Search

Ispiranje vodovodne mreže je osnovna aktivna fizička mera za čišćenje cevi vodovodne mreže sa ciljem održavanja i unapređenja kvaliteta vode za piće. Najčešće se primenjuju tradicionalna, odnosno konvencionalna, tehnika ispiranja i takozvana tehnika ispiranja u jednom pravcu. U ovom radu fokus je stavljen na tehniku ispiranja u jednom pravcu budući da se poslednjih decenija primarno ona koristi zbog određenih prednosti u odnosu na tradicionalnu tehniku. Ispiranje u jednom pravcu se može koristiti u formi reaktivnog odgovora nakon akcidenta sa kvalitetom vode (npr pojava zamućenja vode) ili kao deo protokola za održavanje kvaliteta pijaće vode u redovnim operativnim uslovima. Dobra praksa je pokazala da je neophodno imati plan ispiranja kojim se definiše sekvenca poteznih ispiranja za efikasno ispiranje određenog dela vodovodne mreže. Definisanje plana ispiranja se i dalje najčešće vrši „ručno“ uprkos činjenici da to predstavlja složen i dugotrajan proces. U ovom radu se identifikuju i analiziraju ključni kriterijumi za planiranje ispiranja: geometrijski, hidraulički i ekonomski. Predlaže se okvir za optimizaciju efikasnosti učinka i troškova implementacije, kojim se obezbeđuje bolja kontrola i ujednačenost efikasnosti ispiranja kao i realna procena troškova implementacije plana. Predstavljen je i razvijeni hidroinformatički alat (algoritam) za planiranje ispiranja i analizirani su rezultati primene na primeru jedne zone za ispiranje u gradu Amsterdamu u Holandiji., Water distribution network flushing is one of the basic active physical activities for pipe cleaning aiming to preserve and enhance the drinking water quality. Most frequently used techniques are traditional, or conventional, flushing and unidirectional flushing. In this paper, focus is placed on the unidirectional flushing as in past decades, well-equipped water utilities are preferring this technique due to the several advantages over traditional flushing. Unidirectional flushing can be applied in the form of the reactive response after the water quality accident (e.g. discoloration) or within a regular maintenance protocol, under regular operating conditions. Either way, good flushing practice has shown that a flushing plan is needed to define the sequence of the designed flushing operations aiming to allow for effective and efficient discoloration risk mitigation. Design of a flushing plan is still, commonly, a “manual” job, despite the fact that is complex and time-consuming task. Here key criteria for flushing planning are identified and analyzed: geometric, hydraulic and economic. A framework for efficiency and cost optimization is suggested, enabling better control and uniformity of the flushing effectiveness, and providing realistic estimates of the flushing cost. Developed hydroinformatic tool (algorithm) for flushing planning is presented and results of the application on the flushing zone in Amsterdam, Netherlands, are analyzed.

Sektorizacija odnosno podela vodovodne mreže na osnovne zone bilansiranja (eng. District Meter Areas – DMAs) predstavlja najisplativiju i opšte prihvaćenu strategiju za kontrolu vodnog bilansa, pritisaka i smanjenje gubitaka u mreži. Izbor zona bilansiranja nije jednoznačan zbog čega je identifikacija njihovog optimalnog rasporeda u mreži izuzetno zahtevan zadatak, naročito u slučaju postojećih distributivnih sistema. Pored osnovnih kriterijuma (npr. veličina zona i dužina mreže) postupak sektorizacije treba da obuhvati i dodatne „lokalne“ kriterijume specifične za mrežu koja se razmatra kao što su minimalni broj dovoda, zadovoljenje protivpožarnog opterećenja itd. Metodologija za sektorizaciju primenjena u ovom radu zasnovana je na primeni indeksa uniformnosti mreže (eng. Uniformity Index) čime se omogućava identifikacija zona u mreži ujednačenih po potrošnji. Efikasnost, upotrebljivost i primena razvijene metodologije obezbeđena je kroz implementaciju sledećih celina u jedinstveni hidroinformacioni alat: 1) algoritm za automatsku sektorizaciju mreže na klastere, 2) efikasni model za hidrauličke simulacije i 3) višekriterijumska optimizacija. Osnovni kriterijumi za vrednovanje i izbor optimalnog rešenja su minimalna ulaganja u neophodne intervencije u mreži i očuvanje pouzdanosti sistema. Za poređenje stanja sistema pre i nakon sektorizacije usvojeni su sledeći indikatori performasi: 1) indeks sposobnosti adaptacije sistema (eng. Resilience Index) i 2) prosečan pritisak u zonama. Nakon identifikacije osnovnih zona bilansiranja, pažljivo odmerenim intervencijama na njihovim granicama u cilju dodatne redukcije pritiska se može uticati na potencijalno smanjenje gubitaka u mreži. Rezultati testiranja metodologije na realnom primeru distributivne mreže naseljenog mesta u Holandiji, sa primenom lokalnih kriterijuma, potvrđuju da metodologija može biti od značajne koristi u inženjerskoj praksi u procesu sektorizacije i izboru mera za smanjenje gubitaka.

