Wiedza

Na pierwszy rzut oka wszystko wygląda normalnie.
Ciśnienie się zgadza, przepływy „mniej więcej” pasują, pompy pracują jak zawsze. Jeśli ktoś zagląda na obiekt raz na tydzień – nie zobaczy nic podejrzanego.

A jednak system powoli traci wydajność.
Bez alarmów. Bez awarii. Bez huku.

To klasyczny przykład problemu, który zaczyna się szeptem w danych, a kończy realnymi stratami w eksploatacji.

Pierwsze sygnały – łatwe do przeoczenia

Zwykle zaczyna się niewinnie:

• dyspozytor coraz częściej koryguje nastawy,

• falownik podnosi częstotliwość mimo podobnych poborów,

• rachunki za energię rosną – „bo ceny prądu”.

Mało kto zauważa, że rośnie kWh/m³.
Pompy w dokumentach są sprawne, woda płynie, więc nikt nie chce rozpoczynać śledztwa bez twardych dowodów.

Drugi sygnał – „to tylko normalna zmienność”

Potem pojawia się coś bardziej złośliwego:

• krótki pik poboru,

• przełączenie pomp,

• zamknięcie lub otwarcie zasuwy podczas prac sieciowych.

Nagle układ robi się nerwowy:

• ciśnienie faluje,

• strefa wolniej się stabilizuje,

• na końcówkach zaczyna być „cienko”.

Czasem ktoś zgłosi chwilowe pogorszenie jakości wody: mętność, barwa, żelazo, mangan.
Po godzinie wszystko wraca do normy… więc temat znika.

👉 To nie przypadek. To objaw.

Kryminał hydrauliczny – winny jest osad

Układ zaczyna zachowywać się tak, jakby ktoś stopniowo przymykał zawór w środku rurociągu.
Tyle że żadnego zaworu tam nie ma.

Jest za to narastający osad – rozłożony na metry i kilometry, działający powoli, ale konsekwentnie.

Jak działa osad?

Osad uderza w hydraulikę dwutorowo:

1. Zmniejsza średnicę wewnętrzną rury
   Jeśli narasta warstwą t, średnica spada aż o 2·t.

2. Zwiększa opory przepływu
   Rośnie chropowatość, pojawiają się lokalne zwężenia i niejednorodności.

Efekt?
Straty ciśnienia rosną szybciej, niż podpowiada intuicja, aż w końcu:

• przepływ maleje,

• system pracuje na granicy,

• rezerwy znikają.

„To wina pompy” – najczęstszy błąd

Gdy problemy się nasilają, często pada oskarżenie:
„Pompa się kończy”.

Pompa jest łatwym podejrzanym, bo jest widoczna.
W praktyce jednak bardzo często jest ofiarą, a nie sprawcą.

Gdy charakterystyka układu staje się coraz bardziej stroma:

• rośnie wymagane H przy tym samym Q,

• albo spada Q przy ograniczonym H.

Falownik potrafi długo maskować problem, „dopompowując” częstotliwością.
Bez niego objawy byłyby znacznie ostrzejsze.

Gdy osad zaczyna się odrywać

W pewnym momencie problem przestaje być dyskretny.

• układ działa na minimalnych rezerwach,

• każdy manewr sieciowy ma większy efekt,

• każdy pik poboru jest bardziej odczuwalny.

Najgorzej, gdy osad zaczyna się odrywać.
Jeden płat potrafi zrobić więcej zamieszania niż miesiące jego narastania:

• nagłe pogorszenie jakości wody,

• częstsze płukania,

• trudne rozmowy z odbiorcami.

I pytanie, które zawsze pada:
„Co się zmieniło?”

Odpowiedź bywa niewygodna:
Zmieniało się od dawna. Tylko bardzo powoli.

Co zrobić? Trzy rozsądne kroki

Dobre „śledztwo hydrauliczne” nie wymaga teorii – tylko decyzji.

1️⃣ Potwierdź wzrost oporów

Porównaj Δp lub H przy podobnych Q (SCADA, rejestry, próby).
Jeśli zapotrzebowanie na H rośnie bez zmian po stronie armatury – trop jest mocny.

2️⃣ Oddziel pompę od przewodu

Pompa może tracić sprawność, ale jeśli równolegle rosną straty na sieci, głównym podejrzanym staje się rurociąg.

3️⃣ Zaplanuj przywrócenie hydrauliki

Czyszczenie hydromechaniczne to nie akcja ratunkowa – to jedyny sposób, by:

• odzyskać średnicę,

• zredukować opory,

• przywrócić rezerwy.

❗ Płukanie nie zastępuje czyszczenia.
Osad trzeba usunąć, a nie „pogłaskać”.

Efekty dobrze zaplanowanego czyszczenia

Po skutecznym czyszczeniu układ:

• staje się przewidywalny,

• punkt pracy pomp wraca na właściwe miejsce,

• rośnie stabilność stref,

• spada koszt energii,

• wracają rezerwy przepływu i ciśnienia,

• zmniejsza się liczba awarii.

Krótko mówiąc – wraca spokój eksploatacyjny.

W wodociągach podczas ich eksploatacji powstają różnorodne osady chemiczne i biologiczne, powodujące zmniejszenie ich przekroju czynnego, zwiększenie strat hydraulicznych, zabarwienie się, zanieczyszczenie wody itp.

Zakłady Wodociągowe stosują nowoczesne i kosztowne metody uzdatniania wody. Produkują bardzo dobrą jakościowo, czystą i wolną od zanieczyszczeń wodę, która… trafia do brudnych wodociągów, gdzie ulega wtórnemu zanieczyszczeniu. Stosują one nowoczesne, kosztowne pompy o dużej mocy, ale te z kolei muszą tłoczyć wodę przez przewężone osadem wodociągi. Ekonomicznie uzasadnione jest więc przeniesienie części nakładów z uzdatniania i pompowania wody na czyszczenie rurociągów przesyłowych. Po czyszczeniu wodociągów zauważalna jest skokowa zmiana jakościowa, polegająca na osiągnięciu dużej czystości wody w punktach odbioru i zmniejszeniu poboru energii do jej pompowania. Oszczędność energii wynika z różnicy ilości energii potrzebnej do przepompowania tej samej ilości wody przed i po czyszczeniu.

