Viden der styrker ida.dk
SPILDEVANDSKOMITEEN
ERFARINGSUDVEKSLING I VANDMILJØTEKNIKKEN NR. 4
●
36. ÅRGANG
● DECEMBER 2023
EVA
Adresseliste for udvalgsmedlemmer –
Tina Kristensen Nettelfield (Formand)
Rambøll A/S Olof Palmes Allé 22,8200 Aarhus N e-mail: tknd@ramboll.dk Tlf.: 51 61 29 23
Julie Evald HOFOR Ørestads Blvd. 35, 2300 København e-mail: julbje@hofor.dk Tlf. 71 90 90 07
Anders Badsberg Larsen Jesper Ellerbæk Nielsen (Næstformand)
Aalborg Universitet, Institut for Byggeri, By og Miljø Thomas Manns Vej 23, 9220 Aalborg Ø e-mail: jen@build.aau.dk Tlf. 99 40 29 05
Benedikte Foldby Jakobsen (Kasserer)
Nordiq Group Filmbyen 23, 2. tv, 8000 Aarhus C e-mail: bfj@nordiq-group.dk Tlf. 31 32 30 23
WSP Alfred Nobels Vej 21C st. tv, 9220 Aalborg Øst mail: anders.badsberg@wsp.com Tlf. 45 60 40 04 92
Signe Barnes Novozymes A/S Hallas Alle 1, 4400 Kalundborg Denmark e-mail: sgba@novozymes.com Tlf. 30 77 09 85
Klaus K. Jensen Vejle Spildevand A/S Toldbodvej 20, 7100 Vejle Email: klaje@vejlespildevand.dk Tlf. 51 72 48 93
Udgiver Ingeniørforeningen, IDA – Spildevandskomiteen Erfaringsudveksling i Vandmiljøteknikken EVA. Indlæggene i bladet står for forfatterens egen regning, og Eva-udvalget er ikke nødvendigvis enig i den udtrykte holdning eller anbefaling. Hjemmeside www.evanet.dk E-mail evaudvalg@gmail.com Dette blads redaktør Julie Evald, julbje@hofor.dk
ISSN: 1901-3663
Næste blads redaktør Klaus K. Jensen, klaje@vejlespildevand.dk Deadline for indlæg til næste blad Marts 2024 Næste blad forventes udgivet April 2024 Redaktion Margrethe Nedergaard, man@skanderborgforsyning.dk
Indhold Leder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
Indbydelse til Temadag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
Indbydelse til Webinar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11
Pumpesystemer for spilde- og regnvand – Nogle grundlæggende principper? Torben Larsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12
Vedligehold af pumper og kontrol af pumpestationer – Er dette en god ide? Morten Blemholt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Er der forskel på Køge Nord og GOOGLE? Christian Bjoljahn Vanman og Tore Bro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Effekter af ikke-lineær og ikke-stationær systemrespons Dan Rosbjerg. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Kalender
Faglige arrangementer EVA-udvalget opfordrer til, at medlemmerne holder øje med faglige arrangementer på relevante hjemmesider (EVA-udvalget, DANVA, IDA Miljø, Ferkvandscenteret m.fl.) EVA-udvalget søger at placere temadage så de ikke konflikter med andre større fagligt relevante arrangementer.
Erfaringsudveksling i Vandmiljøteknikken EVA
Leder Et nyt år med tid til erfaringsudveksling Sidste temadag d. 5. oktober blev lidt utraditionelt afholdt på Radisson Blu Scandinavia Hotel, København. Her var der fokus på pumper og pumpestationer, hvor dagen startede med et indblik i de grundlæggende principper ved pumpesystemer. Vi blev også introduceret til ny Hovedpumpestation ved Svendborg Havn, Kalvebod skybrudstunnel og pumpestation, herunder udfordringer med placeringer, vejrforhold under etablering og udfordringer med udførelse af test af de store pumpestationer – alt dette kan I læse meget mere om under temadagen på Eva-udvalgets hjemmeside, hvor præsentationerne er uploadet, Sidst men ikke mindst var deltagerne på ekskursion til Danmarks største spildevandspumpestation, Kløvermarken som håndterer spildevand-/fællesvand fra ca. ½ million forbrugere. På næste temadag ”projekter fra A-Z”, der bliver afholdt d. 25. januar, vil vi høre indlæg fra forskellige sider af projekterne. Der vil blandt andet være fokus på projekter, hvor planlægningen foregår i sammenspil med flere interessenter samt hvordan det blev udført i praksis. Der vil også blive afholdt årsmøde, hvor der vil være valg til bestyrelsen – der kommer 3 ledige pladser i bestyrelsen, så hvis du ønsker at deltage i arbejdet med at arrangere temadage og være med til at formidle faglig viden, er det nu du skal slå til. Forslag til kandidater fremsendes senest onsdag d. 17. januar til Tina Kristensen Nettelfield på tknd@ramboll.dk og Benedikte Foldby Jacobsen på bfj@nordiq-group.dk. Tina Kristensen Nettelfield og Benedikte Foldby Jacobsen har begge været medlem af bestyrelsen i 2 x 3 år, og kan derfor ikke genopstille. Julie Evald har valgt at takke af i bestyrelsen og overlade sin post til nye kræfter. Bestyrelsen vil gerne takke de 3 for deres store arbejde i EVA-udvalget, hvor de alle har bidraget med stort engagement, samt godt humør og høj faglighed. Og en ekstra cadeau til Tina og Benedikte. Tina som har varetaget posten som formand med stor entusiasme i en del af bestyrelsestiden, samt Benedikte, som skarp har varetaget posten som kasserer.
Vi håber at se dig til næste temadag, som igen foregår på Hotel Nyborg Strand De bedste hilsner Eva-udvalget
5
EVA-udvalget indbyder til
EVA-temadag Torsdag den 25. januar 2024, Hotel Nyborg Strand
Projekter fra A-Z Vi vil på denne temadag høre indlæg fra forskellige sider af projekterne. Oftest har den enkelte medarbejder enten fokus på planlægning og hydraulikken eller projektering og udførelse i projektets faser, men vi synes det er vigtigt, at kende til alle afgreninger af projekter i vores snævre branche. Der vil derfor være fokus på projekter, hvor planlægningen foregår i sammenspil med flere interessenter samt hvordan det blev udført i praksis.
Vi starter med at give ordet til Regnudvalget, som vil uddybe Skrift 32 og anvendelsen af dette nye værktøj i projekterne. Vi har tidligere haft indlæg om netop det skrift hvilket medførte mange spørgsmål, hvorfor det er oplagt at starte dagen med dette vigtige emne. Dernæst præsenteres, hvad der kræves ved krydsning af en jernbanestækning og hvorfor det ikke ”bare” er som i gamle dage! Sidste del af dagen sætter vi fokus på implementering af typer af anlæg, som man begynder at se mere og mere. Der er ofte en række udfordringer, som skal håndteres undervejs, hvorfor det er essentielt at vidensdele om netop disse problematikker. Det gør sig både gældende i LAR-anlæg og vakuumkloakering. Der inviteres altså til en dag, hvor der vil være en masse erfaringsudveksling gennem projekter og mulighed for at netværke med flere i branchen, som man typisk ikke møder i sine projekter. Vi håber, med denne dag, at give et større fagligt billede af hvad projekter indeholder af analyser og projektering fra A-Z. Husk der ligeledes er årsmøde og valg af nye bestyrelsesmedlemmer!
