DE4029186A1 - Monitoring system for waste water channels - electronically detects waste water escaping from and ground water entering pipes using pulse echo measurement - Google Patents
Monitoring system for waste water channels - electronically detects waste water escaping from and ground water entering pipes using pulse echo measurementInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung befaßt sich mit einem kontinuierlichen Kontroll-und Überwachungssystem für die Rohrdichtheit bei Abwasserkanälen, die im Freispiegelgefälle betrieben werden.The invention is concerned with a continuous Control and monitoring system for the tightness of pipes Sewers that operate in the free-level gradient will.
In jüngster Zeit nehmen die Erkenntnisse über die Schadstoffbelastungen in der Umwelt ständig zu. Diese Erkenntnisse sind vielfältig und beziehen sich auf eine erhebliche Anzahl technischer Bereiche mit jeweils unterschiedlichem Gefährdungspotential. Ein solcher Bereich ist z. B. die Gefährdung von Grundwasser und Boden durch undichte Abwasserkanäle. Obwohl Art und Umfang der vorhandenen Boden- und Grundwasserkontaminationen z.Zt. noch nicht exakt abgeschätzt werden können, wird dieses Gefährdungspotential von der Fachwelt als "erheblich" eingestuft.In recent times, the knowledge about the Pollution in the environment is constantly increasing. These Findings are diverse and relate to one considerable number of technical areas with each different hazard potential. Such a Area is z. B. the danger to groundwater and soil through leaky sewers. Although the type and scope of the existing soil and groundwater contamination at the moment cannot be estimated exactly yet Danger potential from the professional world as "considerable" classified.
Infolge dieser Sachlage wurden zum Schutze des Grundwassers gesetzliche Vorschriften und Technische Regeln für die Neuverlegung von Abwasserkanälen in wasserwirtschaftlichen Vorrangebieten (Trinkwasser schutzgebiete) eingeführt. In diesen s.g. Sondervorschriften wird in technischer Hinsicht grundsätzlich zwischen den zwei folgenden Ausführungsarten unterschieden:As a result of this, protection of the Groundwater legal regulations and technical Rules for the relocation of sewers in water management priority areas (drinking water protected areas). In these s.g. Special provisions is basically between the two in technical terms differentiated between the following types:
Das Doppelrohrsystem ist hierbei konstruktiv so auszu bilden, daß das evtl. Leckagewasser im Ringraum zwischen Schutz- und Abwasserrohr ungehindert bis zum nächsten Kontrollschacht abgeleitet werden kann. Im späteren Betrieb sind Wiederholungs-Druckprüfungen vorzusehen. Die Kontrollschächte sind halbjährlich einer Sicht kontrolle zu unterziehen. The double pipe system is to be constructed in this way form that any leakage water in the annulus between Protection and sewage pipe unhindered to the next Control shaft can be derived. In the later Repeated pressure tests must be provided for operation. The inspection shafts are inspected every six months to undergo control.
Bei dieser Ausführungsart werden erhöhte Anforderungen an die Rohrdichtheit (Druckprüfungen nach Druckrohrkriterien mit 2.4 Bar Überdruck) und an die rohrstatische Bemessung (Erhöhung der Sicherheitsbeiwerte) gestellt. Des weiteren sind diese Kanäle so auszubilden, daß spätere Wiederholungs-Druckprüfungen jederzeit durchgeführt werden können. Als angemessener Prüfzyklus werden zwei bis fünf Jahre angesehen. This type of design has increased requirements the pipe tightness (pressure tests according to pressure pipe criteria with 2.4 bar overpressure) and to the pipe static dimensioning (Increase in the safety factors). Furthermore these channels must be designed so that later Repeat pressure tests carried out at any time can be. As an appropriate test cycle, two viewed up to five years.
