Συµπόσιο για τη ιαχείριση Υδατικών Πόρων Θήβα, 9 Απριλίου 25 Παρασιτικές Εισροές σε ίκτυα Ακαθάρτων ηµήτρης Κουτσογιάννης, Ιωάννα Ζαλαχώρη & Ανδρέας Ανδρεαδάκης Τοµέας Υδατικών Πόρων, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Προέλευση παρασιτικών εισροών Υπόγεια Ύδατα Εισέρχονται: από ατέλειες στην κατασκευή και τη σύνδεση καθώς και από φθορές των αγωγών και των φρεατίων (κυρίως των αγωγών ιδιωτικών συνδέσεων), από παράνοµες συνδέσεις αποστραγγιστικών αγωγών θεµελίων Όµβρια Ύδατα Εισέρχονται: από παράνοµες συνδέσεις ιδιωτικών αποχετεύσεων οµβρίων (αυλές, οροφές κτλ.) από καλύµµατα φρεατίων από ατέλειες στην κατασκευή και τη σύνδεση των αγωγών απότοδίκτυοόµβριων
Προέλευση Παρασιτικών Εισροών (2) Παράνοµη σύνδεση υδρορροής στο δίκτυο ακαθάρτων Φρεάτιο χωρίς στεγανότητα Αρµοί και ρωγµές σε αποχετευτικό αγωγό ιαβρωµένος αγωγός αποχέτευσης Προβλήµατα ίκτυο Ακαθάρτων Επιβάρυνση αγωγών Υπερχείλιση αγωγών Αύξηση λειτουργικού κόστους συλλογής Εγκατάσταση Επεξεργασίας Λυµάτων Ανεπαρκής επεξεργασία λυµάτων (ανάγκη συχνών παρακάµψεων ή διαταραχών) Αύξηση λειτουργικού κόστους εγκατάστασης υσµενείς επιπτώσεις στον αποδέκτη
Αιτίες Υπερχείλισης Αγωγών Ακαθάρτων (α) Παρασιτικές εισροές 27% Έµφραξη σωλήνων 43% Ανεπαρκής ικανότητα συστήµατος 7% Θραύση σωλήνων 12% Ενεργειακή βλάβη 11% (β) Παρασιτικές εισροές 38% Άλλοι λόγοι 15% Ρίζες δένδρων 21% Έµφραξη από Συσσώρευση λιπών 2% Έµφραξη από συνδυασµό ριζών και λιπών 6% Πηγές: (α) είγµα 6 αποχετευτικών δικτύων στις ΗΠΑ από: US Environmental Protection Agency (USEPA) (1996), National Conference on Sanitary Sewer Overflows, EPA/625/R96/7, Office of Water. Washington, DC. (β) δείγµα 284 αστοχιών στο Fayetteville (Αριζόνα, ΗΠΑ) από: Jurgens, D.E. and H.M. Kelso (1996). Sewer rehabilitation: the techniques of success, in USEPA. National Conference on Sanitary Sewer Overflows, EPA/625/R96/7. Office of Water. Washington, DC. Αντιµετώπιση στο στάδιο σχεδιασµού -κατασκευής Προσαύξηση στη διαστασιολόγηση αγωγών Ενσωµάτωση νέων τεχνολογιών και υλικών στην κατασκευή Επιµελής κατασκευή Πλήρης διαµόρφωση δικτύου (µαζί µε τις ιδιωτικές συνδέσεις)
Εντοπισµόςστοστάδιολειτουργίας Επί τόπου έλεγχος Σταθµήµετρα / Όργανα συνεχούς καταγραφής της παροχήςσεεπίφοβεςθέσεις Test Καπνού Χρήση χρωστικών ουσιών σε επίφοβες θέσεις Έλεγχος µε κλειστό κύκλωµα τηλεόρασης. Αρχείο δικτύου Μέθοδοι Εντοπισµού Test Καπνού & Έλεγχος µε κλειστό κύκλωµα τηλεόρασης
Αντιµετώπιση στο Στάδιο Λειτουργίας Οικονοµοτεχνική Μελέτη Επιδιόρθωση ικτύου (εάν είναι σκόπιµη) διόρθωση τοπικών / εκτεταµένων ατελειών σφράγιση φρεατίων / αρµών καθαίρεση παράνοµων συνδέσεων αντικατάσταση τµηµάτων αγωγού Επανακατασκευή Τµηµάτων ικτύου Παραδείγµατα αντιµετώπισης στις ΗΠΑ Alexandria, Virginia Austin, Texas Johnstown, Pennsylvania Broward County, Florida Honolulu, Hawaii Lower Paxton, Pennsylvania Countywide, Kentucky Plant City, Florida Boston, Massachusetts Tulsa, Oklahoma Springfield Skagit County, Washington Eaton Rapids City Louisiana Allegheny County Ottawa, Canada Indianapolis, Indiana
Παραδείγµατα αντιµετώπισης στην Ευρώπη Gothenburg, Σουηδία Στο πλαίσιο του προγράµµατος Noris αναπτύχθηκε το µοντέλο Sewsys για τον προσδιορισµό των παρασιτικών εισροών. Σουηδία Μοντέλο MouseNAM µε εφαρµογή στην Prague, Zagreb, Ljublijana, Goteborg Rya, Helsingborg, Sydney & Auckland. Bouguenais, Γαλλία Μοντέλο εκτίµησης παρασιτικών εισροών από όµβρια ύδατα. ΕΤΗ, Ελβετία Μέθοδοι Ποσοτικοποίησης Παρασιτικών Εισροών µε εφαρµογή σε πολλές ευρωπαϊκές πόλεις. Σύγκριση ΗΠΑ Ευρώπης ΗΠΑ Έρευνα & Κανονισµοί από τη δεκαετία 197. Εξέλιξη & Εφαρµογή εκτενώς έκτοτε. Ευρώπη Έρευνα από τη δεκαετία 199. Εφαρµογή περιορισµένη.
