Viemäriverkoston vuotovesimäärien selvitys hyödyntäen pumppaamotietoja
Väyrynen, Janne (2015)
Väyrynen, Janne
Savonia-ammattikorkeakoulu
2015
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2015092814938
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2015092814938
Tiivistelmä
Tässä opinnäytetyössä tutkittiin Laukaan kirkonkylän, Vihtavuoren ja Leppäveden taajama-alueilta muodostuvia vuotovesiä. Opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää viemäriverkoston vuotavat alueet hyödyntämällä pumppaamoiden automaatiojärjestelmän tallentamia virtaama- ja käyntiaikatietoja vuosilta 2012, 2013 ja 2014. Vuotovesiselvitys tehtiin, koska tieto vuotavista verkostoalueista oli osittain hävinnyt työntekijöiden vaihdosten ja eläköitymisten seurauksena. Viemäriverkostoon päätyi ajoittain myös runsaasti vuotovesiä, jotka näkyivät alueen virtaamissa erityisesti lumen sulamisen ja rankkasateiden aikaan. Esimerkiksi vuoden 2013 keväällä tarkastelualueen pääpumppaamon siirtämät vesimäärät kaksinkertaistuivat normaalista lumen sulamisen seurauksena. Viemäriverkoston vuotovesiä vähentämällä Laukaan kunta säästää jätevedenpumppaamoiden sekä Jyväskylän Nenäinniemen jätevedenkäsittelylaitoksen käyttökustannuksissa.
Työ aloitettiin tekemällä verkostokarttojen pohjalta FCGswmm-viemäriverkostomalli, johon yhdistettiin veden laskutusjärjestelmän tiedot vuodelta 2014. Verkostomallin avulla saatiin tieto alueittaisesta keskimääräisestä vedenkäytöstä sekä verkostopituuksista. Työtä varten valittiin yhteensä 17 pumppaamoa, joiden virtaama- tai käyntiaikatietoja verrattiin Ilmatieteen laitoksella vuosina 2013–2014 tehtyihin säähavaintoihin. Vuotovesi laskettiin pumppaa-mon lähtövirtaaman ja laskutustiedoista saadun keskimääräisen vuorokausikulutuksen erotuksena. Vain käyntiaikatiedot sisältävien pumppaamoiden virtaamat mallinnettiin käyntiajan ja pumpun arvioidun tuoton avulla. Pumppu-jen käyntiaikatietoja hyödynnettiin työssä myös sellaisenaan.
Työn tuloksena saatiin runsaasti diagrammeja ja taulukoita, joista vuotavat viemäriverkostoalueet ilmenevät. Esimerkiksi lumen sulamisen vaikutus näkyi joidenkin pumppaamoiden virtaama- ja käyntiaikatiedoissa korkeana piikkinä. Vuotavien alueiden luokittelu vuodon vakavuuden perusteella osoittautui hankalaksi niiden pumppaamoiden osalta, joista oli saatavilla pelkät käyntiaikatiedot. Koska pumppaamoiden lähtötiedot olivat puutteellisia, esimerkiksi pumppaamon korkotietojen ja pumppujen osalta, arvioitiin pumppujen tuotto keskimääräisen vedenkulutuksen ja kuivan ajanjakson käyntiaikojen perusteella. Tämä aiheutti laskennallisen virtaaman tuloksiin epävarmuutta, joka voidaan tulevaisuudessa korjata, kun pumppaamoista on saatavilla tarkempaa tietoa. Laskennallisissa virtaamissa virhettä aiheuttivat myös kahden pumpun yhtäaikaiset käynnit, joka työssä laskettiin kahden yksittäisen pumpun tuoton summana, mikä tarkoitti virtaaman lähes kaksinkertaistumista. Tästä syystä joidenkin pumppaamoiden laskennalliset virtaamat ylimitoittuivat hetkellisesti, korostaen vuotovesien vaikutusta esimerkiksi lumen sulamisaikaan. Opinnäytetyön tulosten perusteella vuotaville alueille kohdennetaan maastossa tehtäviä tutkimuksia, kuten virtaamamittauksia, tarkastuskaivojen kuntotutkimuksia, savukokeita ja TV-kuvauksia.
Työ aloitettiin tekemällä verkostokarttojen pohjalta FCGswmm-viemäriverkostomalli, johon yhdistettiin veden laskutusjärjestelmän tiedot vuodelta 2014. Verkostomallin avulla saatiin tieto alueittaisesta keskimääräisestä vedenkäytöstä sekä verkostopituuksista. Työtä varten valittiin yhteensä 17 pumppaamoa, joiden virtaama- tai käyntiaikatietoja verrattiin Ilmatieteen laitoksella vuosina 2013–2014 tehtyihin säähavaintoihin. Vuotovesi laskettiin pumppaa-mon lähtövirtaaman ja laskutustiedoista saadun keskimääräisen vuorokausikulutuksen erotuksena. Vain käyntiaikatiedot sisältävien pumppaamoiden virtaamat mallinnettiin käyntiajan ja pumpun arvioidun tuoton avulla. Pumppu-jen käyntiaikatietoja hyödynnettiin työssä myös sellaisenaan.
Työn tuloksena saatiin runsaasti diagrammeja ja taulukoita, joista vuotavat viemäriverkostoalueet ilmenevät. Esimerkiksi lumen sulamisen vaikutus näkyi joidenkin pumppaamoiden virtaama- ja käyntiaikatiedoissa korkeana piikkinä. Vuotavien alueiden luokittelu vuodon vakavuuden perusteella osoittautui hankalaksi niiden pumppaamoiden osalta, joista oli saatavilla pelkät käyntiaikatiedot. Koska pumppaamoiden lähtötiedot olivat puutteellisia, esimerkiksi pumppaamon korkotietojen ja pumppujen osalta, arvioitiin pumppujen tuotto keskimääräisen vedenkulutuksen ja kuivan ajanjakson käyntiaikojen perusteella. Tämä aiheutti laskennallisen virtaaman tuloksiin epävarmuutta, joka voidaan tulevaisuudessa korjata, kun pumppaamoista on saatavilla tarkempaa tietoa. Laskennallisissa virtaamissa virhettä aiheuttivat myös kahden pumpun yhtäaikaiset käynnit, joka työssä laskettiin kahden yksittäisen pumpun tuoton summana, mikä tarkoitti virtaaman lähes kaksinkertaistumista. Tästä syystä joidenkin pumppaamoiden laskennalliset virtaamat ylimitoittuivat hetkellisesti, korostaen vuotovesien vaikutusta esimerkiksi lumen sulamisaikaan. Opinnäytetyön tulosten perusteella vuotaville alueille kohdennetaan maastossa tehtäviä tutkimuksia, kuten virtaamamittauksia, tarkastuskaivojen kuntotutkimuksia, savukokeita ja TV-kuvauksia.