Report on demonstration of TRUST outcomes in the urban/ peri-urban city cluster

The overall objective of WP 63 has been to promote the implementation of TRUST outcomes in the 'urban peri-urban' cities cluster (Oslo, Scottish Water and Bucharest). For this purpose we have developed and demonstrated in close cooperation with all stakeholders, a roadmap of interventions to a sustainable UWCS including their associated governance (and financial) models. The topic(s) to be implemented in the roadmap process has been be decided by the end users/cities. The process of roadmapping and demonstration in the 3 sites is described in this deliverable including the resulting roadmaps.Bruaset, S.; Worbe, S.; Smith, H. (2015). Report on demonstration of TRUST outcomes in the urban/ peri-urban city cluster. http://hdl.handle.net/10251/4929

A Risk-Based Approach in Rehabilitation of Water Distribution Networks

A risk-based approach to support water utilities in terms of defining pipe rehabilitation priorities is presented. In a risk analysis in the risk management process, the probability that a given event will happen and the consequences if it does happen have to be estimated and combined. In the quantitative risk analysis, numerical values are assigned to both consequence and probability. In this study, the risk event addressed was the inability to supply water due to pipe breaks. Therefore, on the probability side, the probability of pipes breaking was assessed, and on the consequence side, the reduced ability to satisfy the water demand (hydraulic reliability) due to pipe breakage was computed. Random Forest analysis was implemented for the probability side, while the Asset Vulnerability Analysis Toolkit was used to analyse the network’s hydraulic reliability. Pipes could then be ranked based on the corresponding risk magnitude, thereby feeding a risk evaluation step; at this step, decisions are made concerning which risks need treatment, and also concerning the treatment priorities, i.e., rehabilitation priorities. The water distribution network of Trondheim, Norway, was used as a case study area, and this study illustrates how the developed method aids the development of a risk-based rehabilitation plan.publishedVersio

Report on System Development, Method Applicability and Pipeline Condition Data for Modeling Purposes

Breivoll Inspection Technologies AS (BIT) is a Norwegian SME and a provider of condition assessment services to water utilities world-wide. BIT's role in the TRUST project is to provide data from inspections of water mains in participating cities to participating researchers. A pipeline condition database has previously been delivered in milestone MS31. This report evaluates the BIT method for condition assessment of water pipes. The inspection system, the client report and the pipeline condition database are presented, and the applicability of the BIT method is analyzed.Brenna, L.; Dyrkoren, PA.; Vangdal, AC.; Poulton, M.; Bruaset, S. (2014). Report on System Development, Method Applicability and Pipeline Condition Data for Modeling Purposes. http://hdl.handle.net/10251/3574

Best practices for Sustainable Urban Water Cycle Systems

Aging infrastructure, demographic change, water scarcity, pollution, climate change and other megatrends create the need for a transition towards more sustainable urban water cycle services (UWCS) in the cities. This report "Best practices for Sustainable Urban Water Cycle Systems - an overview of and enabling and constraining factors for a transition to sustainable UWCSs" deals with and reviews best practices in the water sector. It is divided in four different themes in UWCS which are: demand management, reuse and recycling, leakage and loss reduction and the water-energy nexus. The report bundles some of the worldwide experiences in applying technologies and approaches, that support a transition to more sustainable water cycle systems and that have proven to work on the ground. These experiences are presented as inspiration for water professionals who want to engage in activities that contribute to a more sustainable urban water cycle system.Makropoulos, C.; Rozos, E.; Bruaset, S.; Frijns, J.; Van Der Zouwen, M. (2014). Best practices for Sustainable Urban Water Cycle Systems. http://hdl.handle.net/10251/3572

Reliability analysis of complex water distribution systems: the role of the network connectivity and tanks

A reliable water distribution network (WDN) can provide an adequate supply service to customers under both normal and abnormal working conditions. The WDN reliability analysis, therefore, is a keystone to improve the supply service efficiency. Strategies for reliability analysis are usually proved on small WDNs, which do not compare with large real complex systems in terms of number of water tanks, pressure reduction valves, variable speed pumps, controlled devices and possible alternative water supply schemes. The topological changes due to pipeline interruptions impact on emptying–filling of water tanks and network pressure status. This work proposes a two-level procedure for mechanical reliability assessment, suited for large real WDNs. It leverages a path/connectivity-based approach to set up reliability indicators for global-level analysis and local screening of the most critical scenarios. The employed advanced hydraulic model includes the automatic detection of topological changes and the robust modelling of water level in tanks using the generalized global gradient algorithm. The extended period simulation enables the reliability assessment of alternative water supply schemes and the sensitivity of tanks and controlled devices to single failure events. The procedure is demonstrated on a real complex network, being consistent with the ongoing digital transition in the WDN management sector.publishedVersio

Overvannshåndtering med fordrøyende tak

Fordrøyende tak har vært et sentralt forskningstema i Klima 2050 der testfeltet Høvringen utenfor Trondheim har spilt en særlig viktig og samlende rolle. Hensikten med denne rapporten er å gi en kort oversikt over de ulike vitenskapelige artiklene som omhandler fordrøyende tak og hvordan resultatene fra disse artiklene kan brukes. Videre veiledes interesserte lesere til riktig publikasjon avhengig av problemstilling. For hver artikkel gis det et kort sammendrag av den vitenskapelige artikkelen før det gis en kort redegjørelse for hvordan resultatene kan tolkes og brukes. I noen tilfeller gis det også et eksempel på bruk og en kort oppsummering. Helt kort kan resultatene fra Høvringen oppsummeres slik: • Det er utviklet et støtteverktøy som kan brukes av prosjektorganisasjoner som jobber med det fordrøyende tak. Særskilte sjekklister og referanser til andre verktøy o.l. finnes for alle prosjektets faser og gir prosjektleder/ansvarlig prosjekterende/bygg-herre en enkel oversikt over kritiske punkter. • Det kan i mange tilfeller være utfordrende å bruke kun en hendelsesbasert tilnærming til å vurdere ytelsen til fordrøyende tak (gjelder generelt alle naturbaserte løsninger). Bruk av varighetskurver kan være et supplement til å vurdere hvordan en løsning håndterer overvannet gjennom årets normalsituasjoner, og vil dermed kunne gi en god pekepinn på hvor mye kapasitet man kan frigjøre i ledningsnettet (hvis det benyttes ledningsnett). Varighetskurver vil ikke være særlig nyttige for å si noe om effekten av en løsning for å redusere flomtopper i ekstreme nedbørsituasjoner. Kurvene vil uansett vise hvor mye reduksjon av totalt vannvolum man kan forvente nedstrøms en implementert løsning. • En sammenligning av avrenningskoeffisienter målt på lignende takoppbygninger både i laboratorium og i felt viste store variasjoner. Den store variasjonen i målte avrenningskoeffisienter