grant rozwojowy.cdr - Politechnika Rzeszowska

Politechnika Rzeszowska
Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska
KZwWiOŚ
Katedra Zaopatrzenia w Wodę i Odprowadzania Ścieków
X Konkurs Projektów Badawczych Rozwojowych
Projekt finansowany z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju
Opracowanie kompleksowej metody oceny niezawodności
i bezpieczeństwa dostawy wody do odbiorców
Podjęty temat badawczy dotyczy zakresu problemów związanych
z bezpieczeństwem i niezawodnością systemów zbiorowego
zaopatrzenia w wodę (SZZW) należących do infrastruktury krytycznej
Państwa, zgodnie z Ustawą o zarządzaniu kryzysowym z dnia 26
kwietnia 2007 r. (Dz. U. 89 poz.590) oraz z dnia 19 sierpnia 2009 (Dz. U.
Nr 11, poz. 57, nr 65 poz.553, 85 poz. 7/16 oraz nr 131 poz. 1076).
Z bezpieczeństwem, a właściwie z utratą bezpieczeństwa, wiąże się
bezpośrednio pojęcie ryzyka, które ogólnie jest definiowane jako
działanie grożące niebezpieczeństwem.
W chwili obecnej utrata bezpieczeństwa jest identyfikowana
z terminem „zawodność bezpieczeństwa” (ZB). Dyrektywa Rady Unii
Europejskiej 98/83/EC z dnia 3 listopada 1998 r. ,,O jakości wody
przeznaczonej do spożycia przez ludzi” stwierdza, że należy zachować
równowagę pomiędzy ochroną przed ryzykiem wywołanym zarówno
przez czynniki chemiczne jak i mikrobiologiczne, i że wartości
parametrów w świetle przyszłych ich ocen powinny być ustalone
w odniesieniu do wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi, na
podstawie rozważań dotyczących zdrowia publicznego
z wykorzystaniem metod oceny ryzyka.
Zarówno jakość wody, jej ilość oraz dostępność powinna być
priorytetem dla zrównoważonego rozwoju społeczności lokalnej. Wyżej
wymieniona Dyrektywa zobowiązała Kraje Członkowskie do
monitoringu jakości wody przeznaczonej do spożycia. Państwa
Członkowskie powinny podejmować wszelkie środki niezbędne do
zapewnienia regularnego monitorowania jakości wody w celu
sprawdzenia, czy woda dostępna dla konsumentów spełnia wymagania
aktualnych międzynarodowych unormowań prawnych. Konsumenci
wody są świadomi możliwych zagrożeń i oczekują od przedsiębiorstw
wodociągowych aby woda przeznaczona do spożycia była bezpieczna
dla ich zdrowia.
W 2004 w trzeciej edycji wytycznych dotyczących jakości wody do
spożycia (Guidelines for Drinking-Water Quality) WHO przedstawiło
wytyczne do opracowania tzw. Planu Bezpieczeństwa Wodnego (WSPWater Safety Plans), które są przeznaczone dla systemów zaopatrzenia
ludności w wodę, i które będą obligatoryjne dla przedsiębiorstw
wodociągowych.
Podjęty kierunek badań ściśle nawiązuje do aktualnych tendencji
obserwowanych w skali krajowej i światowej, zmierzających do
zapewnienia bezpieczeństwa i komfortu korzystania z wodociągów
publicznych.
Głównym celem projektu jest opracowanie metody oceny
niezawodności i bezpieczeństwa dostawy wody do spożycia, którego
efektem końcowym będzie:
- Opracowanie kompleksowego Planu Bezpieczeństwa Wodnego dla
przedsiębiorstw wodociągowych,
- Opracowanie modelu podejmowania decyzji dla eksploatacji
systemów wodociągowych.
Realizacja założonego celu jest zgodna z Krajowym Programem
Ramowym (Dziennik Urzędowy Ministra Nauki i Informatyzacji z dnia 22
września 2005 r.).
