Cypress Avenue Pumping Station : hydraulic model investigation /

"July 1994."

Oil pipe line pumping station operation /

"Volume 4 in the series on oil pipe line transportation practices."

The effect of demand, tank parameters, and pumping stations on energy use in municipal drinking water distribution systems

Two of the indicators of the UN Millennium Development Goals ensuring environmental sustainability are energy use and per capita carbon dioxide emissions. The increasing urbanization and increasing world population may require increased energy use in order to transport enough safe drinking water to communities. In addition, the increase in water use would result in increased energy consumption, thereby resulting in increased green-house gas emissions that promote global climate change. The study of multiple Municipal Drinking Water Distribution Systems (MDWDSs) that relates various MDWDS aspects--system components and properties--to energy use is strongly desirable. The understanding of the relationship between system aspects and energy use aids in energy-efficient design. In this study, components of a MDWDS, and/or the characteristics associated with the component are termed as MDWDS aspects (hereafter--system aspects). There are many aspects of MDWDSs that affect the energy usage. Three system aspects (1) system-wide water demand, (2) storage tank parameters, and (3) pumping stations were analyzed in this study. The study involved seven MDWDSs to understand the relationship between the above-mentioned system aspects in relation with energy use. A MDWDSs model, EPANET 2.0, was utilized to analyze the seven systems. Six of the systems were real and one was a hypothetical system. The study presented here is unique in its statistical approach using seven municipal water distribution systems. The first system aspect studied was system-wide water demand. The analysis involved analyzing seven systems for the variation of water demand and its impact on energy use. To quantify the effects of water use reduction on energy use in a municipal water distribution system, the seven systems were modeled and the energy usage quantified for various amounts of water conservation. It was found that the effect of water conservation on energy use was linear for all seven systems and that all the average values of all the systems' energy use plotted on the same line with a high R 2 value. From this relationship, it can be ascertained that a 20% reduction in water demand results in approximately a 13% savings in energy use for all seven systems analyzed. This figure might hold true for many similar systems that are dominated by pumping and not gravity driven. The second system aspect analyzed was storage tank(s) parameters. Various tank parameters: (1) tank maximum water levels, (2) tank elevation, and (3) tank diameter were considered in this part of the study. MDWDSs use a significant amount of electrical energy for the pumping of water from low elevations (usually a source) to higher ones (usually storage tanks). The use of electrical energy has an effect on pollution emissions and, therefore, potential global climate change as well. Various values of these tank parameters were modeled on seven MDWDSs of various sizes using a network solver and the energy usage recorded. It was found that when averaged over all seven analyzed systems (1) the reduction of maximum tank water level by 50% results in a 2% energy reduction, (2) energy use for a change in tank elevation is system specific, and (2) a reduction of tank diameter of 50% results in approximately a 7% energy savings. The third system aspect analyzed in this study was pumping station parameters. A pumping station consists of one or more pumps. The seven systems were analyzed to understand the effect of the variation of pump horsepower and the number of booster stations on energy use. It was found that adding booster stations could save energy depending upon the system characteristics. For systems with flat topography, a single main pumping station was found to use less energy. In systems with a higher-elevation neighborhood, however, one or more booster pumps with a reduced main pumping station capacity used less energy. The energy savings for the seven systems was dependent on the number of boosters and ranged from 5% to 66% for the analyzed five systems with higher elevation neighborhoods (S3, S4, S5, S6, and S7). No energy savings was realized for the remaining two flat topography systems, S1, and S2. The present study analyzed and established the relationship between various system aspects and energy use in seven MDWDSs. This aids in estimating the amount of energy savings in MDWDSs. This energy savings would ultimately help reduce Greenhouse gases (GHGs) emissions including per capita CO 2 emissions thereby potentially lowering the global climate change effect. This will in turn contribute to meeting the MDG of ensuring environmental sustainability.