DELTAGERGEBYR STUDERENDE, IKKE MEDLEM AF IDA kr. 0 LEDIG kr. 0
PROGRAM 9:30
10:00
Kaffe/te og rundstykker
Velkomst og indledning
v. Klaus K. Jensen, EVA udvalget
Introduktion til Introduktion til dagens emne
10:10 Skrift 32 v. Toke Sloth Illeris, Spildevandskomitéens regnudvalg
Vi kender og bruger den alle sammen; SVK-regnearkene til udtræk af CDS-regn, bassindimensionering og planlægning af LAR-elementer. I løbet af de sidste år er der arbejdet hårdt på at forbedre datagrundlaget bag og en ny udgave af regnearkene er officielt udgivet. I dette oplæg fortælles om hvad vi kan forvente af de opdaterede regneark; hvilke udfordringer der er løst, samt hvilke forudsætninger og begrænsninger vi fortsat skal være opmærksomme på.
STUDIEMEDLEM kr. 0 MEDLEM AF ARRANGØR kr. 2.150 IDA-MEDLEM kr. 2.150 SENIORMEDLEM kr. 2.550 IKKE IDA-MEDLEM kr. 3.450
Er du ph.d. studerende? Så kan du blive tilmeldt til 0 kr! Skriv til koordinator Sylvie Chambelland på syc@ida.dk så sørger hun for din tilmelding.
TILMELDING Tilmeld dig på IDAs hjemmeside
HVOR DU OPGIVER • Arrangement nr. • Navn • Adresse • Tlf. nr. • E-mail • Helst fødselsdato • Oplysning om du er ingeniør eller ej. (Arrangementet er åbent for alle)
10:40 Årsmøde EVA afholder årsmøde med beretning om sidste års arbejder. Der vil derudover være mulighed for at komme med input til udvalgets arbejde og ikke mindst, vil der være mulighed for at stille op som medlem af udvalget. Kun medlemmer kan deltage i årsmødet. Du kan nå at melde dig ind inden temadagen her: http://www.evanet.dk/saadan-bliver-du-medlem
1. Valg af dirigent
2. Bemærkninger til dagsorden
3. Formandens beretning
4. Fremlæggelse af regnskab
5. Valg af udvalgsmedlemmer*
6. Eventuelt
*Tina Kristensen Nettelfield har været medlem af bestyrelsen i 2 x 3 år og kan derfor ikke genopstille.
Benedickte Foldby Jakobsen har været medlem af bestyrelsen i 2 x 3 år og kan derfor ikke genopstille.
Julie Evald har været medlem af bestyrelsen i 3 år og ønsker ikke at genopstille.
Forslag til kandidater fremsendes til Tina Nettelfield (tknd@Ramboll.dk) og Benedikte Foldby Jakobsen (Jbfj@nordiq-group.dk) senest den 17. januar 2024. Vil du stille op til udvalget kan du kontakte Tina på tknd@ramboll.dk eller på 51 61 29 23.
Eventuel afstemning ved kampvalg, afgives pr. e-mail til Sylvie Chambelland (syc@ida.dk) som behandles anonymt.
11:10
Kaffepause
11:30
Krydsning af jernbanen – hvor svært kan det være?
v. Kristian Rosted Brødbæk, COWI
Opgravningsfri ledningsetableringer benyttes i stor stil i forbindelse med krydsning af eksisterende infrastruktur. Hvor tilladelsen til krydsning af veje er en simpel proces, kan tilladelsesprocessen ved krydsning af eksisterende jernbaner være mere tidskrævende og procestung. Dette skyldes i al-overvejende grad, at jernbanen er kritisk infrastruktur og det faktum, at konstruktionerne er meget sætningsfølsomme grundet de høje toghastigheder. Oplægget vil tage udgangspunkt i en række krydsninger – fra små styrede underboringer til større tunneleringer og hvilke erfaringer, der er opnået i den forbindelse.
12:05
Stigsborg Brygge, utraditionel vandhåndtering i byggemodningsområde
v. Jacob Kiel Thomsen, NIRAS
I Aalborg kommunes største byggemodning i kystnærområde har blødbund, forurenet jord og myndighedens krav udfordret regnvandshåndteringen. Jacob vil fortælle om samarbejdet med bygherre, entreprenør og myndigheden samt hvordan regn- og spildevand håndteres i et utraditionelt anlæg med mange interessenter.
12:30
Frokost
13:30 Udløbsledning 20 m ud i fjorden, Bredballe v. Morten Smith & Klaus K. Jensen, Vejle Spildevand
I vil blive taget med igennem planfasen, hvilke myndigheder, der skal ansøges, tilbagemelding og myndighedskrav samt endelig udførelse af en Ø1.200 mm udløbsledning 20 meter ud i fjorden.
14:00 Vakuumkloakering – hvordan laver man det gode vakuumsystem, hvor har det sin berettigelse og hvorhenne fungerer det ikke? v. Søren Holm Andersen, Ucon Utility Consulting
14:30
Kaffepause
14:45 Regnvandshåndtering i Selling, Favrskov Kommune – Når virkeligheden overhaler planlægningen v. Lars Daugaard Andersen, Sweco feat. Nikolaj Thomassen, WSP Kloaksepareringen af byen Selling i Farvskov Kommune var planlagt som en helt traditionel kloakseparering, hvor regnvandet skulle renses og forsinkes i et regnvandsbassin med vådt rensevolumen. De geotekniske undersøgelser spænder dog ben for både den planlagte placering af bassin samt en traditionel separering af en vej på de skrånende arealer mod en ådal. Det var derfor nødvendigt at kaste projektet op i luften en gang til og tænke ud i alternative løsninger, hvor hensyn til vandløb, natur, miljø, udførelse samt minimering af risiko for ejendommene blev inddraget.
15:25 Afrunding og afsluttende bemærkninger v. Klaus K. Jensen, EVA-Udvalget
15:30
Tak for denne gang og kom godt hjem
SPILDEVANDSKOMITÉEN REGNUDVALG
t il
Webinar Gennemgang af værktøjerne til Skrift 32
a. vi ng ske di el an k lm t k Ti e t.d r a ne in eb VA w E
INVITATION TIL
8. februar 2024 kl. 14:30 - 15:30
Spildevandskomitéens regnudvalg gennemgår værktøjerne til Skrift 32, herunder: •
Funktionerne i Regnrækkeværktøjet med fokus på de ny funktioner, herunder beregning af klimafaktor og bassindimensionering
•
Klimafremskrivning i Skrift 30 vs. Skrift 32 og Klimaatlas og eksempler på brug af klimafaktor
•
Ændringer i LAR regnearket
•
Funktionerne i regnserieværktøjet.
Tilmeld: Tilmelding til webinaret kan ske via. EVA net.dk Deltagerne opfordres til at stille spørgsmål på forhånd til Toke Sloth Illeris: tosm@hofor.dk Spørgsmålene vil så vidt muligt blive adresseret i gennemgangen. Der vil være begrænset mulighed for at stille spørgsmål på webinaret.
