Vízellátás 1.előadás

1. EJF Építőmérnöki Szak (BSC) Vízellátás1.előadás Alapfogalmak, jogszabályi háttér, vízigények Dittrich Ernő egyetemi adjunktus PTE-PMMK Környezetmérnöki Tanszék Pécs, Boszorkány u. 2. B ép. 039. dittrich.erno@hidroconsulting.hu

2. Tantárgyi követelmények • Félévi aláírás megszerzése: • Min. 70%-os órai részvétel • Legalább elégséges ZH • Min. 4 db igazolt tervkonzultáció (konzultációs lap!!!) • Vízhálózat tervezési feladat beadása (legalább elégséges szint teljesítése) • Vizsga: • Szóbeli vizsga • Tervfeladat megvitatása • 2 db tétel (tételsor alapján) • Előtanulmányi kötelezettség: Hidraulika I. II. • Államvizsga tárgy • Házi feladat kiadása: 2. héten • Vizsga tételsor kiadása 14. héten • Zárthelyi: 12. héten, Pót-ZH: 14. héten, 2. pót-ZH: vizsgaidőszakban • Házi feladat beadása: vizsgaidőszak első vizsgaidőpontjáig

3. Tárgyhoz kapcsolódó államvizsga tételek I. 1. Vízellátó rendszerek, elemeik, felépítésük • (vízbázis – vízszerzés – víztisztítás) – vízelosztás – tározás és szerepe • helyszínrajzi kialakítás • magastározós és magastározó nélküli rendszerek • regionális rendszerek • vízigények és meghatározásuk; fogyasztási körzetek 2. Vízelosztó hálózatok hidraulikai vizsgálata • a vizsgálat céljai: csőátmérők meghatározása/ellenőrzése, tározó jellemzői, szivattyúválasztás • jellemző üzemállapotok és alkalmazásuk • a hidraulikai méretezés célja és végrehajtása • a hidraulikai ellenőrzés célja és végrehajtása • hidraulikai modellek és alkalmazásuk

4. Tárgyhoz kapcsolódó államvizsga tételek II. 3. Vízminőség-változások a vízelosztó hálózatban • az elosztóhálózat mint reaktor • a vízminőség-változás alaptípusai, okaik és jelentőségük • az ivóvíz bakteriális minőségének romlása: okok, következmények, beavatkozás • utóklórozási stratégia kialakítása • a hálózat biológiai aktivitásának csökkentése 4. Vízelosztó hálózatok anyagai és műtárgyai • az elosztóhálózat anyagaival szemben támasztott követelmények, jellemző igénybevételek • jellemző csőanyagok és csőkötések – előnyök, hátrányok • szerelvények • műtárgyak: medencék, víztornyok, aknák, átvezetések

5. Tárgyalt főbb témakörök • A vízelosztó rendszer, alapfogalmak, jogszabályi háttér • Vízigények és időbeli változásaik. Fogyasztási körzetek és övezetek. • Hidraulikai méretezés, hidraulikai ellenőrzés. Tározás. Jellemző üzemállapotok. A hálózati jelleggörbe. Szivattyúválasztás. Vízelosztó hálózatok hidraulikai vizsgálata. • Hálózathidraulikai modellezés. Az EPANET modell. • Helyszínrajzi, hossz-szelvényi és keresztszelvényi tervezés szabályai védőtávolságok. • Csőanyagok, csőkötések, idomok, szerelvények, csomópontok • Tározók. Hálózati műtárgyak. • Hálózatrekonstrukció • Vízminőség-változások a vízelosztó hálózatban.

