =q 1 +C D *u *π*d /4 [V /g] u = (gδh ) 1/ (n) ΔH n =ΔH n-1 + n V (n-1)-n L (n-1)-n /R 4/3 + ΔΥ (n-1)-n Δρ/ρ Q n =V n *π*d /4= q 1 +q + +q n =q1+q+ q n-1 +C Dn *u *π*d /4 u n = (gδh n ) ½ Διάγραμμα C D1 C D Manning V=(1/n)R /3 J 1/ J=n V /R 4/3 ΔΗ=J*L= n V L/R 4/3 R=υδραυλική ακτίνα = (π*d /4)/ π*d=d/4 [V n /g] C Dn

14 ΜΕΤΑΒΟΛΗ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗ ΕΚΡΟΗΣ C D 1 0,9 0,8 0,7 Στρογγυλεμένα στόμια = -0, ,9014 R = 0,9978 C D 0,6 0,5 0,4 0,3 0 0,1 0, 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 (V i /g)/e i i=αριθμός στομίου 0,7 0,6 0,5 Οξέα στόμια = -0, ,6051 R = 0,997 CD 0,4 0,3 0, 0, ,1 0, 0,3 0,4 0,5 0,6 (V/g)/E

15 ΜΕΤΑΒΟΛΗ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗ ΕΚΡΟΗΣ C D KAI ΔH ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ:16 Στρογγυλευμένα στόμια, Q ολ =0,8 m 3 /se, Η 1 =0,40 m 1 0,9 0,8 0,7 CD ΚΑΙ ΔH(m) 0,6 0,5 0,4 C Di ΔH i 0,3 0, 0, ΑΡΙΘΜΟΣ ΣΤΟΜΙΟΥ

16 ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΜΕΤΑΒΟΛΩΝ C D KAI ΔH ΣΤΗΝ ΙΣΟΚΑΤΑΝΟΜΗ ΤΩΝ ΠΑΡΟΧΩΝ q i 1 CD ΚΑΙ ΔH(m) 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0, 0,1 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 16 Στρογ.Στόμια Q ολ =0,8 m 3 /se Η 1 =0,40 m ΑΡΙΘΜΟΣ ΣΤΟΜΙΟΥ Καθώς με την αύξηση του i το C D μειώνεται ενώ το ΔΗ αυξάνεται επέρχεται μια σχετική εξισορρόπηση των παροχών q i (ιδεατός στόχος η πλήρης εξισορρόπηση των q i ) 0,03 0,05 q i =C Di *π*d /4*(gΔΗ i )^1/ qi 0,0 0,015 0,01 0, ΑΡΙΘΜΟΣ ΣΤΟΜΙΟΥ

17 ΜΕΤΑΒΟΛΗ ΦΟΡΤΙΟΥ (H) ΚΑΤΑ ΜΗΚΟΣ ΤΟΥ ΔΙΑΧΥΤΗΡΑ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ:16 Στρογγυλευμένα στόμια, Q ολ =0,8 m 3 /se, Η 1 =0,40 m 0,7 0,6 0,63 H 0,5 0,4 0,3 0, 0,1 0 0, Αριθμός Στομίου Θέση 17=Κεφαλή διαχυτήρων (Β)

18 ΥΔΡΑΥΛΙΚΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΑΓΩΓΟΥ ΕΚΒΟΛΗΣ-ΔΙΑΧΥΤΗΡΑ H A =H B +n V L Α-Β /R 4/3 +ΔΡ/ρ*Υο H A =0,63+7+0,6=8,5 m Φορτίο (m 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0, 0,40 H 1 0,63 H B 0,1 Το αντλητικό συγκρότημα αντλεί τα λύματα από το υψόμετρο άφιξης στα 8,5 m Αριθμός Στομίου Η 1=0,40 Η n=16 Q/ L=30 m d στομ =0,1 m Η A Q=0,560 m3/se L=800 m D αγ =0,6 m Η B(17)=0,631 L=30 m Q/ D διαχ =0,4 m Υ ο =5 m

19 ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΗ ΔΙΑΣΠΟΡΑ - ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΣ ΔΙΑΧΥΤΗΡΑ Όριο ζώνης κολύμβησης U Ισοσυγκεντρώσεις Αγωγός εκβολής E U U t + = + + E Ακτή κολύμβησης

20 ΕΠΦΑΝΕΙΑΚΗ ΔΙΑΣΠΟΡΑ - ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΣ ΔΙΑΧΥΤΗΡΑ Όριο ζώνης κολύμβησης U Ισοσυγκεντρώσεις Αγωγός εκβολής E U U t + = + + E Ακτή κολύμβησης

21 ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΗ ΔΙΑΣΠΟΡΑ z z z z E E U U U t + + = E E U t = + E U = Εξίσωση μεταγωγής-διασποράς Μονοδιάστατη ροή με πλευρική διασπορά Υπό μόνιμες συνθήκες

22 ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΗ ΔΙΑΣΠΟΡΑ (κατά Brooks) C m = C o erf [1,5 / [(1+ βx/3α ο ) 3 1]] 1/ β = 1 Ε zo / U α ο Ε zo = 0,01 α ο 4/3 m /s U (m/se) α ο (m) X (m) erfz είναι η συνάρτηση κατανομής σφάλματος δηλαδή: erfz = (/ π) 0 z e- w dw