12
Erfaringsudveksling i Vandmiljøteknikken EVA
Pumpesystemer for spilde- og regnvand – Nogle grundlæggende principper?
Af: Torben Larsen AAU BUILD - Aalborg Universitet tlar@build.aau.dk
Centralisering af spildevandsrensningen samt forøget fokus på behandling af regnvandsafstrømningen bidrager til øget vandtransport i land og by i lange pumpesystemer, hvilket i sagens natur lægger pres på at udforme disse systemer bedst muligt i forhold til miljø, energieffektivitet og økonomi.
I tidligere tider byggede afvanding af byer primært på gravitation. Vandtransport under tryk i lukkede rør har den store fordel at bebyggelser kan afvandes uafhængigt af de topografiske forhold, og i de seneste årtier er store lavtliggende arealer her i landet blevet inddraget til bymæssig bebyggelse. Samfundsudviklingen skubber på godt og ondt frem mod mere pumpning af spilde- og regnvand.
Hydraulisk/økonomisk dimensionering – valg af pumper og rør
På figur 1 ses et simpelt pumpesystem inklusive beliggenhed af den hydrauliske tryklinje. På figur 2 ses de kurver som benyttes ved den hydrauliske dimensionering af pumpesystemet.
Grundlæggende set er en given vandtransport ved pumpning fra punkt A til punkt B ikke en entydig ingeniørmæssig opgave. Med en matematisk synsvinkel kan det sammenlignes med løsning af én ligning to ubekendte. I princippet kan vi frit vælge en rørdiameter, hvorefter der må findes en pumpe der kan klare det dertil hørende energitab i røret. Vælges en anden rørdiameter må en anden pumpe udpeges.
Erfaringsudveksling i Vandmiljøteknikken EVA
13
Figur 1 Simpelt pumpesystem. Bemærk tryklinjens placering op- og nedstrøms pumpen.
Figur 2 Pumpekurver: 1) løftehøjde 2) virkningsgrad 3) effekt - alle som funktion af vandføring (volumenstrøm).
Der er således uendelig mange løsninger. En yderligere forudsætning er derfor at kræve. at de samlede omkostninger af både anskaffelse (etablering og indkøb) og drift (energi og vedligehold) skal være minimum opsummeret over systemets samlede levetid (kaldes ofte en livstidsanalyse). Resultatet af sådanne tekniske og økonomiske beregninger betegnes ofte pumpesystemets økonomiske rørdiameter eller systemets økonomiske strømningshastighed. (Pladsen her tillader ikke at relevante emner som CO 2 -begrænsning og bæredygtighedsvurderinger også inddrages). På figur 3, næste side er vist princippet ved bestemmelse af økonomisk diameter i pumpesystem med pumpe og rør. På figuren er rørdiameteren (x-aksen) den uafhængige variable. Til hver rørdiameter hører en optimale pumpe svarende til netop denne rørdiameter. Etableringsomkostningen for pumpen er således også en funktion af rørdiameteren. Den totale omkostning er summen af etableringsomkostning og driftsomkostning. Den økonomiske rørdiameter er dér hvor de totale omkostninger har minimum. Dette er en teoretisk betragtningsmåde, som må omsættes til den virkelige verden, fordi man i praksis kun kan købe henholdsvis rør og pumper i konkrete fastlagte størrelser.
Erfaringsudveksling i Vandmiljøteknikken EVA
14
Figur 3 Principskitse for bestemmelse af økonomisk rørdiameter.
I litteraturen nævnes ofte at den økonomiske strømningshastighed for pumpesystemer ligger på 0,8 – 1,2 m/s uden nærmere begrundelser og disse tal har øjensynlig stået uforandret i årtier. I andre af samfundets infrastrukturområder er transporthastighederne af energimæssige årsager gået ned de seneste 20 år. Det gælder til en vis grad flytrafikken, trafikken på motorveje, sejladsen med hurtigfærger osv. Det er derfor kun en formodning at vores kloakpumpesystemers økonomiske strømningshastighed sandsynlighedsvis burde have været reduceret de sidste 20 år. En nyvurdering er ønskelig.
Selvrensning og energieffektivitet
Det hydrauliske energitab i en pumpeledning er proportionalt med strømningshastigheden i anden potens. Men da transporttiden for en given transportlængde er omvendt proportionalt med hastigheden, bliver energitabet pr. flyttet rumfangsenhed proportionalt med hastigheden i første potens. Derfor er det, – alt andet lige, energimæssigt set er mest hensigtsmæssigt at pumpe så langsomt som muligt. Derfor bliver spørgsmålet om ledningens selvrensning essentielt, herunder spørgsmålet om den mindste acceptable hastighed i ledningen. (Dette gælder kun det hydrauliske energitab og ikke energiforbruget ved det geometriske løft). Pumpesystemer i såkaldte fællessystemer, der fører både spilde- og regnvand, dimensioneres normalt efter at skulle have en forholdsvis stor vandføringskapacitet under regn for at begrænse overløbene til omgivelserne. Principielt set kunne kravet om minimering af levetidsomkostningerne også gælde disse, men i praksis finder en sådan optimering sjældent sted på grund problemstillingens kompleksitet, som bl.a. indeholder usikkerhed om fremtidens forhold, bl.a. særligt energipriser og krav til tilladelige overløbsmængder. Formentlig sker der derfor ofte i praksis en vis grad af overdimensionering, som ville kunne reduceres ved en nøjere analyse.
Selvrensning – mindste tilladelige strømningshastighed Erfaringen har at vist, at det ikke er muligt ud fra teoretisk viden om sedimenttransport, mikrobiologi osv. at fastlægge den mindste tilladelige strømningshastighed (eller forskydningsspænding) der må kræves for at sikre at en given pumpeledning for spildevand ikke blokeres af sedimenter, afsætninger og lignende. I lærebøger og rapporter nævnes ofte at en minimumshastighed i rørene på 0,8 – 1,0 m/s vil være tilstrækkelig til at hindre at regelmæssig rensning af pumpeledninger for spildevand er nødvendig. Dette tal synes at være godt funderet på praktiske erfaring til trods for at den videnskabelige baggrund er lille. På den anden side må tallet anses at være en
Erfaringsudveksling i Vandmiljøteknikken EVA
form for gennemsnitsværdi for alle systemer, et tal som også indeholder, hvad vi kunne kalde en generel og ikke særlig præcis skønsmæssig sikkerhedsfaktor. Alligevel er det vigtigt at respektere sådanne praktiske erfaringer. Det forhold at der eksisterer et krav om minimumshastighed af hensyn til ledningens selvrensning, må overtrumfe kravet om at tilstræbe økonomisk hastighed hvis sidstnævnte er mindre end den kritiske selvrensningshastighed. Dette kunne man komme ud over hvis man i optimeringsregnestykket medtog omkostningerne ved regelmæssig rensning af ledningen (fx med rensegris).
