This thesis deals with the monitoring of the sewerage system in the city of Brno. In the research part, there is made an overview of the most used measuring equipment for the monitoring of the sewerage system – level meters, flowmeters, automatic samplers. The practical part is devoted to the monitoring of the sewerage system in Brno for partial evaluation of the benefits of the project „Reconstruction and completion of sewerage in Brno“, realized in 2012 – 2014. Measuring campaign has taken place from June to October 2017. In the course of the work, the instalation of measuring equipment and the collection of measured data was done. After finishing measuring campaign, the data were evaluated from different aspects – the number of overflows, the quantity of overflowing water, the dilution ratio and the quantity of discharged pollution. Then, the hydraulic and construction technical assement of the pipelines of sewer network and overflow chambers and assements of the quantity of the rainwater were made. The results of the evaluation were compared with the results of the previous monitoring campaingns and with the data obtained before the project has been realized. Based on this, the benefit of the project was determined.

yes / A computational network heat transfer model was utilised to model the potential of heat energy recovery at multiple locations from a city scale combined sewer network. The uniqueness of this network model lies in its whole system validation and implementation for seasonal scenarios in a large sewer network. The network model was developed, on the basis of a previous single pipe heat transfer model, to make it suitable for application in large sewer networks and its performance was validated in this study by predicting the wastewater temperature variation in a sewer network. Since heat energy recovery in sewers may impact negatively on wastewater treatment processes, the viability of large scale heat recovery across a network was assessed by examining the distribution of the wastewater temperatures throughout the network and the wastewater temperature at the wastewater treatment plant inlet. The network heat transfer model was applied to a sewer network with around 3000 pipes and a population equivalent of 79500. Three scenarios; winter, spring and summer were modelled to reflect seasonal variations. The model was run on an hourly basis during dry weather. The modelling results indicated that potential heat energy recovery of around 116, 160 & 207 MWh/day may be obtained in January, March and May respectively, without causing wastewater temperature either in the network or at the inlet of the wastewater treatment plant to reach a level that was unacceptable to the water utility.

L’objectif de ce mémoire de thèse est de valider les mesures débimétriques issues des réseaux d’assainissement. Des défaillances techniques dans les capteurs de mesure ou l’existence des phénomènes perturbateurs produisent des anomalies sur ces mesures. Notre travail consiste à proposer une procédure de diagnostic hors ligne capable de détecter et de localiser les défauts de mesures. Cette procédure est à base de modèles analytiques. Nous avons établi dans un premier temps, un ensemble de modèles linéaires pour générer des résidus. Ces derniers ont permis d’établir la matrice des signatures des défauts expérimentales. Ensuite, une première technique de diagnostic a été considérée. Elle consiste à combiner le test de Page pour la détection des défauts et le calcul de distance Euclidienne entre les signatures des défauts théoriques et la signature expérimentale de chaque défaut pour la localisation des capteurs en défauts. Puis, deux autres techniques ont été proposées. Elles sont basées sur l’analyse conjointe des résidus générés et des symptômes des défauts. L’une est appelée DMP (Model Diagnostic Processor) et l’autre est à base de concepts de la logique floue. A la fin, les performances de ces techniques ont été calculées pour pouvoir les comparer. Nous avons amélioré les performances de la dernière technique en proposant un nouvel opérateur d’agrégation et en considérant la persistance des défauts. / The objective of this thesis is to validate flow rate measurements collected from the sewer networks. Technical failures in the sensors or the existence of the disturbing phenomena produce anomalies to these measures. Our work consists in proposing a procedure of diagnosis off line able to detect and isolate the defects of measurements. This procedure is based on analytical models. We first established, a set of linear models used to generate faults indicators called residuals. These last ones allowed us to establish the experimental faults signatures matrix. Then, a first technique of diagnosis was considered. It consists in combining the test of Page for faults detection and on the calculation of Euclidean distance between the theoretical faults signatures and the experimental fault signature of each defect for the isolation of the faulty sensor. Two other techniques suggested, are based on the joint analysis of the generated residuals and the symptoms of the defects. One is called DMP (Model Diagnostic Processor) and the other is based on the fuzzy logic concepts. In the end, the performances of these techniques were calculated to be able to compare them. We improved the performances of the last considered technique by proposing a new operator of aggregation and by considering the persistence of the defects.