23 ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΗ ΔΙΑΣΠΟΡΑ (κατά Brooks) Πίνακας Συνάρτησης Σφάλματος erf erf erfz = (/ π) 0 z e- w dw

24 ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΗ ΔΙΑΣΠΟΡΑ (κατά Brooks) Γενικά σχόλια C m /C o όταν το α ο Για τυπικά έργα ο λόγος C m /C o κυμαίνεται από 0,05-1. Υπέρ της ασφάλειας μπορεί να θεωρηθεί ένας λόγος = 1, δηλαδή να γίνει η υπόθεση ότι η επιφανειακή διασπορά είναι αμελητέα. C m /C o όταν το E z C m /C o όταν το U C m /C o όταν το U ακτή Ωστόσο αν ληφθεί υπόψη και μια αστάθμητη μείωση κολοβακτηριδίων λόγω εισαγωγής τους σε «ξένο» περιβάλλον (θάλασσα) και τη δράση βακτηριοφάγων είναι ρεαλιστικότερη η υιοθέτηση ενός λόγου C m /C o = 0,10 που περιλαμβάνει εκτός από την επιφανειακή διασπορά και όλους τους παραπάνω παράγοντες

25 ΦΘΟΡΑ ΚΟΛΟΒΑΚΤΗΡΙΔΙΩΝ ΛΟΓΩ ΗΛΙΑΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ Ηλιακή ακτινοβολία Πεδίο λυμάτων U Ζώνη κολύμβησης Χ t δ =X/U Φλέβα Αγωγός εκβολής Διαχυτήρας

26 ΦΘΟΡΑ ΚΟΛΟΒΑΚΤΗΡΙΔΙΩΝ ΛΟΓΩ ΗΛΙΑΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ dn/dt=-k i N K i =συντελεστής φθοράς N t =N αρχ e -Kit J t j =χρόνος διαδρομής N =N αρχ e -Ki(X/U J) Για κάθε συνδυασμό i,j υπολoγίζεται το N ij

27 ΣΥΝΟΛΙΚΗ ΜΕΙΩΣΗ ΚΟΛΟΒΑΚΤΗΡΙΔΙΩΝ ΑΡΧΙΚΗ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΗ= N o ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ=N 1 =N o /S ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΗ ΣΤΗΝ ΑΚΤΗ=N= N o *e -Ki(X/Uj )/ (S*S επ.διασπ ) Για κάθε συνδυασμό i,j υπολoγίζεται το N ij

28 ΠΙΘΑΝΟΤΙΚΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΦΘΟΡΑΣ ΚΟΛΟΒΑΚΤΗΡΙΔΙΩΝ p=πιθανοτική κατανομή Κ p1 p p3 p4 p5 p6 K1 K K3 K4 K5 K6 p1 P P3 U1 U U3 N 11 p=πιθανοτική κατανομή U P4 P5 U4 U5 N 34 P6 U6 P7 U7 p8 U8 p9 U9 N 9 Υπολογίζεται σε κάθε κελί η τιμή Ν ij

29 ΠΙΘΑΝΟΤΙΚΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΦΘΟΡΑΣ ΚΟΛΟΒΑΚΤΗΡΙΔΙΩΝ p=πιθανοτική κατανομή Κ p1 p p3 p4 p5 p6 K1 K K3 K4 K5 K6 p1 P P3 U1 U U3 1(Nij>όριο) p=πιθανοτική κατανομή U P4 P5 U4 U5 0(Nij<όριο) P6 U6 P7 U7 p8 U8 p9 U9 Γινόμενο p1*p1*τιμή κελιού(0 η 1)*100=Ποσοστό τιμών>όριο

30 ΝΟΜΟΘΕΣΙΑ ΑΚΤΩΝ ΚΟΛΥΜΒΗΣΗΣ Επιτρεπόμενες συγκεντρώσεις Περιττωματικών Κολοβακτηριδίων (FC) ανά 100 ml Προηγούμενο ΕΕ : 000 FC/100 ml, για το 95% των δειγμάτων Ελληνική Νομοθεσία : 500 FC/100 ml, για το 95% των δειγμάτων ΝΕΑ ΟΔΗΓΙΑ ΕΕ : Αποδεκτό Εξαιρετικής Ποιότητας 500 EC/100 ml, για το 95% των δειγμάτων 50 EC/100 ml, για το 95% των δειγμάτων

31 ΝΟΜΟΘΕΣΙΑ ΑΚΤΩΝ ΚΟΛΥΜΒΗΣΗΣ Που και πότε ισχύουν τα όρια Προηγούμενο ΕΕ : 000 FC/100 ml, για το 95% των δειγμάτων Στις ακτές κολύμβησης (που καθορίζονται από κάθε Κράτος Μέλος ανάλογα με το πλήθος των λουομένων, τον τουρισμό κ.λ.π.) Την κολυμβητική περίοδο (συνήθως Απρίλιο-Οκτώβριο) Κατά τη διάρκεια της ημέρας (συνήθως 8 πμ-8 μμ) Κάθε Κράτος Μέλος υποβάλλει ετήσια έκθεση στην ΕΕ με τις θέσεις, το πρόγραμμα ελέγχου, το ποσοστό συμμόρφωσης και τις θέσεις που είναι προβληματικές Το ΥΠΕΧΩΔΕ δημοσιοποιεί την ετήσια έκθεση για ενημέρωση του κοινού