Intermitterende pumpning – vandføringsregulering med start og stop af pumper På grund af variationerne i vandføringen har en stor del af pumpesystemerne en intermitterende drift, hvor der skiftes mellem kørende og stillestående pumper. I mindre vandløb og i gravitationsledninger med konstant vandføring vides at en strømningshastighed på omkring 0,3 m/s er tilstrækkelig til at sikre en fremadrettet transport af sand og dermed en rimelig selvrensning. Derfor synes et krav til minimumshastighed på 0,8 – 1,0 m/s i en spildevandspumpeledning at være relativ højt. Imidlertid må dette for det første tilskrives den intermitterende driftsform, som er nødvendig for at opretholde selvrensningshastigheden, når pumpen kører. For det andet ved vi at spildevandsstrømmen i timerne fra midnat til tidlig morgen stort set nul, og da det materiale, der sedimenterer i denne rolige periode, udviser en grad af kohæsion (evne til sammenklistring) vil sedimentet gradvist i disse timer opnå en vis styrke mod hydraulisk resuspension. Når strømhastigheden vokser op igen i løbet af dagen, kræves der større hastighed (dvs. større hastighed end de 0,3 m/s) for at løsne aflejringerne og sende dem videre med strømmen. Det er velkendt at en pumpeledning for spildevand har en hydraulisk ruhed (den såkaldte ”ækvivalente sandruhed”) der varierer med strømningshastigheden, og at ruheden vokser for aftagende hastighed (Pumpeståbi, 1990). Dette komplicerer naturligvis vurderingen af rørets økonomiske hastighed, men det giver også mulighed for forbedring af energieffektiviteten, fordi den gennemsnitlige tørvejrsdrift kan ske med en lavere strømningshastighed end den hastighed, der kræves ved den dimensionsgivende maksimumsvandføring, der ofte er knyttet til regnperioder.
Forbedret energieffektivitet med reduceret strømningshastighed Som allerede nævnt i forrige afsnit ved vi, at afsætninger af forskellig art betyder at kloakpumpeledningers ruhed efter nogle år stort set ikke afhænger af rørmaterialet, men at den til gengæld afhænger af strømningshastigheden. På grundlag af målinger i nogle konkrete systemer er der eksempler på at strømningshastigheden ved pumpning her har kunnet kan reduceres ned til 0,5 m/s uden at der opstår risiko for blokering af ledningen. Ruheden vokser som sagt, men det reducerede energitab på grund af hastighedsreduktionen har alligevel væsentlig større virkning. Der foreligger også resultater der viser at ruhed af sig selv finder tilbage til en lavere værdi hvis hastigheden forøges. Med forsigtighed (eventuelt med overvågning) er der således potentiale for forbedring af energieffektiviteten ved en reduktion af strømningshastigheden ned til omkring 0,5 – 0,6 m/s. Det ligger i sagens natur at gevinsten er størst i systemer med lav geometrisk løftehøjde. Geometrisk løft må altid betales 100 %. Vælges at pumpe med reduceret hastighed som plan A, kunne en plan B være at indrette systemet således at det regelmæssigt (måske én gang månedligt) blev renset med rensegris. Herved kunne det måske alligevel samlet set være en økonomisk fordel at reducere hastigheden.
15
Erfaringsudveksling i Vandmiljøteknikken EVA
16
Yderligere problemstillinger ved pumpesystemer
Denne artikel giver langt fra den komplette opskrift på det problemløse pumpesystem. Men afslutningsvis skal nævnes følgende to punkter der egentlig er velkendte. men som alligevel fortsætter med at dukke op. Et fælles træk for disse problemstillinger er at mulighederne for deres praktiske løsning aftager (eller forsvinder helt) når den geometriske størrelse (rørdiameteren) vokser.
Luftansamlinger Det er uundgåeligt at luft transporteres ind i pumpesystemerne, og dette volder ofte problemer med driften. Luftansamlinger (luftlommer) indsnævrer rørtværsnittet og skaber større hydraulisk modstand og forringer energieffektiviteten. Oftest opleves blot en reduceret vandføringsevne, men indeholder længdeprofilet flere højdepunkter og dermed luftlommer kan uacceptable forhold blive resultatet. Luftansamlinger kan forstærke de maksimale tryk ved trykstød.
Trykstød Trykstød opstår når pumper starter og stopper. Trykstød er normalt den kraftigste påvirkning en pumpeledning bliver udsat for og er derfor dimensionsgivende for ledningens styrke. I forbindelse med trykstød kan også uønsket undertryk optræde herunder kavitation. Trykstød er nærmere omtalt i et tidligere skrift udarbejdet til EVA-udvalget. En opdateret version af dette skrift ses på Larsen (2021).
Afsluttende bemærkning
Pumpning af spilde- og regnvand er kompliceret på grund af pumpemediets negative egenskaber. I forhold til anden pumpning af vand må drift og vedligehold derfor prioriteres særlig højt. Desuden er det er en pointe at mange fejl af fysisk/hydraulisk karakter (fx relateret til luftansamlinger og trykstød) er opstået, fordi man ukritisk har overført erfaringer fra små systemer til større systemer.
Referencer og kilder
På flere punkter er materiale til denne artikel er taget fra to fremragende eksamensprojekter fra civilingeniøruddannelsen i Vand og Miljø ved Aalborg Universitet udarbejdet af Mareike Arensman (2012) og Søren Holm Andersen (2015). Andersen, S. H. (2015). Driftsoptimering af Pumpesystemer. Speciale fra Civilingeniøruddannelsen i Vand og Miljø, Aalborg Universitet. Tilgængelig fra ”Aalborg Universitet – Det digitale projektbibliotek” https://projekter.aau.dk/projekter/ Arensman, M. (2012). Computerbaseret fjernovervågning af pumpesystemers behov for vedligehold. Speciale fra Civilingeniøruddannelsen i Vand og Miljø, Aalborg Universitet. Tilgængelig fra ”Aalborg Universitet – Det digitale projektbibliotek” https://projekter.aau.dk/projekter/ Larsen, T. (2012). Water Hammer in Pumped Sewer Mains. Department of Civil Engineering, Aalborg University. DCE Lecture notes No. 29. https://vbn.aau.dk/files/70238481/Water_Hammer_in_Pumped_Sewer_Mains.pdf PumpeStåbi (2000). Redaktion: Torben Larsen. Forlag: Ingeniøren|bøger. Sælges nu af bl.a. Polyteknisk Boghandel.
Erfaringsudveksling i Vandmiljøteknikken EVA
18
Vedligehold af pumper og kontrol af pumpestationer – Er dette en god ide?
Af: Morten Blemholt, Fagkoordinator Spildevand Drift HOFOR A/S mobl@hofor.dk
Forsyningerne skal mere og mere kunne dokumentere, deres arbejde overfor kommunerne. Og det er vel okay? Som fagkoordinator i Spildevand Drift HOFOR vil jeg, i denne artikel, dele mine erfaringer med hvordan vi, i HOFOR, igennem de sidste par år har udviklet en standardiseret og digital tilgang til at afholde årligt vedligehold og kontrol og vigtigheden af at prioritere dette.