Sistemas de abastecimento de água e saneamento básico

O presente relatório de estágio enquadra-se no âmbito do Trabalho Final de Mestrado (TFM) do curso de Engenharia Civil, área de especialização de Hidráulica, do Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, e baseia-se na temática dos sistemas de abastecimento de água e drenagem de águas residuais. O estágio, intitulado de “Sistemas de Abastecimento de Agua e Saneamento Básico”, decorreu numa empresa de consultaria de engenharia denominada ENGIDRO – Estudos de Engenharia, Lda., vocacionada para a realização de estudos e projectos na área de Hidráulica, com particular incidência na Hidráulica Urbana e Saneamento Básico. O estágio iniciou-se com um adequado enquadramento profissional na empresa e incidiu principalmente no desenvolvimento de trabalhos de concepção e dimensionamento, a nível de projectos de execução, de sistemas de abastecimento de água e de saneamento básico, para 21 localidades da província de Lunda Sul, em Angola, com prestação de serviços para o Governo Provincial de Lunda Sul – Direcção Provincial da Energia e Aguas, juntamente com empresa CENGA – Consultores de Engenharia de Angola, S.A. Na prestação de serviços à entidade contratante foram efectuados trabalhos de campo, que consistiram principalmente em reconhecimentos do terreno, levantamentos topográficos e recolha de informação relevante sobre elementos condicionantes dos projectos (origens e disponibilidades de água, natureza e declive dos terrenos, tipos de infra-estruturas locais) e trabalhos de gabinete para compilação e análise da informação recolhida na elaboração dos projectos de execução, incluindo pecas desenhadas (desenhos pormenorizados) e peças escritas (memórias descritivas e justificativas, medições e orçamentos). Sendo os projectos destinados a aglomerados populacionais pouco desenvolvidos e com carências e condicionantes de diversa ordem (falta de energia eléctrica, de acessos, de telecomunicações, de meios técnicos e materiais, entre outros), prestou-se especial atenção aos aspectos da concepção, privilegiando soluções de baixa tecnologia, mais fáceis de explorar e manter com os recursos locais disponíveis.

Projecto de um sistema de rega para uma exploração agrícola na Beira Gomes

Trabalho de Projecto de Natureza Científica para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil

08009-005 Storm Lake Watershed Final Report

Storm Lake, the state's fourth largest natural lake, has been the centerpiece of significant economic development, including a resort, water park, and state marina. While there have been considerable improvements to the lake's water quality through a major on-going lake restoration program and watershed project, the Little Storm Lake area still needs to be addressed. Little Storm Lake is a 190 acre area on the nmihwest side of Storm Lake. The water level in both areas is based on the dam height located on the southeast corner of Storm Lake. Approximately 70% of the water from the watershed flows through Little Storm Lake. Little Storm Lake originally had the ability to remove much of the sediment and nutrients from incoming waters. However, due to degradation, proper wetland function has been compromised. Under normal hydrologic conditions Little Storm Lake has the potential to function as a sediment trap for Storm Lake, but tllis capacity is overwhelmed during high flows. Little Storm Lake is at or near its sediment trapping capacity, which results in higher sediment transport into Storm Lake. Resuspension of sediments due to wind and other in-lake dynamics, such as rough fish, further exacerbate the total turbidity from suspended sediment and results in movement of sediment from Little Storm Lake into Storm Lake. This project includes a fish barrier and water retention structure between Little Storm Lake and Storm Lake and the construction of a pumping station and associated equipment. The project involves periodic dewatering of Little Storm Lake during years of favorable climatological conditions to consolidate the sediments and revegetate the area. Construction of the fish banier would aid restoration efforts by preventing rough fish from destroying the vegetation and would decrease recruitment of rough fish by limiting their spawning area. In the future, if the diminished trapping capacity of Little Storm Lake still results in sediment moving into Storm Lake, a dredging project would be initiated to deepen Little Storm Lake.

