Aplikacja modelu SWAT na terenie małej zlewni rolniczej w Polsce

Poland is obliged, like the other EU countries, to implement the Water Framework Directive - WFD (2000/60/WE) by the end of 2015. The main objective of WFD is to provide normative quality of all water resources. To reach this goal reduction of water polluter emission to the environment is needed. Our project focuses on pollution from agricultural sources which share in global pollution is high and growing still. As a pilot area, where the WFD is going to be implemented, small agricultural Zgłowiączka catchment was chosen. The state monitoring of surface water quality for the catchment is conducted in three points along the Zgłowiaczka River. In each of these three points, nitrates concentration periodically significantly exceeds the allowable value of 50 mg NO3·dm-3. The highest average monthly values of nitrates concentration in years 1990-2007 occur in February, March and April, which indicates on agriculture as a source of pollution. The Zgłowiaczka catchment is an area where reduction of nitrogen run-off from agricultural lands to water resources is especially needed. The main topic of the research carried out in the Polish-Norwegian project is to propose different means for reduction of migration of nitrate to surface water based on modeling approach. In the paper a conception of creating buffer zones using SWAT model is presented. We considered fitting the buffer zone width, depending on the flow rate of water flowing from the fields to the stream. Using SWAT model interface a map of potential flow under the conditions of the intensive precipitation was generated. The next step was distribution over the whole Zgłowiączka catchment, places with high density of the temporal streams network. It was done using GRASS program. The map of stream "density" was done by assigning the raster number which is the sum of raster in the neighbourhood (radius of neighbourhood smaller or equal 25 raster). The choice of the most endangered subbasins was done on base of visual evaluation of the surface flow density map. It is visible in the results that filter strips on endangered areas are far more effective and therefore more required. If the width of the vegetated buffer strips is not sufficient, it will not attain the desired effectiveness. Conversely, if the width is too great, it will cause agricultural land waste, preventing farmers' interest in cooperating with environmental preservation efforts. For the above reasons, it is important to set a reasonable width range. According to the results we are suggesting wider buffer zones in endangered subbasins and narrow in other subbasins.Polska, podobnie jak pozostałe kraje członkowskie Unii Europejskiej, jest zobowiązana do wdrożenia Ramowej Dyrektywy Wodnej - RDW (2000/60/WE) do końca 2015 r. Głównym celem RDW jest osiągnięcie dobrego stanu ekologicznego wszystkich wód. Niezbędne jest więc ograniczenie emisji zanieczyszczeń zarówno do wód powierzchniowych jak i gruntowych. W polsko-norweskim projekcie pt. "Pilotażowe wdrożenie Ramowej Dyrektywy Wodnej i stworzenie narzędzia do zarządzania zlewnią" skupiono się na zanieczyszczeniach pochodzących ze źródeł rolniczych, których udział w ogólnym ładunku zanieczyszczeń jest bardzo znaczący i stale rośnie. W ramach projektu do wdrożenia RDW wybrano typowo rolniczą zlewnię górnej Zgłowiączki, zlokalizowaną na obszarze Kujaw. Na terenie zlewni od 1990 r. prowadzony jest państwowy monitoring jakości wód powierzchniowych przy ujściu cieku do Jeziora Głuszyńskiego, a od 2000 r. w dwóch monitoring uzupełniono o dwa dodatkowe punkty pomiarowo-kontrolne na długości cieku. W każdym z tych punktów stężenie azotanów okresowo kilkakrotnie przekraczało dopuszczalną wartość 50 mg·dm-3. Największe miesięczne wartości stężenia w latach 1990-2007 notowano w lutym, marcu i kwietniu, co wskazuje na pochodzenie zanieczyszczeń z rozproszonych źródeł rolniczych. W związku z tym obszar zlewni górnej Zgłowiączki to teren, na którym ograniczenie rozpraszania azotanów z rolnictwa do środowiska jest szczególnie potrzebne. Głównym celem projektu jest zaproponowanie działań prowadzących do ograniczenia rozpraszania azotanów do wód i przeanalizowanie ich skuteczności z wykorzystaniem modelowania. Do tego celu zastosowano hydrologiczny model SWAT, stworzony w celu przewidywania wpływu użytkowania terenu zlewni na jakość wód w długim czasie. W artykule przedstawiono koncepcję wykorzystania modelu SWAT do optymalnego określenia rozmieszczenia i szerokości stref buforowych na obszarze zlewni jako jednej z metod, prowadzących do ograniczenia procesu rozpraszania azotanów do wód