Der er og har altid været delte meninger om hvor vigtigt, eller med andre ord, om det virkeligt er nødvendigt, at man afholder årligt vedligehold på maskinelle systemer. Jeg har flere gange hørt, at det er ”penge ud ad vinduet” og at materiellet alligevel kan gå i stykker, lige efter man er kørt hjem! Det er også rigtigt, da alt kan gå i stykker. Det vil jeg ikke benægte. Men når man afholder årligt vedligehold, bliver flere ting tjekket, evt. udskiftet eller repareret, efter en nøjagtig beskrevet tjekliste. Denne tjekliste bliver så brugt som dokumentation, internt i HOFOR og ikke mindst over for vores ejere (kommunerne). Samtidig er dette et rigtigt godt måle/kontrolpunkt, hvis der evt., opstår spørgsmål, ved fejl på systemerne, varslinger om dårligt vejr, eller spørgsmål fra bekymrede borgere.
Tjek på tjeklisten
I HOFOR Spildevand Drift udfører vi årligt vedligehold på alle vores pumpestationer. Det er bygget op på den måde, at vi følger et veludviklet vedligeholdsprogram, som vi hele tiden videreudvikler, forbedrer og opdaterer i samarbejde med medarbejderne. Vi har blandt andet lavet forskellige tjeklister, som er tilpasset til hvilken type pumpestation det er der skal tjekkes (om det er en dykket pumpestation, en tørt opstillet pumpestation, med eller uden bygning). Således fremgår der kun relevant information på de individuelle pumpestationeres liste. Disse tilpassede tjeklister er arkiveret i vores vedligeholdelsessystem, så der hvert år automatisk genereres en ny arbejdsordre på den pågældende pumpestation, med tilhørende tjekliste.
Erfaringsudveksling i Vandmiljøteknikken EVA
19
Figur 1 HOFOR medarbejder på vej ned i en dykket pumpestation, iført faldsikringssele og andet sikkerhedsudstyr.
Før 2021 tjekkede medarbejderne hver morgen deres opgaver, hvad de evt. skulle være opmærksomme på og om de evt. skulle have noget ekstra materiel med, som de ikke havde på bilen. Dette skulle gøres via stationære computere på deres lokation. Her fik de også udleveret en printet tjekliste, de skulle udfylde, som de så, når de var færdige, afleverede retur. Hvorefter jeg læste og tjekkede den igennem og arkiverede den på kontoret. Fra 2020 og frem, har vi arbejdet intenst med at få udviklet en online udgave, som medarbejderne kan tilgå via IPad/tablet. Dette er bl.a. for at lette deres og vores arbejde med bl.a. udfyldelse af tjeklister, foto/video dokumentation, link til Google Maps (rute vejledning), registrering af køre og arbejdstid. Dette er endelig lykkes og er generelt blevet taget godt imod af alle. Fra august 2023, har alle været online via IPad og vi kan allerede se, at der bliver udfyldt lister, taget billeder, optaget videoer af udfordring og vejrhændelser, som aldrig før.
Værdien af at være godt forberedt
Fra HOFORs driftscenter i Herlev drifter vi seks ud af HOFORs otte ejerkommuner. Vi har tre Teams der udfører div. former for kontrol og andre former for vedligehold. Hvordan og hvorledes de to Teams udfører deres service og årligt vedligehold, vil jeg ikke omtale her. Men kan oplyse, at de følger samme vedligeholdelses program som pumpe afdelingen, hvor det selvfølgelig er tilrettet, så det passer til deres arbejde.
Erfaringsudveksling i Vandmiljøteknikken EVA
20
Figur 2 Billede fra dykket pumpestation i forbindelse med udførelse af vedligeholdelse og eftersyn.
Deres indberetninger bliver, som pumpe afd. brugt som dokumentation, registreringer internt og overfor kommunerne og evt. myndigheder. Så her vil jeg igen give udtryk for hvor vigtigt dette arbejde er. Det er en rigtig god sikkerhed for, at vi kan dokumentere, at vi overholder kravene. Pumpeteamets opgaver er primært service og årligt vedligehold på pumper og pumpestationer.Deres dag og måden de udfører deres arbejde på, er normalt meget ens, selvom dagene godt kan give uforudsete udfordringer. Typisk starter deres dag, med, at vi i samråd snakker om, hvad de skal lave og gennemgår, de planlagte opgaver. Hvis de er i tvivl om, hvordan arbejdet skal udføres, snakker vi om det, så de bliver klædt rigtigt på til opgaven. Lige inden de kører ud, åbner de deres IPad, hvor de, som tidligere omtalt, kan se deres planlagte opgaver. Her klikker de hver især ind på opgaven og sætter den i gang.
Sikkerheden skal være i orden
Når de er ankommet på den pågældende lokation, laver de sammen en lille risikoanalyse af stedet og opgaven, så der ikke sker nogle former for uheld. De kontakter vores SRO afd. for at meddele, at de arbejder på stationen, og slukker for pumperne. Derefter går de i gang med det primære arbejde. På figur 1 ses en dykket pumpestation med et mellem dæk, som kræver at man skal ned i brønden. Det kræver at man, som det første, firer en gasdetektor ned i brønden, for at tjekke for svovlbrinte, eksplosive gasser og evt. manglende ilt. Mens det bliver gjort, iklæder personen der skal ned, sig sin personlige faldsikringssele og medbringer sin gasdetektor. Derefter monterer makkeren faldsikringen, i ryggen, så han er sikret, hvis uheldet er ude og han glider på stigen. Den udgave som vi bruger, har samtidig evakueringshejs indbygget. Dette er ekstra sikkerhed, så man kan hejse personen op, i tilfælde af at personen besvimer eller på anden vis kommer til skade og ikke kan kravle op ved egen hjælp.
Erfaringsudveksling i Vandmiljøteknikken EVA
Gennemgang og dokumentation
Når personen har været nede i brønden og løftet risten, så man kan fange pumpen, bliver den spulet med den monterede højtryksrenser og det medbragte vand lige inden den bliver løftet helt op af brønden. Pumpeenheden bliver adskilt fra pumpehuset og der tjekkes for stand og tages billede af stand, slid og hakker. Olien til de mekaniske akseltætninger tjekkes og der lyttes på lyden af pumpen. Hvis det vurderes, at er noget skal udskiftes nu, tages pumpen med hjem og reservedele bliver bestilt og pumpen bliver repareret på vores værksted. Hvis det vurderes at der er noget der trænger til udskiftning, men godt kan vente til næste år, skriver det i notatfeltet på tjeklisten, så jeg efterfølgende kan se, at de ved næste eftersyn, skal have de pågældende reservedele med. Derefter samler de pumpen igen og sætter den tilbage i brønden kontrollerer den anden pumpe (redundanspumpen) på samme måde som den første. Alle ventiler og lignende bliver også tjekket og brønden bliver tjekket om den trænger til spul/rens eller der er andet galt. Når de er færdige, sætter de det hele tilbage i autodrift, ringer til SRO og melder, at de er færdige. De lægger det hele ind på opgaven via deres IPad og tjeklister, billeder og timer bliver udfyldt på stedet. Derefter afslutter de opgaven og kører videre til en ny planlagt opgave.