Bei den vorgenannten Ausführungsarten müssen für die Durchführung der späteren Wiederholungs-Druckprüfungen ausreichend große Speicherbecken (sofern nicht ander weitige Umleitungsmöglichkeiten bestehen) vorgehalten werden, um das während der Druckprüfung anfallende Abwasser zurückhalten zu können. In beiden Fällen sind (bei konsequenter Handhabung der Vorschriften) die finanziellen Aufwendungen für die Zusatzeinrichtungen also erheblich. In beiden Fällen ist die zeitliche Erfassung einer möglichen Leckage und damit der möglichen Untergrund kontamination abhängig von den Abstandszeiten der im Betrieb durchgeführten Sichtkontrollen und/oder dem Ergebnis der Wiederholungs-Druckprüfungen. Es können leicht mehrere Jahren vergehen, bevor eine Leckage erkannt wird. Nachteilig bei den in der Anwendung befindlichen Systemen ist also, daß eine kontinuierliche Kontrolle bzw. ständige Überwachung der Rohrdichtheit beim Abwasserkanal z.Zt. nicht gegeben ist. In Kenntnis dieser Sachlage wurde das nachfolgend beschriebene Kontroll- und Überwachungssystem für Abwasserkanäle erfunden. Dieses Überwachungssystem ermöglicht die sofortige Detektion einer Leckage von kleinen und kleinsten Abwassermengen sowie die gleich zeitige Lagebestimmung der schadhaften Stelle im Abwasser kanal.In the aforementioned types of execution for the Execution of the later repeat pressure tests sufficiently large storage tanks (unless otherwise extensive diversion options exist) the wastewater generated during the pressure test to be able to hold back. In both cases (at consistent handling of the regulations) the financial Expenses for the additional facilities are therefore considerable. In both cases, the time recording is one possible leakage and thus the possible underground contamination depending on the interval times in the Operation carried out visual checks and / or the Result of the repeat pressure tests. It can be easy several years pass before a leak is detected. A disadvantage of the systems in use is that a continuous control or permanent Monitoring the pipe tightness of the sewer at the moment. Not given is. Knowing this, Control and monitoring system described below invented for sewers. This surveillance system enables the immediate detection of a leak from small and smallest amounts of wastewater as well as the same Timely determination of the location of the damaged area in the wastewater channel.
Bei dem Überwachungssystem handelt es sich um ein selbst ständiges Sicherheits- und Schutzsystem, das in Form einer Teilauskleidung (Fig. 1) in das Abwasserrohr eingebracht wird. Es besteht aus einer allseits geschlossenen Kunststoff-Drainagematte, die halbschalen förmig an der Rohrinnenwand befestigt wird. Innerhalb dieser Drainagematte ist im Sohlbereich eine Detektionsleitung angeordnet, über die im Falle eines Abwasser-oder Grundwassereinbruches ein entsprechendes Meldesystem aktiviert wird.The monitoring system is an independent safety and protection system which is introduced into the sewage pipe in the form of a partial lining ( FIG. 1). It consists of a plastic drainage mat that is closed on all sides and attached to the inside of the pipe in a half-shell shape. A detection line is arranged within this drainage mat in the bottom area, via which a corresponding signaling system is activated in the event of a wastewater or groundwater intrusion.
Die Drainagematte kann hierbei in konstruktiver Hinsicht z. B. aus Kunststoff-Schlauchfolien bzw. aus doppellagigen Folienbahnen mit jeweils druckstabiler Innenprofilierung (als Drainagezone) bestehen. Ebenfalls sind auf die Rohrnennweite abgestimmte Kunststoffertigteile möglich.The drainage mat can be used from a design point of view, for. B. made of plastic tubular films or double-layered Foil sheets with pressure-stable inner profiles (as a drainage zone) exist. Are also on the Coated plastic parts are possible.
Um diese Drainagematte und Detektionsleitung (im folgenden Primärsystem genannt) vor mechanischen und/oder hydraulischen Beanspruchungen zu schützen, werden verschleißfeste Kunststoffhalbschalen (im folgenden Sekundärsystem genannt) so angeordnet, daß eventuelle Hinterspülungen und/oder Auftriebserscheinungen verhindert werden. Diese Halbschalen können in konstruktiver und werkstoffmäßiger Sicht so gestaltet werden, daß der Grad der mechanischen, physikalischen, chemischen, biologischen und korrossiven Beanspruchung sowie die örtlichen Einbau bedingungen berücksichtigt sind. Die Halbschalen sind bei Bedarf austauschbar.To this drainage mat and detection line (in the following Called primary system) before mechanical and / or hydraulic To protect stresses wear-resistant plastic half-shells (in the following Called secondary system) so that any Backwashing and / or signs of buoyancy prevented will. These half shells can be used in constructive and material view so that the degree the mechanical, physical, chemical, biological and corrosive stress as well as the local installation conditions are taken into account. The half shells are at Interchangeable.