6. Kötelező és ajánlott irodalom • Kötelező irodalom: • Török László: Tervezési segédlet a település vízellátása tanulmányterv készítéséhez. Baja. 1998. • EPANET segédlet • Kapcsolódó jogszabályok (www.magyarorszag.hu) • Öllős Géza: Vízellátás K+F eredmények. VDSZ, Budapest, 1987. IV fejezet: A víz szétosztása. 457-626 oldal • György István (szerk): Vízügyi létesítmények kézikönyve. Műszaki könyvkiadó, Budapest, 1974. kapcsolódó fejezetek: • IV.2. fejezet: Szivattyúk 715 – 729 oldal. • VII.1. fejezet: 1237 – 1340 oldal. • VII.3. fejezet: 1290 – 1348 oldal. • 28/2011. (IX. 6.) BM rendelet Országos Tűzvédelmi Szabályzat kapcsolódó részei • Bozóky-Szezsich-Kovács-Illés: Vízellátás és Csatornázás tervezési segédlet. Tankönyvkiadó, Budapest. 1981. (Vízellátás tervfeladathoz kapcsolódó fejezetek) • Ajánlott irodalom a kiadott prezentációk végén

7. A vízgazdálkodás idealizált rész-rendszere (vízellátás-csatornázás) vízbázisok vízszerzés víztisztítás vízelosztás ipari vízfelhasználók előkezelés (opcionális) szennyvíz vagy TFH tisztítás mg-i vízfelhasználók befogadó lakossági vízfelhasználók A kivastagított tevékenységcsoportok a tantárgyhoz tartoznak.

8. Vízellátó rendszer elemei és feladat • Elemei: • Vízbeszerzés (külön tantárgy) • Vízkezelés (külön tantárgy) • Tisztavíz medence • Vízemelés, vízgépészet • Elosztóhálózat és tartozékai • Víztározás • Energiaellátás • Irányítástechnika • Feladata: térben és időben változó vízmennyiségi fogyasztói igények kielégítése a szükséges nyomáson és megfelelő minőségben.

9. Kapcsolódó fontosabb jogszabályok • 123/1997. (VII. 18.) Korm. r. a vízbázisok, a távlati vízbázisok, valamint az ivóvízellátást szolgáló vízilétesítmények védelméről • 201/2001. (X. 25.) Korm. r. az ivóvíz minőségi követelményeiről és az ellenőrzés rendjéről • 30/2008. (XII. 31.) KvVM r. a vizek hasznosítását, védelmét és kártételeinek elhárítását szolgáló tevékenységekre és létesítményekre vonatkozó műszaki szabályokról (11§-13§) • 147/2010. (XII. 23.) Korm. r. a vizek hasznosítását, védelmét és kártételeinek elhárítását szolgáló tevékenységekre és létesítményekre vonatkozó szabályokról (II. fejezet és 1. melléklet) • 2/1997. (II. 18.) KHVM r. a mezőgazdasági vízszolgáltató művek üzemeltetéséről • 28/2011. (IX. 6.) BM rendelet. az Országos Tűzvédelmi Szabályzat kiadásáról • 21/2002. (IV. 25.) KöViM rendelet a víziközművek üzemeltetéséről • 58/2013 (II.27.) Korm. rendelet a víziközmű-szolgáltatásról szóló 2011. évi CCIX törvény egyes rendelkezéseinek végrehajtásáról

10. EU Víz Keretirányelv és a vízellátás kapcsolata • Vízzel való gazdálkodás elve • Takarékosság elve • Teljes megtérülés elve • Amortizáció is!!! • Mo-i víziközmű vagyon értéke 2008-ban 1000 Mrd Ft!!!!

11. 2011 évi CCIX törvény a közműellátásról • A közműszolgáltatás alapelvei: • A természeti erőforrások kíméletének elve • Az ellátásbiztonság elve • Az ellátási felelősség elve • A szolgáltatói felelősség elve • A szennyező fizet elve • A regionalitás elve • A szolidaritás elve • A költségmegtérülés elve • A legkisebb költség elve • A víziközművek együttműködésének elve • A keresztfinanszírozás tilalmának elve

12. Vízigény – alapfogalmak • Cél: A vízigény időbeli és térbeli eloszlásának meghatározása hosszú időtávra • Fajlagos vízfogyasztás (q): a vízfogyasztás egységfogyasztóra fajlagosított értéke [pl. l/fő,nap vagy l/m2,nap) • Átlagos napi vízigény (Qd): Az éves vízfogyasztás 1/365-öd része [m3/nap] • Napi csúcs vízigény (Qdmax): az év során előforduló legnagyobb napi vízigény [m3/nap] • Órai csúcs vízigény (Qhmax): a naptári évben előforduló legnagyobb órai vízigény érték [m3/h]

