Közműellátás 1-2. előadás

1. PTE PMMIK Környezetmérnöki Szak (BSC) Közműellátás1-2. 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

2. Tantárgyi követelmények • Tantárgykód, kredit: PMRKGMB095G, 4 kredit • Félévi követelmények: • 1 db ZH teljesítése • TVSZ szerinti órai részvétel • 1 db HF beadása a 15. hétg • Vizsga követelmények: • Szóbeli vizsga tételsor alapján • A vizsgán a félévi teljesítmény 25%-os súllyal szerepel • Kötelező irodalom: • Darabos Péter – Mészáros Pál: Közművek. Digitális jegyzet. • Pálné Schreider Judit: Közművek (Hefop segédlet). • Ajánlott irodalom: • Minden kiadott powerpoint-ban készült előadásanyag végén

3. 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

4. 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

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

6. Közművek csoportosítása IV. • Funkció szerint: • Vízi-közművek • Vízellátás (ivó- és ipari víz) • Csatornázás (szennyvíz) • Csapadékvíz elvezetés • Energiaellátó közművek: • Villamosenergiaellátásésközvilágítás • 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

7. 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

8. 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!!!

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

10. 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

11. 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

12. 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

13. 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

14. Közművek jövője – merre tovább?

15. Vízellátás

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

17. Vízellátó rendszer elemei és feladat • Elemei: • 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.

18. 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) • 2011 évi CCIX törvény a közműellátásról

19. 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!!!!

20. 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]

21. 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….

22. 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

23. Ellátási színvonal (komfort fokozat) • Közkifolyósmódon ellátott fogyasztó, aki a csőhálózatra szerelt közkifolyós vízvételi helytől, közúton mérve, legfeljebb 150 m távolságra lakik. • Félkomfortosmódon 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.)

24. 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

25. 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

26. 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

27. Kommunális vízfogyasztás napon belüli alakulása

28. 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

29. 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

30. 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

31. 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:

32. Hazai ipari vízigények alakulása

33. 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

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

35. 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.

36. Oltóvíz biztosítás időtartama (OTSZ szerint) • Normatív tűzterhelés alapján kell meghatározni:

37. 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!

38. 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

39. Tűzcsapon biztosítandó nyomás OTSZ szerint

40. Szükséges oltóvíz intenzitás OTSZ szerint

41. 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%

42. 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

43. Vízfogyasztás alakulása Budapesten (1949-2003)

44. 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)

45. Köszönöm a megtisztelő figyelmet!