Решения при скрити течове във ВиК мрежата

В канализационните тръби течовете са също толкова нежелателни, колкото и при водопроводните. На места авариите притеснително зачестяват. Локализирането на причината за теча може да се окаже нелека задача. Откриването на скрити течове е ключът към отстраняване на повредите и безразрушителния контрол на тръби. В този материал ще разгледаме методи и уреди за откриване на скрити течове във ВиК мрежата.

По данни на Министерството на регионалното развитие и благоустройството всяка година повече от 32млрд. м3 питейна вода изтича от нерегистрирани течове във водоснабдителните мрежи по света. До 2025г. една трета от населението на света ще бъде засегнато от намаляването на питейната вода. В много държави по света процентът на водните загуби се движи между 30% и 80%, като тези в България са в горната граница.

За да се отстранят авариите, трябва да се локализира мястото на причината им, което в някои случаи е скрито. Понякога течовете от водопроводите не се виждат на повърхността. Остават скрити, оттичайки се в канализационната или топлофикационната мрежа, кабелни трасета или в почвата. Липсата на достатъчно контактни точки по мрежата затруднява откриването на течовете. Тяхното локализиране в такива случаи може да се осъществи със специални методи и оборудване за откриване на скрити течове.

По-малко загуби и по-качествено обслужване във ВиК сектора
В стремежа си да намалят водните загуби, както и да подобрят обслужването, ВиК дружествата отделят в бизнес плановете си специално място за оборудването за откриване на скрити течове, което използват и възнамеряват да включат в употреба. То се прилага при бързо откриване на течове при аварии и за планиран мониторинг на мрежата за проблеми. Инвестициите в такова оборудване ще позволят да се реализират спестявания от по-малко загуби на вода и тежки ремонти с големи разрушителни работи. Заедно с това дружествата и фирмите в бранша ще спечелят по-голямо одобрение от потребителите, тъй като ще могат да работят с регламентираното ниво на качество.

Наредбата за регулиране качеството на водоснабдителните и канализационните услуги посочва дългосрочно ниво на показателя ПК11д - активен контрол на течовете - 1,25%. Този показател се определя чрез съотношението между дължината на водопроводна мрежа, обследвана с оборудване за откриване на скрити течове, и общата дължина на водопроводната мрежа. Подпоказателят се определя чрез следната формула: ПК11д=(D9/С8)*100, където: D9 е сборът от дължината на водопроводната мрежа, за която е реализиран процес на регулярно обследване и активен контрол на течовете (включително микрофони, корелатори, акустични логери и др.), при който се откриват и отстраняват скрити течове (в км), а C8 е общата дължина на довеждащите водопроводи и разпределителната водопроводна мрежа (в км). В изчисляването на дължината на водопроводната мрежа не се включва дължината на сградните водопроводни отклонения.

Инвестициите в съвременно оборудване за откриване на течове се отразяват в подобряване на показателя за активен контрол на течовете (ПК11д), както и върху показателя за общите загуби на системата (ПК4), тъй като откриването на течове се явява основният инструмент за запазване на тенденциите в понижаването на реалните загуби по мрежата.

Термографски камери
Инфрачервените камери работят като преобразуват невидимите за човешкото око инфрачервени вълни във видими и ги визуализират на монитора. Апаратът засича вълните в инфрачервения спектър в диапазона от 0,9 до 14µm, като ги прави видими за човешкото око. Въпреки че основното предназначение на инфрачервената камера не е за откриване на скрити течове, тя върши идеална работа и за това.

При правилна настройка на термокамерата и добър опит на човека работещ с нея камерата улавя температурните разлики и аномалии и ги преобразува в образ на дисплей или монитор. Течът се открива с разчитане на образите. Ако апаратурата е качествена и хората правещи термографкото обследване са специалисти в това, то методът дава 100% точност в откриването на скрити течове. Уредът открива лесно спукани водопроводни тръби независимо от материала им. Може да открие дефекти в метални, полиетиленови и полипропиленови тръби. Предимство на термографското обследване е възможността за откриването на течовете от тръби за ниско налягане, поради което се използват преди всичко за течове в сградните отклонения. По-долу разгледаните методи и апаратура са предназначени предимно за течове в тръби с високо налягане, най-вече във външната ВиК мрежа.

Земни и контактни микрофони
Лесни за използване и едновременно с това сигурни в откриване на течове са земните микрофони. Те се поставят плътно на земята, така че да се увеличи качеството и силата на шума от излизането на водата през пробива на тръба под налягане. Мястото на възникване на теча е там, където се отчита най-силен шум. Методът обаче е приложим само за откриване на теч от тръби с високо налягане. При течове от канали земните микрофони не са подходящи. Устройството за изследване на звуковия спектър усилва шума и го филтрира, като отделя тези звуци, които са характерни при изтичане на вода. Така се ограничава по-малко пространство за евентуална локализация на теча.

Контактните микрофони (тип прът) улавят шумове около течове от водопроводи. Ако тръбите са метални, шумовите вибрации се предава на доста дълги разстояния. Затова с контактния микрофон ефективно се извършва предварителна локализация на участъка на повредата, като се правят замервания в определени контактни точки - шахти, кранове, клапани.