Αντιµετώπιση στην Ελλάδα Θεσµικό Πλαίσιο: Κτιριοδοµικός Κανονισµός (Απόφαση 346/34/1988, ΦΕΚ 59 / 1989 Άρθρο 26) 3.7.Απαγορεύεται η σύνδεση των εγκαταστάσεων αποχέτευσης λυµάτων ή αποβλήτων µεεγκαταστάσεις αποχέτευσης οµβρίων σε οποιοδήποτε σηµείο, πλην του παντορροϊκού δηµόσιου ή δηµοτικού αγωγού αποχέτευσης. 4.3.Εάν δεν υπάρχουν αγωγοί κατάλληλοι για τη διάθεση των οµβρίων, τότε αυτή µπορείναγίνεταισταρείθρα των πεζοδροµίων. Σε περίπτωση αδυναµίας διάθεσης των οµβρίων και εκεί, είναι δυνατή η διάθεση των οµβρίων σε απορροφητικό φρέαρ. Αντιµετώπιση στην Ελλάδα(2) Υποτίµηση του προβλήµατος Ελλιπή δεδοµένα για τα δίκτυα στον ελληνικό χώρο Ανεπαρκής έρευνα Έλλειψη ελέγχων Έλλειψη ενηµέρωσης µελετητών ιαµάχη µελετητών-επιβλεπόντων Έλλειψη ενηµέρωσης κοινής γνώµης
ίκτυο Ακαθάρτων Ιωαννίνων Εξυπηρετεί περίπου 13 κατοίκους Χωριστικό σύστηµα ίκτυο ακαθάρτων κατασκευασµένο την περίοδο 1985-2 Αγωγοί από PVC (κυρίως), σκυρόδεµα, αµιαντοτσιµέντο Χρήση ελαστικών δακτυλίων στεγάνωσης Πέντε αντλιοστάσια µε καταθλιπτικούς αγωγούς περίπου 3.5 km από PVC και πιο πρόσφατα πολυαιθυλένιο Επέκταση της εγκατάστασης επεξεργασίας λυµάτων το 23 Σύγκριση παροχής ακαθάρτων και υδατικής κατανάλωσης Παροχή (m 3 /d) 4 35 3 25 15 5 Παροχή Ακαθάρτων Ιωαννίνων ( + παρασιτικές εισροές) Υδατική Κατανάλωση Αυγ-99 εκ-99 Μαρ- Ιουν- Οκτ- Ιαν-1 Απρ-1 Ιουλ-1 Νοε-1 Φεβ-2 Μαϊ-2 Σεπ-2 εκ-2 Μαρ-3 Ιουν-3 Οκτ-3
Εµπειρικές Παρατηρήσεις (1) Συνθήκες υψηλού Υ.Ο. Συνθήκες χαµηλού Υ.Ο. 3 Υγρό εκαήµερο Υγρό εκαήµερο 25 Παροχή Ακαθάρτων (m 3 /d) 15 Ξηρό εκαήµερο Παροχή Ακαθάρτων (m 3 /d) 15 Ξηρό εκαήµερο 5 1-22/3/22 4-16/4/22 5 15-27/8/22 28/8-7/9/22 2 4 6 8 1 12 14 Ηµέρες (d) 2 4 6 8 1 12 Ηµέρες Εµπειρικές Παρατηρήσεις (2) Ξηρές συνθήκες Αξιοποίηση ποιοτικών δεικτών 25 Υψηλός Υ.Ο. 45 4 Παροχή Ακαθάρτων (m 3 /d) 15 5 9-19/3/22 16-26/8/22 Παροχή Ακαθάρτων ( m 3 /d) 35 3 25 15 R 2 =.2578 Χαµηλός Υ.Ο. 2 4 6 8 1 12 Ηµέρες 5 2 4 6 8 1 Συγκέντρωση NH 4 (mg/l)
Συσχέτιση παροχής ακαθάρτων - ύψους βροχής (1) Σε κλίµακα 2 ηµερών (παρούσα + χθεσινή ηµέρα) Ηµερήσια παροχή ακαθάρτων (m ( ) 3 /d) 5 4 3 R 2 =.2271 2 4 6 8 1 12 Ύψος βροχής διηµέρου (mm) Συσχέτιση παροχής ακαθάρτων - ύψους βροχής (2) Σε κλίµακα 3 ηµερών Ηµερήσια παροχή ( ακαθάρτων ) (m 3 /d) 5 4 3 R 2 =,4641 2 4 6 8 1 12 14 16 Σταθµισµένούψοςβροχήςτων3 προηγούµενων ηµερών (mm)
