Automaatiojärjestelmän virtaamatietojen hyödyntäminen viemärin vuotovesitutkimusten kohdentamisessa
Kiho, Sara (2022)
Kiho, Sara
2022
Ympäristö- ja energiatekniikan DI-ohjelma - Programme in Environmental and Energy Engineering
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2022-05-20
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202205114716
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202205114716
Tiivistelmä
Viemäreiden ikääntyessä niiden kunto heikkenee. Vesihuollon toimintavarmuus ja laatu ovat aiheuttaneet huolta viemäriverkostojen kunnon rapautumisen ja kasvavan saneeraustarpeen myötä. Saneeraustarve kasvaa erityisesti pienissä kunnissa. Verkostosaneerauksella pyritään ylläpitämään verkoston toimivuutta ja säilyttämään verkosto-omaisuuden arvo. Verkoston teknistä kuntoa koskeva tieto on usein puutteellista Suomessa. Tämä vaikeuttaa saneeraustoimenpiteiden kohdentamista. Saneeraustarpeen indikaattoreita ovat vuotovesien määrä ja viemäritukokset. Vuotovedet ovat hule-, pohja- ja maavesiä, jotka päätyvät viemäriverkostoon. Vuotovedet kuormittavat viemäriverkostoa, jäteveden pumppaamoita ja jätevedenpuhdistamoa. Lisäksi vuotovedet aiheuttavat investointi- ja operointikustannuksia sekä lisäävät ympäristöriskejä.
Tämän työn tavoitteena oli tutkia automaatiojärjestelmän tietojen tuomia hyötyjä vuotovesitutkimusten kohdentamiselle. Tapaustutkimuksessa pyrittiin selvittämään vuotovesimäärät Lempäälän Veden toiminta-alueen eri pumppaamoalueilla sekä selvittämään vuotovesien lähteitä jatkotutkimusten avulla. Lisäksi työssä vertailtiin eri tutkimusmenetelmillä saatuja tuloksia.
Työssä selvitettiin vuotavimmat pumppaamoalueet automaatiojärjestelmän tietojen avulla. Automaatiojärjestelmästä verrattiin pumppaamoalueiden virtaamatietoja talousvedenkulutukseen, jolloin pystyttiin arvioimaan vuotovesien määrää pumppaamoalueella. Kun vuotovesien määrää eri pumppaamoalueilla oli tarkasteltu, valittiin tutkimusalue, jossa vuotovesien lähteet pyrittiin selvittämään tarkemmin. Vuotovesien lähteitä kartoitettiin viemärikaivojen kunnon arvioinnin, savukokeiden, viemärikuvausten ja virtaamamittausten avulla.
Automaatiojärjestelmästä saatavien virtaamatietojen avulla pystyttiin arvioimaan pumppaamoalueiden vuotovesimääriä. Kaikille pumppaamoalueille ei pystytty laskemaan vuotovesiprosenttia, sillä jätevesi virtaaman mittaus saattoi olla epäkunnossa. Näillä pumppaamoalueilla pystyttiin arvioimaan jätevesivirtaaman vaihtelua, jonka avulla pystyttiin arvioimaan kyseisten alueiden vuotovesimääriä. Ilman automaatiojärjestelmän virtaamatietoja, oltaisiin tutkittava pumppaamoalue valittu todennäköisesti verkoston keskimääräisen iän perusteella. Osalla pumppaamoalueista jätevesivirtaamat olivat epäjohdonmukaisia, esimerkiksi jätevesivirtaamat saattoivat olla kesällä suurempia kuin keväällä. Jätevesivirtaamiin liittyy paljon epävarmuustekijöitä mittaustavasta johtuen. Jos jätevesivirtaamien mittausta pystyttäisiin kehittämään luotettavammaksi, tulisi vuotovesien arvioinnista helpompaa ja tarkempaa.
