Monitoring pro GO HMP

Článk y a publikace
Monitoring pro GO HMP
1. Význam a účel měření pro zpracování
stanovení koncepce monitoringu a vytvoření
Srážkoměr SR03RD/V
GO HMP
logického a funkčního systému provozu
Celkem - 19
monitorovacích míst (včetně zpracování dat)
Zakoupeno v rámci projektu - 18
je v rozsáhlém projektu, jímž GO HMP
Zajištěno LERMO FSv ČVUT - 1
Měření v povodí zájmového území GO HMP
představuje
jeden
ze
základních
technologických pilířů metodiky zpracování
GO HMP tak, jak bylo definováno v Zadání
GO HMP, ověřeno na Pilotním projektu GO
HMP a představeno v nabídce zpracovatele
projektu. Monitoring je navázán na systém
zpracování GO HMP a koncepce monitoringu
vychází z koncepce řešení GO HMP. Na
bezesporu
systém
Monitoring
funguje
v
časovém
a
jak
se
měřítku
a
nelehkým
Hladinoměr MS4016 Ex
stávajícího
Celkem - 25
systému,
spolupráce
s
jeho
provozovatelem a v návaznosti na cíle celého
Zajištěno PVS - 4
projektu GO HMP bylo v rámci monitoringu
Zapůjčeno PVK - 3
nutné provést zejména následující aktivity:
Zakoupeno v rámci projektu - 18
►
definice klíčových veličin měření a jejich
Průtokoměr ADS 3600
prostorové a časové rozložení,
Celkem - 20
►
o tom, jak se chová systém odvodnění, jak
tento
zásadním
koncepčním úkolem. Na základě analýzy
základě definice je možné konstatovat, že
monitoring podává uživateli soubor informací
je,
mění.
definice metodiky měření jednotlivých
Zajištěno PVS - 2
veličin (viz Zadání GO HMP, Pilotní
Zapůjčeno PVK - 1
projekt a Nabídka zpracovatele),
Zakoupeno v rámci projektu - 17
podléhá
procesu etapizace a schematizace celého
►
►
detail, monitoring sleduje stejný způsob
zjednodušení. Z úrovně zjednodušení a
z nároků metodiky uplatňované v různých
etapách zpracování GO HMP pak vychází
časové měřítko neboli podrobnost a doba
sledování jednotlivých údajů (srážek, průtoků,
kvality apod.).
Vzorkovač SIGMA 900MAX
měřících zařízení,
projektu. Stejně jako v celém systému GO
HMP se postupuje od velké schematizace po
stanovení vhodné lokalizace a skladby
stanovení primárního systému kontroly,
transferu a archivace dat.
Zakoupeno v rámci projektu - 2
roku 1999 a tvořily podstatný objem části
Kvalitativní sonda GRANT YSI 9000
etapy A GO HMP nazvané „Příprava měření
Celkem - 1
a založení monitorovacího systému“. Kvalita
Zakoupeno v rámci projektu - 1
provedení těchto prací následně ovlivňuje
kvalitu zpracování a realizaci dalších činností
celého projektu. Proto jim byla věnována
ze základních zdrojů informací o aktuálním
značná
provozním stavu systému,
zpracovatele.
trendů
podklad pro
odtoku
(resp.
Zajištěno PVS - 1
Všechny tyto práce probíhaly od počátku
Z tohoto pohledu představuje měření jeden
vyhodnocení
Celkem - 3
pozornost
a
objemy
prací
Jednotlivé lokality pro měření dešťů byly
vybrány s ohledem na konfiguraci terénu a
uspořádání stokové sítě. Celkem je v rámci
etap GO HMP kontinuálně provozováno 19
3. Použitá měřící technika a měrné profily
dešťoměrů v lokalitách na území hl. m.
korelačních metod a především, s ohledem
Měřící technika pro GO HMP byla již
Prahy. 18 lokalit je osazeno člunkovými
na zvolenou technologii, základní vstupní
testována v rámci pilotního projektu GO
srážkoměry SR03RD/V/G, jedna člunkovým
prvek pro kalibraci a verifikaci matematických
HMP.
srážkoměrem Anemo SR49.
simulačních modelů.
posuzovány navzájem odlišné typy měřící
hmotnostního toku) na základě statistických a
S ohledem na obsah a náplň etap C až F GO
HMP zahrnují tyto části zpracování projektu
následné
skupiny
činností
měření
v zájmovém území:
►
►
komplexní
Během
techniky
pro
tohoto
monitoring
projektu
srážek,
byly
Pro
měření
hladin
ve
stokové
síti
a
hladin,
průtoků a kvality vody a jejich vzájemná
kombinace.