Sektorizacija odnosno podela vodovodne mreže na osnovne zone bilansiranja (eng. District Meter Areas – DMAs) predstavlja najisplativiju i opšte prihvaćenu strategiju za kontrolu vodnog bilansa, pritisaka i smanjenje gubitaka u mreži. Izbor zona bilansiranja nije jednoznačan zbog čega je identifikacija njihovog optimalnog rasporeda u mreži izuzetno zahtevan zadatak, naročito u slučaju postojećih distributivnih sistema. Pored osnovnih kriterijuma (npr. veličina zona i dužina mreže) postupak sektorizacije treba da obuhvati i dodatne „lokalne“ kriterijume specifične za mrežu koja se razmatra kao što su minimalni broj dovoda, zadovoljenje protivpožarnog opterećenja itd. Metodologija za sektorizaciju primenjena u ovom radu zasnovana je na primeni indeksa uniformnosti mreže (eng. Uniformity Index) čime se omogućava identifikacija zona u mreži ujednačenih po potrošnji. Efikasnost, upotrebljivost i primena razvijene metodologije obezbeđena je kroz implementaciju sledećih celina u jedinstveni hidroinformacioni alat: 1) algoritm za automatsku sektorizaciju mreže na klastere, 2) efikasni model za hidrauličke simulacije i 3) višekriterijumska optimizacija. Osnovni kriterijumi za vrednovanje i izbor optimalnog rešenja su minimalna ulaganja u neophodne intervencije u mreži i očuvanje pouzdanosti sistema. Za poređenje stanja sistema pre i nakon sektorizacije usvojeni su sledeći indikatori performasi: 1) indeks sposobnosti adaptacije sistema (eng. Resilience Index), 2) pokazatelj zadržavanja vode u mreži (eng. Water Age) i 3) prosečan pritisak u zonama. Rezultati testiranja metodologije na realnom primeru distributivne mreže naseljenog mesta u Holandiji, sa primenom lokalnih kriterijuma, potvrđuju da metodologija može biti od značajne koristi u inženjerskoj praksi u procesu sektorizacije., Sectorization of Water Distribution Network (WDN) into District Meter Areas (DMAs) is a proven measure for proactive leakage and pressure control. Sectorization of WDN into an optimal system of DMAs is a hard task to achieve, especially for the existing and continuously operating WDN. Beside general criteria (e.g. DMA size, network length), sectorisation process should be driven by the case-specific criteria such as required number of feeds, fire flow regulations etc. This paper presents sectorization algorithm that utilizes newly developed uniformity index which drives the sectorization process and identifies clusters in the network with uniform demand. The efficiency, usability and succesufull application of the developed methodology is ensured through its’ implementation in comperhensive hydroinformatics tool encompasing: 1) algorithm for automatic sectorization of the network into clusters, 2) efficient model for hydraulic simulations and 3) multicriteria optimization. Least investment for field implementation and maintaining the same level of WDN’s operational efficiency are adopted as main criteria for solution evaluation and selection of preferable solution. To compare the state of the system before and after sectorization, the following performance indices were adopted: 1) Resilience Index, 2) Water Age and 3) average pressure in zones. Testing algorithm on a real-life WDN in Netherlands, subjected to the specific local design criteria, proved it can be a valuable decision support tool for sectorization process.