13. Vízigény meghatározás módjai • Számítással (mérnöki becslés). Kapcsolódó ágazati szabvány: MSZ-10-158/1-1990. Óvatosan kell kezelni!!!!! • Méréssel (hálózat rekonstrukciónál!) • Hasonló rendszerek üzemeltetési tapasztalatai alapján. Szempontok: • Foglalkoztatottság összetétele • Ellátottsági színvonal • Éghajlati viszonyok • Kulturális szokások • Település méret • Település típus • Gazdasági jellemzők • Társadalmi rétegek aránya • Vízdíj • Stb….

14. Települési vízigények összetevői • Kommunális vízigény (Qk) • Háztartások vízigénye • Közületek, intézmények vízigénye • A településen nem letelepedett emberek vízigénye (ingázók, turisták, stb..) • Közterület fenntartás vízigénye • Ipar vízigénye(Qi) • Mezőgazdaság vízigénye (Qm) • Tűzoltás vízigénye (Qt) • Hálózati és szolgáltatási veszteségek (Qv) Qd= Qk + Qi + Qm + Qt + Qv

15. Ellátási színvonal (komfort fokozat) • Közkifolyósmódon ellátott fogyasztó, aki a csőhálózatra szerelt közkifolyós vízvételi helytől, közúton mérve, legfeljebb 150 m távolságra lakik. • Félkomfortosmódon ellátott az a fogyasztó, akinek ingatlanán egy csapolóhely van. • Komfortos módon ellátott az a fogyasztó, akinek lakásán több csapolóhely (fürdőszoba,WC,stb.) van. • Összkomfortos módon ellátott fogyasztó az, aki a vízellátáson kívül egyéb rendszeres kommunális szolgáltatásban részesül (melegvíz, központi fütés, gázellátás, stb.)

16. Kommunális vízigény I. • Lakossági vízigény: mértékadó lakosszám és a fajlagos vízfogyasztás szorzata • Fajlagos vízfogyasztás hazánkban 80-200 l/fő,nap, melynek értéke függ: • Éghajlat, időjárási viszonyok • Település jelleg, település méret • Fogyasztói szokások • Kulturális jellemzők • Komfort fokozat • Anyagi lehetőségek • Alap közületi és közterület fenntartási vízigény a lakossági vízigény 30-50%-a • Egyéb közületek vízigénye egyedi becsléssel határozandó meg

17. Kommunális vízigény II. • Kommunális vízigények fajlagos mutatóit részletesen lásd. Török L. tervezési segédletében! • Átlagos napi vízigény: • qi(l/fő,nap): i-dik fogyasztó típushoz tartozó fajlagos vízigény • Ni(fő): i-dik fogyasztótípus mértékadó lakosszáma • Legnagyobb napi vízigény: • βn( - ): évszakos egyenlőtlenségi tényező

18. Kommunális vízigény III. • Átlagos órai vízigény [m3/h]: • Legnagyobb órai vízigény [m3/h]: • βh ( - ): óracsúcs tényező (βh/24=1/4-1/18) • fh (%): óracsúcs hányad (6% – 15%) • βh és fh értékeit részletesen Török L. segédletében

19. Kommunális vízfogyasztás napon belüli alakulása

20. Ipari és mezőgazdasági vízigény • Vízminőségi igény eltérhet a kommunális vízigénytől (Pl. hűtővíz, gyógyszer gyártás technológiai vize) • Alkalmazott technológia részletes ismerete szükséges. • Hálózati és saját vízbázisról történő ellátás • Vízigény meghatározás módja: • Szakirodalom alapján • Már megvalósult telepek fogyasztási adatai alapján • Gyártási technológia • Technológia mérete • Víz visszaforgatási arányok • Technológiai fegyelem