Degradation Processes in Shield-Centring Elements of Surge Arresters

This paper presents the results of testing samples of shield-centering elements from medium-voltage surge arresters. The elements were made of TSE glass textolite. The elements have been dismantled from different operated surge arresters, which were subjected to discharge currents (short-circuit currents) of different intensity and duration. The discharge currents led to degradation of the tested elements with various degrees of advancement. The degradation was investigated using microscopic methods and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS). Changes in the content of elements of the surface of textolite materials - as the degradation progresses - were documented. It was found that high discharge current flows resulted in melting of the organic binder, epoxy resin, especially its surface layer. Partial charring and even burning of the resin was noticeable. Furthermore, it was found that with increasing degradation on the surface of the TSE laminate, the carbon and oxygen content, which are part of the organic resin, decreases. Simultaneously the amount of silicon, calcium and aluminium, which are present in the glass fibres, increases. The charring effect of the resin and the formation of conductive paths result in a decrease in the performance of surge arresters and their subsequent failure

Exposure to the electromagnetic field in the work space during the use of electricity and electric installations of alternating current in power engineering : the method of in situmeasurements of electromagnetic field –specific requirements

Pole elektromagnetyczne (pole-EM) występuje w otoczeniu wszystkich instalacji i urządzeń zasilanych energią elektryczną, jest więc również nierozerwalnie związane z przesyłaniem energii elektrycznej przez sieć elektroenergetyczną, tworzoną głównie przez linie i rozdzielnie elektroenergetyczne: najwyższych, wysokich, średnich i niskich napięć, w których otoczeniu może występować pole-EM stref ochronnych. Obiekty takie zostały wymienione wśród typowych źródeł pola-EM jako „systemy elektroenergetyczne i elektryczna instalacja zasilająca” w rozporządzeniu Ministra Rodziny, Pracy i Polityki Społecznej z dnia 29 czerwca 2016 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy przy pracach związanych z narażeniem na pole-EM (DzU 2016, poz. 950, zm. poz. 2284; zał. 1., poz. 2.). W związku z tym, warunki narażenia pracujących w otoczeniu urządzeń lub instalacji sieci elektroenergetycznych wymagają okresowej kontroli, zgodnie z wymaganiami określonymi w rozporządzeniu Ministra Zdrowia z dnia 2 lutego 2011 r. w sprawie badań i pomiarów czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy, w którym określono, że powinna być ona wykonana „zgodnie z metodami określonymi w Polskich Normach, a w przypadku braku takich norm, metodami rekomendowanymi i zwalidowanymi” (DzU 2011, poz. 166). Celem takiej kontroli jest rozpoznanie zagrożeń elektromagnetycznych w przestrzeni pracy i podjęcie odpowiednich środków ochronnych (DzU 2016, poz. 950, zm. 2284). Ponieważ metody pomiarów pola-EM odpowiednie do realizacji tych wymagań prawa pracy nie są obecnie znormalizowane, celem przeprowadzonych badań było opracowanie metody rekomendowanej do pomiaru parametrów pola-EM in situ w przestrzeni pracy, podczas użytkowania sieci elektroenergetycznych. Rekomendowana metoda pomiarów została opracowana na podstawie przeglądu: parametrów konstrukcyjnych i elektrycznych infrastruktury energetycznej użytkowanej w Polsce, przeglądu danych literaturowych oraz wyników badań własnych wykonanych przez autorów w kilkuset obiektach elektroenergetycznych (najwyższych, wysokich, średnich i niskich napięć) o zróżnicowanej strukturze geometrycznej i funkcjonalnej, użytkowanych na terenie całego kraju. Przeprowadzone pomiary obejmowały pomiary wartości skutecznych natężenia pola elektrycznego i natężenia pola magnetycznego w przestrzeni pracy, z wyłączeniem narażeń występujących podczas prac wykonywanych wg procedur określanych jako praca na potencjale. Przeprowadzone badania obejmowały pomiary wartości skutecznej natężenia pola elektrycznego i natężenia pola magnetycznego w przestrzeni pracy, z wyłączeniem narażeń występujących podczas prac wykonywanych według procedur określanych jako praca na potencjale. Pomiary obejmowały następujące obiekty prądu przemiennego użytkowane w ramach krajowego systemu elektroenergetycznego: napowietrzne i wnętrzowe rozdzielnie elektroenergetyczne o napięciach znamionowych (110 ÷ 750) kV oraz linie elektroenergetyczne o napięciach znamionowych (110 ÷ 400) kV, określanych jako wysokie lub najwyższe napięcia (WN lub NN); linie elektroenergetyczne niskiego lub średniego napięcia (nn lub SN) o napięciach znamionowych (0,4 ÷ 110) kV (z wyłączeniem obiektów o napięciu 110 kV, zaliczanym do WN); rozdzielnie i transformatory nn lub SN o napięciach znamionowych (0,4 ÷ 110) kV (z wyłączeniem obiektów o napięciu 110 kV, zaliczanym do WN); generatory prądu wraz z torami prądowymi oraz aparaturą łączeniową i