U ovom radu je predstavljena metodologija za podršku odlučivanju u postupku sektorizacije vodovodne distributivne mreže na osnovne zone bilansiranja. Obzirom da sektorizacija mreže nije jednoznačna, razvijena metodologija je implementirana u hidroinformacioni alat koji omogućava sagledavanje većeg skupa mogućih rešenja sektorizacije. Metodologija za sektorizaciju je zasnovana na primeni novog indeksa uniformnosti mreže (eng. Uniformity Index) koji omogućava identifikaciju klastera u mreži ujednačenih po potrošnji. Efikasnost, upotrebljivost i primena razvijenog hidroinformacionog alata je obezbeđena kroz implementaciju sledećih celina: 1) algoritma za automatsku sektorizaciju mreže na klastere, 2) efikasnog modela za hidrauličke simulacije i 3) višekriterijumske optimizacije. Osnovni kriterijumi za vrednovanje i izbor optimalnog rešenja su minimalna ulaganja u neophodne intervencije u mreži i očuvanje pouzdanosti sistema. Na ovaj način se donosiocima odluka koji upravljaju komunalnim preduzećima omogućava olakšano planiranje mera i potencijalnih intervencija na mreži u cilju smanjenja gubitaka u sistemu, kao i sagledavanje efekata tih mera. Dodatno je omogućeno objedinjenje osnovnih kriterijuma sektorizacije (veličina zone) sa lokalnim kriterijumima (inženjerskim i hidrauličkim) karakterističnim za predmetnu vodovodnu mrežu koja se analizira. Primena opisane metodologije je ilustrovana na konkretnom primeru vodovodne distributivne mreže naseljenog mesta u Holandiji., This paper presents decision support methodology for sectorization of water distribution networks (WDNs) into district meter areas (DMAs). Considering that complexity of the real life WDNs results in many different alternatives in which network sectorization into DMAs can be done, presented methodology is implemented into comprehensive hydroinformatics tool which allow end-user to investigate broad set of feasible sectorization solutions. Sectorization algorithm used in this researh utilizes newly developed Uniformity Index which drives the sectorization process and identifies clusters in the network with uniform demand. The efficiency, usability and succesufull application of the developed hydroinformatics tool is ensured through the implementation of the following: 1) algorithm for automatic sectorization of the network into clusters, 2) efficient model for hydraulic simulations and 3) multicriteria optimization. Least investment for field implementation and maintaining the same level of WDN’s operational efficiency are adopted as main criteria for solution evaluation and selection of preferable solution. This enables decision-makers easier planning of measures and potential interventions in the water distribution network in order to reduce losses in the system, as well as to assess the potential impacts of those measures. Additionaly, it is possible to combine general sectorization criteria (DMA size) with local criteria (engineering and hydraulic), specific to the water distribution network being analyzed. Presented methodology is applied on a real-sized WDN of a small area in Netherlands.

Sektorizacija odnosno podela vodovodne mreže na osnovne zone bilansiranja (eng. District Meter Areas – DMAs) predstavlja najisplativiju i opšte prihvaćenu strategiju za kontrolu vodnog bilansa, pritisaka i smanjenje gubitaka u mreži. Izbor zona bilansiranja nije jednoznačan zbog čega je identifikacija optimalnog rasporeda izuzetno zahtevan zadatak, naročito u slučaju postojećih distributivnih sistema. Pored osnovnih kriterijuma (npr. veličina zona i dužina mreže) postupak sektorizacije treba da obuhvati i dodatne „lokalne“ kriterijume specifične za mrežu koja se razmatra kao što su minimalni broj dovoda, zadovoljenje protivpožarnog opterećenja itd. U ovom radu je prikazana metodologija za sektorizaciju zasnovana na primeni novog indeksa uniformnosti mreže (eng. Uniformity Index) koja omogućava identifikaciju klastera u mreži ujednačenih po potrošnji. Optimizacioni algoritam, podržan inženjerskom logikom, je korišćen za određivanje položaja kontrolnih uređaja (zatvarača i merača protoka) na granicama prethodno identifikovanih klustera, čime se uspostavljaju zone bilansiranja. Osnovni kriterijumi za vrednovanje i izbor optimalnog rešenja su minimalna ulaganja u neophodne intervencije u mreži i očuvanje pouzdanosti sistema. Rezultati testiranja metodologije na realnom primeru vodovodne mreže, sa primenom lokalnih kriterijuma, potvrđuju da može biti od značajne koristi u inženjerskoj praksi u procesu sektorizacije., Sectorization of Water Distribution Network (WDN) into District Meter Areas (DMAs) is a proven measure for proactive leakage and pressure control. Sectorization of WDN into an optimal system of DMAs is a hard task to achieve, especially for the existing and continuously operating WDN. Beside general criteria (e.g. DMA size, network length), sectorisation process should be driven by the case-specific criteria such as required number of feeds, fire flow regulations etc. This paper presents sectorization algorithm that utilizes newly developed uniformity index which drives the sectorization process and identifies clusters in the network with uniform demand. Engineering heuristic is coupled with optimization algorithm in order to search the broader range of feasible solutions and identify (near)optimal positions of flow-meters an isolation valves on clusters’ boundary edges, converting them to DMAs. Least investment for field implementation and maintaining the same level of WDN’s operational efficiency are adopted as main criteria for solution evaluation and selection of preferable solution. Testing algorithm on a part of real-life WDN, subjected to the specific local design criteria, proved it can be a valuable decision support tool for sectorization process.