Акустични логери
Друг тип апаратура за откриване на течове са акустичните логери. Те се поставят за постоянно или временно в определени точки от участъка, така че да измерват интензитета на шума през определен интервал от време в тези точки. Обикновено логерите работят в първите часове на деня. Настройват се да отчитат шума от водопровода между 1 и 4 часа сутринта, защото тогава консумацията на вода е минимална. Ако се отчете високо ниво на шум в един или няколко логера, това е сигнал за наличие на течове и основание за определяне на участъците, които да се проверят. Теч няма ако измерените стойности на шум са около 0, но когато измереният шум е постоянен и с висока стойност, то това е сигнал за авария.

Корелационни системи
Тези системи откриват течове на базата на изчислителен процес по подземни тръбопроводи под високо налягане. Шумът от теча се разпространява по дължината на водопровода и в двете посоки. Чрез монтирани датчици се изчислява разстоянието от две точки на водопровода до локацията на теча. Методът локализира теч с точност до сантиметри за водопроводи. Обикновено се използва като допълнителен метод, ако аварията не може да се открие с други методи.

В София е заложено поетапното въвеждане и изграждане на система за постоянен мониторинг, състояща се от акустични корелиращи сензори. Първите сензори са планирани за 2017г., като поетапно основната част на системата ще започне да се изгражда през 2019г. По този начин ще се даде възможност за рязко намаляване на времето между възникването на скрит теч и локализирането му, което ще се отрази пряко в намаляване на реалните загуби.

Мултикорелационните системи предлагат корелация с определен брой сензори. Предоставят предварителна локализация на момента, самостоятелно нощно мерене, GPS навигация до мястото на теча, радио комуникация и програмиране, малки по размер сензори, протоколиране на резултатите с GPS заснемане и режим на точна локализация с функция земен микрофон.

Резултатите се показват със запаметяване на GPS позиции/статус, аудио данни, спектър на нивото на шума, честотен спектър, цветна индикация за теч с ниво на шум и честота. За визуализация на резултатите и местоположението се работи с електронни планове или Google Maps, сензорите са GPS позиционирани, автоматично се изчислява позицията на теча и сензорите. Показва се мястото на изтичането на картата. Предлага се GPS навигация до мястото на теча, показва се местоположението на оператора на картата. Не е необходимо наличието на интернет. За точната локализация сензорите се поставят на трасето и показват мястото на теча.

Метод с хелий
Хелият е инертен и безвреден газ, който не се среща в свободно състояние в природата и може да се използва в методи за откриване на течове. Предимствата на такива методи са много, като най-важните са, че са напълно приложими и са единствените с доказана ефективност при откриване на течове на полиетиленови водопроводи. Освен това те откриват и течове с малък дебит, при които акустичните методи не дават еднозначни резултати. Обследването с хелий е особено подходящо за тревни площи и въобще терени, върху които няма положена настилка, тъй като акустичният метод дава незадоволителни резултати върху такива територии. Точността на метода е над 80%, като същият е особено полезен при водопроводи с голям диаметър, в участъци, където липсват контактни точки като спирателни кранове и хидранти. Този способ е подходящ и за отклонения на водопроводи, чиито трасета преминават през терени без настилка.

Визуална инспекция
Системите за визуална инспекция на тръбопроводи дават възможност за осъществяване на CCTV-наблюдение на напорни тръбопроводи, както и за локализиране на скрити течове чрез акустичен метод. Работата с оборудването не изисква цялостно изпразване на водопровода и прекъсване на водоподаването по него за голям период от време. Дължината на обследвания участък зависи от живота на батерията на камерата и от свободната памет на устройството, като в практиката подобни системи се ползват за обследване на водопроводи с дължина няколко десетки километри. Визуалното обследване на водопроводната мрежа успоредно с обследването за течове ще даде възможност за установяване на неизвестни връзки, степен на амортизация, промяна в диаметрите и други проблеми.

Видеокамерите за канали представляват най-обикновени видео глави с кабел и бронирано метално въже. Видео главата на камерата може да бъде носена и от робот с дистанционно управление или друг вид жично управление. Кабелът захранва камерата и прави обратната връзка със записващо устройство. Ако камерата е носена от робот, то захранването е с батерии. При видеокамери с кабел, камерата се издърпва обратно с металното въже, а главата се управлява със спирала. Обикновено се използват за канали с над ф32мм. Видеороботите са подходящи за диагностика на канали и шахти на големи дълбочини и големи разстояния. Трябва да за съобразени с диаметъра на тръбите и каналите, както и с условията, в които работят. Управляват се посредством тънък кабел, жило за обратно изтегляне или с радиоуправление. Камерите са с висока резолюция и записват всичко. При оглед на записите се виждат дефекти, пробиви и течове.

Софтуер за онлайн мониторинг на водопроводната мрежа
Един от водещите ВиК оператори подчертава в плана си необходимостта от закупуването на такъв тип софтуер, като все по-наложителна. Това е така, защото ежеседмичните баланси на DMA (District Meter Area) – водомерни зони, се правят много сложно. Един такъв софтуер ще оптимизира много процеса. Може да даде възможност за изготвяне на дневни баланси на DMA. Това ще намали значително времето за установяване на течове или дефекти в работата на мрежата. В допълнение, наличието на инструменти за анализи, каквито присъстват в подобен вид продукти, ще подобрят значително установяването на проблемните зони в мрежата и подреждането на приоритетите. В София такъв софтуер се очаква да бъде въведен в експлоатация през 2018г.