Metoda PROGRESS polega na hydromechanicznym usuwaniu osadów z wewnętrznych powierzchni wodociągów, za pomocą systemu czyszczaków z elektronicznymi czujnikami, pozwalającymi na zdalne śledzenie czyszczaków w terenie. Ma to kapitalne znaczenie w przypadku zatrzymania się czyszczaka na jakiejkolwiek przeszkodzie stałej, takiej jak zamknięte zasuwy, wystające do wnętrza wodociągu odwodnienia lub odpowietrzenia itp. Czyszczaki dobierane są indywidualnie w zależności od średnicy rurociągu, grubości osadu, jego twardości, długości czyszczonych odcinków, geometrii łuków, kolan, trójników, itp. Główne zalety czyszczenia wodociągów metodą PROGRESS to m.in. duża skuteczność usuwania osadów, minimalna ilość przecięć wodociągu oraz szybkość czyszczenia, pozwalająca na krótkotrwałe przerwy w dostawach wody.

Z naszych doświadczeń wynika, że dużo zanieczyszczeń zostało wprowadzonych do rurociągów w czasie ich budowy. Są to belki, deski, kamienie, części ubrań, puszki i inne, które usuwamy z eksploatowanych wodociągów. Dlatego wskazane jest wykonanie czyszczenia odbiorowego nowego wodociągu, żeby mieć 100% gwarancji, że oddajemy do eksploatacji czysty i drożny wodociąg.

Jak organoleptycznie ocenić jakość wody?

Zmysł powonienia należy do najstarszych mechanizmów ostrzegawczych wykształconych w procesie ewolucji człowieka.

Pozwala wykrywać zagrożenia, takie jak zepsute jedzenie, dym czy toksyczne gazy, zanim zdążą nam zaszkodzić. Woda, choć sama w sobie jest bezwonna, może nabierać zapachu pod wpływem substancji chemicznych, gazów lub rozpuszczonych w niej związków organicznych. Już w starożytności zapach wody był pierwszym kryterium oceny jej przydatności do picia. Rzymski inżynier Frontinus w swoim dziele O akweduktach miasta Rzym porównywał zapach czystej wody do „świeżego powietrza po burzy”.Zmysł węchu to jednak nie tylko narzędzie ostrzegawcze, ale też przyjemność, talent i specjalna umiejętność.

W branży whisky mistrzowie destylacji jak i degustacji potrafią rozpoznawać niuanse zapachowe wskazujące na wiek trunku, rodzaj beczki, sposób filtracji, czy gatunek użytego do produkcji zboża.

W degustacji wina nos często mówi więcej niż podniebienie. Aromaty, od świeżych nut owocowych i kwiatowych, po głębokie akcenty dębiny czy przypraw, pozwalają zarówno ocenić jakość wina, jak też wychwycić ewentualne wady już na wczesnym etapie jego produkcji.

Podobnie w przemyśle perfumeryjnym, tak zwane „nosy”, komponują skomplikowane bukiety zapachowe, łącząc setki nut w harmonijną całość. Węch w wielu zawodach jest narzędziem pracy o wartości równie wielkiej jak wzrok dla malarza czy słuch dla muzyka.

ZAPACHY WODY jak wyczuć zagrożenie

Kiedy sięgamy po szklankę wody, zwykle myślimy o jej smaku i przejrzystości, rzadziej o zapachu. Tymczasem to właśnie powonienie często jako pierwsze podpowiada nam, czy woda jest świeża, czy może wymaga naszej większej uwagi. Dotyczy to zarówno krystalicznie czystej wody z górskiego potoku, jak i miejskiej kranówki po pracach konserwacyjnych. Wiedza o tym, skąd się biorą różne zapachy i co oznaczają dla jakości wody, pozwala lepiej ocenić jej przydatność i szybciej reagować na ewentualne zagrożenia.

Poniżej postaram się pokazać jak rozpoznać „ po zapachu ” ewentualne zagrożenia.

Zapach siarkowodoru („zgniłe jaja”)

Jak powstaje: siarkowodór (H₂S) w wodociągach powstaje w warunkach beztlenowych, zazwyczaj w starych nie czyszczonych stalowych lub żeliwnych odcinkach sieci, gdzie bakterie zamknięte pod osadami, wykorzystują siarczany (SO₄²⁻) jako źródło tlenu i redukują je do siarkowodoru, który rozpuszcza się w wodzie i jest przyczyną przykrego zapachu i przyspieszonej korozji rur.

Wpływ na jakość wody: obniża komfort użytkowania, może wskazywać na rozwój biofilmu, powstawania osadu i brak odpowiedniej dezynfekcji.

OCENA ZAGROŻENIA:

→ Delikatny zapach, wyczuwalny dopiero po nalaniu i ogrzaniu wody – zwykle stężenia poniżej 0,3–0,5 mg/l, bez zagrożenia zdrowotnego, do obserwacji.
→ Zapach wyraźny już przy nalewaniu zimnej wody – prawdopodobnie powyżej 0,5 mg/l – warto zrobić badanie w laboratorium i powiadomić dostawcę.
→ Zapach intensywny, drażniący, wyczuwalny w całym pomieszczeniu – prawdopodobnie powyżej 1 mg/l
→ traktować jako sygnał alarmowy, nie pić wody, zgłosić natychmiast dostawcy.

Zapach chloru

Jak powstaje: z dezynfekcji wody podchlorynem sodu, chlorem gazowym lub dwutlenkiem chloru w stacjach uzdatniania wody. Chlor reaguje z wodą, tworząc kwas podchlorawy (HOCl), skuteczny w zwalczaniu bakterii i wirusów.

Wpływ na jakość wody: nieszkodliwy w małych ilościach, choć może zmieniać smak.

OCENA ZAGROŻENIA:

→ Słaby zapach wyczuwalny dopiero po nalaniu i zamieszaniu wody – 0,2-0,3 mg/l – w normie.
→ Wyraźny zapach już przy nalewaniu zimnej wody to 0,4-0,5 mg/l – ograniczyć, do obserwacji.
→ Silny zapach jak w wodzie basenowej to 0,8-1 mg/l lub więcej, zalecana przerwa w spożyciu do czasu spadku stężenia (prawdopodobnie w okolicy była prowadzona intensywna dezynfekcja po pracach konserwacyjnych lub po usuwaniu awarii).