Viemärikaivojen kunnonarvioinnin yhteydessä tehtyjen havaintojen perusteella näytti siltä, että merkittävin yksittäinen vuotovesien lähde oli tonttijohdot. Tarkempien tutkimusten aikana tonttijohdoista ei löydetty kattavasti vuotovesien lähteitä. Molemmat käytetyistä jatkotutkimusmenetelmistä perustuivat visuaalisiin havaintoihin, jolloin tutkimusten suorittajan kokemus ja tulkinta pystyivät aiheuttamaan virhettä havaintojen tulkintoihin. Inhimillisten epävarmuuksien lisäksi tutkimusmenetelmät sisälsivät fyysisiä rajoitteita, esimerkiksi viemärikameralla ei pystytty kuvaamaan useassa tapauksessa koko tonttijohtoa ja saati kaikkia sen haaroja. Kameran kuvanlaatu sekä virtausolosuhteet vaikuttavat lisäksi kuvamateriaalin tulkintaan.
Tämän työn tavoitteena oli tutkia automaatiojärjestelmän tietojen tuomia hyötyjä vuotovesitutkimusten kohdentamiselle. Tapaustutkimuksessa pyrittiin selvittämään vuotovesimäärät Lempäälän Veden toiminta-alueen eri pumppaamoalueilla sekä selvittämään vuotovesien lähteitä jatkotutkimusten avulla. Lisäksi työssä vertailtiin eri tutkimusmenetelmillä saatuja tuloksia.
Työssä selvitettiin vuotavimmat pumppaamoalueet automaatiojärjestelmän tietojen avulla. Automaatiojärjestelmästä verrattiin pumppaamoalueiden virtaamatietoja talousvedenkulutukseen, jolloin pystyttiin arvioimaan vuotovesien määrää pumppaamoalueella. Kun vuotovesien määrää eri pumppaamoalueilla oli tarkasteltu, valittiin tutkimusalue, jossa vuotovesien lähteet pyrittiin selvittämään tarkemmin. Vuotovesien lähteitä kartoitettiin viemärikaivojen kunnon arvioinnin, savukokeiden, viemärikuvausten ja virtaamamittausten avulla.
Automaatiojärjestelmästä saatavien virtaamatietojen avulla pystyttiin arvioimaan pumppaamoalueiden vuotovesimääriä. Kaikille pumppaamoalueille ei pystytty laskemaan vuotovesiprosenttia, sillä jätevesi virtaaman mittaus saattoi olla epäkunnossa. Näillä pumppaamoalueilla pystyttiin arvioimaan jätevesivirtaaman vaihtelua, jonka avulla pystyttiin arvioimaan kyseisten alueiden vuotovesimääriä. Ilman automaatiojärjestelmän virtaamatietoja, oltaisiin tutkittava pumppaamoalue valittu todennäköisesti verkoston keskimääräisen iän perusteella. Osalla pumppaamoalueista jätevesivirtaamat olivat epäjohdonmukaisia, esimerkiksi jätevesivirtaamat saattoivat olla kesällä suurempia kuin keväällä. Jätevesivirtaamiin liittyy paljon epävarmuustekijöitä mittaustavasta johtuen. Jos jätevesivirtaamien mittausta pystyttäisiin kehittämään luotettavammaksi, tulisi vuotovesien arvioinnista helpompaa ja tarkempaa.
Viemärikaivojen kunnonarvioinnin yhteydessä tehtyjen havaintojen perusteella näytti siltä, että merkittävin yksittäinen vuotovesien lähde oli tonttijohdot. Tarkempien tutkimusten aikana tonttijohdoista ei löydetty kattavasti vuotovesien lähteitä. Molemmat käytetyistä jatkotutkimusmenetelmistä perustuivat visuaalisiin havaintoihin, jolloin tutkimusten suorittajan kokemus ja tulkinta pystyivät aiheuttamaan virhettä havaintojen tulkintoihin. Inhimillisten epävarmuuksien lisäksi tutkimusmenetelmät sisälsivät fyysisiä rajoitteita, esimerkiksi viemärikameralla ei pystytty kuvaamaan useassa tapauksessa koko tonttijohtoa ja saati kaikkia sen haaroja. Kameran kuvanlaatu sekä virtausolosuhteet vaikuttavat lisäksi kuvamateriaalin tulkintaan.