Resultaterne er markante
Selvom vi prøver at forebygge havarisituationer med vores vedligehold, sker det jo en gang imellem, at der kommer et eller andet i kloakken, som ikke skulle have været denne vej. Og det betyder, desværre, at der skal køres på havari i stedet for vedligehold. Ved havari kræver det næsten altid en større operation eller muligvis en totaludskiftning af pumpen. Vi reparerer for det meste selv vores pumper, men en gang imellem må de sendes på et autoriseret værksted, hvilket er en større udgift end, hvis vi kan holde det inden for egne rækker. Siden vi har indført vores kontrol-program, har vi mindsket vores havari procent på pumpene med ca. 90%. Samtidig har vi fjernet ca. 85% af vores pumpe fejl, som tidligere påvirkede driften i det daglige arbejde og ikke mindst vagten. Disse fejl udløste altid ” brandslukning” og stress for alle, da det jo altid skal være fuld funktionsdygtigt igen inden fyraften. Indførelsen af kontrol-programmet har altså skabt et bedre arbejdsmiljø for medarbejderne, som nu kan de være med til at planlægge deres dag, efter hvilke opgaver der nu passer dem bedst. Ligeledes har der været en meget stor økonomisk gevinst at hente, da vi har kunne nedbringe havari-procenten så markant.
21
Figur 3 Pumpeenhed, der er hjemtaget til reparation. Alle ventiler og lignende bliver også tjekket og brønden bliver tjekket om den trænger til spul/rens eller der er andet galt.
Erfaringsudveksling i Vandmiljøteknikken EVA
22
Er der forskel på Køge Nord og GOOGLE?
På vegne af projektsamarbejdet i Køge Nord. Af: Christian Bjoljahn Vanman, tidligere projektleder for rådgiverteamet
Af: Tore Bro Køge Kommune, Vandplanlægger og -myndighed
På en mark i Køge beskrev et par stykker af os i 2014 en vision for byudviklingsprojektet Køge Nord. En vision, som skulle bidrage til et bedre vandmiljø og mere bæredygtig projekthåndtering. Hele infrastrukturen for regn- og spildevand skulle udvikles efter driftssikre og bæredygtige principper, hvilket ville kræve mod til at afprøve nye løsninger og samarbejder for at sikre visionen.
Ni år senere står vi midt i realiseringen af 3. og sidste etape og ser tilbage på de løsninger, der foreløbigt er realiseret. Betydningen af den vision, der startede på de lerede græsmarker i 2014 kan først ses nu, og vi prøver at forstå potentialet i den samarbejdskultur, et utal af samarbejdskolleger har været en del af. Vi har løbende inddraget en perlerække af samarbejdspartnere, specialister, rådgivere, organisationer, developere og borgere, for hele tiden at sikre de bedst mulige løsninger og de rigtige kompetencer. Projektsamarbejdet har til tider været en kaotisk masse af forskellige tilgange og kulturer. Det har været krævende at kaste sig ud i anvendelsen af nyere teknikker og fagområder, men projektsamarbejdet har hele tiden været fuldt af energi, ambition og realitetssans. Vi står tilbage med et projekt, der stadig holder sig inden for budgettet, en række nye regnvandsløsninger og en fornemmelse af, at resultaterne kun har været mulige, fordi projektkulturen har baseret sig på tillid. Lidt omtumlede og lettede, som havde vi lige klikket selen op og trådt ud af sædet fra Det Gyldne Tårn i Tivoli, stiller vi derfor os selv spørgsmålet: Er Køge Nord spildevandsprojekt i virkeligheden en realisering af GOOGLEs omfattende projektkultur-studier om at skabe de mest højeffektive teams, og hvor tillid er et nøgleord? I 2012 gennemførte Google nemlig et omfattende studie i hvordan man skaber succesfulde højeffektive teams gennem analyse og evaluering af deres egen gigantiske organisation og projekter. Projektet hed ”Aristoteles” grundet hans berømte citat: “the whole is greater than the sum of its parts”. Her fandt de frem til, at et tillidsfuldt samarbejde er en forudsætning for et godt projekt.
Erfaringsudveksling i Vandmiljøteknikken EVA
23
Det Grønne Strøg i etape 1, Foto JUAN JOSÉ PALMA-ALVAREZ 2021
Det Grønne Strøg i etape 1, Foto JUAN JOSÉ PALMA-ALVAREZ 2021
Googles forskere kiggede på adskillige parametre om gruppenormer, kultur, personligheder, individuel logisk intelligens og målbevidsthed samt sociale evner. Konklusionerne var, at grupper med empati klarede sig bedst og at psykologisk tryghed var en afgørende parameter i projektsamarbejder. Herunder vigtigheden af at være afhængige af hinanden og have et fælles formål at stræbe mod. På et større plan stiller vi spørgsmålet, om hvorvidt en tillidsfuld projektkultur er en mere afgørende faktor end f.eks. en skarp pris og en stram tidsplan og derfor det rigtige sted at rette fokus i projekter fremover, hvis de skal realisere nye og bæredygtige løsninger til fremtiden – økonomisk, miljømæssigt og socialt.
Inddragelse
Køge Nord projektet er gennemført af KLAR Forsyning i tæt samarbejde med Køge Kommune og alle udviklere i området. KLAR forsyning står for spildevands- og regnvandshåndtering, mens Køge Kommune står for den overordnede planlægning og anlæg af veje og stier. Projektgruppen under KLAR Forsyning er sammensat af et tværfagligt team af ingeniører fra Envidan og landskabsarkitekter fra Schønherr i samarbejde med forskellige eksterne specialister indenfor geologi, naturgenopretning, rensemetoder og vandløb. Entreprenøren G. Tscherning og landskabsgartnerfirmaet Malmos blev inddraget i projektgruppen allerede i projekteringsfasen, for at sikre, at entreprenørens erfaring, kompetencer og metodevalg indgik i projekteringen.
Ingeniøg, drift, entreprenør og projektleder sammen, Foto Bettina Simonsen 2021
Erfaringsudveksling i Vandmiljøteknikken EVA
24
Figur 1 Et diagram med den blå plan i Køge Nord.
Projektets løsninger er skabt af de mennesker, der arbejder på projektet med stort engagement, gensidig respekt og tillid til hinanden. Gennem projektrammer, kontrakter, udbudsprocesser og evalueringer har KLAR Forsyning aktiv sørget for at skabe gode rammer og inviteret til en kultur, hvor projektet sættes i midten og de gode løsninger findes i fællesskab. KLAR Forsyning har kontinuerligt haft projektsamarbejdet i fokus i projektgennemførslen men også ved bl.a. at anvende kriterier i udbuddet og rammer i kontrakterne, hvor de private aktører transparant kan tjene rimelige penge og mistillid fjernes. Derfor har alle aktører også haft lyttende overskud til at bidrage maksimalt mod det højere mål om at udvikle nye løsninger med høj forsinkelses- og renseeffekt, hvor lokal jordhåndtering, materialevalg og driftssikkerhed har været i højsædet.
