Методи и средства за откриване на течове и намаляване загубите на вода

В и КСтатииСп. Инженеринг ревю - брой 3, 2014

Tечовете във водоснабдителната система са сред основните причини за огромните загуби на вода по мрежата. В България повече от половината питейна вода се губи по водоснабдителната система. Причините за това са много, а най-очевидната е остарялата водопроводна мрежа.

Освен че се губи огромно количество вода, наличието на течове в системата може да доведе и до замърсяване на водата в мрежата, да причини повреди на сгради и съоръжения и т.н. От друга страна, намаляването на течовете се приравнява на строителството на нови водоизточници, а в същото време подобрява и ефективността на използване на водата.

Управление на течовете
Течовете се определят като повърхностни или видими и подземни или скрити течове. Обикновено повърхностните течове са по-често срещани. Те се откриват сравнително лесно и, съответно, и отстраняването им е по-бързо. Подземните течове са по-трудни за откриване, локализирането им изисква използването на специализирана апаратура, а отстраняването им обикновено отнема повече време. Тези течове обикновено формират и по-голямата част от общите загуби на вода.

Адекватното управление на течовете във водоснабдителната система се приема като един от основните методи за преодоляване на проблема с големите загуби на вода. Управлението на течовете обикновено се свързва с намаляване на течовете чрез управление на налягането и точното локализиране на местата, в които има такива.

Преди да се престъпи към управление на течовете обаче е необходимо да бъде извършен анализ на системата. Целта е да се определят вероятността от възникване на течове, както и възможните източници. Използват се различни софтуерни продукти, изходните данни, за които включват подавано количество вода, фактурирана и измерена консумация, както и средно работно налягане.

Обикновено подобни софтуерни решения не са предназначени и не биха могли да заменят извършването на цялостна проверка, но се явяват добър начин да се стартира програма за управление на течовете, тъй като софтуерът използва данни, въведени от потребителя, за да изчисли различните видове реални и привидни водни загуби, както и показателите за изпълнение.

Друг използван метод за оценка на количеството вода, губещо се по мрежата, е чрез измерване на минималния нощен поток. В този случай се измерва количеството вода, доставяно за един час към мрежата, в период, когато има най-малко търсене, обикновено между 1 и 4 часа през нощта. Съответно, в участъците от мрежата, където течовете са добре контролирани, стойността на измерения минимален нощен поток не би била много над нулата. Колкото по-висок е минималният нощен поток, толкова по-големи са и течовете в системата.

Тъй като предварителният анализ осигурява общ преглед на течовете в мрежата като цяло, за най-рентабилен от икономическа гладна точка се счита подходът, при който се определят и локализират 20% от най-големите течове. Счита се, че те съставляват около 80% от загубите.

Често използвана стратегия е зониране на системата за водоснабдяване чрез инсталиране на разходомери, разделящи системата на отделни зони, които могат да бъдат анализирани самостоятелно. По този начин се дава възможност за изолиране на големите течове в конкретна зона.

За последващо по-точно определяне на течовете често се използва и стъпков тест. При него част от тръбата постепенно се изолира чрез затваряне на вентилите, намиращи се в зоната. Изолирането може да бъде направено поетапно или чрез намаляване на половина на зоната с централно поставено измервателно устройство и последващо последователно намаляване. Препоръчва се стъпковият тест да се извършва през нощта, когато търсенето е най-стабилно и неудобствата за консуматорите от спиране на водоснабдяването са минимални.

Методи и средства за откриване мястото на теча
В практиката за откриване на течове най-често се използват акустични или корелационни уреди.
При уредите, работещи на базата на акустичния метод, мястото на теча се определя чрез шума от самия теч, който се засича с помощта на усилвател на шум или чрез електронен детектор за течове.

Един от най-лесните за използване уреди, работещи на този принцип, е земният микрофон. На практика това е микрофон, които се поставя на земята, като целта е да се увеличи шумът, който се получава при излизането на водата от пробита тръба под налягане. Отчитането на най-силно изразен шум показва мястото, където е най-вероятно да има теч.

