Προβλήματα και αστοχίες στο δίκτυο διανομής νερού από το υλικό κατασκευής

Τσιλογιάννης, Γεώργιος

Water distribution network material related problems and failures

Μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία

Author

Τσιλογιάννης, Γεώργιος

Date

2022-03

Advisor

Damikouka, Ioanna

Μεταπτυχιακή εργασία (1.075Mb)

Keywords

Δίκτυα διανομής νερού ; Υλικά ; Διάβρωση ; Βιοφίλμ ; Μηχανικές αστοχίες ; Water distribution networks ; Materials ; Mechanical failures ; Corrosion

Abstract

Τα δίκτυα διανομής νερού, αποτελούν σημαντικότατο τμήμα των έργων υδροδότησης, με κύριο σκοπό τη διασφάλιση της παροχής επαρκούς και ποιοτικού νερού προς κατανάλωση. Απαρτίζονται κυρίως από πλέγμα αγωγών μεταφοράς και δεξαμενών αποθήκευσης του νερού, κατασκευασμένων από μεταλλικά (κράματα σιδήρου και χαλκού) και μη μεταλλικά υλικά (πολυμερή πλαστικά, αμίαντος, τσιμέντο). Οι αγωγοί και οι δεξαμενές του δικτύου υπόκεινται σε ένα εύρος αστοχιών και εμφανίζουν συγκεκριμένα προβλήματα κατά τη λειτουργία τους. Ο αντίκτυπος των προβλημάτων και αστοχιών αυτών στην παρεχόμενη ποιότητα του πόσιμου νερού είναι μεγάλος και ευρέως μελετημένος σε παγκόσμιο επίπεδο. Το εύρος των επιπτώσεων κυμαίνεται από μεταβολή των φυσικοχημικών παραμέτρων του νερού (χρώμα, οσμή, γεύση και θολότητα), μέχρι αλλαγές στα βιολογικά χαρακτηριστικά του που ενδέχεται να προκαλέσουν υδατογενείς ασθένειες. Οι παράγοντες που συντελούν στην εμφάνιση προβλημάτων και αστοχιών στο δίκτυο ύδρευσης ποικίλουν, και ως επί το πλείστον λειτουργούν συνεργατικά στη διατάραξη της ορθής λειτουργίας του. Τα υλικά ενός δικτύου παίζουν ιδιαίτερο ρόλο στην εμφάνιση, μελέτη και διαχείριση των προαναφερθέντων προβλημάτων και αστοχιών, με πιο χαρακτηριστικά τις θραύσεις και τις διαρροές, την εσωτερική και εξωτερική διάβρωση και την πρόκληση βιορύπανσης (μέσω σχηματισμού βιοφίλμ στις εσωτερικές επιφάνειες) αγωγών και δεξαμενών. Η κατάλληλη επιλογή του υλικού κατασκευής αποτελεί τη μεγαλύτερη πρόκληση στην προσπάθεια μετριασμού των προβλημάτων και ελαχιστοποίησης των επιπτώσεων των αστοχιών στο πόσιμο νερό, αφού αποτελεί συνάρτηση οικονομικών και κατασκευαστικών παραμέτρων, των εδαφικών και κλιματικών συνθηκών της υδροδοτούμενης περιοχής, καθώς και της ποιότητας του νερού της πηγής.

Abstract

Water distribution networks are a very important part of water supply systems, and their main purpose is ensuring that there is adequate quality and supply of water for consumption. They mainly consist of transport pipes and water storage tanks, made of metallic (iron and copper alloys) and non-metallic materials (polymer plastics, asbestos, cement). Network pipes and tanks are subject to a range of failures and problems during their operation. The impact of these problems and failures on the quality of drinking water provided is large and widely studied worldwide. These effects range from changes in the physicochemical parameters of water (color, odor, taste and turbidity), to changes in its biological characteristics that may cause waterborne diseases. Factors contributing to the occurrence of problems and failures in the water supply network vary, and in most cases, they work collaboratively in disrupting its proper operation. Network materials play a special role in the occurrence, study and management of the aforementioned problems and failures; the most characteristic ones are fractures and leaks, internal and external corrosion and the induction of bio-pollution (through the formation of biofilm on the inner surfaces) of pipes and tanks. The appropriate choice of materials is the greatest challenge in the effort to mitigate problems and minimize the impact of material failures on drinking water, as it is a function of economic and construction parameters, soil and climatic conditions of the water supply area, and the quality of the water from the source.