Strategia ograniczania strat wody z sieci wodociągowych (1). Inspekcje wodociągów

zobacz artykuł w wersji pdf pdf pdf

Diagnostyka sieci wodociągowej opiera się głównie na metodzie akustycznej, wykorzystując zjawisko generowania szumów o określonej częstotliwości przez medium wypływające z nieszczelnego przewodu. W ramach diagnostyki wykonuje się systematyczne przeglądy tras przebiegu sieci wodociągowych wraz z uzbrojeniem, analizuje się dane otrzymywane z monitoringu sieci, które dotyczą spadku ciśnienia dyspozycyjnego czy nadmiernej wydajności pomp itp. Działania zmierzające do zmniejszania strat na sieci wodociągowej należy ująć w ramy procesu, który zależny jest od ekonomicznego poziomu wycieków [3], [4]. W zależności od pierwotnej wielkości wycieków i możliwości zaoszczędzenia konkretnej kwoty należy wprowadzić do procesu narzędzia walki z wyciekami przy zaangażowaniu odpowiednich środków finansowych. Wskutek powyższego kontrola szczelności sieci wodociągowej powinna być oparta na realizacji procesu zwanego aktywną kontrolą wycieków. W celu wykrycia nieszczelności dokonywane są przeglądy sieci wodociągowej na wybranych obszarach z określoną ekonomiczną częstotliwością. Zakres sieci wodociągowej, podlegający wnikliwej diagnostyce, typowany jest do przeglądu, między innymi na podstawie danych archiwalnych o awaryjności przewodów.

Rozwój diagnostyki sieci wodociągowej w wielu krajowych przedsiębiorstwach wodociągowych stoi w zgodzie ze standardami światowymi, oparty jest na rozszerzaniu na coraz większe obszary monitoringu parametrów przepływu wody w przewodach oraz wyznaczeniu ekonomicznego poziomu wycieków, po osiągnięciu którego nie wprowadza się innych procesów, ponieważ nie ma to finansowego uzasadnienia.

W strefach, w których istnieje już techniczna możliwość wykorzystania informacji o przepływach, wykonywane jest testowanie stopniowe sieci w celu wyznaczenia prawidłowej pracy badanego obszaru sieci wodociągowej. Praca taka polega na selektywnym odłączaniu podobszarów danej strefy przy jednoczesnej obserwacji wskazań urządzeń pomiarowych określających bilans przepływu w danej chwili na badanym odcinku sieci wodociągowej. Dla spełnienia wymagań dokładności pomiarów należy przed przystąpieniem do testowania stopniowego wyznaczyć zasuwy sieciowe odcinające dane obszary oraz wykonać dla nich test ciśnienia zerowego – określający szczelność powyższej armatury. Wspomniane czynności prowadzone są w godzinach nocnych, przy minimalnych poborach wody przez odbiorców. Uzyskuje się wówczas najbardziej miarodajne informacje na temat rzeczywistych nieszczelności istniejących na sieci wodociągowej oraz minimalizuje uciążliwości dla mieszkańców. Stopniowe rozszerzanie liczby monitorowanych stref pozwoli na ewolucję funkcjonującego procesu aktywnej kontroli wycieków, zmieniając go w szybkość napraw. Wyżej wymieniony proces pozwala na rozpoczęcie usuwania nieszczelności na sieci wodociągowej z chwilą uzyskania z punktów pomiarowych sygnału o gwałtownym zwiększeniu przepływów nocnych. Słuszność proponowanego kierunku rozwoju potwierdza fakt, że średni czas trwania wycieku przed jego samoistnym ujawnieniem na powierzchni gruntu wynosi około 100 dni. Wykorzystując przytoczone narzędzia, możemy sukcesywnie skracać wskazany okres, zmniejszając poziom strat, dążąc do uzyskania ekonomicznego poziomu wycieków w poszczególnych strefach sieci wodociągowej.

W przedmiotowym podejściu do redukcji strat na sieci wodociągowej nie można pominąć zarządzania ciśnieniem jako procesu bezpośrednio rzutującego na ograniczenie wycieków. Ciśnienie nie tylko wpływa na wydatek traconej wody z istniejących nieszczelności, ale ma bezpośrednie przełożenie na pojawianie się w sieci nowych przecieków. Dobrą praktyką jest zatem ograniczenie ciśnienia w wydzielonych strefach do niezbędnego minimum. Ponadto, mając na uwadze nierównomierność rozbiorów wody w ciągu doby, a co za tym idzie – zmienność ciśnienia operacyjnego, należy dążyć do redukcji wysokości ciśnienia w sieci w godzinach nocnych.

W celu prawidłowej eksploatacji sieci wodociągowej należy prowadzić liczne działania, których podstawowe założenia opisano poniżej.

Monitoring
Monitoring sieci wodociągowej jest podstawowym narzędziem pracy diagnostycznej. Głównym zadaniem, jakie ma spełniać system monitoringu, jest usprawnienie pracy sieci wodociągowej. Urządzenia pomiarowe i sterujące wspomagają proces nadzoru nad siecią, dając rzeczywisty lub stale aktualizowany obraz stanu poszczególnych jej elementów. Pozwalają w sposób ciągły na obserwację i analizę strat wody w badanym obszarze oraz na kontrolowanie optymalnego ciśnienia w sieci. Poprzez monitoring otrzymujemy informacje o stanie technicznym i o podstawowych parametrach pracy sieci wodociągowej oraz przyłączy wodociągowych (rys. 1-3). Zgodnie z opinią COBRTI Instal z 11.03.2004 r. (znak NTO – 468/264/2004) podstawą do doboru wodomierza głównego powinno być sprawdzenie strumienia objętości, najkorzystniej określane drogą monitorowania. Współczesny monitoring pozwala na nadzorowanie parametrów sieci wodociągowej i przyłączy wody w celu podejmowania optymalnych decyzji w zakresie zapewnienia stałej dystrybucji wody. Monitoring wykorzystywany jest do wyznaczania częstotliwości wykonywania procesu Aktywnej Kontroli Przecieków, wydajności źródeł zasilania, określenia natężenia przepływu wody, wielkości jej zużycia, strat wody w sieci, miejsca awarii, a także do określenia niezawodności eksploatowanej sieci wodociągowej. Otrzymywane dane są gromadzone, analizowane i przetwarzane, zwykle wizualizowane na monitorze LCD, z którego otrzymujemy informacje o stanie pracy urządzeń i ewentualnie o jego sprawności i uszkodzeniu. Rys. 3 przedstawia graficzny opis przepływu wody w wybranej strefie podczas lokalizacji i usunięcia nieszczelności na sieci wodociągowej przy użyciu korelatora.

Strefowanie
Strefowanie sieci wodociągowej to działania polegające na wydzieleniu obszarów, w których poprzez monitoring i zastosowanie przepływomierzy otrzymujemy informacje o objętości wody wpływającej w dany obszar. Strefowanie można osiągnąć poprzez opomiarowanie wydzielonego obszaru z całego systemu wodociągowego lub poprzez całkowite wydzielenie.

Kontrola aktywna
Aktywna kontrola wycieków to działania polegające na cyklicznym dokonywaniu przeglądów wyznaczonych obszarów sieci wodociągowej w celu wykrycia istniejących na niej nieszczelności. Proces polega na obniżeniu strat wody do poziomu, w którym koszty eksploatacji sieci wodociągowej osiągną minimum. Częstotliwość przeglądów zwykle ograniczana jest czynnikami ekonomicznymi. W procesie tym można wyróżnić dwa podstawowe elementy:
* obserwacja minimalnego nocnego przepływu,
* wyszukiwanie i lokalizacja wycieków.

Naprawy
Szybkość napraw to działania polegające na skróceniu czasu od momentu faktycznego powstania wycieku do jego usunięcia. Większość eksploatatorów sieci wodociągowych zgłoszenie awarii uważa za moment powstania wycieku. Wyciek wody, zanim zostanie zgłoszony, czy wypłynie samoczynnie na powierzchnię gruntu, trwa bardzo długo, często nigdy nie zostaje zauważony. Uzależnione jest to od intensywności wycieku, rodzaju gruntu, w którym posadowiona jest rura przewodowa, a także występowania uzbrojenia podziemnego. Czas trwania wycieku niezgłoszonego można zredukować poprzez wczesne jego wykrycie przy udziale monitoringu sieci, AKW i obserwowanie wzrostu minimalnego nocnego przepływu, które to umożliwiają szybkie i precyzyjne lokalizowanie awarii na sieci wodociągowej [6].

Regulacja ciśnienia
Kontrola i regulacja ciśnienia to działania polegające na obniżeniu wysokości ciśnienia w sieci wodociągowej do minimalnej wartości zapewniającej zaspokojenie potrzeb odbiorców pod względem dostawy wody. Proces prowadzony jest zwykle w oparciu o model hydrauliczny sieci. W sieci wodociągowej wyznaczone są punkty charakterystyczne, które służą do określenia ciśnienia minimalnego i maksymalnego obliczonego w danej strefie pomiarowej. Wpływ wysokości ciśnienia na zużycie materiału i objętość wody wypływającej z wycieku jest oczywisty. Szczególnie uwidacznia się to w przypadku, gdy rozpatrujemy natężenie wypływu wody przez mały otwór.

Ekonomiczny poziom wycieków to docelowy poziom, do jakiego powinny być ograniczone straty wody w określonych warunkach eksploatacji sieci wodociągowej. Osiąga się to wówczas, gdy przy najniższych kosztach eksploatacyjnych utrzymane są najniższe straty. Gdy zbilansujemy oszczędności powstałe na skutek działań diagnostyki i poniesione koszty, otrzymamy stan równowagi, czyli ekonomiczne uzasadnienie działań prowadzonych na sieci wodociągowej.

Przewody rehabilitowane
Rehabilitacja przewodów – przedłużenie eksploatacji przewodów przesyłowych uzyskiwane poprzez działania polegające na naprawach cząstkowych, płukaniach oraz dezynfekcjach typowanych odcinków sieci wodociągowej. Działania te mają na celu przesunięcie w czasie najdroższego i ostatecznego z procesów, jakim jest wymiana przewodów sieci wodociągowej.

Pomiar minimalnego nocnego przepływu – obliczeniowy przepływ wody na wydzielonym obszarze sieci, mierzony w najbardziej miarodajnej porze, zwykle w godzinach od 1.00 do 4.00, gdy pobór wody przez odbiorców jest najmniejszy. Dane otrzymywane z monitoringu sieci wodociągowej są porównywane z obliczeniową minimalną objętością wody, jaka powinna przepływać przez badany obszar z uwzględnieniem strat nieuniknionych, które występują w badanej strefie.

Stopniowe testowanie
Badania sieci wodociągowej metodą testowania stopniowego – pomiar wykonywany bezpośrednio w rejonach sieci wodociągowej, w której funkcjonuje monitoring. Badanie polega na stopniowym zamykaniu dopływu wody dla kolejnych odgałęzień odcinków sieci wodociągowej przy jednoczesnej analizie wpływu tych czynności na mierzony przepływ w strefie [5], [7]. Pomiar prowadzony jest w celu zlokalizowania obszaru o największym udziale w stratach wody, ponad poziom strat nieuniknionych, w badanym obszarze sieci wodociągowej.

dr inż. Florian G. Piechurski

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij