Monitoring ve zdravotním inženýrství

Transkript

1 Logistika Monitoring ve zdravotním inženýrství David Stránský Gabriela Šťastná Iva Čiháková Bohumil Šťastný Úterý 10:45 12:15 C219 Ukončení předmětu Zápočtový test V případě neúspěchu pohovor Katedra zdravotního a ekologického inženýrství 1. Činnost katedry Doporučená literatura MĚSTSKÉ VODY Modelování odtoku z intravilánu, Ing. Radovan Haloun, CSc., ČVUT 1993 Odvodnění urbanizovaných území koncepční přístup, Vladimír Krejčí a kol., NOEL 2000 Hydrologie a klimatologie, Kemel a kol., ČVUT 1999 Grunwald, A. a kol.: Vodárenství, ČKAIT, 1998 Zákon č.274/2001 Sb. v aktuálním znění Vyhláška 428/2001 Sb. v aktuálním znění Šťastný B. ( 2003). Stavba a provoz bazénů městské odvodnění zásobování vodou balneotechnika (lázeňství a bazény) Činnost katedry Obsah přednášek Přednáška Přednášející Úvod do monitoringu Stránský Monitoring průtoků Stránský Monitoring dešťových srážek Stránský Monitoring ekologického stavu vodních toků Šťastná, Stránský Monitoring kvality a hydromorfologického stavu recipientu Šťastná Biomonitoring Šťastná Aktuální podmínky sledování kvality pitné vody I. Čiháková Aktuální podmínky sledování kvality pitné vody II. Čiháková Sledování tlakových poměrů ve vodovodní síti Čiháková Měření a regulace v lázeňských a komunálních provozech Šťastný Legislativa pro sledování kvality koup. a lázeňských vod Šťastný Monitoring kvality koupacích a bazénových vod Šťastný MĚSTSKÉ VODY terénní měření fyzikální modelování matematické modelování 1

2 2. Městské odvodnění Městské odvodnění PŮVODNÍ ÚČEL VÝVOJ Pompeje hygienické zabezpečení prevence zatopení první zmínky - Indus (3.tisíciletí př.n.l.) moderní systémy Londýn polovina 19.st. (tři epidemie cholery) Čechy 1876 (Komitét pro řešení kanalizačních otázek) 2

3 3

4 Městské odvodnění DNEŠNÍ ÚČEL Městské odvodnění ochrana člověka před přírodou hygiena záplavy MEZIOBOROVÁ SPOLUPRÁCE biolog ochrana přírody před člověkem inženýr - hledá aplikované řešení znečištění vody ztráta živin fyzik foto: ochrana člověka před sebou samým -zvyšuje znalost - hledá souvislosti 4

5 3. Interakce s vodními toky Interakce s vodními toky ZMĚNA HYDROLOGIE ZMĚNA HYDROMORFOLOGIE zvýšený objem povrchového odtoku zvýšená rychlost povrchového odtoku špatná dotace podzemních vod častější výskyt povodň. stavů eroze snížení průtoků v období sucha napřímené koryto zpevněné břehy a koryto zatrubnění nádrže snížená transformace vlny narušená estetická funkce narušená komunikace s podz.v. přerušená kontinuita toku Interakce s vodními toky ZMĚNA KVALITY VODY Úvod do monitoringu (a modelování) černá zaústění oddělovací komory čistírny odpadních vod vysoké koncentrace, malý objem střední koncentrace, střední objem nízké koncentrace, velký objem Základní otázky Co je to městské odvodnění? Jaké problémy řešíme? Jaké prostředky používáme? Jakých cílů chceme dosáhnout? Monitoring Co je to monitoring? Co je to modelování? 5