21. Ipari vízhasználat mutatói (MSZ-10-158/2-84) I. • Teljes vízigény (Qt): a teljes technológiai és szociális vízigény összege • Teljes technológiai vízigény (Qt,te): a teljes termelési technológia vízigénye • Teljes járulékos vízigény (Qta): szociális és egyéb kiszolgáló létesítmények teljes vízigénye • Frissvíz igény (Qf): átfolyó vízhasználatok és a friss pótvíz igény összege • Friss pótvíz igény (Qfm): recirkulációs körök veszteségeinek és egyéb kibocsátásainak pótlására szolgáló frissvíz igény • Használt pótvíz igény (Qmu): recirkulációs körök veszteségeinek és egyéb kibocsátásainak pótlására szolgáló használtvíz igény • Pótvíz igény (Qm): használt és friss pótvíz igény összege

22. Ipari vízhasználat mutatói (MSZ-10-158/2-84) II. • Átfolyó frissvíz igény (Qf,fl): egyszeri használatra igényelt frissvíz igény • Vízveszteség (Ql): összes vízveszteség. A párolgási, szivárgási és kihordási veszteségek összege. • Párolgási veszteség (Qle) • Szivárgási veszteség (Qlsd) • Kihordási veszteség (Qlc) • Újrahasznált víz (Qr): soros vízhasználattal vagy recirkulációval ismételten felhasznált víz • Visszaforgatott víz (Qre): ugyanabban a technológiában recirkuláltatott víz

23. Ipari vízhasználat mutatói (MSZ-10-158/2-84) III. • Fajlagos ipari teljes vízigény: • pi(db): legyártott termékek száma • Fajlagos ipari frissvíz igény: • Frissvíz kihasználási tényező:

24. Hazai ipari vízigények alakulása

25. Tűzoltási vízigény I. • Az érvényes OTSZ (Országos Tűzvédelmi Szabályzat) alapján történik a tűzi-víz igény (vízhozam, nyomás) számítása épületenként külön-külön (építési engedélyezés során). • A számítás alapja az épületben lévő mértékadó tűzszakasz. • Külső és belső tűzi-víz igényt különböztetünk meg • Külső tűzi-víz igény biztosítása: • Tűzcsapokról (min. 200 m-ként) • Tűzi-víz tározóból (Ha a tűzcsapok nem elegendőek) • Vízhálózat méretezési szempontból a vizsgált hálózati szakasz által ellátott épületek közül a legnagyobb tűzszakasszal rendelkező épület a mértékadó. • Belső tűzi-víz igény biztosítása: • Belső fali tűzcsapokról vagy automata tűzvédelmi berendezésről • Vízbekötés méretezésekor kell figyelembe venni! • Tűzi-víz igény számítás részleteit lásd. a Török L. féle segédletben

26. Tűzoltási vízigény II. • Tájékoztató jellegű adatok tűzoltási vízigényre (MSZ-595) • A települési mértékadó tüzi-víz mennyiséget 3 órán át kell biztosítani

27. Tűzoltási vízigény III. • Szemléletváltás: A 147/2010. (XII. 23.) Korm. Rendelet alapján a tűzoltáshoz szükséges vizet a közműhálózatból akkor lehet vételezni, ha az felszíni vízből vagy ipari vízhálózatból nem, vagy nem elegendő mennyiségben vételezhető.

28. Oltóvíz biztosítás időtartama (OTSZ szerint) • Normatív tűzterhelés alapján kell meghatározni:

29. OTSZ hálózattervezési vonatkozásai • A mértékadó oltóvíz mennyiséget a településen, illetve a létesítményben a mértékadó tűzszakasz területére kell meghatározni • A települési vízhálózatot úgy kell méretezni hogy a mértékadó oltóvíz igényt és az átlagos kommunális vízigényt a hálózat egyidejűleg tudja biztosítani! • Oltóvíz céljára is igénybe vehető hálózati szakasz esetén, ágvezeték legalább NA 100, míg körvezeték legalább NA 80 legyen! 1000 főnél kisebb településen ettől el lehet térni, ha 200 m-en belül megfelelő mennyiségű vizet biztosító természetes vagy mesterséges víznyerő hely van. • A vízmű magas és mélytározójánál NA 100 csonkkapoccsal és kupakkapoccsal ellátott csatlakozó helye(ke)t kell kialakítani. • Tűzcsapok minimális távolsága 200 m (megközelítési útvonalon!) • Új vezetékes vízellátó hálózat építésekor csak föld feletti tűzcsap telepíthető!

