Közműellátás 1-2. előadás PTE PMMIK Környezetmérnöki Szak (BSC) Közműellátás 1-2. előadás Közművekről általában Vízellátás I. alapfogalmak – vízigények meghatározása Dittrich Ernő egyetemi adjunktus PTE-PMMK Környezetmérnöki Tanszék Pécs, Boszorkány u. 2. B ép. 039. dittrich@witch.pmmf.hu

Tantárgyi követelmények Tantárgykód, kredit: HULFN26, 4 kredit Félévi követelmények: 2 db ZH teljesítése TVSZ szerinti órai részvétel Vizsga követelmények: Szóbeli vizsga tételsor alapján A vizsgán a félévi teljesítmény 25%-os súllyal szerepel Kötelező irodalom: Darabos Péter – Mészáros Pál: Közművek. Digitális jegyzet. Ajánlott irodalom: Minden kiadott powerpoint-ban készült előadásanyag végén

Közművek csoportosítása I. Közművek: olyan gyűjtőfogalom, amely egyrészt azoknak a létesítményeknek az összessége, amelyek a települések lakóinak különböző – hosszabb ideig el nem halasztható – szükségleteit zömében vezetékhálózatok segítségével elégíti ki, másrészt az ezeket üzemszerűen működő vállalkozásoknak az összessége. Közműrendszer: a lakossági igények centralizált ellátását biztosító rendszer egy adott közmű fajtára vonatkozóan (pl. gáz ellátó rendszer). Közmű rendszer főbb elemei funkció szerint: Termelő Elosztó Tároló

Közművek csoportosítása II. Tulajdoni szerkezet szerint: Önkormányzati tulajdonban lévő közművek A tulajdon és az üzemeltetési feladatok ellátása is az önkormányzat feladata A tulajdon az önkormányzaté, de az üzemeltetést szakcég látja el Állami tulajdonban lévő közművek A tulajdon és az üzemeltetési feladatok ellátása is az állam feladata A tulajdon az államé, de az üzemeltetést szakcég látja el Magán és vegyes tulajdonú közművek

Közművek csoportosítása III. Kiterjedés szerint: Közműpótló berendezések (decentralizált közműellátás) Települési Település csoportot ellátó Regionális Kontinentális Interkontinentális Globális

Közművek csoportosítása IV. Funkció szerint: Vízi-közművek Vízellátás (ivó- és ipari víz) Csatornázás (szennyvíz) Csapadékvíz elvezetés Energiaellátó közművek: Villamosenergia ellátás és közvilágítás Vezetékes gázellátás Távhőellátás (fűtés és használati meleg Távközlő közművek: Hírközlő közművek, (telefon, távíró, telex) Egyéb távközlő hálózatok jelzőkészülékek (kábel-tv, adatkábel hálózat, stb..) Mobil vagy műholdas kommunikáció Egyéb közművek: Csőposta Pneumatikus szemétszállítás

Közművek kialakulása I. Ókori város alapítások (Szíria, Babilon, Kína, stb…) idején épültek az első közművek (vízellátás, öntözés, szenny- és csapadékvíz elvezetés). Meleg éghajlat → ésszerű vízgazdálkodás → magas színvonalú vízépítő mérnöki tevékenység Ókori görög ország városállamai: Kutak, ciszternák, forrásfoglalások. vízellátás, öntözés, csapadék- és szennyvíz elvezetés. Az ókori Athén egyik vízvezetéke még a XX. század elején is része volt a város vízgazdálkodásának. Római birodalom: Fejlett vízépítő mérnöki tudás Maradandó létesítmények

Közművek kialakulása II. – Róma vízellátása Római vízellátó hálózat - alagutakkal aquaductokkal (500 év alatt 11 rendszer épült ki Róma vízellátására) Leghosszabb rendszer 91 km hosszú 800000 m3/nap vízellátó kapacitás!!!

Közművek kialakulása III. – Római kori víztározók (Tunézia, Aglabidák)

Közművek kialakulása IV. – Róma vízelvezetése Cloaca Maxima 1 db faragott kőtömb mérete 1,2*1,0*0,8 m A vizeletet mosólúgként használták – Vaspasianus császár megadóztatta a mosodásokat – innen jött a mondás „a pénznek nincs szaga” – egyben ez volt a mai környezethasználati díj első formája

Közművek kialakulása V. Középkori városok: Közművek hiánya Talajvíz és felszíni vizek bakteriális szennyeződése Járványok Mátyás király budai várának vízigényét 8 km hosszú vízvezetékkel látták el Ipar forradalom: Közművek fejlődése 1761 London: vízellátó gőzszivattyú 1800-as évek eleje: Városi gázhálózat világítási céllal Nagyobb városok csatornázása