Løsningerne
Herunder er et par eksempler på de løsninger og forhold i Køge Nord, som har krævet gensidig tillid og indflydelse fra forskellige parter og fagligheder for at lykkes: • Al regnvandshåndtering i Køge Nord er realiseret ud fra en overordnet og fælles ”Blå Plan”, som tager udgangspunkt i det eksisterende terræn og miljø. F.eks. leder en fælles skybrudskorridor, vandet ud af den nye bydel, der er blevet realiseret uden behov for merfinansiering – takket være en fælles planlægning mellem Køge Kommune og KLAR Forsyning. Køge Kommune har anlagt den planlagte hovedvej gennem boligområdet som en ’skybrudsvej’, og langs vejen har KLAR Forsyning anlagt en række lokalbassiner til opsamling og forsinkelse af hverdagsregn, hvor overskudsvolumenet og overløbskanterne bidrager til at sikre værdier mod skader under skybrud.
Erfaringsudveksling i Vandmiljøteknikken EVA
25
Vådområder i etape 1, Foto JUAN JOSÉ PALMA-ALVAREZ 2021.
Figur 2 Et diagram af jordbalancen i Køge Nord.
• I ådalen langs Skensved Å har KLAR Forsyning etableret flere kunstige vådområder til forsinkelse og rensning af hverdagsregn. De spildevandstekniske anlæg indgår i et nyt naturområde, Skensved Ådal, som er udviklet i et bredt samarbejde med borgere, nabokommunen og interesseforeninger, hvor regnvand bidrager til høj biodiversitet i det rekreative naturområde. Efter kun tre år er der registreret over 350 arter, deriblandt flere sårbare vadefugle og fredede padder. Gennem en respektfuld og bevidst drift af anlæggene ønsker vi i fremtiden, at biodiversiteten kan udvikle sig endnu mere.
Klar Forsynings vådområder ved Lille Skensved huser en høj biodiversitet fordelt på mange forskellige dyregrupper. (…) Projektet her ligger grobund for potentialet i, at biodiversitet samt rensning af vand kan gå hånd i hånd, hvor både mennesket og naturen får gav af det. Reference: Undersøgelse af smådyrsfauna i vådområder ved Lille Skensved for Klar Forsyning, Vådområdeundersøgelse med fokus på rensningseffekt og biodiversitet i vand. Af Kim Pless-Schmidt & Line Skyum Ritto, AkvaKim I/S, 2023.
• CO 2 -udledningen i anlægsfasen blev reduceret målbart ved at have fokus på lokal jordbalance. Fra 2019 til 2021 er der blevet hentet ca. 10.000 kubikmeter nye grusgravsmaterialer ind til projektet, som bl.a. er blevet brugt til at bygge grusveje eller til filtermateriale i rensebassinerne. Kun 5.000 kubikmeter jord blev i starten af projektet kørt til eksternt deponi. Til gengæld er hele 100.000 kubikmeter jord blevet udgravet og genindbygget inden for projektet. Dette har kun kunnet lade sig gøre i et tæt koordinerende samarbejde mellem Køge Kommune, KLAR, rådgivere, især entreprenører og sågar museets folk.
Evaluering i marken, Foto Bettina Simonsen 2021.
Erfaringsudveksling i Vandmiljøteknikken EVA
26
Rundering i etape 1, Foto Christian Bjoljahn 2020.
Potentialet i Køge Nords samarbejdskultur
Vi kan konkludere, at Køge Nord projektet er et eksempel på, hvordan et tillidsfuldt samarbejde har skabt anlægs- og infrastrukturprojekter, som er mere økonomisk, miljømæssigt og social bæredygtigt end andre tidligere byudviklingsprojekter i kommunen. Den store diversitet i fagligheder blandet med tillid og åbenhed har givet en gensidig, positiv afhængighed, hvor vi er nødt til at kende egen faglig begrænsning og samtidig stole på hinandens stræben efter det fælles mål. Google Aristoteles konkluderer, at et projektets effektivitet, udviklingsformåen og succes er bundet til personernes samspil og deres evne til at tænke og bidrage i et tillidsfuldt rum. Det mest specielle ved Køge Nord er derfor ikke løsningerne, der blev udviklet og etableret – de er overraskende simple. Men vi tror på, at de højeffektive bæredygtige regnvandsløsninger i Køge Nord kun er realiseret, som de er, fordi vi har arbejdet i en fælles tillidsfuld og åben projektkultur, hvor strategier bevist er erstattet af en ”buttom up” tilgang, hvor alle opfordres til at bidrage og hvor muligheder altid undersøges og udnyttes bedst. Vandskabsarkitekten vurderer Mock-up af bassinvæg, Foto Bettina Simonsen 2021.
Det har derfor været vigtigt for projektet, at projektgruppen og alle involverede parter hele tiden arbejder som medspillere. Vi har arbejdet sammen på en klart opkridtet bane i Køge, hvor der har været rum til at lytte og lyst til at bidrage til den samlede løsning for at komme i mål med projektambitionerne – både i projekterings-, i anlægsog i driftsfasen.
”Vi ville bare gerne drømme om en bedre projektkultur”
Først i forbindelse med skrivningen af denne artikel, efter vi har klikket selen op og står og kigger på den næste forventningsfulde gruppe på vej op i Det Gyldne Tårn, har vi erfaret, at vi har skabt alle resultaterne i Køge Nord ud fra de parametre, som Google angiver som grundlag for succesfulde teams og projekter. Den viden vil vi gerne dele med alle.
Forsat god læsning her: https://klarforsyning.dk/vores-projekter/byudvikling-koege-nord Lokalplan: https://dokument.plandata.dk/20_10406668_1619610734877.pdf What Google Learned From Its Quest to Build the Perfect Team - The New York Times (nytimes.com) Belbin and Project Aristotle – everything you need to know
Erfaringsudveksling i Vandmiljøteknikken EVA
Vådområder i etape 1, Dronefoto 2020.
27
Erfaringsudveksling i Vandmiljøteknikken EVA
28
Effekter af ikke-lineær og ikke-stationær systemrespons
Af: Dan Rosbjerg, Institut for Miljø- og Ressourceteknologi, DTU
Det har ofte været hævdet, at ikke-linearitet i transformationen af nedbør til dimensionsgivende afstrømning bevirker, at fx en 10-års regn ikke giver anledning til en 10-års afstrømning.
Som indikeret nedenfor er det imidlertid en sandhed med modifikationer. Dette illustreres ved et eksempel, hvor der ses på to ikke-lineære, monotone transformationer. Eksemplet viser det principielle, men udgiver sig ikke for at være en realistisk omsætning af nedbør til afstrømning. Der ses først på middelværdi og varians efterfulgt af T-årshændelser, parameterusikkerhed (inputusikkerhed) og ikke-stationaritet.
Middelværdi og varians
Antag at årsmaksimum X følger en eksponential-fordeling med parameterværdi 1.
Middelværdi og varians er
Ved en lineær transformation af X som fx U(X) = aX, hvor a = 0.7, fås eksakt
dvs. middelværdi overføres i middelværdi ved en lineær transformation.
Erfaringsudveksling i Vandmiljøteknikken EVA
Vi betragter nu to simple, men meget forskellige ikke-lineære transformationer
Med en henholdsvis første-ordens og en anden-ordens tilnærmelse for middelværdien og en første-ordens tilnærmelse af variansen fås for Y, idet suffix m betyder, at middelværdien af X skal indsættes
Tilsvarende fås for Z
Udnyttes det, at både Y og Z er Weibull-fordelte med skalaparameter 1 og formparametre henholdsvis k = ½ og k = 2, fås eksakt for Y
og eksakt for Z
Det er herved illustreret, at middelværdi ikke overføres i middelværdi ved en ikkelineær transformation. Desuden ses, at anden ordens tilnærmelse til middelværdien er klart bedre end første ordens tilnærmelse, mens første ordens tilnærmelse til variansen giver rimelige, men ikke helt præcise resultater.