Pro
monitorovacího
zajištění
programu
celého
bylo
nezbytné
zajistit odpovídající počty měřících zařízení a
kontinuální
dešťoměrná
v dostatečném předstihu tak, aby bylo možné
měření pokrývající celé území HMP,
v termínu
měření
odpovídající etapám zpracování. Vzhledem
hladin
ve
vybraných
k počtu
oddělovacích komor (OK),
zahájit
a
první měrnou
vysoké
technologické
kampaň
úrovni
jednotlivých měřících zařízení, jejichž výroba
►
měření hladin a průtoků ve významných
(uzávěrných) profilech kmenových stok a
hlavních sběračů,
►
na dny a týdny, ale na měsíce, nebylo včasné
zajištění celé dodávky snadnou etapou celé
odběry vzorků kvality odpadní vody ve
vybraných profilech stokové sítě, a to jak
pro bezdeštný stav, tak i za dešťového
odtoku
►
a následné dodací lhůty se obvykle nepočítá
úvodní fáze GO.
Celkový počet měřících přístrojů byl zajištěn
z
několika zdrojů a odpovídá rozsahu a
významu celého projektu. Část přístrojů byla
odběry
vzorků
(drobné
vodní
vody
toky),
v recipientech
pro
stanovení
kvalitativních ukazatelů.
2. Principy realizace měrné kampaně
zpracovateli GO HMP zapůjčena ze strany
zadavatele
nebo
provozovatele
systému
odvodnění hl. m. Prahy. Převážná část
potřebné měřící techniky však byla pořízena
v rámci zpracování projektu. Celkový počet
v recipientu
Příprava a založení monitorovacího systému
jednotlivých přístrojů na monitoring a zdroj
soupravy MS 4016Ex. Pro měření průtoku
je vedle důsledné a pravidelné kontroly
jejich
byly pořízeny průtokoměry ADS, model 3600,
klíčovou fází každého monitoringu. Správné
tabulce.
zajištění je uveden v
následující
byly
použity
monitorovací
se záznamem hloubky v průtočném profilu a
Článk y a publikace
rychlosti proudu.. V rámci etapy C byly
D19). V rámci realizace měrné kampaně je
V rámci projektu je používán jako nástroj pro
provozovány 4 hladinoměry a 9 průtokoměrů,
realizována spolupráce nejen s měřičskou
zpracování, kontrolu presentaci a archivaci
pro etapu D bylo použito 11 hladinoměrů a 10
skupinou PVK, ale přímo jsou činnosti
časových řad programový prostředek
průtokoměrů, celkem tedy realizace obou
související
etap představovala souběžný kontinuální
zástupci provozu PVK tak, aby byla zajištěna
provoz 15 hladinoměrů a 19 průtokoměrů.
nejen přímá vazba provozovatele na zjištěný
Etapy E a F pak představují souběžný provoz
aktuální stav systému, ale aby i na druhou
vždy 24 hladinoměrů a 19 průtokoměrů.
stranu
Konkrétní lokality měrných profilů odpovídají
bezpečnostní
s měřením
byla
koordinovány
minimalizována
možná
rizika
straně
na
příslušným etapám, tedy pro etapu C se
zpracovatelského
jedná o kmenové stoky v okolí ÚČOV, pro
informovanost
etapu
úpravách, přepojeních, atd.).
D
je
realizováno
měření
ve
významných nátocích do kmenové stoky K,
etapa E představuje horní povodí kmenových
stok A-F (rámcově severní polovina území
města) a etapa F pak horní části povodí
zaústěných finálně do kmenového sběrače K.
se
týmu
o
(vzájemná
provozních
stavech,
účely
GO
HMP
je
založena
síť
srážkoměrů, která pokrývá veškeré etapy
prací. Tento systém musel být zprovozněn
ještě před zahájením prací na etapě C a je
v provozu od 1.5.1999 do konce roku 2000.
ve vybraných profilech tak, aby vždy byla
pro systém odvodnění HMP bude možné
k dispozici nejenom kvalitativní měření, ale i
tento systém využívat i po uvedeném datu,
související informace o proteklém množství.
ovšem už mimo rámec zpracování tohoto
Lokality odběru tedy odpovídají místům, kde
projektu.
jsou
V každém
kvalitativních měření na stokách a v tocích
profilu byly prováděny 3 24-hodinové odběry
probíhala od 1.5.1999 do 30.4.2000 měrná
vzorků
12
kampaň pro řešení etap C a D. Tato kampaň
dvouhodinových směsných vzorků s tím, že
je zaměřena na dolní části kmenových stok
interval mezi dílčími odběry činil 15 minut. U
v oblasti nátoku na ÚČOV, resp. na hlavní
vzorků
přítoky kmenové stoky K. Následují dvě
tak,
byly
že
výsledkem
stanoveny
tyto
bylo
základní
datových formátů a provádět jejich grafické
znázornění podle uživatelem definovaných
schémat.