Jyväskylän kaukolämpöverkon kehittäminen

Kaukolämmitys on yleisin Suomessa käytetty lämmitysmuoto ja sen osuus koko lämmitysmarkkinoista on noin 50 %. Kaukolämmön varsinainen tuotanto ja jakelu alkoivat Suomessa vuonna 1957 ja Jyväskylässä vuonna 1960. Jyväskylässä kaukolämmön piiriin kuuluivuoden 2006 loppuun mennessä noin 3200 asiakasta. Suurin tuntiteho laitoksilta oli noin 375 MW. Vuonna 2020 suurimman tuntitehon on ennustettu olevan noin 480 MW, mikä tarkoittaa asiakasmäärän ja verkon pituuden merkittävää kasvua. Jyväskylän kaukolämpöverkon nykytilanne on hyvä. Verkostolaskennan tulosten perusteella lämpö saadaan siirtymään nykyisillä laitoksilla ja verkon laitteilla jokaiselle asiakkaalle niin normaalitilanteessa kuin päälaitoksen häiriötilanteessa. Häiriötilanteessa paikallisia ongelmia voi esiintyä, mutta niihin voidaan vaikuttaa parantavasti esimerkiksi verkon staattisen paineen nostolla. Jyväskylän kaukolämpöverkon tulevaisuuden näkymät ovat erinomaiset. Laskennan perusteella verkkoa voidaan laajentaa kaikille laskennassa mukana olleille alueille ilman suurempia ongelmia. Uuden tuotantokapasiteetin, verkonlaajentumisen ja asiakasmäärän kasvun aiheuttamat kehitystarpeet saatiin selvitetyksi ja tulokset olivat aikaisempien tutkimusten suuntaisia. Tulevaisuutta ajatellen verkkoon joudutaan tekemään muutamia muutoksia suunniteltujen uusien yhteyksien lisäksi. Uuteen linjaan, joka yhdistää Palokan verkon toisen yhteyden kautta Jyväskylän pääverkkoon, rakennetaan mahdollisesti pumppaamo. Lisäkuristusventtiilejä tarvitaan viiteen eri paikkaan turvaamaan riittävän suuret kaukolämpöveden paluupaineet. Osa venttiileistä olisi suositeltavaa asentaa jo nykytilanteessa, sillä niiden hankinta parantaisi verkon nykytilaa.

Vaasan kaukolämmön kehittämissuunnitelma

Tämän työn tarkoituksena on tarkastella tulevaisuuden kehitysnäkymien vaikutusta Vaasan kaukolämpötoimintaan. Komartekin Flowra 32 verkostolaskentaohjelman avulla tutkitaan kaukolämpöverkon siirtokykyä nykyisissä ja tulevaisuuden kuormitustilanteissa. Työn yhteydessä laaditaan kaukolämmityksen kasvuennuste seuraavalle kymmenelle vuodelle ja selvitetään mitoituslämpötilaa -29°C vastaava teho tilastollisen analyysin avulla. Lisäksi tutkitaan mahdollisia ratkaisuja huippu- ja varatehon tuottamiseksi. Tarkastelun kohteena on myös lämmön lyhytaikaisvarastoinnin kannattavuus energianhankintajärjestelmässä. Kaukolämpöverkon siirtokyky on tarkastelun perusteella kohtalaisen hyvä, mutta liittymistehojen kasvaessa paine-erot verkon häntäpäässä jäävät liian alhaisiksi. Paras ratkaisu paine-ero ongelmaan on rakentaa välipumppaamo Hovioikeudenpuistoon. Tarkastelun perusteella kaukolämmön varatehon lisätarve on kymmenen vuoden kuluttua noin 40 MW ja varatehoksi on kannattavinta rakentaa raskasta polttoöljyä käyttävä lämpökeskus. Lämmön lyhytaikaisvarastointi on nykyisillä energianhinnoilla kohtalaisen kannattavaa varsinkin, jos Kauppa- ja teollisuusministeriö myöntää hankkeelle täyden 30%:n investointiavustuksen.