Główną tezą realizacji projektu jest stwierdzenie, że ocenę stopnia
zapewnienia odpowiedniego poziomu funkcjonowania
i bezpieczeństwa korzystania z komunalnych SZZW przez
konsumentów wody można dokonać z wykorzystaniem teorii inżynierii
niezawodności i bezpieczeństwa.
Projekt pozwoli na opracowanie metody oceny niezawodności
dostawy wody pod względem funkcjonowania oraz bezpieczeństwa,
w celu ochrony konsumentów wody przed skutkami różnego rodzaju
zdarzeń awaryjnych mogących pojawić się w SZZW oraz poprawę
standardów usług wodociągowych.
W szczególności projekt będzie zawierał opracowanie:
- programu zbierania i archiwizacji danych statystycznych dotyczących
funkcjonowania SZZW na potrzeby analiz niezawodności
i bezpieczeństwa,
- metody oceny niezawodności funkcjonowania poszczególnych
podsystemów SZZW, tj. podsystemu ujmowania i uzdatniania wody,
podsystemu produkcji wody oraz podsystemu dystrybucji wody,
- modelu niezawodności bezpieczeństwa funkcjonowania sieci
wodociągowej,
- metody wyznaczania gwarancji dostawy wody do spożycia,
- algorytmu identyfikacji zagrożeń w procesie prognozowania sytuacji
kryzysowej,
- algorytmu klasyfikacji zagrożeń w wyniku zajścia zdarzeń
niepożądanych z wykorzystaniem metod neuronowo-rozmytych,
- algorytmu podejmowania decyzji przez operatorów SZZW na wypadek
zaistnienia sytuacji kryzysowej,
- procedury kompleksowego monitoringu elementów SZZW na potrzeby
zarządzania niezawodnością i bezpieczeństwem systemu.
- wykorzystanie Geograficznych Systemów Informacji lub w skrócie GIS
(ang. Geographical Information Systems) w procesie monitoringu oraz
oceny bezpieczeństwa systemów wodociągowych.
Efektem rozwojowym przedstawionego projektu będzie możliwość
wdrożenia procedur zarządzania niezawodnością i bezpieczeństwem
dostaw wody, a w dalszym etapie modernizacja istniejących SZZW, co
będzie miało znaczący wpływ na polepszenie warunków życia i stanu
zdrowia społeczności lokalnych, a także stymulację rozwoju
gospodarczego regionu.
Wyniki prac będą mieć zarówno charakter poznawczy jak
i aplikacyjny. Dzięki przeprowadzonym badaniom w ramach realizacji
projektu będzie możliwe udoskonalenie stosowanych dotychczas
metod oceny niezawodności i bezpieczeństwa SZZW i możliwość
zastosowania ich w praktyce wodociągowej.
Projekt ma charakter interdyscyplinarny, gdyż obejmuje swym
zakresem zagadnienia dotyczące eksploatacji komunalnych systemów
wodociągowych, inżynierii niezawodności i bezpieczeństwa, statystyki
matematycznej oraz nowoczesnych technologii informatycznych GIS.
Produkt końcowy zrealizowanego projektu rozwojowego w postaci
algorytmów do wdrożenia Planów Bezpieczeństwa Wodnego będzie
miał istotny wkład w proces dostosowania standardów usług
wodociągowych do wymagań Unii Europejskiej.
Kierownik:
prof. dr hab. inż. Janusz Rak
Wykonawcy:
- Politechnika Rzeszowska:
dr inż. Barbara Tchórzewska-Cieślak
dr inż. Andrzej Studziński
mgr inż. Katarzyna Pietrucha
mgr inż. Krzysztof Boryczko
- Politechnika Warszawska:
prof. dr hab. inż. Marian Kwietniewski
dr inż. Katarzyna Miszta-Kruk
- Politechnika Krakowska:
dr inż. Jarosław Bajer
dr inż. Ryszarda Iwanejko
- Politechnika Śląska:
dr inż. Izabela Zimoch
- Politechnika Lubelska:
dr inż. Dariusz Kowalski