Wykorzystanie krótkotrwałych stanów przejściowych w sieciach wodociągowych do wykrywania wycieków wody

Wycieki wody z sieci dystrybucyjnej są znaczącym problem przedsiębiorstw wodociągowych. Analiza tego zjawiska jest trudna, ponieważ wycieki wody są najczęściej skutkiem losowo występujących uszkodzeń przewodów. W pracy przedstawiono metody wykrywania wycieków w przewodach na podstawie analizy krótkotrwałych stanów przejściowych występujących w sieciach wodociągowych. Analiza ta należy do rodziny metod ITA (inverse transient analysis) i wymaga wygenerowania krótkotrwałych stanów – zazwyczaj ciśnienia i/lub przepływu – o dopuszczalnej wartości i ich opomiarowania w odpowiednich miejscach sieci wodociągowej. Istotną cechą metod krótkotrwałych zdarzeń jest to, że wywołują one duże zmiany w pomiarach ciśnienia w krótkim czasie. Podstawowym czynnikiem wykrywania nieszczelności jest dokładna kalibracja nieustalonych zdarzeń i określenie odpowiednich warunków brzegowych. Na podstawie zebranych danych dotyczących ciśnienia w sieci można obserwować występowanie przemijających zdarzeń i minimalizować różnice między parametrami obserwowanymi i obliczonymi. Metody ITA zostały przetestowane i sprawdzone głównie w warunkach laboratoryjnych. Na podstawie przedstawionej w pracy analizy podano praktyczne możliwości i trudności w stosowaniu tych metod w rzeczywistych systemach wodociągowych.

Leakage from water pipe networks is a significant problem for water distribution companies. An analysis of those events is quite difficult because leakages result mostly from randomly occurring damages. In this paper, methods of leakage detection in water pipes are presented on the basis of analysis of short-lived transient states in water pipe networks. This analysis belongs to the family of Inverse Transient Analysis (ITA) methods and requires generation of short-lived states of acceptable values, mainly of pressure and/or flow, and their measurement at suitable points of the network. An important feature of methods aimed at short-lived events is provocation of significant changes in pressure measurements within a short period of time. A key factor in leak detection is precise calibration of transient events and determination of adequate boundary conditions. By using the collected pressure data it is possible to observe the occurrences of transient events and to minimize the difference between the observed and the calculated parameters. The ITA methods were tested and verified mainly in laboratory conditions. Major practical issues and difficulties in applying those methods in the actual water supply systems are discussed on the basis of the presented analysis.