Energiaa säästävä uusi viemäriveden pumppausteknologia

Pumppaaminen kuluttaa teollisuudessa huomattavan osan energiasta, joten siellä on myös merkittäviä säästömahdollisuuksia. Maailmanlaajuisesti pumppaus kuluttaa noin viidenneksen sähkömoottorien energiantarpeesta, ja tietyillä teollisuudentoimialoilla jopa yli 50%. Jätevedenpumppaus perustuu edelleenkin pääosin 50- ja 60- luvuilla kehitettyyn tekniikkaan, merkittäviä energiansäästöjä on mahdollista saavuttaa suhteellisen pienillä investoinneilla. Työn teoriaosassa käsitellään perusteet jätevedenkäsittelystä, ja viemäriputkiston rakenteesta. Pumppuja, sähkömoottoreita ja taajuusmuuttajia käsitellään laajemmin keskittyen niiden toimintaan ja toimintaa ohjaaviin teorioihin. Empiirisessä osassa tutkitaan uuden teknologian energiansäästöpotentiaalia erilaisilla mittauksilla, sekä mittausten pohjalta tehdyillä case-analyyseillä. Näitä analyysejä varten työn aikana kehiteltiin laskin, jolla voidaan arvioida energian kulutusta tunnetulle pumpulle, kun tiedetään haluttu toimintapiste. Työssä käsitelty uusi teknologia on mahdollisesti merkittävin uudistus viemäriveden pumppausteknologiaan taajuusmuuttajien käyttöönoton jälkeen. Teknologialla päästään eroon imukaivoista liki täysin, ja sitä kautta saadaan paremmin hallittua monia ongelmia kuten hajuhaittoja. Teknologian merkittävin hyöty on kuitenkin energiansäästö. Perinteisessä teknologiassa taajuusmuuttajat ovat olleet kannattavia, mikäli geodeettisen nostokorkeuden osuus on mahdollisimman pieni. Tyypillisessä uuden teknologian sovelluskohteissa geodeettinen nostokorkeus tulee yleensä olemaan pieni, joten uuden teknologian käyttöönoton kannattavuus on näissä kohteissa erityisen hyvä.

Vedenlaadun parantamismahdollisuudet virtausohjauksen avulla läntisen Pien-Saimaan tapauksessa

Läntisen Pien-Saimaan vesistön alueella on ilmennyt voimakasta sinileväkukintaa vuosina 2006 - 2009. Yksi tehokas keino vähentää sinilevien määrää ja parantaa vedenlaatua, onravinnepitoisuuksien alentaminen virtausohjauksen avulla. Tästä on 70 vuoden kokemus Pien- Saimaan itäosissa, joissa Vehkataipaleen pumppaamon virta on pitänyt vedenlaadun hyvänä huolimatta vesialuetta raskaasti rasittavasta puunjalostusteollisuudesta. Diplomityössä selvitetään mahdollisuuksia toteuttaa virtauksenohjausta myös läntisen Pien-Saimaan puolella, jolloin tavoitteena on vedenlaadun paraneminen. Vedenlaadun parantamista edellyttää myös Euroopan unionin vesipuitedirektiivi. Selvityksessä tarkasteltiin virtauksenohjauksen eri toteutusvaihtoehtoja ja arvioitiin näiden vaikutuksia eri alueiden vedenlaatuun. Tämän lisäksi kartoitettiin ja arvioitiin eri vaihtoehdoista aiheutuvia riskejä. Näiden tietojen pohjalta päädyttiin suositeltaviin virtauksenohjauksen toteutusvaihtoehtoihin, joita ovat Kolhonlahti – Kolinlahti välillä toteutettu pumppaus ja mahdollisen Kutilan kanavan rakentamisen yhteydessä Kopinsalmen pumppaamo. Kolhonlahti – Kolinlahti sijaitsee Pien-Saimaan koillisosassa lähellä Rehulaa. Muista tarkastelluista kohteista saatiin yhdistelemällä suositeltavaksi vaihtoehdoksi myös Vehkataipaleen pumppaamon virran kasvattaminen yhdistettynä Kirjamoinsalmen tai Kopinsalmen pumppaamoon. Tämän lisäksi eri vaihtoehdoille laadittiin alustava kustannustarkastelu. Selvityksessä käytettyjä menetelmiä ja tuloksia voidaan soveltaa myös muihin vastaavan tyyppisiin vesistöjen kunnostushankkeisiin. Työssä on lisäksi koottu yhteen yleistietoja Pien-Saimaasta ja sen tunnetuista virtauksista.