La gestion patrimoniale vise à choisir les meilleures décisions d’actions à mener sur les éléments du patrimoine, pour limiter les risques, optimiser les performances et réduire les couts. Dans ce manuscrit, nous avons adapté la définition spécifique de la gestion proactive des réseaux d’assainissement aux pratiques des gestionnaires pour passer de la maintenance post-défaillance à une politique de gestion patrimoniale proactive sur le long-terme. Pour cela, nous avons identifié les verrous suivants qui sont abordés dans le manuscrit. Premièrement, il est nécessaire de pouvoir élaborer les programmes d’inspections à partir de modèles de détérioration pour optimiser les budgets alloués. Malgré le développement de nombreux modèles de détérioration, l’influence de la qualité et de la disponibilité des données (incomplétude, imprécision, incertitude) sur la puissance prédictive des modèles n’a pas été étudiée en détail. Nous avons abordé cette question en proposant deux méthodes pour déterminer la liste des facteurs les plus informatifs à partir d’un échantillon représentatif. Entre autres, nos résultats suggèrent que l’imprécision sur une donnée est préférable à ne pas disposer de cette donnée. Nous avons également montré que la notion de « quartier » pourrait être utilisée, sous certaines conditions, pour compenser la non-connaissance de l’âge des conduites. Deuxièmement, une fois les conduites inspectées, leur état de santé doit être évalué à l’aide d’un protocole identique pour l’ensemble du patrimoine. Il est nécessaire que le protocole utilisé puisse minimiser les erreurs de sur- ou sous-estimation en fonction des choix des gestionnaires. Nous avons proposé une procédure prenant en compte ces choix, ainsi que l’état global du patrimoine considéré. Les études de sensibilité réalisées à partir des données d’inspection d’une partie du patrimoine du Grand Lyon montrent que l’état de santé évalué dépend fortement des choix faits par le gestionnaire concernant la sur- ou sous-estimation. Troisièmement, peu de patrimoines ont actuellement été complètement inspectés et évalués. Ainsi, l’utilisation d’un échantillon représentatif d’un patrimoine semble obligatoire pour pouvoir calibrer des modèles justifiant les décisions comme par exemple un modèle de détérioration. Après avoir généré différents échantillons de différentes tailles et selon différentes méthodes d’échantillonnage, à l’aide de la méthode de Monte Carlo, nous avons pu proposer une procédure pour étudier l’influence des caractéristiques de l’échantillon sur les résultats du modèle de détérioration. A partir d’analyses statistiques, nous avons montré que le processus de calage (des modèles) dépend fortement de l’échantillon disponible, et cela peut donc conduire à des résultats erronés. / Asset management ensures that the best decisions are made for elements of the asset in order to reduce risks, optimize performance and minimize costs. A proactive asset management includes development of prioritization schemes for selection of inspection and rehabilitation needs. In this regard, we have identified the following bottlenecks which are addressed in this manuscript. First, there is a need of elaborating inspection programs based on deterioration models in order to be more cost-effective. The influence of availability and quality of data (imprecision, uncertainty, incompleteness) on models’ predictive power has not been studied in depth. We propose two methods to establish the list of the most informative factors from a representative sample of an asset stock. Among other results, this study would suggest that having imprecision in the database is preferable to having a database with no information on one specific factor. Second, once segments are inspected, they should be evaluated by a condition grading protocol. Though various condition grading protocols have been developed, they all fail to undertake the sensitivity of managers and stakeholders to the over or under-estimation of assets’ condition grade as many sources of uncertainty could be found within the condition assessment process. We propose a procedure in order to deal with this uncertainty. We also carry out some sensitivity analyses of parameters employed in this procedure. The results of these sensitivity tests are then applied to a part of the Greater Lyon asset stock. The results show that the assessment of segments into a condition grade depends heavily on the hypotheses that a manager could make about the under or over-estimation of its assets’ condition. Third, at the moment small number of utilities has completely inspected and evaluated their asset stocks. Therefore, the use of a representative sample from an asset stock in order to calibrate decision-support models as deterioration models seems mandatory. Nevertheless, in this regard we should tackle with following problematic issues: 1) How to draw a representative sample of an asset stock which reflects the characteristics of this asset stock? and 2) What is the impact of used sample on the calibration outcomes of these multivariate models? Hence, by drawing several samples with different sizes according to different sampling methods and applying Monte Carlo method, we have proposed a procedure in order to study the influence of available sample on the outcomes of a multivariate model. By proposing some statistical analyses, we showed that the calibration process depends extremely on available sample which could results, if this latter is not drawn properly, into erroneous conclusions.

The aim of this diploma thesis is a rehabilitation study of the sewer network on Vídeňská street in the city of Brno. The first part of the thesis includes an accompanying review including basic data about the sewage gutter, including the characteristics of the affected area with a detailed description of the geological and hydrogeological rates. This is followed by a technical review, which consists of hydrotechnical calculations and overal summary of the construction-technical condition. The subject of the following part is a proposal and description of several varying solutions for the rehabilitation, including, particularly, trenchless technologies. Further on, all of the proposed variants are evaluated based on technical, economical and environmental impact. Finally, all the observations are summarized and a final recommendation for the way of solving the rehabilitation is carried out.

The aim of the diploma thesis is to asses the current state of a selected part of the sewer network in Znojmo, design of possible remediation and theoretical design of retention tank. The work is devided into an accompanying report, technical report, hydraulics and drawing documentation. The assesment consist of the determination structural and technical condition of selected parts of the sewer network with a proposal for remediation and economic evaluation. The hydraulic part describes the hydraulic model in program SWMM, there are processed here hydraulic calculation and there are 4 different variants of the design of retention tanks.

Résumé L’accumulation de sédiments sur le fond des égouts à faible pente est une contrainte au bon fonctionnement hydraulique et à la gestion des réseaux d’assainissement unitaire. Le recours à la chasse hydraulique est alors une pratique envisagée par les gestionnaires de réseau pour le nettoyage des canaux souterrains. Les processus de transport sédimentaire dans les réseaux d’assainissement unitaire est rendu complexe en raison du jeu de nombreux phénomènes tels que la variabilité de l’étendue granulométrique des sédiments et la cohésion. La thèse présente les résultats expérimentaux et numériques obtenus avant et après une chasse hydraulique réalisée dans le réseau unitaire parisien. Une campagne de mesures a permis d’acquérir des données hydro-sédimentaires à haute résolution, permettant de caractériser et quantifier les processus d’érosion, de transport et de sédimentation agissant sous l’effet de la chasse hydraulique, du reste performante dans le nettoyage du réseau étudié. Deux modèles de transport sédimentaire comportant un modèle simple en condition de transport uniforme, et un modèle plus complexe impliquant le transport non-uniforme ont été développés afin de mettre en place un outil prédictif des mouvements des particules solides pendant le phénomène de chasse. Les deux modèles ont été capables d’évaluer à différents niveaux de précision l’efficacité de la chasse hydraulique en termes de transport sédimentaire. La comparaison des résultats issus des deux modèles permet de déterminer les avantages et les contraintes de chacun, révélant ainsi l’importance de prendre en compte l’hétérogénéité texturale des dépôts dans l’analyse de l’érosion, du transport et de la sédimentation des particules solides sous l’effet des chasses hydrauliques. De plus, une analyse de sensibilité de la gamme d’application de certains paramètres d’entrée du modèle de transport non-uniforme des sédiments a été réalisée. Les résultats ont confirmé le bon fonctionnement du modèle. / Sediment accumulation on the invert of sewer channels has been recognized as one of the important sources of problems for the management of sewer networks.In the two most recent decades, flushing has been put forward as one of the most common methods of sewer cleaning, to limit sediment accumulation especially in large trunk sewers.Sewer sediment transport processes are not fully understood yet, due to numerous unknown variables and difficult measuring conditions. The current research aimed firstly to setup a field experimental campaign to obtain high-quality data. This data allowed understanding of the processes associated with flushing operation in sewers. In addition, this study aimed to model the flushing processes properly in order to set-up an adequate and practical numerical tool able to predict sediment removal of flushing in the sewer network of Paris. To this purpose, two models were used: (i) a simple model for uniform sediment transport, which is the most common used approach; and (ii) a more complex model for non-uniform sediment transport of mixtures. A comparative analysis was carried out to highlight advantages and drawbacks of either. Overall, the results pointed out that the numerical modelling is able to reproduce faithfully hydrodynamics and sediment transport during flushing operations. In fact, both models enabled evaluation of flush behaviour and associated sediment transport. However, despite its higher complexity and computational burden, the latter model provides better insight into the prediction of the removal effectiveness of flushes

Les bassins périurbains, constitués de zones urbaines, agricoles et naturelles, sont des bassinsversants complexes à étudier. L’augmentation des surfaces imperméables et les modifications deschemins d’écoulement par les réseaux d’assainissement influencent leur hydrologie. Ces modificationssont notamment liées aux choix de modes de gestion des eaux pluviales : réseaux unitaires,réseaux séparatifs, infiltration à la parcelle, etc. La modélisation hydrologique spatialisée, quirend compte de l’hétérogénéité des bassins versants, est un outil permettant d’évaluer les différentsenjeux en termes d’occupation du sol et de gestion des eaux pluviales. Cependant, peu demodèles ont été construits pour être appliqués aux bassins périurbains, à l’échelle des gestionnaires(˜ 100 km2) et pour des simulations sur de longues périodes (> 10 ans). La modélisationhydrologique doit donc être adaptée afin de mieux capter les spécificités des milieux périurbainstelles que l’hétérogénéité de l’occupation du sol et la connexion de certaines zones urbaines à unréseau d’assainissement.Ce travail de thèse a consisté à développer un nouvel outil de modélisation adapté à ces problématiques: le modèle distribué horaire J2000P. Ce modèle simule les processus hydrologiquesen milieux ruraux et urbains et prend en compte les réseaux d’assainissement, les connexionsà ces réseaux et les déversements des déversoirs d’orage (DO). Le modèle a été mis en oeuvresur le bassin périurbain de l’Yzeron (˜ 130 km2), situé à l’ouest de Lyon. L’évaluation, effectuéeà l’exutoire de différents sous-bassins de tailles et d’occupations du sol différentes, montre desrésultats très encourageants. Le modèle a tendance à sous-estimer le débit mais la dynamiquedes pics est bien représentée tout comme le déversement des DO. Suite aux résultats de l’évaluation,une analyse de sensibilité « pas à pas » du modèle a été réalisée et différentes hypothèsesde fonctionnement du bassin ont été formulées pour améliorer la compréhension du modèle etdes processus représentés. Le modèle a ensuite été utilisé pour tester l’impact de modificationsde l’occupation des sols et/ou de la gestion des eaux pluviales sur la réponse hydrologique. Lemodèle montre que la gestion de l’occupation du sol a moins d’influence sur l’hydrologie dubassin que la gestion du réseau d’assainissement. / Growing urbanization and related anthropogenic processes have a high potential to influencehydrological process dynamics. Typical consequences are an increase of surface imperviousnessand modifications of water flow paths due to artificial channels and barriers (combined and separatedsystem, sewer overflow device, roads, ditches, etc.). Periurban catchments, at the edgeof large cities, are especially affected by fast anthropogenic modifications. They usually consistof a combination of natural areas, rural areas with dispersed settlements and urban areas mostlycovered by built zones and spots of natural surfaces. Spatialized hydrological modeling tools, simulatingthe entire hydrological cycle and able to take into account the important heterogeneityof periurban watersheds can be used to assess the impact of stormwater management practiceson their hydrology.We propose a new modeling tool for these issues : the hourly distributed J2000P model.This model simulates the hydrological processes in rural and urban areas and takes into accountthe sewerage networks, connections to these networks and overflows from sewer overflow devices(SOD). The application site is the Yzeron catchment (˜ 130 km2), located in the West of Lyon.The evaluation, conducted at the outlet of different sub-basins with different sizes and landuse, shows very encouraging results. The model tends to underestimate the discharge but thedynamics of the peaks and the SOD overflows are well simulated. The model is also used to testthe impact of changes in land use and/or stormwater management on the hydrological response.The results show that land use management has less impact on the hydrology of the catchmentthan stormwater management.

The aim of the diploma thesis was the elaboration of a study of the rehabilitation of the sewerage network in the part of the town of Znojmo. The work is conceived in the form of accompanying and technical reports. The accompanying report contains a brief description of the interest site, basic information about the sewerage system operator and land data. The technical report contains a description of the individual segments of the sewer network, supplemented by photo documentation of the selected faults located on the selected sections. In addition, the evaluation of the structural state of the sub-sections is carried out here. The following subchapter draws up two hydraulic models and their modifications after the recovery of the sewer system. Another part of the technical report describes possible options for remediation technologies. The last part deals with the conclusions and recommendations for the sewer network operator including a briefly outlined economic page in the selection of remediation technology.

The topic of this thesis is to create a study of the rehabilitation of the sewer network. The sewer system under assessment is located in city Znojmo, specifically Znojmo – city. In this case, rehabilitation is proposed in order to improve the functional operational properties of the sewer network and extend its service life. The work was divided into two basic parts, namely the Accompanying and Summary Technical Report. Three variants of solution were proposed. The first two variants are made as trenchless using a sanitation sleeve in the first one and a short sanitation sleeve in combination with a sanitation sleeve in the second. The third variant is made as an open excavation recovery. A description of the rehabilitation technology was carried out and the facts that each individual Option or what the three Option would bring up were defined. These three variants of the solution are assessed in terms of economic, technical and environmental impact.