| dc.description.abstract | Avløpssystemer spiller en avgjørende rolle i å transportere avløpsvann bort fra befolkede områder og sikre viktige tjenester for verdens befolkning. Imidlertid utgjør den aldrende infrastrukturen og den begrensede kapasiteten i kloakksystemer, kombinert med de økende utfordringene knyttet til klimaendringer og miljøproblemer, betydelige sårbarheter for disse systemene. I tillegg har nylige undersøkelser vist at fremmedvann utgjør et betydelig problem for norske kommuner, og står for omtrent 50\% av de transporterte avløpsmengdene, og dermed forårsaker uønsket belastning på disse systemene.
Hovedmålet med denne studien er derfor å nøyaktig estimere omfanget av fremmedvann, med fokus på anvendelige tilnærminger for små kommuner. For å oppnå dette implementeres nyutviklede tilpasninger av etablerte metoder for å vurdere andelen fremmedvann i et kommunalt ledningsnett. Studien benytter ulike metoder basert på vannføring, inkludert en vannbalanse metode og Pearson-korrelasjonskoeffisient, for å velge et område for videre undersøkelser, ved hjelp av eksisterende kommunale data. Videre bruker studien konsepter som grafteori og hydraulisk modellering for å estimere fremmedvann ved å simulere avløp produsert av husholdninger og videre sammenligne dette med strømningsmålinger av avløp. I tillegg benyttes en massebalansemetode for å omgjøre målte videreførte volumer til å estimere disse avløpsstrømningene.
De vannføringsbaserte metodene klarte å lokalisere områder med allerede kjente kilder til fremmedvann, og pekte samtidig mot nye områder som kunne evalueres. Likevel var det et nivå av usikkerhet med disse metodene da de manglet den ønskede graden av nøyaktighet. Ved evalueringen av en spesifikk avløpssone viste det seg at å ta i bruk en hydraulisk kloakkmodell var en anvendelig tilnærming for å estimere avløpsvann produsert av husholdninger, og dermed muliggjøre estimeringen av fremmedvann. I løpet av den 40 dager lange evalueringsperioden ble det estimert at 76\% av de transporterte mengdene skyldtes fremmedvann. Dette ble hovedsakelig forårsaket av betydelige mengder snøsmelting og nedbør, der mindre optimalt kumdesign og plasseringen av rør i grøfter var mulige forsterkninger av dette problemet.
Samlet sett identifiserte denne studien praktiske løsninger for små kommuner til å få oversikt over sin fremmedvanns problematikk. Ved å bruke hydrauliske modeller for validering og forbedring av de praktiske vannføringsbaserte metodene, økte nøyaktigheten betydelig, noe som resulterte i en kombinert tilnærming. Studien understrekte også effektiviteten av å generere et graf representert avløpssystem ved hjelp av kommunens database, noe som muliggjorde nettverksanalyse og utfylling av data. Dermed ble tilleggs fordelene ved denne tilnærmingen, muligheter for ressursoptimalisering og grunnlag for beslutningsprosesser innenfor håndtering av fremmedvann, spesielt til fordel for kommuner med begrensede ressurser og ekspertise. | |
| dc.description.abstract | Wastewater systems play a vital role in transporting wastewater away from populated areas, ensuring essential services for the global population. However, the aging infrastructure and limited capacity of sewers, coupled with the growing challenges of climate change and environmental issues, pose significant vulnerabilities for these systems. In addition, recent studies have revealed that infiltration and inflow (I/I) pose a significant problem for Norwegian municipalities, accounting for approximately 50\% of the transported volumes, causing undesirable levels of stress on these systems.
Therefore, the primary objective of this study is to accurately quantify the extent of I/I, focusing on applicable approaches for small municipalities. To achieve this, novel adaptations of well-established methods for assessing I/I in municipal sewers are implemented. Specifically, the study employs various flow-based methods, including water balance and Pearson Correlation Coefficient, to select an area for evaluation by utilizing existing municipal data. In addition, the study leverages concepts such as graph theory and hydraulic modeling to quantify I/I by simulating household generated sewage flow and comparing it to wastewater flow rates. Furthermore, a mass balance approach is used to reverse engineer measured pumped volumes and estimate these wastewater flow rates.
The flow-based methods successfully managed to locate already known sources of I/I, while pointing towards new areas for evaluation. Nevertheless, some uncertainty was experienced with these methods as they lacked the desired accuracy. In the evaluation of a specific sewer zone, the effective construction of a hydraulic sewer model, provided an applicable approach to estimate sewage generated by households, subsequently enabling the quantification of I/I. Over the 40-day evaluation period, it was estimated that 76% of the total transported volume was attributed to I/I. Mainly caused by a period of significant snowmelt and rainfall, where sub-optimal manhole design and the pipes placement in ditches were possible amplifiers.
Overall, this study identified practical solutions for small municipalities to address I/I. By utilizing a hydraulic model for validation and refinement of the practical Flow-based methods further enhanced the accuracy, resulting in a combined approach. In addition, the study highlighted the efficiency of generating a sewer network graph using the municipal database, facilitating network analysis and data filling. Consequently, the municipality in this case gained valuable information for decision support, identifying areas of concern and guiding actions to enhance sewer system performance. As a co-benefit of this approach, which can be adapted for other municipalities, facilitates resource optimization and enhance decision-making in I/I management, particularly benefiting municipalities with limited resources and expertise. | |