Mikkelin Pursialan pohjavesialueen haitta-aineet

Mikkelin talousvedestä kahden kolmasosan tullessa Pursialan pohjavesialueelta on alueen suojeleminen tärkeää. Pohjaveden laatua uhkaavat etenkin alueella sattuneet pohjavedenpilaantumistapaukset. Merkittävimmät pohjaveden pilaantumistapaukset ovat VAPO Oy:n sahan aiheuttama pohjaveden pilaantuminen kloorifenoleilla (CP) ja VR:n ratapölkkykyllästämön aiheuttama pohjaveden pilaantuminen kreosoottiöljyllä sekä Rinnekadun Nesteen aiheuttama pohjaveden pilaantuminen MTBE:llä. Alueella on tehty tutkimuksia ja kunnostuksia pilaantumiin liittyen, mutta näiden tuloksia ei ole aikaisemmin koottu yhteen. Tämän työn tavoitteena oli koota tulokset samaan aineistoon. Työssä keskityttiin kloorifenolien leviämisen tarkasteluun sen Pursialan pohjavedenottamolle muodostaman suurimman uhan vuoksi. Kallioperätietojen, maanpintatietojen ja näytetietojen pohjalta laadittiin myös pienoismalli CP-pilaantuman leviämisen kokonaiskuvan hahmottamiseksi. Työn tavoitteena oli lisäksi tehdä riskitarkastelua CP-pilaantumaan liittyen ja etsiä keinoja hallita havaittuja riskejä. Riskinhallintaan liittyen työssä tutkittiin kloorifenoleilla pilaantuneen alueen maaperä- ja kalliotietoja sekä pohjaveden laatutietoja. Pursialan pohjavedessä on runsaasti rautaa ja mangaania sekä aggressiivista hiilihappoa. Pohjaveden pH on alueella noin 6,5, lämpötila noin 7,5 ºC ja happipitoisuus noin 0,7 mg/l. Pursialan kaupunginalueen kallioperässä on havaittavissa VAPO Oy:n sahalta vedenottamolle etenevä kalliopainanne, jota pitkin CP etenee. Alueen kallioperä on kiillegneissiä, jossa on pohjois–etelä-suuntaista rakoilua. Maaperätuloksien perusteella on havaittavissa vettä hyvin johtavien maakerrosten jatkuminen koko vedenottamon ja sahan välisen matkan, mikä tarkoittaa, että CP-pitoisella pohjavedellä voi olla aiemmin oletettua nopeampikin yhteys sahalta vedenottamolle. Suurin CP-pitoisuus noin 100 000 µg/l on mitattu KY-5-altaan kohdalle asennetun M14-pohjavesiputken pohjasta. Talousvesiasetuksen raja-arvo CP:lle on 10 µg/l. Sahan ja vedenottamon puolivälissä on havaittu yli 10 000 µg/l meneviä CP-pitoisuuksia. Suurin vedenottamon kaivoista (kaivo 10) mitattu pitoisuus on 149 µg/l. Jakotukilta raakavedestä otetuissa näytteissä tai talousvedessä ei ole kuitenkaan havaittu talousvesiasetuksen ylittäviä CP-pitoisuuksia. Pienoismallin perusteella CP sijaitsee sahan alueella lähellä kallionpintaa ja hajaantuu koko pohjavesipatjaan vedenottamolle päin mentäessä. CP-mittaustuloksissa on havaittavissa pulssimaisuutta. Tämä johtuu todennäköisesti Saimaan pinnan vaihtelun seurauksena muuttuvasta rantaimeytyneen pohjaveden määrästä. Saimaan pinnan nousu näyttäisi tuloksien perusteella nostavan CP-pitoisuuksia saha-alueella ja laskevan lähellä vedenottamoa. Pohjaveden pintatietojen perusteella tehdyn tarkastelun mukaan pohjavesi voi kulkeutua sahalta vedenottamolle parhaimmillaan noin vuodessa. Työssä arvioitiin KY-5–liuoksen vuosittaiseksi käyttömääräksi noin 648–970 m3. Allassakkaa arvioitiin syntyneen yhteensä noin 10–31 m3. Pohjaveteen arvioitiin joutuneen toiminnan aikana yhteensä noin 3 000–4 000 kg CP:tä. Kloorifenolit esiintyvät pohjavedessä lähes täysin kloorifenolaatteina. Kloorifenolien hajoaminen ja muuntuminen pohjavedessä on epätodennäköistä. Käsitteellisen mallin mukaan kloorifenolipilaantuman suurimmat riskit aiheutuvat kloorifenolien mahdollisuudesta pilata Pursialan vedenottamon talousvesi. Tällä hetkellä riskejä hallitaan kloorifenolien leviämisen tarkkailulla, sahan ja vedenottamon puolivälissä sijaitsevalla koepumppauksella sekä varautumalla aktiivihiilijauheen syöttöön talousvesiprosessiin. Koepumppauksen avulla on saatu ylös tällä hetkellä noin 69 kg kloorifenoleita. Tutkimuksen perusteella suositeltavimmat riskinhallintatoimet tulevaisuudessa ovat sahalla sijaitseva kunnostuspumppaus, sahan ja vedenottamon väliin sijoittuva suojapumppaus- ja vesiverhoyhdistelmä sekä sahan rannan kautta tapahtuvan rantaimeytymisen estäminen.