Zapach stęchły lub ziemisty

Jak powstaje: w trakcie wzrostu i obumierania mikroorganizmów, uwalniane są do wody związki aromatyczne – terpenoidy. Nawet bardzo małe stężenia (5-10ng na litr) są wyczuwalne przez człowieka, bo mają niezwykle niski próg zapachu. Wodociągi zasilane wodą powierzchniową lub mieszaną są szczególnie narażone w okresach zakwitów. W instalacjach z wodą głębinową problem może wystąpić w zbiornikach magazynowych z dużą ilością materii organicznej lub w wyniku wtórnego skażenia oraz w przypadku stagnacji wody w rurach.

Wpływ na jakość wody: nie wpływają na bezpieczeństwo zdrowotne ale ich bardzo niski próg zapachu sprawia, że są częstym źródłem skarg.

OCENA ZAGROŻENIA:

→ Delikatny zapach jak ziemia po deszczu poniżej 20 ng/l – problem czysto organoleptyczny
→ Wyraźny zapach utrzymujący się po przegotowaniu wody, nadal bezpiecznie ale wymaga poprawy technologii uzdatniania wody.
→ Intensywny zapach jak glony lub muł plus zmiana barwy/mętność – ryzyko zakwitu sinic. Konieczne zgłoszenie do dostawcy.

Zapach metaliczny

Jak powstaje: metaliczny zapach i smak wody zwykle oznacza obecność jonów metali, takich jak żelazo, mangan czy miedź, uwalnianych z elementów instalacji lub sieci. Może być skutkiem korozji rur stalowych i żeliwnych , wypłukiwania osadów metalicznych podczas prac na sieci albo rozpuszczania miedzi w instalacjach domowych, zwłaszcza w wodzie o niskim pH.

Wpływ na jakość wody: Choć niewielkie ilości żelaza i manganu nie stanowią zagrożenia dla zdrowia, wpływają na barwę, smak i zapach wody, obniżając jej jakość postrzeganą.

OCENA ZAGROŻENIA:

→ Delikatny metaliczny zapach i posmak – w granicach normy, problem czysto organoleptyczny
→ Wyraźny zapach i smak metalu przy pierwszym łyku – stężenie podwyższone ale w normie, do kontroli.
→ Ostry zapach i drażniący metaliczny posmak z uczuciem ściągnięcia w ustach – przekroczenie normy zwłaszcza miedzi, konieczne ograniczenie spożycia i zgłoszenie do dostawcy.

Zagrożenia zatrucia miedzią: zagrożeniem toksycznym jest miedź w wodzie w stężeniu powyżej 2 mg/l. Może się to zdarzyć tylko w instalacjach wewnętrznych wykonanych z miedzi zaraz po uruchomieniu albo po długich przestojach zwłaszcza kiedy mamy wodę o niskim pH, miękką, kwaśną lub z wysoką zawartością CO₂ co sprzyja rozpuszczaniu miedzi. Stężenia powyżej 3-4 mg/l mogą prowadzić już do zatruć, powyżej 10-15 nawet do ostrych zatruć i wymiotów.

Zapach organiczny lub „plastikowy”

Jak powstaje: zapach organiczny lub „plastikowy” w wodzie zwykle pojawia się w nowych lub modernizowanych instalacjach wodociągowych. Jest efektem migracji związków chemicznych z elementów wykonanych z tworzyw sztucznych – rur PVC, PE, PEX, uszczelek, węży czy armatury. Do wody mogą przenikać monomery, plastyfikatory, stabilizatory lub niewielkie ilości lotnych związków organicznych. Proces ten nasila się w wyższej temperaturze oraz przy długim kontakcie wody z powierzchnią materiału.

Wpływ na jakość wody: charakterystyczny zapach obniża akceptowalność wody przez użytkowników, zwłaszcza w pierwszym okresie eksploatacji. Jeśli nie znika po kilku tygodniach użytkowania może świadczyć o użyciu materiałów niespełniających norm.

OCENA ZAGROŻENIA:

→ Lekki, nowy plastikowy zapach i posmak – w granicach normy, problem czysto organoleptyczny
→ Wyraźny zapach utrzymujący się po przegotowaniu wody – wymaga obserwacji, jeśli nie znika w ciągu kilku tygodni, zgłosić do dostawcy.
→ Intensywny zapach plastiku lub gumy, wyczuwalny w całym pomieszczeniu – możliwe zastosowanie nieodpowiednich materiałów do kontaktu z wodą pitną – konieczne zgłoszenie do dostawcy.

Zagrożenia materiałów bez atestów: tylko przy zastosowaniu materiałów niespełniających wymogów do kontaktu z wodą pitną może dojść do przenikania substancji potencjalnie szkodliwych, takich jak ftalany, fenole czy styren. W wyższych stężeniach związki te mogą stanowić zagrożenie dla zdrowia, szczególnie przy długotrwałej ekspozycji. Progi zapachu dla wielu z tych związków są wielokrotnie niższe niż progi toksyczności, więc woda może pachnieć plastikiem mimo pełnego bezpieczeństwa zdrowotnego. Toksyczne stężenia w wodociągach są bardzo rzadkie i zwykle wynikają z zastosowania materiałów nieprzeznaczonych do kontaktu z wodą pitną. Dlatego w instalacjach przeznaczonych do wody pitnej powinno się stosować wyłącznie materiały posiadające odpowiednie atesty higieniczne PZH i spełniające normy bezpieczeństwa.

Zmysł powonienia to najprostsze narzędzie oceny jakości wody – pod warunkiem, że potrafimy właściwie odczytać i zinterpretować jej zapach.

Bogusław Wójtowicz 10 sierpnia 2025

Urodziłem się w Otmuchowie, uroczym małym miasteczku na opolszczyźnie, nad jeziorem zasilanym wodami Nysy Kłodzkiej, którego historia sięga 1155 roku.

Na południowych obrzeżach Otmuchowa, w miejscu zwanym Bażanciarnią, biły naturalne źródła o wyjątkowej czystości. Zalesiony teren oraz brak intensywnego rolnictwa sprzyjały ochronie tych ujęć, dlatego woda trafiała ze źródeł, bezpośrednio do wybudowanej na niewielkim wzniesieniu wieży ciśnień, a stamtąd do sieci wodociągowej i wprost do mieszkańców. Grawitacyjny system zasilania miasta w wodę był prosty, trwały i skuteczny.

Woda, którą się po prostu piło

W latach 60-tych w Otmuchowie piliśmy wodę prosto z kranu, bez gotowania. Była zimna, czysta, miała przyjemny smak i zapach. Nie stosowano uzdatniania, ponieważ nie było takiej potrzeby. Dopiero w latach 80-tych wprowadzono okresowe chlorowania, a potem wraz z nowymi przepisami i rozwojem miasta wprowadzono nowoczesne praktyki uzdatniania wody. Dziś, w dobie wody o wysokim stopniu mineralizacji i zanieczyszczeń oraz konieczności dezynfekcji, wspomnienie tej „czystej wody z kranu” stanowi dla mnie symbol prostoty i zaufania do przyrody oraz lokalnej infrastruktury wodociągowej.

Naturalny fluor i zdrowe zęby

Według relacji mieszkańców oraz późniejszych badań, woda z Bażanciarni zawierała naturalnie występujący fluor. Prawdopodobnie w związku z tym faktem, obserwowano w tych czasach zauważalnie niższy poziom próchnicy u dzieci z Otmuchowa, w porównaniu do rówieśników z sąsiednich miejscowości, gdzie woda była twardsza, ale pozbawiona fluoru. Fluor w naturalnym stężeniu (około 0,5–1,0 mg/l) wzmacnia szkliwo zębów, zwiększa jego odporność na działanie kwasów i bakterii próchnicotwórczych, a także wspomaga proces remineralizacji. Co ważne, obecność fluoru w otmuchowskiej wodzie była naturalna i bezpieczna – bez ryzyka nadmiaru, który może prowadzić do fluoroz stomatologicznych. Otmuchów korzystał z daru natury. Ja też skorzystałem i mimo tego, że jestem seniorem mam teraz wszystkie zdrowe zęby.

W dzisiejszych czasach, gdy debata na temat celowego dodawania fluoru do wody budzi wiele emocji, przypadek Otmuchowa z lat 60. pokazuje, że mądre korzystanie z zasobów przyrodniczych może przynosić korzyści zdrowotne w sposób całkowicie naturalny. To kolejny dowód na to, że jakość wody, jej pochodzenie i skład mineralny mają realne przełożenie na zdrowie lokalnej społeczności.

Woda z Otmuchowa była przez długi czas powodem lokalnej dumy. Teraz tylko wspomnieniem.

Wiedzieliśmy, że wystarczy odkręcić kran i można pić.

Bogusław Wójtowicz 26 lipca 2025

Czyli jak inteligentne tłoki i symulacje pomagają przewidywać awarie

Po co diagnostyka wodociągów?

Nowoczesne zarządzanie siecią wodociągową wymaga przejścia od reaktywnego usuwania awarii do proaktywnego planowania remontów oraz utrzymania i rozwoju infrastruktury podziemnej.

Diagnostyka wodociągów to nie tylko sposób na ocenę ich bieżącego stanu technicznego, ale przede wszystkim podstawa świadomego zarządzania ryzykiem, planowania renowacji, remontów, i inwestycji oraz kontroli kosztów.

Diagnostyka pozwala przewidywać zagrożenia zanim dojdzie do ich materializacji i dostarcza danych niezbędnych do podejmowania racjonalnych decyzji technicznych i ekonomicznych. W erze rosnących kosztów eksploatacyjnych i ograniczeń zasobowych, taka wiedza staje się kluczowym zasobem każdego operatora sieci.

Czy awaria = remont lub wymiana odcinka wodociągu?

Bardzo często decyzje o remontach lub inwestycjach w nowe odcinki sieci wodociągowej, opierają się na lokalizacjach wcześniejszych awarii. Jednak takie podejście bywa zawodne, gdyż nie uwzględnia odcinków o wysokim ryzyku, które jeszcze nie uległy uszkodzeniu, ani nie rozróżnia awarii przypadkowych od systemowych. Może prowadzić zarówno do kosztownych niepotrzebnych, przewymiarowanych inwestycji i remontów, jak i pominięcia rzeczywiście zagrożonych awarią odcinków sieci.

Przecież jak masz problemy jelitowe, to robisz kolonoskopię, a nie wymieniasz całe jelito.

Więc jeśli masz dostępne technologie do diagnostyki wodociągów – korzystaj z nich.

Diagnostyka wodociągów już jest dostępna.

Diagnostyka w przypadku sieci kanalizacyjnej jest już powszechna; czyszczenie, kamerowanie = codzienność w eksploatacji sieci kanalizacyjnych. A jeszcze w latach 90-tych nie było to takie oczywiste. Wtedy jako jeden z pierwszych kamerowałem / diagnozowałem sieci kanalizacyjne w Polsce, zwłaszcza we Wrocławiu, gdzie czyszczono i kamerowano w sposób systemowy większość sieci kanalizacyjnej, zwłaszcza starego miasta i Śródmieścia. Pozwoliło to na optymalizację planowych remontów i inwestycji i miało kapitalne znaczenie przy odbudowie sieci kanalizacyjnej po powodzi w 1997 roku.

Teraz mamy już dostępne technologie diagnostyczne dla sieci wodociągowych, które pomagają w podejmowaniu racjonalnych decyzji dotyczących remontów i inwestycji w nowe sieci. Najbardziej zaawansowane narzędzia diagnostyczne to tłoki inteligentne – świetnie przetestowane i sprawdzające się w codziennej praktyce w branży nafty i gazu. Firma ACQUAINT korzystając z tych doświadczeń opracowała tłoki inteligentne ACQUARIUS, specjalnie dla branży wodociągowej, które potrafią o wiele więcej niż kamery w sieci kanalizacyjnej. Tłokami inteligentnymi możemy prowadzić w pełni obiektywną ocenę wodociągów mierząc i rejestrując wiele parametrów fizycznych i geometrycznych do późniejszej wnikliwej analizy i prezentacji.

Co robią tłoki inteligentne?

Tłoki inteligentne przechodząc przez rurociąg, zbierają dane na całej jego długości: grubość ścianki, obecność powietrza i osadów, wady połączeń, deformacje geometryczne i inne anomalie. A wszytko to w odniesieniu do rzeczywistej kontrolowanej pozycji XYZ za pomocą zamontowanych odometrów i modułu kontroli bezwładności IMU. Dzięki tym badaniom, powstają mapy stanu technicznego sieci wodociągowej z podziałem na poszczególne ponumerowane odcinki rur „od połączenia do połączenia” – co umożliwia precyzyjne wskazanie miejsc do lokalnej naprawy lub wymiany liniowej, z pominięciem zdrowych odcinków.