pomiarową o mocach powyżej 1 MW; instalacje potrzeb własnych na stacjach elektroenergetycznych; trójfazowe instalacje przemysłowe. Na podstawie wyników przeprowadzonych badań wykazano, że podczas użytkowania wspomnianych elementów sieci elektroenergetycznej są wykorzystywane prądy przemienne o częstotliwości 50 Hz i o stabilnym napięciu charakterystycznym dla jej poszczególnych obiektów, a obciążeniach prądowych zmieniających się w znacznym stopniu (o kilkaset procent), zależnie od zapotrzebowania odbiorców na energię elektryczną. W związku z tym, zarekomendowano metodę pomiarów, która obejmuje pomiar wartości skutecznej (RMS) natężenia pola elektrycznego i natężenia pola magnetycznego, których wyniki są oceniane bezpośrednio w odniesieniu do limitów narażenia, które określono w prawie pracy w stosunku do wartości równoważnych takich parametrów narażenia. W metodzie określono również zasady: przygotowania pomiarów i aparatury pomiarowej, wyboru punktów pomiarowych, wyznaczania zasięgu stref ochronnych oraz dokumentowania wyników pomiarów, a także warunki klimatyczne wykonywania pomiarów. Omówiono również najistotniejsze źródła niepewności wyników pomiaru pola-EM przy omawianych urządzeniach elektroenergetycznych.Electromagnetic field (EMF) occurs around all the installations and equipment powered by electricity, so it is also inextricably linked to the transmission of electricity through the power grid, created mainly by the power lines and switchyards of the highest, high, medium and low voltage. In their vicinity EMF of protection zones may occur. Such installations have been listed among the common sources of EMF as a "power systems and electrical power supply installation" in the Regulation of the Minister of Family, Labour and Social Policy on health and safety at work related to exposure to EMF(OJ 2016 item. 950, est. 1, pos. 2). The refore, the exposure conditions of workers in the vicinity of equipment or installation of power grids require periodic inspections in accordance with the requirements of the Regulation of the Minister of Health on the tests and measurements of health hazard factors in the working environment (Regulation ...., OJ 2011, pos. 166), which should be done "in accordance with the methods set out in Polish standards, in the absence of such standards, using recommended and validated methods". The purpose of such inspection is to identify the electromagnetic hazards in work space and take appropriate protective measures (OJ 2016 pos. 950). Because the methods of EMF measurement adequate to meet the requirements of labour law are currently not standardized, the objective of conducted research was to develop a method recommended for measuring parameters of the EMF in situ in the work space during the use of electricity networks. The recommended method of measurement was developed on the basis of the review of design and electrical parameters of energy infrastructure in Poland, the review of literature and own research performed by the authors in hundreds of power facilities (the highest, high, medium and low voltage)and installations of various geometrical and functional structures used in the whole country. The performed research included measurements of RMS value of electric field and magnetic field strength in the work space, with the exception of exposures occurring during the work performed according to procedures known as live-line work. The measurements included the following objects used in the national electricity grid: electrical switchyards with nominal voltage from 110 kV to 750 kV (outdoor and indoor); power lines of high voltage (HV) with nominal voltage from 110 kV to 400 kV; power lines of low or medium voltage (LV or MV) with rated voltage of 0.4 kV to 110 kV (with the exception of 110 kV); switchyards, LV or MV switchboards and transformers; generators with bus bars, cables etc., current transformers, switchgear and measuring equipment with capacity exceeding 1 MW, installations of own needs on electrical substations, three-phase alternating current industrial installations. On the basis of the results of the research it was demonstrated that during the use of these elements of the power grid alternating currents with a frequency of 50 Hz are used, with a stable voltage characteristic of the individual objects and the load current changing significantly (by several hundred percent), depending on customers’ demand for electricity. The measurement method was recommended which involves measuring the RMS value of electric field strength and magnetic field strength, which results are evaluated immediately with respect to the exposure limits set in the labour law to the equivalent value of such exposure parameters. The method also describes principles: measurements and measurement devices preparation, choice of measurement points, determining the ranges protection zones and document measurement results, as well a climatic conditions of measurements. It also discusses the most important sources of uncertainty of results of EMF measurement near discussed power devices