Предимство на цифровите земни микрофони е, че те засичат действителния шум от теча, без околни смущения, по-бързо от страничните сигнали. В допълнение, за да се измери точната цифрова стойност в реално време, нивото на шума се представя графично и чрез слушалки. Чрез записване на шумовите нива за няколко локации мястото на теча може да бъде определено с голяма прецизност.

Други използвани уреди са акустичните логери. Те измерват интензитета на шума през определен период от време. През този период те търсят най-ниското ниво на шума или възможни смущаващи шумове. Много ниски нива (измерени стойности около 0) не посочват теч.

При наличието на теч шумът е постоянен и в идеалния случай е единственият шум, който се измерва. Логерите обикновено се поставят върху повърхностни съоръжения като пожарни хидранти или кранове и могат да бъдат инсталирани за постоянно или използвани при необходимост за кратки периоди от около два дни.

Корелационните уреди са малко по-сложни устройства. При този метод откриването на местоположението на теча не се влияе от дълбочината, на която е положен водопроводът, както и от уличните шумове. Също така фактори като дълбочина на тръбата, повърхност, тип почва, различните метеорологични условия не могат да повлияят на корелативното откриване на течове.

Принципно, корелацията е откриване на течове на базата на изчислителен процес по подземни тръбопроводи под напрежение. Шумът, причинен от теч, се разпростира по дължината на водопровода и в двете посоки. Чрез изчисления се определя разстоянието от две точки на водопровода, където са монтирани датчиците до мястото на теча.

Обикновено корелаторите се използват като допълнителен метод, в случай че аварията не може да се открие с други методи. Добре е да се има предвид, че получаването на верни данни много зависи от коректното въвеждане на входните данни за водопровода.

За откриване на теча се използват високочувствителни сензори, които улавят получения шум от фитингите. След като се регистрира шум от теч, вграденият усилвател в радиопредавателя автоматично измерва нивото на шума и го подготвя за радиотрансмисия, като контролира интензитета на входящия сигнал.

Получените сигнали се анализират от корелатор и се изчисляват според избрания интензитет. За по-точно определяне на мястото на теча е необходимо да се вземат предвид материалът, диаметърът и дължината на измервания участък от тръбопровода. С използването на корелатор течът може да бъде локализиран до сантиметри.

Радиосигналите се предават на разстояние повече от 2000 м. При оптимални условия се достига корелация дори на няколко километра. Трябва да се има предвид, че актуалната стойност на предаване зависи от географските условия и инфраструктурата на населени места.

За откриване на течове е възможно и използването на геофизични технологии като например използването на георадарни системи. Използван метод на работа при тях е осветяването за секунда на определена площ с определен брой импулси (насочени вълни), при което отразените вълни от земните слоеве се приемат и посредством специализирана програма се изобразяват във вид на радарграми.

Друг използван метод е електромагнитният. При него средата се възприема спрямо проводимостта на заснеманата област. Сканирането посредством този метод е по-лесно и бързо от георадарния метод.

За течове по водопроводната мрежа може да се съди и по други показатели като: прекъсване на водоподаването, ниско налягане, температура на водата, наличие на хлор, рН и електропроводимост.

Дейностите по намаляване на течовете са свързани с бързото им откриване, планирано проверяване за наличието им и взимането на превантивни мерки за недопускане на тяхното възникване.

Необходимо е всеки регистриран и открит теч да се отстранява възможно най-бързо. Препоръчва се малките течове от разпределителни водопроводи да се отстраняват чрез скоба. При големи течове са налага подмяна на цялата тръба.

Планираните проверки са свързани с планово прослушване на водопроводните мрежи. Използват се предимно акустични методи, а целта е да се реши проблемът с течовете за кратък период от време.

Превантивните мерки са свързани с разработване на планове за развитие, подмяна и ремонт на водопроводната мрежа, управление на налягането и други.

Top