Subcapitolul 6 - 4.6. Necesitatea retehnologizării conductelor şi canalelor şi efectele scontate - Ghid din 2014 privind reabilitarea conductelor pentru transportul apei. Indicativ GP 127-2014

M.Of. 2 bis

În vigoare
Versiune de la: 4 Februarie 2015
SUBCAPITOLUL 6:4.6. Necesitatea retehnologizării conductelor şi canalelor şi efectele scontate
SECŢIUNEA 1:4.6.1. Retehnologizarea conductelor reţelei de distribuţie şi aducţiunilor
(1)Reabilitarea necesară conductelor pentru transportul apei poate pune, de multe ori, mai întâi problema retehnologizării şi apoi problema reabilitării, deoarece:
a)debitul de apă transportată s-a redus de 2-3 ori; cauzele sunt cunoscute (contorizarea, reducerea cerinţei de apă pentru industrie, reducerea puterii de cumpărare a populaţiei, rămasă singura plătitoare de apă); acest lucru a produs mai multe probleme în reţeaua de distribuţie: (1) a scăzut viteza de curgere şi ca urmare pierderea de sarcină, dar şi calitatea apei distribuite, (2) a crescut pierderea de apă, proporţional, deoarece se pierde aceeaşi cantitate de apă (chiar ceva mai multă din cauza creşterii presiunii) prin găurile existente dar se raportează la o cantitate mult mai mică de apă facturată, (3) calitatea serviciului s-a redus prin creşterea tarifului şi scăderea ofertei;
b)a crescut exigenţa faţă de calitatea apei furnizate, deoarece: (1) se respectă prevederile legislative privind calitatea apei potabile, dar şi pretenţia consumatorului care la un tarif mai mare dorea o apă mai bună şi cu întreruperi mult mai reduse. Urmarea a fost că au trebuit modernizate staţiile de tratare, a crescut diversitatea reactivilor de tratare şi deci în final a crescut costul de tratare al apei;
c)a trebuit să fie redus consumul de energie care încarcă mult tariful apei; reducerea s-a putut face prin înlocuirea pompelor, existente, chiar pompe cu turaţie variabilă; numai înlocuirea pompelor însa nu rezolva problema ci trebuia ca şi reţeaua, sau şi aducţiunea, să fie reabilitate şi chiar retehnologizate;
d)în reţelele existente există o mare lungime de conducte din materiale care nu mai corespund din punct de vedere calitativ şi care vor trebui înlocuite. Este cazul tuburilor din azbociment şi al celor din metal neprotejat (oţel sau şi fontă veche);
e)materialul conductelor a îmbătrânit şi deci tuburile vor trebui înlocuite; la ce diametre şi cu ce tipuri de materiale acest lucru trebuie decis prin retehnologizarea prealabilă a reţelei şi nu numai. Îmbătrânirea, dublată de o întreţinere slabă a condus la modificarea importantă a coeficientului de rezistenţă hidraulică (n după Manning, C după HazenWilliams, în general) şi drept urmare a crescut energia necesară pentru transportul apei. În fig. 4.29 este prezentată diagrama, din care reiese cum se reduc în timp, coeficientul C din formula Hazen Williams pentru fontă neprotejată; reducerea poate depăşi jumătate din valoarea iniţială (la 50 ani vechime) deci şi debitul se reduce la jumătate, sau dacă apa este pompată, energia de transport poate creşte substanţial. Din graficul prezentat în figura fig. 4.29-4.32, nu se poate deduce diametrul conductelor; ceea ce implică faptul că şi în ţară ar trebui realizate măsurători sistematice în vederea stabilirii unor valori de referinţă. Este esenţială păstrarea calităţii apei transportate;
f)multe din localităţi au rămas cu sistematizarea după vechea concepţie (cazare în blocuri) într-o fază neterminată; ca atare se asigură o presiune mare şi la casele rămase în funcţiune (cartiere întregi nesistematizate). Sistematizarea nouă s-a schimbat deci şi reţeaua trebuie să urmărească noile condiţii de furnizare a apei. Problemele date de sistemele centralizate de încălzire au condus la dezvoltarea sistemelor individuale de încălzire; acestea funcţionează automat iar automatizarea presupune continuitate în alimentarea cu o apă de bună calitate;
g)traficul pe străzi s-a schimbat radical; sarcinile din trafic au crescut mult şi vechile sisteme de îmbinare a conductelor nu mai sunt sigure;
h)este nevoie de o nouă strategie în alcătuirea reţelei de distribuţie, strategie prin care să se reducă pierderea de apă, să se controleze calitatea apei distribuite şi să se optimizeze funcţionarea atât din punct de vedere tehnic şi mai ales economic.