6 Monitoring - obecná definice Monitoring v městském odvodnění Co je to monitoring? D2K data to knowledge informace je Co je to? Nástrojem monitoringu je měření Účel znalost MONITORING je cílená komplexní práce Kvantitativně kvalita povrchového odtoku kvalita odpadních vod / čištěných vod / tok efektivita čištění balastní vody Biologie Náklady (cost benefit) $ intenzita deště průtoky ve stokovém systému / čov / toku Kvalitativně popis srážko-odtokových vztahů veličiny prostorového a časového rozlišení měřený rozsah přesnost délku období dostupnost/aktuálnost dat Co v MO měříme a proč II získání dat a jejich následné vyhodnocení Kalibrace a verifikace simulačního prostředku Real Time Control (RTC) řízení provozu v reál. čase Plánování, dimenzování, výstavba Co v MO měříme a proč Definice účelu proč? Volba OPATŘENÍ Metodika monitoringu Poznání / popsání / pochopení / posouzení funkce a tendencí systému (kvantitativní i kvalitativní) D získání informace měření veličin 2 zpracování, třídění informací K interpretace, poskytnutí znalosti Sledování reálného chování systému, prováděné zpravidla měřením základních veličin druhové a množstevní zastoupení organismů pohyb organismů drift znovuosídlení organismy Monitorovací období hydrodynamické veličiny Na základě úrovně požadované znalosti volíme: Q, v, h, sediment, srážky, výběr správné (spolehlivé) metody výběr správné měřící techniky (hydraulická omezení) kvalitativní veličiny, biolog. materiál ph, T, NL, rozpuštěný O2, vodivost, nutrienty NO3, NO4, CHSK, odběr a rozbory biolog. materiálu... metoda odběry měřící technika - senzory, multiparametrické sondy, on-line stanice Dlouhodobý monitoring trvalé měření cílem je zjištění vývoje systému (trend) systematičnost, kontinuita, legislativa Krátkodobý / střednědobý monitoring jednorázová měřící kampaň cílem je zjištění stávajícího stavu systému nebo prvku většinou pro účely měření pro kalibraci a modelování, posouzení ekonomická náročnost 6

7 Sběr dat Jednorázové měření kampaň On-line měření Dlouhodobý monitoring přímé měření a vyhodnocení informace v reálném čase (řízení ČOV apod.) Off-line měření Stálý monitoring v ČR (ČHMÚ) stažení dat nebo odběr vzorků, transport a následné vyhodnocení velká časová prodleva, diskontinuita (hlavně u kvalitativních vzorků) 496 vodoměrných stanic na vodních tocích 1057 profilů pro měření kvality na tocích monitoring malých vodních toků monitoring nádrží (40 nádrží) dosud není plně zaveden monitorují správci, nedostupnost dat Dlouhodobý monitoring - Praha klimatologické a srážkoměrné stanice ČHMÚ Ruzyně, Klementinum, Karlov, Komořany atd. Síť 18 srážkoměrů PVS/PVK měrné profily na Vltavě správce Povodí Vltavy stálé měrné profily na stokové síti v Praze Modelování kmenové stoky A, B, C, D, E, F, K a na ČOV měření srážek na území Prahy 18 srážkoměrů Modelování Modelování - proces, kdy se reálnému systému přiřazuje systém jiný fyzický, abstraktní Monitoring + Modelování těsná vazba M+M: vyhodnocení informace Model fyzický (fyzikální), matematický Simulace zobrazení chování systému pomocí matematického modelu software umožňuje ANALÝZU a OPTIMALIZACI Simulační program počítačový program řešící matematické rovnice definovaného modelu v čase v prostoru v čase i prostoru tvorba scénářů cost x benefit účel interpretace informace rozhodnutí Ano Ne opatření 7

8 Kalibrace a verifikace - z měřených a připravených dat nastavení parametrů simulačního prostředku tak, aby výsledek co nejvěrněji odpovídal reálnému stavu Q (m3/s) Kalibrace - Q uzavěrný profil OK měření :00 mouse : :00 čas :00 příště promítáme MONITORING PRŮTOKŮ 8