Ktoś spyta; ale przecież sensory ultradźwiękowe nie pokrywają całej powierzchni wodociągu podczas badania. Skąd mamy pewność, że diagnoza jest prawidłowa?

Dlatego dane z sensorów UT, IMU, omometru itd są analizowane nie tylko poprzez obserwacje zmierzonych artefaktów ale również za pomocą modelowania probabilistycznego.

Jak działa analiza probabilistyczna?

Poza „twardymi” obserwacjami i wskazanymi artefaktami, dane zbierane przez tłok mogą być analizowane statystycznie. Analiza probabilistyczna w powiązaniu z danymi z UT i IMU oraz odometra, pozwala na ocenę ryzyka awarii w ujęciu statystycznym, a nie tylko punktowym. Dane pomiarowe z tłoka inteligentnego tworzą podstawę do określenia zmienności parametrów technicznych rury. Zamiast jednorazowej oceny, możliwe jest przypisanie każdemu odcinkowi określonego prawdopodobieństwa przekroczenia granicznej wartości dowolnego mierzonego parametru, na przykład grubości ścianki rury, deformacji geometrycznej rury i innych anomalii.

Metoda MONTE CARLO?

Do głębszej analizy danych zebranych przez tłoki inteligentne wykorzystywane są metody statystyczne w tym metoda probabilistyczna Monte Carlo. Pozwala ona przeprowadzić wiele tysięcy losowych symulacji stanu rury – opartych o rzeczywiste dane pomiarowe i znane rozkłady ryzyka. Dla każdego odcinka obliczamy, z jakim prawdopodobieństwem dojdzie do awarii w horyzoncie 1, 3 lub 5 lat. Taki model umożliwia tworzenie prognoz awaryjności z określonym poziomem ufności.

Poniżej pokazuję uproszczony model probabilistyczny dla urządzeń z wieloma czujnikami UT:
Pw – prawdopodobieństwo wykrycia uszkodzenia przez tłok,
Ns – liczba sensorów UT,
Pi – prawdopodobieństwo detekcji przez pojedynczy czujnik, zależne od kąta działania, błędu orientacji (IMU) itd.

Podsumowanie

W 90 latach wprowadzono w Polsce powszechną dziś diagnostykę sieci kanalizacyjnych. Czas na powszechne wdrożenie technologii diagnostyki sieci wodociągowej. To przyszłość – dostępna już dziś.

Bogusław Wójtowicz TUKANY sp. z o.o. – wyłączny przedstawiciel ACQUAINT w Polsce

Jak bardzo jesteśmy uzależnieni od dostawy wody do naszych domów, mogliśmy się dotkliwie przekonać we Wrocławiu i w innych miastach dotkniętych powodzią w 1997 r., kiedy mimo nadmiaru wody wokół naszych domów mieliśmy całkowitą suszę w kranach. Wtedy wszyscy zdaliśmy sobie sprawę, jak ważnym i odpowiedzialnym zadaniem jest produkcja i dostawa wody, na którą codziennie czeka tysiące odbiorców.

Przedsiębiorstwa Wodociągowe produkują czystą, dobrą i spełniającą odpowiednie kryteria wodę (Rozporządzenie Ministra Zdrowia – Dz.U.02.203.1718). Jednak potem muszą ją przesłać do odbiorców, specjalnie do tego celu wybudowanymi wodociągami. Woda wędruje ze zmienną prędkością poprzez budowane z różnych materiałów, stare i nowe rury, pokonując po drodze wiele przeszkód, takich jak:

• związane konstrukcyjnie z siecią wodociągową zasuwy (czasem przymknięte), trójniki, kolana i łuki, zmiany średnic;
• związane z błędami konstrukcyjnymi powstałymi w czasie budowy lub usuwania awarii przewężenia, elementy wystające do wnętrza wodociągu;
• kamienie, cegły, belki, narzędzia i inne przedmioty leżące na dnie wodociągu;
• zalegający na dnie żwir i piasek;
• osady na wewnętrznej powierzchni wodociągów, zwłaszcza żelazowei manganowe:
  – twarde – silnie związane z powierzchnią wewnętrzną rury,
  – miękkie – słabo związane z powierzchnią wewnętrzną rury.

Żeby woda była czysta

Część wody – w wyniku zmiany kierunku przepływu, zmiany wielkości rozbiorów (na przykład w okresach świątecznych), napowietrzenia wodociągów po awariach – staje się „brudna”. Słabo związany osad dostaje się do strumienia wody. Odbiorcy dostają wtedy „brudną” wodę, która nie spełnia kryteriów podanych w załączniku nr 2 do wspomnianego wcześniej Rozporządzenia Ministra Zdrowia, a zatem nie nadaje się do spożycia przez ludzi. Występują wtedy przekroczenia nie tylko parametrów obiektywnych, takich jak barwa, mętność, zawartość manganu i żelaza, ale również subiektywnych, takich jak smak i zapach. By temu zapobiec, wiele Przedsiębiorstw Wodociągowych wykonuje planowe płukania sieci rozdzielczej, zmienia technologie uzdatniania wody, dodaje do wody Clarofos lub inne polifosforany maskujące obecność żelaza w wodzie. Jednak żeby woda spełniała wymagania fizykochemiczne w momencie dostarczenia do odbiorców, każdy wodociąg powinien być również czyszczony mechanicznie. Potwierdza to powszechna praktyka stosowana w krajach Unii Europejskiej i USA. Pierwsze czyszczenie powinno być wykonane zaraz po wybudowaniu wodociągu i potem powtarzane co 5-15 lat – w zależności od rodzaju i ilości osadów. Czyszczenie powinno też odbywać się przed wprowadzeniem nowej technologii uzdatniania wody, a zwłaszcza przed wprowadzeniem do wody polifosforanów w celu pozbycia się niekorzystnego efektu zmętnienia wody w pierwszej fazie ich stosowania.