Közművek kialakulása VI. 1800-as évek második fele: 1856 első budai vízmű üzembe helyezése 1860 pesti rendelet: „éjjeli edény ablakon való ürítése előtt kötelesek kikiáltani” 1879 Edison: izzó feltalálása 1885 váltó áramú transzformátor feltalálása 1876 Bell: telefon szabadalmi bejelentése 1885: első amerikai telefon társaság alapítása 1891 elektromos áram távvezetése Régi nagyszelvényű csatornákba víz, gáz és elektromos közművek vezetése → közműalagút, rendszer szemléletű közművesítés

Közművek kialakulása VII. 1908 a hazai városok harmadában van vezetékes ivóvíz 1910 budapesti egyesített rendszerű csatorna kiépülése Első világháború hadi üzemei – gőzvezetékek fűtési célú kiépítése, (távhőellátás kezdete) 1920-as évek: vasbeton használatának széleskörűvé válása – nagyszelvényű közműalagutak Távközlés térnyerése Második világháború után: Városok újjáépítésével, komplex rendszerszemléletű közművesítés

Közművek jövője – merre tovább? Közmű centralizáció vagy decentralizáció??? Globális klíma változás Gazdasági jövőkép Társadalmi jövőkép Túlfeszített társadalmi helyzetkép

Vízellátás

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

Vízellátó rendszer elemei és feladat 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.

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 47/2005. (III. 11.) Korm. r. az ivóvíz minőségi követelményeiről és az ellenőrzés rendjéről szóló 201/2001. (X. 25.) Korm. r. módosításáról 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 38/1995. (IV. 5.) Korm. r. a közműves ivóvízellátásról és a közműves szennyvízelvezetésről 9/2008 (II.22.) ÖTM r. az Országos Tűzvédelmi Szabályzat kiadásáról (5. melléklet 66 – 71 oldal)

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!!!!

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]

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….

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

Ellátási színvonal (komfort fokozat) Közkifolyós módon ellátott fogyasztó, aki a csőhálózatra szerelt közkifolyós vízvételi helytől, közúton mérve, legfeljebb 150 m távolságra lakik. Félkomfortos módon 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.)

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

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

Kommunális vízigény III. Átlagos órai vízigény [m3/h]: Legnagyobb órai vízigény [m3/h]: βh ( - ): óracsúcs tényező (1,4 – 3,6) fh (%): óracsúcs hányad (6% – 15%) βh és fh értékeit részletesen Török L. segédletében

Kommunális vízfogyasztás napon belüli alakulása

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

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

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

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:

Hazai ipari vízigények alakulása

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

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

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.

Oltóvíz biztosítás időtartama (OTSZ szerint) Normatív tűzterhelés alapján kell meghatározni: Normatív tűzterhelés (MJ/m2) Min. oltóvíz biztosítási időtartam (h) 200-ig 0,5 201 – 400-ig 1 401 – 800-ig 1,5 800 felett 2

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!

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

Tűzcsapon biztosítandó nyomás OTSZ szerint Min. nyomás a kiáramlási keresztmetszetnél (bar) Mértékadó épület tűzveszélyességi osztálya 4 „A” és „B” 3 „C” 2 „D” és „E” Fali tűzcsapoknál

Szükséges oltóvíz intenzitás OTSZ szerint Mértékadó tűzszakasz terület (m2) Szükséges oltóvíz intenzitás (l/min) - tól -ig 50 51 150 600 151 300 900 301 500 1200 501 800 1500 801 1800 1201 1600 2100 1601 2000 2400 2001 2500 2700 2501 3200 3000 3201 3900 3300 3901 4600 3600 4601 5400 5401 6200 4200 6201 7200 4500 7201 8200 4800 8201 9200 5100 9201 10400 10401 12000 5700 12000 felett 6000 Szükséges oltóvíz intenzitás OTSZ szerint

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%

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

Vízfogyasztás alakulása Budapesten (1949-2003)

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 Buzás Kálmán: Települések vízellátása II. Typotex, Budapest, 1991. György István (szerk): Vízügyi létesítmények kézikönyve. Műszaki könyvkiadó 1974. 9/2008 (II.22.) ÖTM rendelet az Országos Tűzvédelmi Szabályzat kiadásáról http://en.wikipedia.org/wiki/Aqueduct_%28Roman%29 http://en.wikipedia.org/wiki/Cloaca_Maxima http://hu.wikipedia.org/wiki/Alexander_Graham_Bell Darabos Péter – Mészáros Pál: Közművek. Jegyzet. BME-VKKT, 2004. (kiadva pdf-ben) Juhász Endre: Magyarország közműellátása. Vízügyi közlemények. LXXXV. Évfolyam 2003 évi 2. füzet. (kiadva pdf-ben)

Köszönöm a megtisztelő figyelmet!