(2)(3)În fig. 4.29-4.32 sunt prezentate recomandări privind retehnologizarea sistemului.
Fig. 4.29. - Reducerea coeficientului de rugozitate Hazen Williams, C, funcţie de vârsta conductei (tub de fontă cenuşie), "Corbit R, Standard Handbook of Environmental Engineering, 1990"
Fig. 4.30. - Influenţa reducerii debitului transportat şi corectarea cu vane de reglare automată a presiunii
Fig. 4.31- Pompare directă în reţea cu pompe cu turaţie variabilă
Fig. 4.32. - Retehnologizarea reţelei de distribuţie (amenajarea pe districte, zone de presiune)
(3)(4)Retehnologizarea reţelei în care apa este pompată în mod direct se face odată cu retehnologizarea staţiei/staţiilor de pompare.
SECŢIUNEA 2:4.6.2. Retehnologizarea reţelelor de canalizare
(1)Cauzele care pot conduce la retehnologizarea reţelelor de canalizare pot fi următoarele:
a)creşterea densităţii construcţiilor şi ca urmare creşterea valorii coeficientului de scurgere a apelor meteorice colectate pentru a fi transportate prin reţea.
b)urmare a sistematizării continue a localităţii apar modificări în gradul de dotare cu noi construcţii. Aceasta duce automat la modificări în modul de colectare a apei meteorice şi deci la necesitatea corectării alcătuirii reţelei de canalizare. Cu această ocazie pot fi introduse concepte noi în alcătuirea reţelei, unul dintre ele fiind şi reţeaua inelară; acest concept poate ajuta mult în viitor, la realizarea intervenţiilor în reţea, prezentate în fig. 4.33.
Fig. 4.33. - a) Dezvoltarea reţelei simple unitare; b) în conceptul reţea inelară de canalizare
c)modificarea valorii frecvenţei ploii de calcul la dimensionarea reţelei de canalizare în procedeu unitar, reţele întâlnite aproape în totalitate în cazul canalizării oraşelor de dimensiune medie şi mare. Aceasta duce automat la creşterea debitului şi deci şi la necesitatea creşterii diametrelor colectoarelor.
(2)Reţeaua de canalizare se dezvoltă din aval spre amonte, din momentul în care localitatea este mică spre dimensiunea actuală. Sunt multe cazuri în care zona centrală sau anumite zone din localitate se dezvoltă mai mult decât restul localităţii: construcţii cu un grad de importanţă mai mare, construcţii realizate în subteran (metrou, pasaje denivelate etc.), căi rapide de comunicaţie etc. Aceste lucrări trebuie mai bine protejate contra inundaţiilor la ploi cu frecvenţe mai mici. O soluţie trebuie dată pentru toată reţeaua sau numai pentru o parte a acesteia: colectoare noi, colectoare refăcute, deversoare noi, bazine de retenţie etc.
(3)În fig. 4.34 este exemplificată importanţa schimbării frecvenţei de calcul de la valoarea 1/1 (frecventa ploii de calcul la începuturile canalizării) şi valoarea 1/3 astăzi cerută în multe localităţi. Se constată că intensitatea ploii creşte de la 85 la 125 l/s.ha, deci de aproximativ 1,5 ori, ceea ce conduce la o creştere a debitului în aceeaşi proporţie; evacuarea apei trebuie făcută prin colector nou. Totodată retehnologizarea trebuie să pună de acord frecvenţele ploilor de calcul pentru noua situaţie de sistematizare a localităţii ţinând seama şi de poziţia staţiei de epurare, conform prevederilor normativului NP 133 2013.
