Regn - Måling af nedbør, styring under regn og samspil med kloakanlæg Lisbeth Pedersen
Hvorfor vil vi styre bedre under regn? Undgå slamflugt flaskehalsen i de fleste anlæg Undgå øget SS og dermed P, BI5 og N i afløbet undgå øgede afgifter Øge anlæggets kapacitet for større flow
Hvad kan vi styre under regn? Returslamsforholdet Pumpedriften ofte pumper vi vand og ikke slam Dosere polymer til at øge slamtilbageholdelsen Aflastning spildevand før renseanlægget Omrørerne i aktivslamtankene Andet?
Hydraulisk kapacitet forbedres ved at reducere slamkoncentrationen KAPACITET m3 per time 1600 1500 1400 ca. 50% 1300 1200 1100 1000 900 800 Slamkoncentration aktiv slamanlæg, kg SS/m3 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6
Slamkoncentrationen kan styres ved Sørge for at have den nødvendige og kun den nødvendige slammængde i anlægget ofte har man 1 kg/m 3 for meget!!! måske 20% kapacitet opbrugt Bundfælde i luftningstankene under regn Bundfælde i bio-p eller andre tanke Opmagasinere slammet i +3,5 m dybe efterklaringstanke under kontrollerede forhold Bedre slamegenskaber fx PAX dosering
Krav til styring Kendskab til anlægget og processerne Styringsredskaber (Scada, DIMS etc.) Viden omkring (kommende) nedbør 6
Instrumenter Regnmåler Vejrradar (LAWR) Direkte måling af nedbør Punktmåler ~200 cm 2 måleområde Indirekte måling af nedbør Volumen-mål ~57000 måle-punkter 100x100 500x500 meter opløsning Forecast 7
Eksempel på nedbør målt med radar 8
Eksempel Vejle LAWR, 22. august 2007 Cirkel diameter: 120 km Pixel størrelse: 500x500 m Billede hyppighed: 5 minuter 11
LAWR Udviklet som del af EU ESPRIT projekt i 1997 Første installation i Århus (Søsterhøj) i 1999 - nu 25 i hele verden Designet til at måle nedbør i høj opløsning over små områder 12
LAWR ~50.000 nedbørsmålere i én installation Supplement til almindelige regnmålere Detaljeret distribueret nedbørsinformation i real-tid ~1 times advarselstid for kommende nedbør Information/data til: Driften, modeller, dokumentation, design og borgerne 13
Radar-princip Radio Detection and Ranging 14
Radar-målinger 15
To meget forskellige målinger Regnmåler: ~200 cm 2 vs. Radar: 40,000,000,000 cm 2 (DMI radar) 100,000,000 cm 2 (LAWR) Punktmåling vs. volumenmål udfordringer 16
5.2 mm 18.2 mm Gauge No. Duration [min] Rain Depth [mm] Max. intensity [ m/s] 30200 66 18.2 23.333 30184 59 5.2 5.000 30242 46 7.2 6.667 30316 513 4.4 0.238 30257 62 6.8 16.667 30313 63 31.4 56.667 30318 68 9.0 10.000 30319 91 17.8 33.333 30383 68 7.2 6.667 4.4 mm 7.2 mm 6.8 mm 32.4 mm 7.2 mm 17.8 mm 17
Regnmåler usikkerheder Mekaniske problemer Vind måler mindre Læforhold (kan ændre sig) Registrering pr. tip ukendt intensitet imellem Hvor langt væk er målingen gældende? 18
Radar usikkerheder Indirekte mål (energi fra dråber) Målevolumenet øges med afstanden fra radaren Uønskede objekter clutter Måler nedbør i atmosfæren og ikke ved jorden højden øges med afstanden Kræver regnmåler til kalibrering 19
Eksempel på lavthængende let regn Eksempel fra vejle tirsdag d. 26/5 2009 Korriges matematisk med volumen-korrektion 20
Målevolumenet øges med afstanden Nedbørsgivende skyer findes ved flere højder 21
LAWR kalibrering Konvertering fra reflektivitet (energi) til nedbørsintensiteter Kræver min. 1 regnmåler gerne flere Lineært forhold mellem ΣZ & Σmm DHI CF t eventstop t 0 t event stop t 0 mm (regnmåler Z / t (LAWR) ) Nøjagtighed afhænger både af radar og regnmåler! 24
Variabilitet i regn Nedbørsdybde fra 1 hændelse ~30 min 25
Er en regnmåler repræsentativ? 2-26% variation imellem regnmålere inden for 500x500 meter +/- op til 26% usikkerhed på en enkelt regnmåler Størst usikkerhed på små regnhændelser 26
Eksempel på forecast 27
Forecast Sorte/hvide streger Regnen deler sig de sorte områder er ingen nedbør burde være baggrunds kort Regnen bevæger sig ikke Regnen bevæger sig meget langsomt den beregnede flytning bliver mindre end grænseværdi 28
Adgang til radardata Online animation fx www.regn.dk SMS advarsel ved kraftig regn på udvalgte lokaliteter RainInfo Site DIMS data lagring, kalibrering, plots og værdier til styringen 29
Rain Info System Ballerup Kommunes Rain Information System 30
Opsummering LAWR giver bedre information om nedbør I realtid Mulighed for prognose af regnen til styring Styring af renseanlæg Forbedret kapacitet Forbedret rensningsgrad Optimering af omkostninger (kemikalier & energi) Alternativ til at bygge nyt 31
Web: http://radar.dhigroup.com Email: lpe@dhigroup.com 32