Sektorizacija odnosno podela vodovodne mreže na osnovne zone bilansiranja (eng. District Meter Areas – DMAs) predstavlja najisplativiju i opšte prihvaćenu strategiju za kontrolu vodnog bilansa, pritisaka i smanjenje gubitaka u mreži. Izbor zona bilansiranja nije jednoznačan zbog čega je identifikacija optimalnog rasporeda izuzetno zahtevan zadatak, naročito u slučaju postojećih distributivnih sistema. Pored osnovnih kriterijuma (npr. veličina zona i dužina mreže) postupak sektorizacije treba da obuhvati i dodatne „lokalne“ kriterijume specifične za mrežu koja se razmatra kao što su minimalni broj dovoda, zadovoljenje protivpožarnog opterećenja itd. U ovom radu je prikazana metodologija za sektorizaciju zasnovana na primeni novog indeksa uniformnosti mreže (eng. Uniformity Index) koja omogućava identifikaciju klastera u mreži ujednačenih po potrošnji. Optimizacioni algoritam, podržan inženjerskom logikom, je korišćen za određivanje položaja kontrolnih uređaja (zatvarača i merača protoka) na granicama prethodno identifikovanih klustera, čime se uspostavljaju zone bilansiranja. Osnovni kriterijumi za vrednovanje i izbor optimalnog rešenja su minimalna ulaganja u neophodne intervencije u mreži i očuvanje pouzdanosti sistema. Rezultati testiranja metodologije na realnom primeru vodovodne mreže, sa primenom lokalnih kriterijuma, potvrđuju da može biti od značajne koristi u inženjerskoj praksi u procesu sektorizacije., Sectorization of Water Distribution Network (WDN) into District Meter Areas (DMAs) is a proven measure for proactive leakage and pressure control. Sectorization of WDN into an optimal system of DMAs is a hard task to achieve, especially for the existing and continuously operating WDN. Beside general criteria (e.g. DMA size, network length), sectorisation process should be driven by the case-specific criteria such as required number of feeds, fire flow regulations etc. This paper presents sectorization algorithm that utilizes newly developed uniformity index which drives the sectorization process and identifies clusters in the network with uniform demand. Engineering heuristic is coupled with optimization algorithm in order to search the broader range of feasible solutions and identify (near)optimal positions of flow-meters an isolation valves on clusters’ boundary edges, converting them to DMAs. Least investment for field implementation and maintaining the same level of WDN’s operational efficiency are adopted as main criteria for solution evaluation and selection of preferable solution. Testing algorithm on a part of real-life WDN, subjected to the specific local design criteria, proved it can be a valuable decision support tool for sectorization process.

In this study the initial prototype of decision support system is presented, which is in permanent development, with a description of the tasks and objectives to be met. Its components and importance of each are shown. The goal is the transformation of the prototype into a integral system to deal with data base system, the knowledge baze, with the numerical simulation of the system and display the results using GIS technology, with the aim of testing the effects of planned actions prior to implementation of the system. Perfomance analysis of water supply systems in Serbia have shown the applicability of the IWA methodology and its adoption is recommended, and systematic work to modernize water supply systems and the introduction of active management. The performances of Serbian water supply systems are unsatisfactory, this problem is very difficult and should be one of the priority tasks of national development programs. There is a case study of water supply in Pirot perfomances; results presented have proven IWA methodology technical indicators impartiality. Well calibrated hydraulic model has been used to simulate the effect of system zoning and the introduction of pressure control, proving that significant cost savings can be achieved without costly reconstruction. Achieved financial savings can be further used to continue to invest in the development of all components of the program for the integrated management system, billing, losses and consumption. Results and experience presented can be a valuable basis and support for water supply systems in Serbia, especially smaller ones, which in addition to small budgets often have problems with excessive loss of water, lack of compentent staff and understanding of issues outside the company.