Simulação do sistema de esgotamento sanitário de Ponta Negra- Natal: mitigação dos riscos ambientais e estratégia de manutenção preditiva

The simulation of SES-Natal Ponta Negra: mitigation of environmental risks and predictive maintenance strategy was developed in the context of several operational irregularities in the pumping stations and sewage systems in the system Ponta Negra. Thus, the environmental risks and complaints against the company due to overflows of sewage into the public thoroughfare became common. This neighborhood has shown in recent years an increase of resident higher than the initial expectation of growth. In this sense presumed the large population growth and generation of sewers higher than expected, associated to the use of corrective maintenance and misuse of the system may be the main causes of operational failures occurring in the SES. This study aimed at analyzing the hydraulic behavior of SES Ponta Negrathrough numerical simulation of its operation associated to future scenarios of occupation. The SES Ponta Negra has a long lengthof collection networks and 6 pumping stations interconnected, being EE 1, 2, 4 coastal way, and beach Shopping interconnected EE3 to receives all sewers pumped from the rest pumping station and pumped to the sewage treatment station of neighborhood which consists of a facultative pond followed by three maturation ponds with disposal of treated effluent into infiltration ditches. Oncethey are connected with each other, the study was conducted considering the days and times of higher inflow for all lifts. Furthermore, with the aim of measuring the gatherer network failures were conducted data survey of on the networks. Thephysical and operational survey data was conducted between January/2011 and janeiro/2012. The simulation of the SES was developed with the aim ofdemonstrating its functioning, eithercurrently and in the coming years, based in population estimates and sewage flow. The collected data represents the current framework of the pumping stations of the SES Ponta Negra and served as input to the model developed in MS Excel ® spreadsheet which allowed simulating the behavior of SES in future scenarios. The results of this study show thatBeach Shopping Pumping Station is actually undersized and presents serious functioning problemsthatmay compromise the environmental quality of surrounding area. The other pumping stations of the system will reach itsmaximum capacity between 2013 and 2015, although the EE1 and EE3 demonstrateoperation capacity, even precariously, until 2017. Moreover, it was observed that the misuse of the network system, due to the input of both garbage and stormwater, are major factors of failures that occur in the SES. Finally, it was found that the corrective maintenance appliance, rather than predictive,has proven to beinefficient because of the serious failuresin the system, causing damage to the environment and health risks to users

Período de recuperação do investimento em bomba hidráulica de melhor rendimento em sistemas de bombeamento na tarifa horossazonal verde

Neste trabalho, ajustou-se um modelo matemático para quantificar o efeito da variação do rendimento da bomba hidráulica na variação dos custos de um sistema de bombeamento, na estrutura tarifária horossazonal verde (subgrupo A4) e o tempo de recuperação do capital investido no equipamento de maior rendimento. em seguida, o mesmo foi aplicado a um sistema de bombeamento para suprimento de um sistema de irrigação do tipo pivô central. As opções de rendimento da bomba hidráulica foram: 69,5% (bomba 1), 73% (bomba 2) e 78% (bomba 3), cujos custos de aquisição foram, respectivamente, R$ 6.176,00, R$ 8.479,00 e R$ 15.509,00. Os resultados da aplicação do modelo mostraram que: i) a substituição da bomba 1 pela bomba 2 foi viável, sendo o período de recuperação de capital 3,4 anos; ii) a substituição da bomba 1 pela bomba 3 foi viável, sendo o período de recuperação de capital 9,2 anos; iii) a substituição da bomba 2 pela bomba 3 foi inviável, sendo o período de recuperação de capital 21,1 anos superior ao período de amortização do investimento na avaliação econômica, considerado 15 anos.