Żeby woda płynęła

Opory hydrauliczne wodociągu, jak wiadomo, zależą od jego średnicy oraz chropowatości. Jak można się łatwo domyślić, osady i zalegające w wodociągu przeszkody zwiększają opory hydrauliczne. Dodatkowo powstała w związku z osadami „nowa” Po czyszczeniu wodociągów obserwuje się duże skokowe zmniejszenie oporów hydraulicznych i co za tym idzie – oszczędności na pracy pomp.

Żeby nie było awarii

Poza osadami, które mają bezpośredni wpływ na cechy fizykochemiczne wody, powyżej zostały wymienione przeszkody, które mają również niekorzystny wpływ na prawidłową pracę wodociągów i które przyczyniają się do wzrostu kosztów eksploatacji sieci wodociągowej. Są to np. kamienie i żwir, które wywołują awarie zasuw i przepustnic, czy deski i belki blokujące trójniki i przyłącza. Czyszczenie usuwa przyczyny przyszłych awarii, związanych z przesuwającymi się w wodociągach stałymi przeszkodami. Generalnie wiadomo, że wodociągi wymagają czyszczenia, ale argumenty przemawiające za czyszczeniem nie są w pełni doceniane.

Dlatego zamiast argumentów przytoczę kilka przykładów:

1. Przedsiębiorstwo Wodociągowe zainwestowało w kolejną pompę w pompowni II stopnia. Czyścimy 10 km wodociągów w średnicach od ø80 do ø300. Po czyszczeniu wyłączono z eksploatacji 2 pompy.
2. Czyścimy wodociąg ø850 pomiędzy Pompownią I stopnia, a SUW, pierwszy raz od jego wybudowania w 1936 r. Wyrzucamy kilkadziesiąt ton osadów, podkłady kolejowe, żwir i piasek. Ciśnienie na pompach z 2,7 bar spada do 1,8 bar.
3. Za mała wydajność ujęć wody dla kopalni. Czyścimy wodociągi od studni głębinowych do SUW. Wyrzucamy kilkanaście ton osadów żelazowych i manganowych. Po czyszczeniu wydajność ujęć jest dużo wyższa od zapotrzebowania. Ubocznym skutkiem jest mniejsze zapotrzebowanie na płukanie filtrów wstępnych w SUW.
4. Wodociąg ø500 z SUW do kopalni. W czasie dużych rozbiorów, kiedy górnicy myją się po pracy, woda staje się brudna i drastycznie spada jej ciśnienie. Wyrzucamy z wodociągu kilkanaście ton osadu i kamieni polnych, które leżały w nim od czasu budowy, oraz tylne światła fiata 125p, podkład kolejowy, pręty stalowe, kilof… Po czyszczeniu woda staje się czysta i nie ma problemów z uzyskaniem odpowiedniego ciśnienia.
5. Czyścimy wodociąg ø600. Przed czyszczeniem, w czasie pracy lewostronnego zasilania miasta, woda nie docierała do wyższych kondygnacji budynków. Po czyszczeniu kłopoty z zasilaniem znikły, bo „znajdujemy” czyszczakiem ze zdalnym śledzeniem radiowym przymkniętą w 50%, niezinwentaryzowaną zasuwę. Oprócz osadu wyrzucamy z wodociągu zwoje drutu, belki, wiadro, dwie łopaty…
6. Z wodociągu ø600 wyrzucamy kilkanaście ton piasku, żwiru, kamieni, cegieł, pręty stalowe, deski i łopatę.
7. Stare osiedle kolejowe. Woda w kranach żółta, niedobra. Czyścimy kilka kilometrów wodociągów od ø80 do ø300, w tym wodociąg PVC. Po czyszczeniu woda jest czysta i ma dobry smak. Mieszkańcy osobiście dziękują za uzyskaną czystość wody po czyszczeniu.

Jak widać z powyższych przykładów, efekty czyszczenia wodociągów są dwojakiego rodzaju:

• natychmiastowa poprawa jakości wody na czyszczonych odcinkach i poprawa przepustowości wodociągu, zmniejszenie ciśnienia na zasilaniu, poprawa jakości wody u odbiorców, mniejsza ilość skarg związanych z jakością wody;
• wyeliminowanie przyszłych awarii spowodowanych uszkodzeniem armatury wodociągowej przez przemieszczające się w nim przeszkody.

Pierwsze korzyści możemy zauważyć zaraz po czyszczeniu. Kolejne zobrazuję przykładem z Przedsiębiorstwa Wodociągowego w środkowej Polsce.

Stwierdzono awarię wodociągu ø600. Odpowiednia brygada przystąpiła do wykonania wykopu i usunięcia awarii. I… pojawił się problem. Nie można było zamknąć zasuwy, żeby odciąć dopływ wody do miejsca usuwania awarii. Zamknięto więc inną zasuwę i na czas naprawy pozbawiono wody duże osiedle. Koszty awarii z kilku tysięcy wzrosły do kilkudziesięciu. Po usunięciu awarii sprawdzono zasuwę i znaleziono przyczynę jej niedomykania – pod sercem zasuwy były kamienie…

Eksploatacja wodociągów oparta jest na fundamentalnej zasadzie: zachowania ciągłości działania, przy niskich kosztach eksploatacji.

Ciągłość działania wodociągu umożliwia zachowanie jego drożności, a to skutkuje drugą równie ważną zasadą: zachowanie drożnego wodociągu wymaga jego czyszczenia.

Jeśli twój wodociąg nie był czyszczony – wyczyść go.
Efekty czyszczenia pokażą, po co to zrobiłeś.

W 2021 roku weszła w życie unijna dyrektywa 2020/2184 dotycząca jakoś ci wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi. Zastępuje wcześniejszą dyrektywę z 1998 roku i znacząco rozszerza wymagania wobec dostawców wody, samorządów oraz operatorów sieci wodociągowych. Zmienia się nie tylko zakres monitorowanych parametrów, ale też podejście – nacisk kładziony jest na prewencję i ocenę ryzyka.

Dlaczego Unia Europejska wprowadziła nowe przepisy?

Poprzednie przepisy miały ponad 20 lat. W tym czasie pojawiły się nowe zagrożenia: mikroplastiki, farmaceutyki, pestycydy, produkty uboczne dezynfekcji. Dyrektywa 2020/2184 odpowiada na te wyzwania, wprowadzając bardziej rygorystyczne normy i nowe obowiązki dla państw członkowskich – także Polski.