30. Oltóvíz tározók kialakítása OTSZ szerint • Min. hasznos térfogat 30 m3 • A tározó max. mélysége 7 m lehet! • Tározó és védendő építmény max. távolsága 200 m (megközelítési útvonalon!). • Szívócsövek száma: minden megkezdett 100 m3 hasznos térfogatra 1 db • Szívócső minimális átmérője: NA 100 • Szívócsövek minimális távolsága: 5 m

31. Tűzcsapon biztosítandó nyomás OTSZ szerint

32. Szükséges oltóvíz intenzitás OTSZ szerint

33. Hálózati és szolgáltatási veszteségek • Hálózati veszteség: közüzemi vízvezeték hálózat veszteségei és mérési hibából eredő veszteségek • Szolgáltatási veszteség: szolgáltatási célú vízfelhasználások vízigénye (csőhálózat öblítése). • Szolgáltatási és hálózati veszteség együttesen: 8-15%

34. Távlati előrejelzés • Távlati tervezés (20-50 év): • 147/2010. (XII. 23.) Korm. r. 30 éves távlat figyelembe vételét írja elő • Fogyasztási prognózis készítés: • Gazdasági prognózisok (ipar, mezőgazdaság, szolgáltatási szektor, stb..) • Politikai prognózisok • Népességszám alakulás prognózisa • Éghajlatváltozás hatása • Országos –regionális –helyi prognózisok • Javasolt alternatívákban gondolkodni a koncepciótervek szintjén • Optimalizálás (költség-hatékonyság, gazdasági lehetőségek, előnyök-hátrányok, stb..) • Célállapot - ütemezés

35. Vízfogyasztás alakulása Budapesten (1949-2003)

36. Éghajlat változás hatásai I. – rövidtávú hatások • Gyakoribbak és nagyobb mértékűek lesznek az árvizek • Kisebbek lesznek a kisvízhozamok • A Kőrösök időszakos teljes kiapadása várható • A Duna hosszabb időszakokra nem lesz hajózható • Lesüllyednek a talajvízszintek • A kora nyári kisvizeket nem fogja növelni az Alpok hóolvadása • Megnő az aszályos időszakok hossza és intenzitása • Az aszályos időszakokban nem lesz elegendő öntözési célú vízkészlet • Várhatóan a környező országok növelni fogják tározó kapacitásaikat → Magyarország vízkészletei tovább csökkennek

37. Éghajlat változás hatásai II. – lehetséges társadalmi következmények • ALKALMAZKODÁS • Mezőgazdaság • Közlekedési hálózatok • Építéstechnika • Vízgazdálkodás • Túrizmus • Életmód • Betegségek térhódítása • Stb… • ELVÁNDORLÁS • Tenger által elöntött területek • Sivatagossá váló területek • Elöntéses területek • Erózióveszélyes területek • Gazdaságilag tönkremenő területek • Stb… Távlati vízfogyasztási prognózis!?!?

38. Fogyasztási körzetek kijelölése • Cél: közel azonos fogyasztási jellemzőkkel rendelkező területek lehatárolása • Főtevékenység szerinti lehatárolás: • Ipari területek • Mezőgazdasági területek • Lakóterületek • Közületi körzetek • Részterületi lehatárolás szempontjai lakóterületeken belül: • Komfort fokozat • Laksűrűség (beépítési jelleg, szintek száma, stb..) • Kulturális jellemzők • Társadalmi rétegek, életszínvonal • Stb…

39. Tervfeladathoz javaslatok • Török L. tervezési segédletében található mintapélda (12-15.oldal) átnézése Ez alapján és az előadás anyag alapján a vízigény számítás egyszerűen elvégezhető • A kiadott helyszínrajzon fogyasztási körzetek kijelölése M=1:4000 v. M=1:5000 méretarányú helyszínrajzon. Jelölésmód: különböző színnel vagy sraffal. Minden önálló területegységet számmal kell ellátni. Valósághű települési struktúrát javasolt kialakítani tagoltság tekintetében. Az elkészített helyszínrajz alapján terület kimutatást kell készíteni. A vízigény számítás eredményeit a részterületekre szét kell osztani. Erről táblázatos kimutatást kell készíteni.