Fig. 4.34. - Influenţa frecvenţei ploii de calcul asupra debitului colectat
d)reducerea capacităţii de transport a colectoarelor din cauza creşterii crustei de depuneri pe pereţi şi a lipsei unei spălări sistematice;
e)în fig. 4.29 prezentată, se poate vedea reducerea în timp a capacităţii de transport la o conductă ce vehiculează apă curată. La apa uzată problemele sunt mult mai complicate deoarece colmatarea are aspecte multiple. La dimensionarea iniţială se pleacă de la condiţia că tubul este curat cu rugozitate normală a materialului. După punerea în funcţiune apar cele două fenomene generate de prezenţa substanţelor din apa uzată: pe de o parte grăsimile şi alte substanţe asimilate lor se ataşează de pereţii tuburilor (multe din beton, rugos şi poros) reducând frecarea; în acelaşi timp creşte grosimea filmului de depunere fapt care duce la reducerea secţiunii vii. În timp pelicula se transformă, se pietrifică şi problemele se accentuează. Sunt rare cazurile în care există o apreciere clară a capacităţii de transport a tronsoanelor de canalizare (măsurarea debitelor este dificilă din cauză că este o curgere cu nivel liber iar pe de altă parte debitele transportate sunt variabile în timp). Se vede lipsa de capacitate abia când apa produce inundaţii pe stradă şi atunci este greu de spus dacă nu a fost înfundat colectorul/blocat cu corpuri mari, este colmatat în timp sau debitul transportat este mult mai mare decât cel luat în calcul la proiectare. În Anexa 7 se prezintă influenţa modificării rugozităţii peretelui în cazul reabilitării cu un material neted;
f)deteriorarea secţiunii colectoarelor, în marea lor majoritate realizate din beton (simplu sau armat), din cauza coroziunii biochimice sau a agresivităţii apei evacuate de la unităţi economice la care preepurarea este deficitară;
g)de foarte multe ori din cauza curgerii deficitare a apei în colectoare, coroborată şi cu o spălare la intervale prea mari de timp, depunerile din colectoare fermentează cu producerea de H2S şi chiar H2SO4; consecinţa este corodarea interiorului tubului cu creşterea rugozităţii în prima fază şi prăbuşirea secţiunii tubului în faza finală (deoarece zona cea mai afectată este cea de la boltă). Coordonat şi cu creşterea acţionarii dinamice a traficului, din ce în ce mai greu, se poate ajunge uşor la prăbuşirea tronsoanelor de canalizare. În fig. 4.35 este prezentată o vedere luată cu echipamentul CCTV în interiorul unui colector de canalizare;
Fig. 4.35. - Tub de canalizare corodat
h)avariile repetate datorate unei slabe execuţii, coroborată cu creşterea sarcinilor din trafic; străzi cu restricţii de tonaj nu mai pot fi admise decât cu mare greutate în condiţiile traficului de astăzi;
i)Aliniamentul şi panta tronsonului se verifică pe construcţia văzută. După aşezarea pământului defecţiunile erau greu vizibile. Astăzi cu echipamentul CCTV se poate verifica panta, aliniamentul, starea tuburilor, dezaxările dintre tuburi etc. şi acest lucru este bine de făcut după terminarea lucrării. Se constată astăzi că deficienţele legate de scoaterea din mufă, ruperea tuburilor, fisurarea tuburilor este urmată de tasări importante etc. Toate acestea necesită reabilitarea şi eventual retehnologizarea colectorului;
j)extinderea spaţiului construit şi introducerea cerinţelor europene de gospodărire a apei la locul de producere (bazine de retenţie, deversoare de evacuare etc.);
k)schimbarea concepţiei de sistematizare şi extinderea localităţilor cu alte tipuri de locuinţe, unităţi economice, dotări publice etc. impun regândirea schemei reţelei de canalizare.