Komplexní nástroje pro řešení úniků vody

Význam řešení problematiky úniků vody u jednotlivých provozovatelů není závislý pouze na jejich aktuální výši, ale na celkovém posouzení jejich dopadů na problematiku zásobování vodou jak z ekonomického, tak technického a ekologického hlediska. V této souvislosti se často zmiňuje tzv. rentabilita investic vkládaných do odstraňování úniků, kdy je třeba zhodnotit negativní faktory úniků.

Význam řešení problematiky úniků vody u jednotlivých provozovatelů není závislý pouze na jejich aktuální výši, ale na celkovém posouzení jejich dopadů na problematiku zásobování vodou jak z ekonomického, tak technického a ekologického hlediska. V této souvislosti se často zmiňuje tzv. rentabilita investic vkládaných do odstraňování úniků, kdy je třeba zhodnotit negativní faktory úniků.

V této souvislosti se často zmiňuje tzv. rentabilita investic vkládaných do odstraňování úniků, kdy je třeba zhodnotit negativní faktory úniků jako:

• Vyvolané investiční náklady na posilování kapacity systému zásobování vodou, především na budování nových zdrojů;
• vyčerpání kapacity kvalitních a levných zdrojů vody a nutnost jejich náhrady zdroji méně kvalitními a dražšími;
• přetěžování technologie úpraven vody a snižování kvality vody vyrobené;
• narůst provozních nákladů na výrobu, dopravu a distribuci vody;
  • nespokojenost zákazníků s nedostatečnou úrovní dodávky vody (snížené tlaky, přerušení dodávky vody) a případné ekonomické ztráty na straně zákazníků;
  • škody způsobené unikající vodou na infrastruktuře a nemovitostech;
  • zvýšené zatěžování kanalizačního systému a čistírny odpadních vod;
  • úzce související náklady na opravy.

Pro efektivní snižování úniků vody ve vodovodní síti je třeba kombinovat celou řadu opatření. K nejúčinnějším opatřením patří optimalizace tlakových poměrů a především vybudování systému měření a vyhodnocování nátoků do oddělených měrných okrsků a kromě porovnávání celkového nátoku a fakturace v oblasti vyhodnocovat i noční nátoky a z nich odvozovat únik vody. U systémů s velkým počtem vyhodnocovaných zásobních pásem a distriktů je velice významný faktor včasné reakce na aktuální změny. Kromě již zmíněného měření nočních nátoků je tedy velice vhodný podpůrný informační systém, který dokáže vyhodnotit aktuální stav a automatizovaně určit technické a ekonomické priority pro provozní zásahy.

Informační systém pro vyhodnocování úniků vody a vody nefakturované

Informační systém pro vyhodnocování úniků vody musí zajistit automatizovaný sběr a vyhodnocování ukazatelů tak, aby tuto činnost nemuseli provádět provozní pracovníci a mohli se plně věnovat řízení činností při dohledávání a odstraňování úniků. Data jsou automaticky shromažďována v databázi a vyhodnocována. Výsledky jsou k dispozici uživatelům v detailní i přehledné formě prostřednictvím podnikového intranetu. Nástroj by měl umožňovat i vyhodnocení ekonomické úrovně úniků vody a tím umožnit řízení odstraňování úniků tak, aby bylo dosaženo co největších ekonomických úspor.

Požadavky provozovatelů na funkcionalitu podpůrného informačního systému pro řešení úniků vody a vody nefakturované jsou poměrně rozsáhlé. Následující výčet ukazuje přehled funkcionality programu Monitor úniků.

• Monitor úniků je program a implementace pro komplexní sběr dat a řešení úkolů spojených s vyhodnocováním úniků se zaměřením na jejich optimalizaci. Může fungovat jako podnikový IS;
• Kromě propojení na historickou databázi dispečinku je také podporováno zadávání měření příložnými průtokoměry a zadávání dat z odečtů vodoměrů;
• Ve vyhodnocení odstranitelných úniků na základě nočních nátoků jsou zahrnuty
  • noční nátok do pásma, který se může vyhodnocovat různými způsoby,
  • noční odběry velkoodběratelů,
  • objektivizovaný noční nátok,
  • neodstranitelné úniky;
• Vyhodnocení probíhá každý den a dispečer má tak k dispozici aktuální data pro plánování zásahů ve vodovodní síti, okamžité informace o vzniklých poruchách a haváriích;
• Monitor úniků podporuje výpočet vody nefakturované z bilance dlouhodobého nátoku do zásobních pásem a vody fakturované. Výsledky jsou porovnávány s vyhodnocením nočního nátoku do pásma.

• Nástroj automatizovaně vyhodnocuje celou řadu standardních ukazatelů úniku vody a vody nefakturované a připravuje uživatelsky modifikovatelné reporty;
• Nástroj umožňuje nastavení limitů pro různé ukazatele u jednotlivých sledovaných distriktů včetně limitů pro průběh nátoku do pásma. Na základě toho je možno vyhodnocovat i jakékoli nestandardní jevy v celkovém nátoku do distriktů během dne;
• Zásobní pásma je možno libovolně sdružovat do „nadřazených“ oblastí (města a jejich časti, vodárenské provozy, závody atd.). Struktura je prakticky neomezená a program automaticky provádí sumarizace výsledků pro takto strukturované oblasti;
• Získaná data jsou vyhodnocována a ukládána v centrální databázi, na kterou se připojují uživatelé prostřednictvím klientských stanic;
• Optimalizace úniků je řešena vyhodnocováním ekonomické efektivity jejich odstranění v jednotlivých zásobních pásmech a měrných distriktech. Jsou porovnávány možné finanční přínosy, pokud by došlo k odstranění skrytých úniků, oproti finančním nákladům, které by bylo nutné vynaložit na jejich dohledání a opravu. Tím jsou identifikovány distrikty, kde vynaložené úsilí na dohledání a odstranění úniků přinese největší efekt.