Da die Abwasserkanäle üblicherweise auch für den Regenwetterabfluß dimensioniert sind, ist eine Teilaus kleidung bis etwa 50% Rohrquerschnitt im Regelfall aus reichend. Die Betriebszeiten oberhalb 50% Rohrquerschnitt sind sehr gering. Hier kann eine reduzierte Sicherheit (wie sie auch in den Technischen Richtlinien zugelassen ist) hingenommen werden. Die betreffenden Abwasserkanäle sind nach den geltenden technischen Regeln außerdem ohnehin mit zusätzlichen Reserven bei der Abflußleistung zu dimensionieren. Hierdurch werden die Betriebszeiten ober halb 50% Rohrquerschnitt noch einmal reduziert.Since the sewers are usually also for the Rainwater runoff is dimensioned partially clothing up to about 50% pipe cross-section as a rule reaching. The operating times above 50% pipe cross-section are very small. Reduced security (such as it is also approved in the technical guidelines) to be accepted. The sewers in question are anyway in accordance with the applicable technical rules additional reserves in the drainage capacity dimension. This increases the operating times half 50% pipe cross section reduced again.
Im Schadenfall sind zwei mögliche Schadensbilder zu unterscheiden:In the event of a claim, two possible types of damage are possible differentiate:
-
1. Das Primärsystem wird von der Rohrinnenseite her
beschädigt (Fig. 2).
Dieser Schadensfall ergibt sich dann, wenn das Sekundär system und die obere Lage des Primärsystems den vorhandenen Beanspruchungen nicht standgehalten haben. Bei diesem Fall ist das Abwasserrohr selbst noch nicht beschädigt. Durch den Eintritt von Abwasser in das Primärsystem wird das Meldesystem aktiviert. Das Abwasserrohr bietet Schutz gegen Abwasserexfiltration.1. The primary system is damaged from the inside of the pipe ( Fig. 2).
This case of damage occurs when the secondary system and the upper layer of the primary system have not withstood the existing stresses. In this case, the sewage pipe itself is not yet damaged. The reporting system is activated when wastewater enters the primary system. The sewage pipe offers protection against wastewater exfiltration. -
2. Das Primärsystem wird von der Rohraußenseite her
beschädigt (Fig. 2).
Dieser Schadensfall tritt ein, wenn das Abwasserrohr den aüßeren bzw. erdstatischen Beanspruchungen (Setzungen, Verkehrsbelastungen etc.) nicht standgehalten hat und dadurch beschädigt wurde. Hierbei muss die Beschädigung jedoch so erheblich sein, daß die untere Lage des Primärsystems (die auf der Rohrinnenseite mittels Klebetechnik fixiert ist) aufgrund von Überdehnungen ebenfalls beschädigt wurde.
Hinsichtlich der Lage der Rohrsohle zum Grundwasser spiegel werden dabei zwei Möglichkeiten unterschieden.- a) Rohrsohle unterhalb des örtlich anstehenden
Grundwassers:
Durch den Eintritt von Grundwasser (Grundwasser detektion) in das defekte Primärsystem wird das Meldesystem aktiviert.
Die obere Lage des Primärsystems und das Sekundär system bieten einen, Schutz gegen Abwasser exfiltration. - b) Rohrsohle oberhalb des örtlich anstehenden
Grundwassers:
Das Meldesystem wird aktiviert, wenn gleichzeitig mit der unteren auch die obere Lage des Primärsystems beschädigt wurde und das Abwasser (Abwasserdetektion) an der Rohrbruchstelle in das Erdreich exfiltrieren kann.
This damage occurs if the sewage pipe has not withstood the external or earth static loads (subsidence, traffic loads etc.) and has been damaged as a result. However, the damage must be so considerable that the lower layer of the primary system (which is fixed to the inside of the pipe by means of adhesive technology) was also damaged due to overstretching.
With regard to the location of the pipe bottom to the groundwater level, two options are distinguished.- a) Pipe bottom below the local groundwater:
The reporting system is activated by the entry of groundwater (groundwater detection) into the defective primary system.
The top layer of the primary system and the secondary system provide protection against wastewater exfiltration. - b) Pipe bottom above the local groundwater:
The signaling system is activated when the lower and the upper layer of the primary system have been damaged at the same time and the wastewater (wastewater detection) can exfiltrate into the ground at the pipe break point.
- a) Rohrsohle unterhalb des örtlich anstehenden
Grundwassers:
Bei der Betrachtung dieser Schadensbilder wird deutlich, daß es sich bei der Erfindung nicht nur um ein kontinuierliches Kontroll-und Überwachungssystem, sondern auch gleichzeitig um ein zusätzliches, separates und relativ flexibles Schutz system handelt.When looking at these damage patterns it becomes clear that the invention is not just a continuous one Control and monitoring system, but also simultaneously for additional, separate and relatively flexible protection system acts.
