Глава 21

ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЁЖНОЙ РАБОТЫ ВОДООТВОДЯЩИХ

СИСТЕМ

21.1. Теоретические основы надёжной работы водоотводящих систем

Надежность и экологическая безопасность являются основными требованиями, которые предъявляются к современным системам водоотве­дения.

Согласно принятой технической терминологии "надежность - есть свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени зна­чения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования...".

В этом определении под объектом может пониматься как система водоотведения в целом, так и отдельные ее сооружения, насосные станции, очистные сооружения, самотечные сети и напорные канализационные трубопроводы.

Надежность является внутренним свойством системы или ее эле­мента, определить которое можно только на основании опыта эксплуатации с помощью приемов теории и практики надежности и методов математи­ческой статистики и включает несколько единичных свойств: безотказ­ность, долговечность, ремонтопригодность, режимная управляемость и безопасность и др.

Отказ в работе системы водоотведения - событие, заключающееся в нарушении работоспособности её или составляющих элементов (самотеч­ных сетей, насосных станций, напорных трубопроводов или очистных со­оружений), для восстановления которых необходим ремонт того или иного элемента системы и сооружений.

Такой отказ приводит к нарушению работы системы водоотведе­ния, к материальному ущербу, а в ряде случаев возможны и аварийные си­туации, приводящие к нарушению существующих нормативов по охране окружающей среды.

Показатель надежности элементов водоотведения - количест­венная характеристика одного или нескольких свойств, составляющих её надежность. К основным показателям надежности могут быть отнесены: w(t) - интенсивность отказов; t₈ - среднее время восстановления (ликви­дации аварии), ч, Т- наработка на отказ (или время работы между отказа­ми), год; P(t) - уровень надежности- вероятность безотказной работы в пределах заданного времени эксплуатации t; Q(t) = 1 - P_t - вероятность отказа.

Вероятность безотказной работы и вероятность отказа выражаются в долях единицы или процентах.

Интенсивность отказов w_t характеризует плотность вероятности возникновения отказа в рассматриваемый момент времени (то есть риск появления отказа).

Для определения интенсивности отказов элементов водоотведе­ния проводится сбор и статистическая обработка данных об авариях, кото­рая может быть выражена следующей зависимостью:

где n,(t) - количество отказов (аварий), зарегистрированных за определен­ный срок наблюдений t (годы); ХМ,- - суммарная количество сооружений элементов, например, участков самотечных или напорных трубопроводов (каждого диаметра и материала).

При достаточно больших значениях я,- и t можно получить среднее

численное значение интенсивности отказов w_cp(t).

В практике эксплуатации систем и сооружений водоотведения по­сле периода восстановления (ремонта) может произойти его следующий отказ и т.д., то есть отказы происходят во времени совершенно случайно, образуя поток случайных событий. Вид потока отказов определяет показа­тели надежности самотечных и напорных трубопроводов, насосных стан­ций и методы их расчета.

Поэтому для оценки показателей надежности в процессе обработ­ки исходных статистических данных по эксплуатации сетей и сооружений водоотведения необходимо найти опытные статистические закономерно­сти распределения рассматриваемых случайных величин и установить, ка­кому из теоретических законов распределения они ближе всего соответст­вуют.

Использование законов распределения позволит применять извест­ные аналитические методы определения показателей надежности.

Вероятно, что некоторые вышеприведённые зависимости могут быть использованы для оценки надёжности самотечных коллекторов и очи­стных сооружений. При этом следует учитывать, что обеспечение надёж­ной работы самотечной сети и очистных сооружений представляется более сложными и многофакторными критическими системами, для которых до настоящего времени не определены многие зависимости обеспечения на­дёжности, наиболее полно изучена лишь надёжность работы напорных тру­бопроводов.

Методика оценки показателей надежности во всех случаях опира­ется на современный аппарат теории вероятностей и математической стати­стики и состоит из последовательного выполнения четырех основных эта­пов статистических исследований:

89. Определение объема статистических определительных испытаний.

90. Сбор и систематизация данных по отказам (авариям).

91. Оценка полученной информации по критериям ее полноты, дос­товерности и представительности.

92. Статистическая обработка информации по отказам и восстанов­лениям - классификация причин отказов, составление вариационных рядов числа отказов, определение законов распределения рассматриваемых слу­чайных величин, оценка их параметров и определение численных значений показателей надежности с установлением факторов, формирующих законы их изменения.