• Aktuální výsledky vyhodnocení jsou dostupné nejen přímo v databázi v prostředí databázového klienta, ale jsou také automatizovaně přenášeny do souboru MS Excel, kde jsou k dispozici v uživatelských tabulkách a grafech.
• Data jsou přehledně vizualizována v mapových výstupech přístupných jak přes databázového klienta, tak v aplikacích ArcGIS.

Podpora tvorby distriktů - trvalé měření příložným průtokoměrem

Praktické zkušenosti z jednotlivých aplikací ukazují, že jedním ze základních parametrů, které ovlivňují úspěšnost nasazení je rozdělení vodovodní sítě na hydraulicky uzavřené distrikty s co nejmenší délkou vodovodní sítě. Rozdělení lze provést bud' na základě měření, nebo fyzického uzavření sítě.

Přestože počet a úroveň měření průtoku na vodovodních sítích během posledních let vzrostla, není většinou pro tento účel stávající počet měřidel postačující. Vybudování nového měrného profilu je poměrně nákladnou záležitostí a to jak z hlediska času tak financí, oproti tomu pozdní identifikace poruch a s tím souvisejících ztrát vody navyšuje náklady na provoz vodovodní sítě. Toto byl jeden z hlavních impulzů pro vývoj nového průtokoměru, který by v sobě spojoval výhody přenosného měřidla (tedy nezávislost na elektrické síti, potažmo budování přípojky el. energie) a kontinuita měření (tedy minimální nároky na obsluhu měřidla). Dalším požadavkem byla vysoká míra flexibility zejména s ohledem na ovlivnění provozu vodovodní sítě pro instalaci měřidla. Dálkový přenos dat do dispečinku je dnes již samozřejmostí. Výsledkem je příložný průtokoměr LMF, který díky akumulátorům s dlouhou životností a úspornému režimu měření splňuje výše uvedené požadavky. Jeho další výhodou je přenos dat a integrace datového serveru přímo do prostředí Monitoru úniků. Tímto krokem vzniká velmi silný nástroj pro kontrolu úniků s rychlým nasazením a vysokou návratností investic.

Princip měření LMF je založen na principu doby doběhu ultrazvukového signálu. Vlastní meření probíhá mezi dvěma senzory, které pracují jako vysílač a přijímač ultrazvukového signálu. Senzory jsou přiložené na vnější straně tlakového potrubí v definované vzdálenosti. Instalace je možná ve třech režimech podle umístění senzorů. Metoda upevnění senzorů je závislá na velikosti profilu potrubí, charakteristikách kapaliny a hydraulických podmínkách.

Praktické aplikace a provozní zkušenosti

Nástroj Monitor úniků je již po několik let úspěšně provozován ve městech Teplice, Ústí nad Labem, Chomutov, Most a Litvínov. Jeho funkce a výstupy byly přizpůsobeny praktickým potřebám provozních pracovníků. Díky Monitoru úniků byl minimalizován čas nutný pro zpracování dat a pracovníci se mohou plně věnovat organizaci pracovních činností pátračů a provozů souvisejících s dohledáním a odstraňováním úniků.

Nasazení Monitoru úniků přispělo k významnému snížení a následovnému udržování nízké a ekonomicky zdůvodnitelné úrovně úniků jak na úrovni jednotlivých distriktů, tak na úrovni celých měst. Velice významné je také výrazné urychlení dohledání úniků po zimním období. Aktivní používání Monitoru úniků se stalo nedílnou součástí postupů při řízení činností spojených se snižováním vody nefakturované a jako výsledek optimalizace těchto postupů bylo dosaženo velice významných úspor. Například v Teplicích je dlouhodobě dosahovaná úroveň celkového úniku vody po zavedení Monitoru úniků o cca 40% nižší než úroveň úniků dosahovaná před jeho zavedením. V Ústí nad Labem pro podobné srovnání vychází snížení úniků o cca 20%.

Závěr

Existence monitorovacího systému umožňuje dlouhodobě systematicky kontrolovat úroveň úniků pomocí nadstavbových informačních systémů a výrazně zvýšit efektivitu minimalizace úniků a vody nefakturované ve vodárenských systémech.

V případě malého nebo limitovaného počtu měření na vodovodní síti je možné v systému SCADA rozšířit monitoring průtoků průtokoměry LMF s GSM/GPRS přenosem dat. Příložný průtokoměr LMF byl vyvinut v úzkém spojení se softwarovou aplikací “Monitor úniku", která je založena na vyhodnocení měřených průtoků. Monitor úniků poskytuje přehledné informace o únicích ve formě tabulek, map a grafů. Výsledky analýz mohou být distribuovány k uživatelům prostřednictvím podnikového intranetu. Technické parametry mohou být doplněny i o výpočet ekonomické úrovně úniků vody a tím umožnit řízení odstraňování úniků tak, aby bylo dosaženo co největších ekonomických úspor. Nasazení vhodného informačního systému pro hodnocení úniků vody je jednou z podmínek efektivního snižování úniků vody.

Propojením Monitoru úniků a průtokoměru LMF získáváme účinný nástroj, který umožňuje výrazně doplnit stávající měření průtoků v dispečerském systému a který umožňuje rychlé zřízení měrných distriktů ve vodovodní síti s vhodnou celkovou délkou vodovodních řadů při minimalizaci investičních nákladů. Zavedení nové technologie pak vede ke zvýšení efektivity dosavadních postupů v detekci a vyhodnocení úniků ve vodovodní síti a řízení všech souvisejících činností.