Co się zmienia? Główne nowości w wymaganiach

Nowe substancje do monitorowania:

• bisfenol A
• mikroplastiki
• chlorek winylu
• PFAS (per i polifluoroalkile)

Wdrożenie oceny ryzyka obejmujące:

• źródło wody
• system uzdatniania
• sieć dystrybucji
• instalacje wewnętrzne budynków

Obowiązek publicznego raportowania – mieszkańcy mają mieć łatwy dostęp do informacji o jakości wody.

Co to oznacza dla operatorów sieci wodociągowych?

• obowiązek aktualizacji procedur monitoringu
• wdrażanie systemów analizy zagrożeń (np. HACCP dla wody)
• konieczność inwestycji w technologie wykrywania i usuwania nowych zanieczyszczeń
• presja na lepsze zarządzanie i prewencję awarii (np. czyszczenie sieci, szybka detekcja zmian jakości)

Harmonogram wdrażania dyrektywy w Polsce:

Polska ma obowiązek implementować dyrektywę do krajowego prawa.

• 2023–2025 – przygotowanie przepisów, konsultacje
• 2026–2027 – pełne wdrożenie oceny ryzyka
• do 2035 r. – pełna kontrola parametrów nowych związków (np. PFAS)

Jak się przygotować? Rekomendacje dla gmin i przedsiębiorstw wodociągowych

• Przeprowadź audyt ryzyka w swojej sieci
• Wdrażaj stałe harmonogramy czyszczenia i diagnostyki
• Inwestuj w laboratoria i urządzenia do pomiaru nowych związków
• Informuj mieszkańców w sposób przystępny i rzetelny

Jak firma Tukany może pomóc w dostosowaniu się do nowych wymagań?

Firma Tukany specjalizuje się w diagnostyce i czyszczeniu sieci wodociągowych, co idealnie wpisuje się w wymagania Dyrektywy 2020/2184. Dzięki naszym usługom możesz nie tylko spełnić obowiązki oceny ryzyka i czystoś ci sieci, ale też zadbać o realną poprawę jakoś ci wody dla mieszkańców. Oferujemy:

• Kompleksowe czyszczenie wodociągów metodą hydromechaniczną (tłoki)
• Udrażnianie i usuwanie przeszkód z wodociągów
• Dokumentację stanu / parametrów sieci przed i po czyszczeniu
• Pomiar i detekcję osadów oraz stanu wodociągów z wykorzystaniem narzędzi i tłoków inteligentnych ACQUAINT
• Wsparcie przy opracowywaniu harmonogramów czyszczenia i oceny ryzyka

Współpraca z firmą Tukany to nie tylko zgodność z przepisami, ale też inwestycja w bezpieczeństwo zdrowotne i wizerunek Twojej gminy, miasta i/ lub zakładu wodociągowego.

Bogusław Wójtowicz Prezes Zarządu TUKANY sp. z o.o.

AKWEDUKTY RZYMSKIE – czysta woda od 2000 lat jak starożytni Rzymianie zapewniali czystą wodę bez filtrów i chemii

Podczas lektury książki Roberta Harrisa Pompeje (polecam też inne tytuły tego autora, takie jak Monachium, Wielka ucieczka, V2, czy ostatnio s fil m o w a n e K o n k l a w e ) , z o g r o m n y m zainteresowaniem czytałem o kluczowym znaczeniu dostaw wody do rzymskich miast. To skłoniło mnie do pogłębienia mojej wiedzy. Sięgnąłem więc po dzieło Sextusa Juliusa Frontinusa „O akweduktach miasta Rzym” z około 100 r.n.e. i sięgnąłem do innych źródeł – książek, opracowań oraz artykułów historycznych i archeologicznych, gdzie poszukiwałem informacji na temat zarówno budowy, jak też zarządzania dystrybucją i jakością wody w rzymskich akweduktach.

Fascynujące jest to, że Rzymianie pili wodę bezpośrednio z kranów lub po przegotowaniu, jak my w dzisiejszych czasach. Z tą różnicą, że dziś, w odróżnieniu od rzymian, korzystamy z nowoczesnych technologii filtrowania, uzdatniania i kontroli wody.

Oczywiście niektórzy z nas pamiętają wodę źródlaną w kranach w swoich rodzinnych miejscowościach, co opisałem w swoim tekście „Woda źródlana w kranach”.Jednak ze względu na rozwój cywilizacyjny, zanieczyszczenie i antropogeniczną ingerencję w przyrodę, woda z większości ujęć, musi być poddana skomplikowanym i kosztownym procesom filtracji i uzdatniania w Zakładach Wodociągowych.

Akwedukty rzymskie – historia

Akwedukty rzymskie to jedne z najbardziej imponujących osiągnięć inżynierii starożytnej. Aqua Appia (16 km), zbudowany w 312 r. p.n.e. dostarczał wodę do Rzymu kanałami podziemnymi z okolic wzgórz Colli Albani. Ale dopiero Aqua Marcia (91 km), zbudowany w 144 r.p.n.e., dostarczał do Rzymu wodę zdatną do picia ze źródeł górskich Simbruini. Później powstały również Aqua Claudia czy Aqua Virgo czerpiące czystą wodę z doliny Aniene i źródeł Salone. Woda z niektórych akweduktów takich jak Aqua Alsietina czy Aqua Tepula nie nadawały się do spożycia.

Tak, woda doprowadzana do rzymskich miast siecią akweduktów o łącznej długości ponad 500 km, tylko w części nadawała się bezpośrednio do picia. Różnice w jakości wody z poszczególnych ujęć miały wpływ na jej zastosowanie. Część wody była przeznaczona bezpośrednio do picia i ulicznych zdrojów, a reszta była przeznaczona do łaźni publicznych, fontann, napełniania cystern, pojenia zwierząt oraz do zasilania młynów i zakładów rzemieślniczych.

Analizy geologiczne i archeologiczne wykazały, że niektóre akwedukty funkcjonowały nawet kilkaset lat, pod warunkiem prowadzenia systematycznych prac czyszczących i remontowych. Akwedukt Aqua Claudia pracował przez ponad 400 lat zanim zniszczyli go Goci w 537 r.n.e. Potem jeszcze papież Sykstus V odbudował część Aqua Marcia pod nową nazwą Aqua Felice w 1586 r. Współcześnie, wiele tras dawnych akweduktów, pokrywa się z dzisiejszą infrastrukturą gazową, kanalizacyjną i wodociągową.