40. Kiegészítő információk – hf készítéshez példák • Komplett tervfeladat mintapélda: Bozóky-Szezsich-Kovács-Illés: Vízellátás-csatornázás tervezési segédlet. (vízszerzés-víztisztítás feladatrészek nélkül) • Komplett minta tervfeladatok az ftp-n • Vízigény számítás mintapélda: Török László tervezési segédlet

41. Műszaki leírás készítése I. • Mit tartalmazzon: • Kiindulási és tervezési adatok • Egyes változatok, alternatívák. Legjobbnak ítélt megoldások indoklása. • Tervezési részeredmények, és eredmények • Tervezési gondolatmenet: mit, miért, hogyan terveztünk? • A tervre vonatkozó konkrétumok • Hivatkozások a tervmellékletekre

42. Műszaki leírás felépítése I. 1. Megbízás tárgya, kiindulási adatok, feladat ismertetése 2. Jelenlegi állapot bemutatása • Település jelleg • Domborzati viszonyok • Beépítési jellemzők • Jelenlegi és távlati fogyasztók • Jelenlegi vízellátási infrastruktúra bemutatása • Település közmű helyzete • Település fejlődés

43. Műszaki leírás felépítése II. 3. Tervezett állapot bemutatása • Tervezést befolyásoló tényezők (ellátás módja, nyomásigények, ellátási övezetek, tározó és szivattyú telep működési kérdései, energiaellátási viszonyok, stb…) • Vízigények bemutatása • Víztározók bemutatása • Tápvezeték és hálózat vonalvezetése, vezetékanyag, átmérők • Hálózat hidraulikai vizsgálat eredményei, üzemállapotok és eredmények értékelése • Nyomásviszonyok • Hálózat magassági vonalvezetése • Szerelvények, védőcsövek, műtárgyak a hálózatban

44. Műszaki leírás felépítése III. 4. Kivitelezési előírások • Munkagödör kialakítás, dúcolás • Víztelenítés • Építési ütemezés • Stb… 5. Nyomáspróba és vezeték fertőtlenítés 6. Munka- és balesetvédelmi előírások 7. Üzemeltetési előírások 8. Környezetvédelmi fejezet (építési és üzemeltetési fázis) - Levegőtisztaság védelem - Hulladékok - Felszíni és felszín alatti vizek védelme - Talajvédelem - Zaj- és rezgésvédelem 9. Egyéb észrevételek

45. Felhasznált irodalom • Török László: Tervezési segédlet a település vízellátása tanulmányterv készítéséhez. Baja. 1998. • Közműhálózatok tervezése HEFOP/2004/3.3.1/0001.01 digitális jegyzet • MSZ-10-158/1-1990. A vízellátás fajlagos vízigényei: kommunális vízellátás • MSZ-10-158/2-1984. Az ipari vízhasználat fogalmai és mutatói • Illés-Kelemen-Öllős: Ipari vízgazdálkodás. Vízdok Kiadó, Budapest,1983. • Dr. Schultz Andrea: Budapest vízellátása 2007. www.epgep.bme.hu • Bartholy Judit: Az éghajlat változása - bizonyosságok és bizonytalanságok. Mindentudás Egyeteme, http://www.mindentudas.hu/bartholy • Mosonyi Emil: A hazai vízgazdálkodás távlati feladatai. Mérnök Újság, XIV. évf. 3. szám, 2007 március, 26-30 oldal. • Buzás Kálmán: Települések vízellátása II. Typotex, Budapest, 1991. • György István (szerk): Vízügyi létesítmények kézikönyve. Műszaki könyvkiadó 1974. • 28/2011. (IX. 6.) BM rendelet az Országos Tűzvédelmi Szabályzat kiadásáról

46. Köszönöm a megtisztelő figyelmet!