T-årshændelser og fraktiler
En T-årshændelse har overskridelsessandsynligheden p = 1/T i årsmaksimumsfordelingen, eller med andre ord den er identisk med q-fraktilen, hvor q = 1 -p. I eksponential-fordelingen bliver 10-årshændelsen derfor
29
Erfaringsudveksling i Vandmiljøteknikken EVA
30
Udnytter vi, at q-fraktilen i Weibull-fordelingen kan findes af
fås 10-års hændelsen for Y til
og tilsvarende 10-års hændelsen forfor Z
Det er herved illustreret, at en fraktil overføres til den tilsvarende fraktil, også ved ikke-lineære transformationer, eller med andre ord en T-års hændelse overføres til en T-års hændelse ved en ikke-lineær transformation. Det kan således ikke begrundes med ikke-linearitet, hvis en T-års nedbør ikke fører til en T-års afstrømning. Mulige forklaringer kan fx være, at transformation ikke er monoton, eller at ikke-lineariteten varierer på en ikke beskrevet måde som funktion af årstiden, den umiddelbare forhistorie og/eller andre ikke-stationære forhold.
Parameterusikkerhed
De betragtede ikke-lineære transformationer er Y = X α = X 2 og Z = X β = X 1/2. Parameterusikkerheden, her fortolket som inputusikkerheden, i de to modeller beskrives nu som henholdsvis α +/- 10% og β +/- 10%. Herved fås, idet ”*” angiver, at fraktilerne er bestemt med parametre, der er øget henholdsvis reduceret med 10 %
Det ses, at den relative effekt af parameterusikkerhed (inputusikkerhed) er stærkt afhængig af graden af ikke-linearitet.
Estimation af T-års hændelse ved ikke-stationaritet En T-års hændelse betegnes her med suffix T, hvorfor x T er identisk med fraktilen x q, hvor q = 1-1/T. Det antages, at transformationen H = Y gælder i brøkdelen PA af tiden, og at H = Z i brøkdelen PB af tiden, dvs. at H = Y med sandsynligheden PA , og H = Z med sandsynligheden PB, hvor PA + PB = 1. For T-års hændelsen hT må der derfor for de ikke-lineære transformationer gælde
Erfaringsudveksling i Vandmiljøteknikken EVA
Antag at PA = PB = ½. Herved fås
For T = 10 år fås ligningen
der ved iteration giver løsningen
For de lineære transformationer U = 0.7X og V = 1.3X fås tilsvarende for linearkombinationen G = 0.7U + 1.3V og T = 10 år
Det er herved illustreret, at T-årshændelsen for effekten, hvor denne fremkommer som en ikke-stationær linearkombination af individuelle processer, lineære såvel som ikke-lineære, ikke kan bestemmes som linearkombinationen af de individuelle processers T-års hændelser. I tilfælde af lineære processer er afvigelsen dog meget begrænset.
Henvisninger Weibull-fordeling: https://stats.libretexts.org/Bookshelves/Probability_Theory/Book%3A_Probability_Mathematical_Statistics_ and_Stochastic_Processes_(Siegrist)/05%3A_Special_Distributions/5.38%3A_The_Weibull_Distribution Gamma-funktion: https://getcalc.com/statistics-gamma-function-table.htm
31
EVA
studierejselegat — for studerende på de videregående uddannelsesinstitutioner
Studerer du indenfor det faglige område, som EVA-udvalget normalt dækker gennem temadage, og har du mod på at rejse ud i verden og hente ny viden med hjem til Danmark og videreformidle denne viden, så har du mulighed for at søge et EVA-studierejselegat.
Formål • At medvirke til at studerende opsøger ny/nyeste viden indenfor EVA-udvalgets faglige interesseområder gennem deltagelse i seminarer, kurser på udenlandske universiteter, udstillinger, studieture, studie/praktikophold eller lignende. • At dygtiggøre danske studerende og give dem international indsigt. • At medvirke til at der bringes ny viden og inspiration med hjem til Danmark, og at denne formidles til EVA’s medlemmer gennem et mundtligt indlæg på en EVA-temadag og/eller et skriftligt indlæg i EVA-bladet.
00 .0 20
EVA
Studierejselegat
Vilkår 1.
Legatet kan søges af danske studerende, som har gennemført mindst 2 år af en dansk videregående uddannelse og indenfor en EVA-relevant studieretning.
2.
Ansøgeren skal være studiemedlem af IDA.
3.
Legatet kan kun søges individuelt, dvs. af enkeltpersoner, og kan kun tildeles den samme person én gang.
4.
Legatet kan tildeles til deltagelse i fagrelevant aktivitet, og legatet kan dække udgifter til: a. b. c. d.
Rejse på økonomiklasse Hotel og ophold holdt indenfor statens dispositionsbeløb for det pågældende land Deltagergebyr Rejseforsikring
5.
Ansøgning om legat fremsendes pr. mail til EVA-udvalget (evaudvalg@gmail.com). Ansøgningen skal indeholde en kort beskrivelse af aktiviteten, det faglige indhold og forventet udbytte heraf. Med ansøgningen skal budget, CV og udtalelse/anbefaling fra studiested vedlægges. Eventuelle spørgsmål kan rettes til EVA-udvalget. Deadline for ansøgninger er 1. feb. og 1. sep. Ansøgningerne vil blive behandlet på det efterfølgende bestyrelsesmøde.
6.
EVA-udvalget afgør suverænt eventuelle tvivlsspørgsmål vedrørende opfyldelse af vilkår.
7.
Legatet kan maximalt være på DKK 20.000,-.
8.
Alle ansøgninger besvares personligt direkte til ansøgeren, når afgørelsen er truffet.
9.
Legatmodtageren fremsender umiddelbart efter aktiviteten en kort skriftlig redegørelse, indeholdende et kort resume af aktiviteten og en evaluering af udbyttet for legatmodtageren.
10. Et studierejselegat er som udgangspunkt skattefrit, men legatet indberettes til SKAT, hvilket betyder at legatmodtageren er pligtig til at gemme de nødvendige dokumenter/bilag til dokumentation af de afholdte udgifter. 11. På normalt næstkommende EVA-temadag efter endt aktivitet afholder legatmodtageren et fagligt indlæg, baseret på deltagelse i aktiviteten, og/eller leverer et skriftlig indlæg til det efterfølgende EVA-blad. 12. Der kan opstå krav om tilbagebetaling hvis rejsen ikke kan udføres – eller hvis aktiviteten afviger væsentlig fra godkendt ansøgning. I sådanne tilfælde kontakter legatmodtager EVA-udvalget så snart det bliver legatmodtager bekendt, at aktiviteten vil afvige i fht. det ansøgte.
Udgivet af Ingeniørforeningen, IDA · Spildevandskomiteen · Erfaringsudveksling i Vandmiljøteknikken, EVA · December 2023 · evanet.dk