Výstupem srážkoměrného měření je časová
řada
dále
Pro
V návaznosti na návrh trvalého monitoringu
průtokoměry.
to, že umožňuje zpracovávat data různých
Z pohledu
kvantitativních
v µm/s
s časovým
krokem
2000,
jako
základ
veličin
jako
pro
výpočet
např.
srážkové
úhrny. Výstupem měření hladin je časová
řada
hloubky
vody
v měrném
profilu
v časovém intervalu archivace 2 minuty.
Surová data jsou načtena do programového
prostředku Gandalf, kde probíhá kontrola
z hlediska
správnosti
odstraňovány
a
případné
z dat
jsou
výpadky
(jako
podklad slouží také reporty měřičské skupiny
získané při pravidelné kontrole přístrojů).
Výstupem měření průtoků jsou časové řady
hloubky, střední profilové rychlosti a průtoku
v měrném profilu.. Surová data (hloubka,
střední průřezová rychlost) jsou měřícím
přístrojem dle potřeb archivována:
►
v ekvidistantním časovém kroku, obvykle
dvouměsíční
Ncelkový, Pcelkový, N-NH4+, NL. Pro odběr
realizované v období duben-květen a srpen-
vzorků
používány
září 2000. Tyto kampaně jsou zaměřeny na
vzorkovače EPIC 1011 a SIGMA 900 MAX.
horní části povodí kmenových stok, v souladu
záznam
Odběry vzorků odpadní vody za deště budou
s řešením etapy E a F. Naměřená data jsou
prováděn standardně s časovým krokem
prováděny v rámci realizace etap E a F
zpracovávána a prezentována v rámci řešení
10 minut a ke zhuštění časového kroku
v průběhu roku 2000.
jednotlivých etap GO HMP.
na 2 minuty dochází při překročení
Kvalita vody v recipientech byla zjišťována
5. Zpracování naměřených dat
definované podmínky (mezní hloubka),
byly
v roce
a
použita
odvozených
ukazatele znečištění: pH, BSK5, CHSKCR,
v kanalizaci
kampaně
intenzit
archivace 1 minuta. Zpracovaná data jsou
Odběry bezdeštných vzorků byly prováděny
instalovány
Gandalf. Výhodou tohoto přístupu je zejména
►
v proměnném
za
časovém
kroku,
bezdeštného
stavu
kdy
je
tj. za dešťového odtoku z povodí.
jednak bodově v rámci tzv. biologického
screeningu toků. Dále byly
2 – 5 min
pro významné
toky odebrány slévané vzorky v horním a
dolním uzávěrném profilu (Rokytka, Botič a
potoky
Kunratický,
Dalejský,
Motolský,
Šárecko-Litovický).
4. Organizace prací a časový rámec
měření
Organizace měření pro tak rozsáhlý projekt
výrazně
ovlivňuje
efektivitu
nemalých
prostředků vložených do této části projektu.
Nejedná se jen
o vlastní organizování
měřících prací, ale také o toky dat v rámci
měření, časové intervaly měření, formáty
souborů naměřených hodnot apod. Vzhledem
ke komplexnosti a rozsahu měření (ale i
vzhledem
k mnoha
specifickým
faktorům
celého procesu, jako jsou např. podmínky
vstupu do kanalizace, v některých případech
nutnost provozních opatření na stokové síti,
dopravní opatření, apod.) se na jeho realizaci
podílejí více subjektů. Na měrné kampani se
tedy kromě zpracovatelského týmu GO HMP
(Hydroprojekt + Hydroinform) významnou
měrou podílí měřičský tým provozovatele,
tedy PVK a dále laboratoře VÚV TGM (rozbor
vzorků) a LERMO FSv ČVUT (dešťoměr
Po kontrole a případných opravách dílčích
Ukázka zpracování projektu v programovém
prostředku Gandalf
intervalů
časových
řad
je
dle
rovnice
kontinuity vypočtena časová řada průtoku
QCONTINUITY.
Pro
potřeby
případných
náhrad výpadků rychlostního senzoru je
Článk y a publikace
z časové
řady
parametrů
hloubek
Manningovy
a
stanovených
rovnice
(n,
id)
obsahem
kampaně
poměrů v jednotlivých částech sítě, které
v jednotlivých fázích projektu je pak zejména:
celé
monitorovací
přispívají k optimalizaci provozu stokové sítě.
vypočtena časová řada průtoku QMANNING.
Jak již bylo uvedeno v úvodu, existuje přímá
Finální časová řada průtoku je založena na
časové řadě QCONTINUITY s případnými
►
(resp. přímo jejich použitelnost s ohledem na
►
Data o kvalitě odpadní vody jsou získávána
rozborem vzorků v laboratoři VUV Praha. V
závislost kalibrace a verifikace použitých
simulačních modelů na naměřených datech
srážek,
náhradami dílčích úseků časovou řadou
QMANNING.
získat informace o plošném rozložení
získat a vybrat vhodné kalibrační a
relevantnost dosažených výsledků). Dále
verifikační deště,
měření umožňuje posoudit aplikovatelnost
získat dlouhodobou časovou řadu dešťů
některých dílčích navrhovaných technických
odebraných vzorcích odpadních vod byly
a
opatření a v neposlední řadě je jedním ze
stanovovány
MOUSE NAM,
tyto
ukazatele
►
znečištění:
teplota (°C), pH, NL (mg/l), PCELK (mg/l),
CHSKCr (mg/l), BSK5 (mg/l), N-NH4 (mg/l),
►
NCELK (mg/l). Výsledky z rozborů vzorků
jsou
zpracovány
do
grafů
průběhu
sledovaných ukazatelů znečištění během
dne, z
►
►
6. Vybrané analýzy naměřených dat
Navržený systém měření vzhledem ke své
komplexnosti umožňuje provádět některé
►
účelem byl vypracován systém kontroly dat.
Systém
je
založen
programového
na
prostředku
možnostech
Gandalf
prvky odvodnění mezi sebou. Základem
systému
jsou
z jednotlivých
grafické
měrných
►
a
umožňuje sledovat vazby mezi jednotlivými
volené
technologií
vstupů
pro
koncepční
úvahy
následné aktivity v souvislosti s analýzou
Na druhé straně je ovšem třeba zdůraznit
městského odvodnění v Praze,
finanční náklady na realizaci měrné kampaně
získat informace o hydrodynamickém
hlavních
stok
formou
tohoto rozsahu a v neposlední řadě složitost
a komplexnost organizačního zajištění této
akce. Organizace měrné kampaně přitom
zahrnuje
rozsáhlé
spektrum
institucí
►
faktorů. Jako příklad lze uvést závislost
objektů na stokové síti (OK, rozdělovací
návrhu systému měrných profilů nejen na
komory) formou kontinuálního měření
koncepci zpracování GO HMP a provozních
hladin, případně průtoků
podmínkách stokové sítě, ale i na dopravní
získat informace o kvalitě bezdeštného
situaci příslušné komunikace s ohledem na
odtoku odpadních vod,
její zatížení a významnost.
získat informace o kvalitě odpadních vod
získat
informace
o
průtokových
poměrech a kvalitě vody v recipientech a
►
analyzovat registrovaná data a ve vazbě
na výsledky simulací navrhnout strategii
sledovat daný cíl, tzn. součtové či rozdílové
pro dlouhodobý monitoring v
celém
kontroly, časové posuny atd.
systému
města
odvodnění
hlavního
Prahy.
Ing. Karel Pryl
1
Ing. Milan Suchánek 2
Ing. Michal Dolejš3
1
DHI Hydroinform, a.s., Na Vrších 5/1490,
100 00 Praha 10, [email protected]
2
DHI Hydroinform, a.s., Na Vrších 5/1490,
100 00 Praha 10, [email protected]
3
Pražské vodovody a kanalizace a.s.,
Pařížská 11, 110 00 Praha 1,
[email protected]
Publikováno :
SOVAK 7-8/2000
Q02 stoka E -Povltavská, Q01 stoka EBohnický sběrač, Q03 stoka F -Nad
Kazankou, H01- OK1E, srážkoměr D06 Bohnice.
8. Závěrem
Lze
konstatovat,
kampaně
že
významně
realizace
přispívá
měrné
k detailní
znalosti jednotlivých objektů na kanalizační
síti, resp. hlavních stok, a to z důvodu
provázanosti měření s průzkumem stokové
7. Cíle, resp. výstupy měření pro GO HMP
sítě nutným pro odpovědný výběr konkrétních
lokalit měrných profilů.
Cíle a následně tedy i výstupy monitoringu,
jak již bylo několikrát zdůrazněno, vycházejí
z celkových cílů celého projektu a jsou s ním
úzce svázány. Specifickými cíli neboli
a
získat informace o chování důležitých
tématicky tak, aby umožňovaly jednoduše
Vzájemná vazba mezi stokami E a F profily
v rámci
variantních řešení GO HMP.
za dešťového odtoku,
presentace
profilů
simulaci
kontinuálního měření průtoků,
hodnota kvality vody v profilu a vyhodnoceny
další analýzy na naměřených datech. Z tímto
pro
položit základ k historické řadě dešťů pro
chování
nich pak je stanovena průměrná
denní kolísání kvality vody.
průtoků
Dalším
neméně
významným
výsledkem
měření je poznání skutečných průtokových
Článk y a publikace