Indsivning af uvedkommende vand i afløbssystemer - Numerisk og eksperimentel bestemmelse
Oversat titel
Infiltration of unwanted water into sewage systems - Numerical and experimental quantification
Forfattere
Sørensen, Frederik Kronborg Bang ; Hedevang, Benjamin Terndrup
Semester
4. semester
Uddannelse
Udgivelsesår
2023
Afleveret
2023-06-09
Resumé
Dette speciale undersøger indsivning af uvedkommende vand i afløbssystemer med fokus på hypotesen om, at vand primært trænger ind nedefra, når grundvandet står højt. Baggrunden er øgede driftsudfordringer hos danske forsyninger samt forventede ændringer i nedbør som følge af klimaforandringer. Der udvikles en numerisk model i Python baseret på Moldrup et al. (1989) til at beskrive vertikal vandtransport i den umættede zone, og resultaterne sammenholdes med et kontrolleret sandboksforsøg, hvor et utæt afløbsrør er nedlagt i kompakteret jord og udsat for regn. Jordparametre (bl.a. mættet hydraulisk ledningsevne, air-entry og Campbell b) bestemmes fra feltprøver indsamlet ved Store Restrup Fælled; der indgår endvidere et kapillær stighøjde-forsøg og en efterfølgende sensitivitetsanalyse. Sandboksforsøget viser, at vand passerer forbi røret uden indsivning i den umættede zone, og at indsivning først sker, når grundvandsspejlet stiger over utætheden. Modellen beskriver denne adfærd kvalitativt, men overvurderer de volumetriske mængder, hvilket tilskrives, at horisontale strømninger ikke er medtaget. Sensitivitetsanalysen peger på høj følsomhed over for mættet hydraulisk ledningsevne og tør densitet i en lokalt hårdt kompakteret lagzone. Under forudsætning af kendte jordegenskaber kan modellen fungere som et tilgængeligt værktøj til vurdering af uvedkommende vand.
This thesis examines infiltration of unwanted water into sewer systems, focusing on the hypothesis that inflow primarily occurs from below when groundwater levels are high. The motivation is rising operational challenges for Danish utilities and anticipated changes in precipitation due to climate change. A Python-based numerical model grounded in Moldrup et al. (1989) is developed to represent vertical water flow in the unsaturated zone and is compared against a controlled sandbox experiment with a leaky pipe embedded in compacted soil and subjected to rainfall. Soil parameters (including saturated hydraulic conductivity, air-entry, and Campbell b) are determined from samples collected at Store Restrup Fælled; a capillary rise experiment and a subsequent sensitivity analysis are also included. The sandbox shows that water bypasses the pipe without infiltrating in the unsaturated zone, and that infiltration occurs only when the groundwater table rises above the leak. The model reproduces this behavior qualitatively but overestimates volumes, attributed to neglect of horizontal flows. Sensitivity results indicate strong dependence on saturated hydraulic conductivity and dry bulk density in a locally highly compacted layer. Given known soil properties, the model serves as an accessible tool for assessing unwanted water.
[Dette resumé er genereret med hjælp fra AI direkte fra projektet (PDF)]
Emneord