mellom lab og felt illustrerer utfordringene med å beregne effekten av fordrøyende tak med en enkel parameter. • Det er utviklet modeller for å anslå retensjonen fra fordrøyende tak med et toppdekke av sedum. Særlig effekten av geografisk beliggenhet og klima er studert og det gis anbefalinger hvordan ta hensyn til dette. • Videre viste en større sammenligning av ulike fordrøyende tak noen generelle trekk ved de ulike løsningene: o Takene med grønt toppdekke viste større variasjon i det målte fuktighets-innholdet enn takene med toppdekke av belegningsstein på grunn av transpirasjonsprosessen. Dette resulterte i økt retensjon av vann (nedbør som ikke blir avrenning) fra takene med toppdekke av vegetasjon. o Takløsningene med ekstra fordrøyning viste større fordrøyning og flom-toppreduksjon enn tak uten ekstra fordrøyningslag. o Løsninger som kombinerte grønt toppdekke med fordrøyningslag under, oppnådde god fordrøyning og evapotranspirasjon. Dette viste seg å være den beste løsningen for både flomtoppreduksjon og retensjon av vann. o Det er utviklet noen enkle ligninger som gir overslag av hvor mye avrenning man kan forvente fra de ulike takløsningene. • Det er undersøkt om modelleringsverktøyet SWMM kan brukes til å modellere fordrøyende tak. SWMM LID-modellen ble kalibrert ved å bruke avrenningsdata fra ulike byer, og det er gjengitt en rekke ulike parameter-sett som kan brukes. Basert på resultatene er det imidlertid vanskelig å overføre modeller mellom ulike geografiske steder. • Effekten av ulike størrelser er undersøkt i detalj på et fordrøyende tak med lettklinker der en har studert sammenhengen mellom de uavhengige variablene varighet, nedbørintensitet, gjennomsnittlig og toppintensitet, forutgående tørr våt periode og initiell metning med responsparameterne varighet avrenning, forsinkelse avrennings-topp, reduksjon avrenningstopp og innledende avrenning. • Fordrøyende tak har betydelig konsentrasjonstid selv under ekstreme forhold, der vanninnhold i det fordrøyende taket ved starten av hendelsen har større påvirkning enn nedbørsprofilet, intensitet og varighet på kort-tids nedbørhendelsen. Det kan også være verdt å merke seg at nedbørsprofil, intensitet og varighet har liten effekt på forsinkelsen av indikatorene massetyngdepunkt og T50. • Det er utviklet en konseptuell nedbør-avrenningsmodell som kan brukes til å estimere den hydrologiske ytelsen til fordrøyende tak. Modellen er kalibrert med data fra tak lokalisert i fire norske byer og resultatene har vist at modellen kan simulere avrenning fra fordrøyende tak på tvers av flere klimatiske soner og forskjellige takkon-figurasjoner. Oppgitte verdier for parameterne kan benyttes for å estimere den hydrologiske ytelsen til tak med lignende takkonstruksjoner i andre byer. • Til slutt er det undersøkt om ulike maskinlæringsmodeller egner seg til å modellere fordrøyende tak. Det anbefales imidlertid bruk av den konseptuelle nedbør-avrenningsmodell framfor maskinlæringsmodellene for å estimere retensjon. Men det anbefales videre studier for å utforske det fulle potensialet til maskinlærings-modellene. • En gjennomgang av alle løsningene som er testet på Høvringen (i alt seks løsninger i tre generasjoner), viser gode fordrøyende egenskaper ved alle løsningene. • Løsninger med vegetasjon har som forventet høyere retensjon enn løsninger uten vegetasjon.publishedVersio