Akwedukty rzymskie – zarządzanie i organizacja dystrybucji wody

Akwedukty zbudowane z myślą o doprowadzaniu wody z górskich źródeł do miast, stanowiły złożone systemy kanałów grawitacyjnych prowadzonych w tunelach skalnych, na łukowych podporach, oraz w syfonach pod rzekami i przeszkodami. Ich sprawne funkcjonowanie wymagało nie tylko precyzyjnego projektu, ale także zorganizowanego systemu zarządzania, nadzoru i eksploatacji. Już od czasów republikańskich istniały struktury odpowiedzialne za dostawy wody, jednak pełne ukształtowanie organizacyjne nastąpiło w I wieku n.e., za panowania cesarza Augusta.

Za sprawne funkcjonowanie akweduktów odpowiadała rozbudowana struktura zarządzania, która obejmowała zarówno poziom centralny, jak i lokalny. Na szczycie hierarchii stał Curator Aquarum, powoływany przez cesarza urzędnik o wysokim statusie społecznym (często senator lub konsul). Miał on pełne uprawnienia nadzorujące: odpowiadał za budowę, utrzymanie, modernizację, kontrolę i bezpieczeństwo całej sieci wodociągowej. Zarządzał budżetem, zatrudniał personel techniczny i raportował bezpośrednio do cesarza. Curator aquarum korzystał z pomocy zespołu specjalistów: architecti (inżynierowie), aquarii (hydraulicy), castellarii (strażnicy zbiorników), vilici (nadzorcy odcinków), servi publici (niewolnicy państwowi zajmujący się czyszczeniem, naprawami i konserwacją).

Woda w fontannach, zdrojach i łaźniach była bezpłatna ale woda dostarczana do przyłączy podlegała cesarskim regulacjom. Redystrybucja wody była oparta na systemie uprawnień i przydziałów określonych przez prawo lub specjalne nadania (na przykład dla świątyń). Wydajność przyłączy była limitowana przez średnicę rury doprowadzającej (calix), co ograniczało nielegalny pobór. Nielegalne podłączenia, większy niż zadeklarowany przekrój rury lub ukryte rozgałęzienia były uznawane za kradzież mienia publicznego, a winni podlegali grzywnom, konfiskacie rur i mienia lub nawet karze więzienia.

Akwedukty rzymskie – konstrukcja i działanie

Rzymskie akwedukty działały na prostej, ale genialnej zasadzie grawitacji. Woda płynęła samoczynnie od źródła położonego wyżej ku miastu, korzystając z łagodnego spadku terenu – zwykle ok. 0,5–1% nachylenia (czyli 0,5–1 metra na każde 100 metrów długości). Ujęcia były budowane bezpośrednio przy górskich źródłach, rzekach lub zbiornikach retencyjnych. Kanały prowadzące wodę w większości były budowane jako podziemne i tylko w dolinach budowano, do dziś znane we fragmentach, kanały naziemne oparte na imponujących mostach i arkadach. W głębokich dolinach lub pod przeszkodami, gdzie nie dało się zbudować mostu, stosowano syfony: zamknięte rury wykorzystujące zasadę naczyń połączonych. Ze względu na powstające ciśnienie stosowano w tych przypadkach uszczelnienia i rury ołowiane. Kanały były zamknięte i osłonięte, by chronić wodę przed zanieczyszczeniami. Ściany wykładano zaprawą wodoodporną (opus signinum), a u góry pozostawiano otwierane pokrywy rewizyjne.

Ze względu na sposób działania akweduktów bardzo ważne w ich eksploatacji było zachowanie ich drożności na całej długości. Ponieważ to właśnie stały przepływ warunkował utrzymanie czystości wody. Każdy zastój lub spowolnienie przepływu był zagrożeniem dla dystrybucji i czystości wody. Dlatego głównym zajęciem nadzoru i pracowników odpowiedzialnych za prawidłowe działanie akweduktów było usuwanie zatorów i czyszczenie kanałów z zanieczyszczeń i osadów.

Akwedukty rzymskie – osady i ich usuwanie

Woda doprowadzana do miast rzymskich często pochodziła z górskich źródeł bogatych w minerały, zwłaszcza węglan wapnia (CaCO₃). Długotrwały kontakt wody z tynkiem hydraulicznym, którym wykładano wnętrze kanałów, prowadził do wytrącania się osadów węglanowych. Zjawisko to jest znane jako proces tworzenia się sintru. Osady te przylegały do ścian wewnętrznych akweduktu, powodując stopniowe zawężanie przekroju hydraulicznego. Dlatego w dbałości o niezakłócone dostawy wody prowadzono okresowe czyszczenia kanałów wodnych z zalegającego osadu. Robili to wspomniani wyżej niewolnicy państwowi w okresach niższego zapotrzebowania na wodę, często przekierowaniem dopływu na inne odcinki systemu i jego częściowym osuszaniem. Osady usuwano ręcznie przy pomocy dłut i młotków, czasem z pomocą octu rozpuszczającego węglan wapnia. Poza usunięciem osadu prowadzono również systematyczne naprawy powierzchni wewnętrznej kanałów oraz kontrolowano i naprawiano wycieki.

Starożytni Rzymianie wykazali się głębokim zrozumieniem zasad eksploatacji infrastruktury wodociągowej. Ich działania potwierdzają, że nawet najtrwalszy system nie może funkcjonować bez ciągłego nadzoru, inspekcji, okresowego usuwania osadów i dbałości o stan przewodów.

Współczesna eksploatacja wodociągów stoi dziś przed analogicznymi wyzwaniami. Różnica polega na zastosowanych narzędziach: zamiast dłut i octu oraz ludzi penetrujących z pochodniami wnętrza akweduktów, korzystamy z urządzeń hydrodynamicznych, tłoków czyszczących i inteligentnych, kamer inspekcyjnych i elektronicznych urządzeń diagnostycznych.

Przesłanie pozostaje niezmienne od dwóch tysięcy lat:

utrzymanie szczelności i czystości przewodu jest warunkiem koniecznym dla niezawodności systemu.

Bogusław Wójtowicz TUKANY – czyszczenie wodociągów Jelenia Góra, 2025-08-04