Συσχέτιση παροχής ακαθάρτων - ύψους βροχής (3) Κλίµακα διηµέρου 23% εξηγούµενη διασπορά Κλίµακα 3 ηµερών 46% εξηγούµενη διασπορά Μικρότερη η συµβολή οµβρίων Σηµαντική η συµβολή υπόγειων νερών εν υπάρχουν στοιχεία στάθµης υπόγειων νερών Ως έµµεσος δείκτης των υπόγειων νερών µπορεί να θεωρηθεί η παροχή των ποταµών των γειτονικών λεκανών Συσχέτιση παροχής ακαθάρτων - παροχής ποταµών Κλίµακα 2 ηµερών Ποταµοί Λούρος, Αώος, Άραχθος Ηµερήσια παροχή ακαθάρτων (m 3 /d) 6 5 4 3 R 2 =,5975 5 1 15 2 Αθροιστική σταθµισµένη παροχή ποταµών 2 ηµερών (m 3 /s)
Συσχέτιση Παροχής Ακαθάρτων-Παροχής Ποταµών Κλίµακα 3 ηµερών Ηµερήσια παροχή ακαθάρτων (m 3 /d) 5 4 3 R 2 =,6233 2 4 6 8 1 12 14 16 Αθροιστική σταθµισµένη παροχή ποταµών 3 ηµερών (m 3 /s) Μοντέλο για την εκτίµηση των παρασιτικών εισροών Μη γραµµικό µοντέλο παλινδρόµησης Q = a + b Π c + d Β e + E όπου Q: παροχή ακαθάρτων Π: παροχή ποταµών σε κλίµακα 3 ηµερών Β: ηµερήσιο ύψος βροχής Ε: πρόσθετη συνιστώσα οµβρίων (από φιλτράρισµα χρονοσειράς) a, b, c, e: συντελεστές Παροχή λυµάτων Εισροές οµβρίων Εισροές υπόγειου νερού
Έλεγχος Αξιοπιστίας Μοντέλου µ ( ) Εκτιµηµένη ηµερήσια παροχή ακαθάρτων (m 3 /d) 5 4 3 Γραµµή ισότητας 3 4 5 Μετρηµένη ηµερήσια παροχή ακαθάρτων (m 3 /d) Εξαγωγή παρασιτικών εισροών Μετρηµένη ηµερήσια παροχή ακαθάρτων ρ ( (m 3 /d) ) 6 5 4 3 R 2 =,7615 5 15 25 3 35 4 Εκτίµηση ηµερήσιων παρασιτικών εισροών (m 3 /d)
Ανακατασκευή χρονοσειρών παρασιτικών εισροών Παροχή (m ρ χ ή ( 3 /d) ) 25 15 5 Εισροή Υπογειων Νερών Εισροή Οµβρίων εκ-99 Ιουν- Νοε- Μαϊ-1 Νοε-1 Μαϊ-2 Νοε-2 Μαϊ-3 Νοε-3 Συνιστώσες παροχής ακαθάρτων Μέση παροχή Ανώτερες 5% τιµές της παροχής Όµβρια 4% Υπόγεια νερά 31% Λύµατα 65% Όµβρια 4% Λύµατα 33% Υπόγεια νερά 27%
Συµπεράσµατα Οι παρασιτικές εισροές επηρεάζουν όλο το υδροσύστηµα της αποχέτευσης: ίκτυο - Εγκατάσταση επεξεργασίας Αποδέκτης. Παγκοσµίως αποτελεί ένα από σηµαντικά προβλήµατα των αποχετευτικών συστηµάτων. Στην Ελλάδα αποτελεί σηµαντικό πρόβληµα αλλά έχει υποτιµηθεί. Στα Ιωάννινα οι παρασιτικές εισροές ξεπερνούν σηµαντικά τις παροχές λυµάτων. Σηµαντικότερηησυµβολή των υπόγειων νερών σε όγκο και των όµβριων σε παροχή αιχµής. Επιτακτική η ανάγκη για αντιµετώπιση προβλήµατος σε επίπεδο σχεδιασµού, παρακολούθησης-ελέγχου και µέτρων για το µετριασµό.