Rehabilitation of water mains and storage tanks: technologies and decision support tools

The scope of the current TRUST manual is the identification and organisation of best-practice and rehabilitation techniques of sewers and manholes at the operational level. This manual presents a service-oriented portfolio of rehabilitation techniques, based upon a thorough assessment of the existing and emerging offers in sewer systems. It provides an overview and guidance to professionals on available rehabilitation techniques for sewer systems, focusing on sewers and manholes given their importance for the overall infrastructure. However, some of these techniques can be applied to other components such as drains and laterals. It presents as well operational practices to support ehabilitation and repair strategies.Covas, D.; Almeida, MDC.; Carriço, N.; Azrague, K.; Bruaset, S.; Ugarell, R. (2015). Rehabilitation of water mains and storage tanks: technologies and decision support tools. http://hdl.handle.net/10251/5410

Vannkvalitetsproblemer og modellering av vannkvalitet i ledningsnett

I drikkevannsnettene oppstår vannkvalitetsproblemer som vekst av biofilm, korrosjon av støpejerns- og metallrør, samt misfarging av drikkevannet som fører til en stor andel av klager til vannselskapene [2]. Det er også en risiko for at mye av dette vannet kan inneholde bakterier eller patogener og dermed være helsefarlig hvis man drikker det. Problemene i ledningsnettet og hvordan man kan gå fram for å løse dem er illustrert i figur 4. Man kan velge å jobbe med å fjerne symptomene i ledningsnettet og/eller jobbe med å fjerne årsaken til problemene, som har sitt opphav i renseanlegget. På bakgrunn av problemene som er knyttet til prosesser i ledningsnettene og vannkvalitetsproblemene kan modellering være et nyttig verktøy for å optimalisere drift og vedlikehold, og dermed redusere problemene i ledningsnettet. Modellene for biofilm og korrosjon vil være nyttige verktøy i framtiden for å drive proaktiv tilnærming til drift og vedlikehold av drikkevannsnett i den hensikt å beholde god vannkvalitet fram til forbrukerne. I Nederland er det utført en studie [2] av hvor partiklene i ledningsnettet kommer fra. I hollandske ledningsnett, hvor det er svært lite støpejerns ledninger og mest PVC, er det likevel mye misfarging og turbiditet av vannet. Turbiditet tilføres her ledningsnettet fra renseanleggene. Med jevne mellomrom får man gjennombrudd i filterdriften hvor det deretter slippes på partikler til ledningsnettet. Får å ta kontroll over dette problemet har man i Nederland utviklet en konseptuell modell for å kartlegge problemene med partikler i ledningsnett. Følgende modeller er tilgjengelige: • Biofilmmodell: modellerer biofilmmasse på vegger og i vannfase. • Korrosjonsmodell: modellerer korrosjonsprodukter på vegg og i vannfase. • Konseptuell modellering av spyleplaner. Baserer seg på konseptet Resuspension Potential Method Vann I 01 2012 85 INNLEGG FRA MØTER I FORENINGEN Behovet for tiltak mot forringelse av vannkvaliteten og hvor de skal settes inn avdekkes ved modellanalyser og målinger på nettet, for eksempel ved å anvende den nederlandske RPM-metodenpublishedVersio

Modellering av vannkvalitet i drikkevannsnettet

En masteroppgave på modellering av vannkvalitet i drikkevannsnett [3] har blitt utført våren 2008 på Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet i samarbeid med Sintef. Oppgaven studerer årsakene til vannkvalitetsendringer i drikkevannsnettet og hvordan vi kan forhindre at dette forekommer. Resultatene fra oppgaven presenteres i denne artikkelen. Gjennom EU så finansieres for tiden et prosjekt som analyserer vannbehandlingsprosesser, vannkvalitet og vannkvalitetsendringer fra behandlingsanlegg til forbruker og har som mål å finne best mulig praksis for drift og vedlikehold av anleggene. Prosjektet har fått navnet TECHNEAU som står for ” Technology Enabled Universal Access to Safe Water”. SINTEF Byggforsk Vann og Miljø og NTNU i Trondheim er partnere i prosjektet som startet i januar 2006 og har tidsramme fram til desember 2010. TECHNEAU konkluderer så langt med at vannbårne sykdommer forbundet med ledningssystemene øker i forhold til de som er forbundet med vannbehandlingsanleggene. Dette skyldes blant annet økt kvalitet på vannbehandlingen. For å løse problemene med økt grad av sykdomsutbrudd på grunn av prosesser i ledningsnettet har det blitt utviklet edb-modeller for biofilm og korrosjon i TECHNEAU. Disse kan modellere vekst og konsentrasjon av biomasse og korrosjon i ethvert drikkevannsnet

Modellering av vannkvalitet i drikkevannsnettet

En masteroppgave på modellering av vannkvalitet i drikkevannsnett [3] har blitt utført våren 2008 på Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet i samarbeid med Sintef. Oppgaven studerer årsakene til vannkvalitetsendringer i drikkevannsnettet og hvordan vi kan forhindre at dette forekommer. Resultatene fra oppgaven presenteres i denne artikkelen. Gjennom EU så finansieres for tiden et prosjekt som analyserer vannbehandlingsprosesser, vannkvalitet og vannkvalitetsendringer fra behandlingsanlegg til forbruker og har som mål å finne best mulig praksis for drift og vedlikehold av anleggene. Prosjektet har fått navnet TECHNEAU som står for ” Technology Enabled Universal Access to Safe Water”. SINTEF Byggforsk Vann og Miljø og NTNU i Trondheim er partnere i prosjektet som startet i januar 2006 og har tidsramme fram til desember 2010. TECHNEAU konkluderer så langt med at vannbårne sykdommer forbundet med ledningssystemene øker i forhold til de som er forbundet med vannbehandlingsanleggene. Dette skyldes blant annet økt kvalitet på vannbehandlingen. For å løse problemene med økt grad av sykdomsutbrudd på grunn av prosesser i ledningsnettet har det blitt utviklet edb-modeller for biofilm og korrosjon i TECHNEAU. Disse kan modellere vekst og konsentrasjon av biomasse og korrosjon i ethvert drikkevannsnettpublishedVersio