Lediglich beim Schadensbild unter 2b) wird das Meldesystem erst aktiviert, wenn beide Systeme (Kanal und Schutzsystem) beschädigt sind. Durch die Lage des Kanals außerhalb einer Grundwasserzone sowie durch die sofortige Detektion von bereits kleinsten Abwassermengen bei gleichzeitiger Lage bestimmung der Rohrbruchstelle kann diese Einschränkung jedoch hingenommen werden.The reporting system only applies to the damage pattern under 2b) only activated when both systems (channel and protection system) are damaged. Due to the location of the canal outside of one Groundwater zone as well as by the immediate detection of even the smallest amounts of wastewater with simultaneous location This limitation can be determined by determining the pipe break point however, to be accepted.
Das Meldesystem besteht aus einer in der Drainagematte verlegten Detektionsleitung und einem Impuls-Echo-Meßgerät, das beim Erkennen von Meßabweichungen eine Störmeldeanlage aktiviert. Der Standort des Meßgerätes kann am Endpunkt des Kanals in der Kläranlage oder aber in einem Schacht mit Fernmeldeanschluß sein. The alarm system consists of a in the drainage mat installed detection line and a pulse-echo measuring device, a fault alarm system when detecting measurement deviations activated. The location of the measuring device can be at the end point of the Sewer in the sewage treatment plant or in a shaft with Telecommunications connection.
Als Detektionsleitung werden Drahtpaare ohne Schutz isolierung oder Glasfaserleitungen mit feuchtigkeits empfindlicher Ummantelung (Quellstoff) vorgesehen. Durch die befeuchtete Ummantelung wird der Lichtleiter mechanisch beansprucht, wodurch sich die optischen Eigenschaften derart verändern, daß dies vom v.g. Impuls-Echo-Meßgerät erkannt werden kann.Wire pairs without protection are used as the detection line insulation or fiber optic cables with moisture sensitive coating (swelling substance) provided. Through the the light guide becomes mechanically moistened claimed, whereby the optical properties change that this from the v.g. Pulse-echo measuring device recognized can be.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen ins besondere darin, daß Abwasserexfiltrationen (und damit Umweltgefährdungen) sowie Grundwasserinfiltrationen (und damit erhöhte Betriebskosten bei der Abwasserbehandlung) sofort erkannt werden und dadurch entsprechende Schritte zur Schadensminimierung rechtzeitig unternommen werden können. Die Betreiber von Kanalisationen mit diesem Kontroll- und Überwachungssystem haben - entgegen der bisherigen Situation - Übersicht über den aktuellen Stand ihrer Kanäle im Hinblick auf Betriebssicherheit und Umweltgefährdungs potential. Neben der Reduzierung und Kontrolle von Gefährdungspotentialen führt die vorbezeichnete Erfindung auch zu einer Kosteneinsparung im Verhältnis der z.Zt. in Anwendung befindlichen Ausführungsarten im Kanalbau.The advantages achieved by the invention are special in that wastewater exfiltration (and thus Environmental hazards) and groundwater infiltration (and thus increased operating costs for wastewater treatment) can be recognized immediately and therefore appropriate steps be taken in good time to minimize damage can. The operators of sewers with this control and monitoring system - contrary to the previous one Situation - overview of the current status of your channels with regard to operational safety and environmental hazard potential. In addition to reducing and controlling The aforementioned invention leads to potential risks also to a cost saving in the ratio of the current in Design types used in sewer construction.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904029186 DE4029186A1 (en) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | Monitoring system for waste water channels - electronically detects waste water escaping from and ground water entering pipes using pulse echo measurement |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19904029186 DE4029186A1 (en) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | Monitoring system for waste water channels - electronically detects waste water escaping from and ground water entering pipes using pulse echo measurement |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4029186A1 true DE4029186A1 (en) | 1992-03-19 |
Family
ID=6414245
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19904029186 Withdrawn DE4029186A1 (en) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | Monitoring system for waste water channels - electronically detects waste water escaping from and ground water entering pipes using pulse echo measurement |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4029186A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0580903A1 (en) * | 1989-07-03 | 1994-02-02 | Insituform Of North America, Inc. | Two-wall leakage detection system for a pipe |
DE19512352B4 (en) * | 1995-04-01 | 2004-04-29 | Maris Murins | Drainage for surface water on surfaces with environmentally hazardous liquids |
-
1990
- 1990-09-14 DE DE19904029186 patent/DE4029186A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0580903A1 (en) * | 1989-07-03 | 1994-02-02 | Insituform Of North America, Inc. | Two-wall leakage detection system for a pipe |
DE19512352B4 (en) * | 1995-04-01 | 2004-04-29 | Maris Murins | Drainage for surface water on surfaces with environmentally hazardous liquids |
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Legal Events
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---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |