Skuteczne metody wykrywania i audytu wycieków wody

Każda kropla czystej wody jest cenna. Niestety, 30–50% wody jest tracone przez starzejącą się infrastrukturę. A utrata wody oznacza utratę dochodów dostawcy usług wodnych. Woda jest tracona przez nieszczelności i pęknięcia rur i ich armatury. Ponieważ większość infrastruktury znajduje się pod ziemią, praktycznie niemożliwe jest wizualne określenie lokalizacji tych wycieków, chyba że woda dotarła do powierzchni (powodując powstawanie kałuży i zapadnięć, uszkodzenia konstrukcji, wyboczenia nawierzchni itp.), A dokładna lokalizacja może być nieokreślona. Wykrywanie wycieków wody wymaga specjalnych technologii, które pozwalają inspektorom precyzyjnie określić lokalizację i dotkliwość wycieków z rurociągów. Jest to dziedzina, która stale się rozwija i rozwija, wykorzystując zarówno ugruntowaną technologię, jak i nowe metody.

ZNACZENIE WYKRYWANIA NIESZCZELNOŚCI
Woda utracona w wyniku przecieków, marnotrawstwa lub zwykłej kradzieży nazywana jest wodą nieprzynoszącą dochodu, ponieważ nie zapewnia dochodów dostawcy wody, ponieważ nigdy nie dociera do klientów. Mogą to być fizyczne straty wody uciekającej z systemu lub nieuwzględnione – woda, która nie jest mierzona z powodu wadliwych liczników i liczników, które zostały zmodyfikowane, słaba rachunkowość i księgowość lub w wyniku błędu ludzkiego podczas odczytywania i rejestrowania wody przepływomierze systemowe. Dostępne i powstające technologie mają na celu wykrywanie fizycznych strat wody i zapobieganie im. Będą one trwać przez pewien czas, dopóki nie zostaną wykryte. Nagromadzenie strat przez długi czas może skutkować znacznymi stratami nawet w przypadku nieznacznych wycieków. A jeśli woda może się wydostać, mogą dostać się do niej zanieczyszczenia (gleba, bakterie, substancje organiczne itp.) I pogorszyć jakość wody,

Straty wody niezwiązane z przychodem są określane ilościowo w taki sam sposób, jak dostarczana woda – objętość (galony lub litry) na jednostkę czasu (na minutę w przypadku rzeczywistego wycieku / natężenia przepływu lub na rok w celu pomiaru skumulowanych strat). Straty wody można również mierzyć w dużych sieciach wodociągowych pod względem objętości utraconej wody na całkowitą długość (w milach lub kilometrach) rurociągów tworzących system zaopatrzenia w wodę. Wartości te są następnie porównywane z natężeniami przepływu wody dostarczanej w celu określenia procentu całkowitej utraty wody lub w inny sposób jej nieuwzględnienia. Zasadniczo straty wody będą się zmieniać proporcjonalnie do wieku systemu zaopatrzenia w wodę lub wieku różnych podsekcji dużych systemów metropolitalnych. Większe, starsze miasta mogą mieć sekcje starsze niż dziesięć lat lub starsze niż sto lat.

Ponieważ miasto obsługujące sieć wodociągową może być swoim własnym klientem, niektóre przepływy wody są uważane za rozliczane, ale nie przynoszące przychodów w tym sensie, że miasto nie pobiera opłat za zużycie wody. Zastosowania te obejmują usługi przeciwpożarowe, systemy tryskaczowe i nawadniające w parkach, baseny miejskie i obiekty rekreacyjne itp.

METODY WYKRYWANIA NIESZCZELNOŚCI
Detekcja akustyczna pozostaje głównym sposobem wykrywania i lokalizowania wycieków z rurociągów. Metodę akustycznego wykrywania wycieków opisuje się jako „systematyczną metodę używania sprzętu podsłuchowego do badania systemu dystrybucji, identyfikacji dźwięków wycieku i dokładnego lokalizowania ukrytych wycieków podziemnych”. Woda uciekająca pod wysokim ciśnieniem z przecieku lub pęknięcia rury wydaje wyraźny szum lub syczenie, który może przenosić znaczną odległość wzdłuż samej rury (w przeciwieństwie do tego luźna gleba otaczająca rurę w zasypanym wykopie jest słabym przewodnikiem dźwięku ). W tym sensie rura działa jako medium do transmisji dźwięku. W ten sposób może zachowywać się jak struny gitary, wibrując z różnymi wysokościami dźwięku dla różnych długości rur, średnic i materiałów.

Urządzenia podsłuchowe używane do wykrywania tego dźwięku mają różne tryby pracy. Mogą to być dane mobilne lub stacjonarne, bezpośrednie lub pośrednie, zewnętrzne lub wewnętrzne, przesyłanie danych drogą radiową lub ręczne pobieranie do komputerów przenośnych. Istnieją mobilne czujniki akustyczne, które są obsługiwane ręcznie lub biegną wzdłuż segmentu rury na kołach. W obu przypadkach czujniki składają się z mikrofonów naziemnych, które nasłuchują pod powierzchnią, gdy operator idzie wzdłuż odcinka rury. Gdy obsługuje swój czujnik, sygnał będzie coraz głośniejszy, gdy wyzeruje jego lokalizację. Istnieją również zespoły zamontowane na stałe w stałych lokalizacjach wzdłuż sieci rurociągów. Dokładność wynosi zwykle od 3 do 4 stóp – więcej niż wystarczająca, aby umożliwić kopanie w celu odsłonięcia i naprawy wycieku. Korzystanie z urządzeń mobilnych może być utrudnione przez lokalne środowisko i zaprojektowane konstrukcje.

Wtórne metody wykrywania nieszczelności wykorzystują różnice ciśnień. Są one mierzone za pomocą strategicznie rozmieszczonych przepływomierzy i manometrów, które dzięki różnicom w odczytach mogą określać lokalizację wycieku. Na przykład, jeśli natężenia przepływu na początku długości rury są znacznie większe niż na jej końcu, prawdopodobne jest, że między tymi dwoma punktami wystąpi przeciek. Spadki ciśnienia w porównaniu ze stanem początkowym bezpośrednio po instalacji będą wskazywać na ucieczkę wody i późniejsze obniżenie ciśnienia z pierwotnego stanu. Oba systemy mogą być używane razem z różnicami ciśnień i przepływów wykorzystywanymi do mocowania lokalizacji wycieku oraz ruchomymi czujnikami akustycznymi biegnącymi wzdłuż tej długości wspornika, aby określić jego lokalizację. Użycie tego pierwszego oszczędza znaczną ilość czasu i żmudnego wysiłku drugiego.

Oprócz bezpośredniej utraty wody występują kosztowne straty energii związane z miejskimi stratami wody w wyniku nieszczelności rurociągów. Jako pojedyncza kategoria usług, miejskie zakłady wodociągowe są największym odbiorcą energii elektrycznej w USA (źródło: Von Sacken, 2001). Cała ta energia elektryczna jest na nic, jeśli pompowana woda wyleje się z systemu. Szkody wyrządzone sąsiedniej infrastrukturze to kolejny znaczący, choć pośredni koszt. Stara, zniszczona infrastruktura (przesuwanie i przemieszczanie się rurociągów, dziury w jezdniach, przesuwanie i tonięcie fundamentów konstrukcyjnych itp.) To finansowa bomba zegarowa.

PROCEDURY KONTROLI
NIESZCZELNOŚCI Wykrywanie wycieków to tylko pierwszy krok. Aby zminimalizować straty wycieków, system wodociągowy musi mieć program ciągłych audytów, których wykrywanie wycieków jest tylko częścią. Pełnowymiarowy program audytu powinien być przeprowadzany co najmniej raz w roku z pełną analizą danych o wyciekach – nie tylko dla bieżącego audytu, ale także zgromadzonych w czasie zapisów danych. Właściwy audyt sprawdza dokładność i kompletność całej bazy danych wycieków systemu. Dane te obejmują nie tylko odczyty samych wycieków, ale także pośrednie pomiary potencjalnych wycieków, takie jak rachunki klientów i pokwitowania, wraz z odczytami przepływomierzy i manometrów.

Chociaż zwykle przedstawiane są w formacie tabelarycznym, dane audytu stają się najbardziej przydatne, gdy są przedstawiane geograficznie z danymi nałożonymi na mapy systemu wodnego, który jest objęty audytem. Ta wizualna reprezentacja ułatwia identyfikację i wyodrębnienie problematycznych miejsc, w których mogą występować wycieki. Graficznie, odczyty ciśnienia mogą być wykorzystywane do tworzenia pseudohydrostatycznych konturów reprezentujących obszary niskiego i wysokiego ciśnienia. Ujawnione w ten sposób strefy niskiego ciśnienia są kolejnym sygnałem niebezpieczeństwa, że ​​w tych obszarach może wystąpić wyciek. Podobnie, pomiary przepływu przedstawione za pomocą dwuwymiarowych wykresów (z natężeniem przepływu reprezentowanym przez oś y i długością odcinka rury pokazaną na osi x) mogą również pokazać potencjalne punkty nieszczelności.

Audyty są zwykle kosztowne w zależności od mili i nie są tanie (szczególnie w przypadku dużych sieci wodociągowych). Ale są one niezbędne i są znacznie tańsze niż ciągła utrata wody. Audyty dostarczają aktualnych informacji o wydajności systemu, oznaczając to, co jest niesprawne i (co ważniejsze) podkreślając te obszary, które działają prawidłowo. Jest to ważne w odniesieniu do oceny poprzednich czynności konserwacyjnych i napraw, wynikających z wyników poprzednich audytów. Krótko mówiąc, audyt systemu wodnego zapewnia własną informację zwrotną. Dodatkową korzyścią wynikającą z audytów jest możliwość gromadzenia kompletnych inwentaryzacji wyposażenia, zaworów i armatury instalacji wodnej.

W dobie automatyzacji wiele zadań nadal wymaga praktycznego kontaktu ze strony ludzkich operatorów. Jednym z takich zadań jest audyt wycieków wody. Najłatwiejszym czasem na przeprowadzenie tych audytów są godziny poza szczytem (np. Bardzo wczesny poranek). Ponieważ większość ludzi śpi w tych godzinach, zużycie wody powinno być stosunkowo płaskie. Jeśli jednak dystrybucja wody faktycznie się zwiększa, jest to wyraźna wskazówka, że ​​w systemie rur występują przecieki. Ponieważ ten początkowy pomiar informuje operatora tylko o występowaniu wycieków (ale niewiele więcej), jest to tylko wstępny krok.

Następnym krokiem jest zidentyfikowanie wszystkich potencjalnych źródeł wody zasilającej system wodociągowy i podsumowanie zmierzonych przez nie natężeń przepływu (galony dziennie). Daje to podstawową wartość ilości wody, która powinna przepływać przez system i przez każdy odcinek sieci rurociągów. Następnie należy podsumować odczyty przepływomierza. Zapewnia to twarde dane terenowe (skorygowane o potencjalny błąd licznika) dotyczące rzeczywistych natężeń przepływu zużycia wody. Następnie przepływ wody wpływającej do systemu można porównać ze zużyciem wody wypływającej z systemu, aby określić wielkość brutto wycieku wody.

Po ustaleniu tej kwoty audyt może rozbić zużycie wody przez klientów indywidualnych (mieszkańców, firmy, obiekty handlowe i przemysłowe, lokale na wynajem itp.). Obejmuje to zarówno dokładny przegląd danych z zeszłorocznego audytu, jak i odczytów liczników z ostatniego roku. Wzrost natężenia przepływu wskazuje, że klient albo zwiększył swoje wykorzystanie z powodu rozszerzonej działalności i zwiększonej działalności gospodarczej, albo że sam klient nie zgłosił wycieków. W tym drugim przypadku do klienta należy znalezienie i naprawienie wszelkich wycieków, które występują po jego stronie przepływomierza. Przedsiębiorstwo wodociągowe odpowiada tylko za nieszczelności od strony ulicy licznika.

Każdy odcinek rury systemu dystrybucji wody określony przez punkty monitorowania przepływu i ciśnienia pozwala określić zarówno przybliżoną lokalizację, jak i ilość traconej wody w wyniku wycieku. Ręczne wykrywanie może następnie przystąpić do znalezienia dokładnej lokalizacji utraty wody. Rodzaje wycieków mogą się znacznie różnić i mogą obejmować nielegalne krany, uszkodzone i wadliwie działające wodomierze, nieszczelne złączki rurowe i osprzęt oraz zużyte zawory. Oprócz wycieków z rurociągów, wycieki mogą wystąpić w konstrukcjach magazynujących wodę, takich jak wieże ciśnień, zbiorniki magazynowe i zbiorniki.

Na koniec należy przeprowadzić dokładny przegląd danych i związanej z nimi dokumentacji. W wielu przypadkach straty wody nie są stratami fizycznymi. Zamiast tego są wynikiem złej księgowości i niechlujnego wprowadzania danych. Ponieważ jest to problem spowodowany błędem ludzkim, konieczna jest weryfikacja i ponowne wprowadzenie danych przez człowieka w celu ich poprawienia.

Udostępnij: