طرق ناجحة للكشف عن تسرب المياه وتدقيقها

 كل قطرة من الماء النظيف ثمينة. لسوء الحظ ، يتم فقدان 30-50٪ من المياه من خلال البنية التحتية القديمة. والمياه المفقودة تساوي الإيرادات المفقودة لمورد خدمات المياه. يتم فقدان المياه من خلال التسريبات والشقوق في الأنابيب وملحقاتها. نظرا لأن معظم البنية التحتية تحت الأرض ، فمن المستحيل عمليا تحديد موقع هذه التسريبات بصريا ما لم تصل المياه إلى السطح (مما يتسبب في ثقوب البركة والبالوعة ، والأضرار الهيكلية ، ورصيف الإبزيم ، وما إلى ذلك) ، وقد يكون الموقع الدقيق غير محدد. يتطلب الكشف عن التسرب تقنيات خاصة تسمح للمفتشين بتحديد موقع وشدة تسرب خطوط الأنابيب بدقة. هذا هو المجال الذي يستمر في النمو والتقدم من خلال استخدام كل من التكنولوجيا المعمول بها واعتماد الأساليب الناشئة.

أهمية الكشف عن التسرب

يشار إلى المياه المفقودة من خلال التسريبات أو النفايات أو السرقة البسيطة باسم المياه غير المدرة للدخل ، من حيث أنها تفشل في توفير الإيرادات لمورد المياه لأنها لا تصل أبدا إلى عملائها. يمكن أن تكون هذه خسائر مادية في المياه الهاربة من النظام ، أو مياه غير محسوبة لا يتم قياسها بسبب العدادات والعدادات المعيبة التي تم العبث بها ، أو سوء المحاسبة ومسك الدفاتر ، أو نتيجة لخطأ بشري عند قراءة وتسجيل عدادات تدفق نظام المياه. تم تصميم التقنيات المتاحة والناشئة للكشف عن ومنع فقدان المياه المادية. وستستمر هذه مع مرور الوقت حتى يتم اكتشافها. يمكن أن يؤدي تراكم الخسائر على مدى فترات طويلة إلى خسائر كبيرة حتى من التسريبات الضئيلة. وإذا كان الماء يمكن أن يخرج ، فإن الشوائب (التربة والبكتيريا والمواد العضوية ، وما إلى ذلك) يمكن أن تدخل وتضعف جودة المياه ، حتى تجعلها غير صالحة للشرب.

يتم تحديد خسائر المياه غير المدرة للدخل بنفس الطريقة التي يتم بها تحديد المياه المقدمة - الحجم (جالون أو لتر) لكل وحدة زمنية (في الدقيقة لمعدل التسرب / التدفق الفعلي أو في السنة لقياس الخسائر التراكمية). يمكن أيضا قياس خسائر المياه في أنظمة إمدادات المياه الكبيرة من حيث حجم المياه المفقودة حسب الطول الإجمالي (أميال أو كيلومترات) لخطوط الأنابيب التي تشكل نظام إمدادات المياه. ثم تتم مقارنة هذه القيم بمعدلات تدفق إمدادات المياه لتحديد النسبة المئوية من إجمالي المياه المفقودة أو غير المعروفة بطريقة أخرى. كقاعدة عامة ، ستختلف خسائر المياه بشكل متناسب مع عمر نظام إمدادات المياه ، أو أعمار الأقسام الفرعية المختلفة للأنظمة الحضرية الكبيرة. يمكن أن تحتوي المدن الأكبر والأقدم على أقسام عمرها أقل من عقد من الزمان أو أكبر من قرن.

نظرا لأن المدينة التي تشغل نظاما لإمدادات المياه يمكن أن تكون عميلا خاصا بها ، فإن بعض تدفقات المياه تعتبر مسؤولة ولكنها غير مدرة بمعنى أن المدينة لا تفرض رسوما على استخدام المياه. وتشمل هذه التطبيقات خدمات مكافحة الحرائق، وأنظمة رش الحدائق والري، والمسابح المملوكة للمدينة، والمرافق الترفيهية، وما إلى ذلك.

طرق الكشف عن التسرب

ويظل الكشف الصوتي الوسيلة الأساسية للكشف عن تسرب خطوط الأنابيب وتحديد موقعه. توصف طريقة الكشف عن التسرب الصوتي بأنها 'الطريقة المنهجية لاستخدام معدات الاستماع لمسح نظام التوزيع وتحديد أصوات التسرب وتحديد المواقع الدقيقة للتسريبات المخفية تحت الأرض'. الماء الهارب تحت ضغط عال من تسرب الأنبوب أو الكراك يجعل صوت الاندفاع أو الهسهسة المميزة التي يمكن أن تحمل مسافة كبيرة على طول الأنبوب نفسه (في المقابل ، فإن التربة الرخوة المحيطة بالأنبوب في خندقه المملوء تجعل الموصل ضعيفا للصوت). بهذا المعنى ، يعمل الأنبوب كوسيط لنقل الصوت. عند القيام بذلك ، يمكن أن تعمل مثل الأوتار على الغيتار ، تهتز مع درجات مختلفة لأطوال الأنابيب والأقطار والمواد المختلفة. تحمل الأنابيب المعدنية ذات القطر الصغير الصوت على أكبر مسافة ، تصل إلى 1000 قدم خطي ، في حين أن أنابيب البولي فينيل كلوريد (PVC) ذات القطر الكبير يمكن أن تحمل الصوت على بعد 100 قدم فقط.

تأتي أجهزة الاستماع المستخدمة للكشف عن هذا الصوت في أوضاع تشغيل مختلفة. يمكن أن تكون بيانات متنقلة أو ثابتة ، مباشرة أو غير مباشرة ، خارجية أو داخلية ، أو بيانات عبور عبر الراديو أو استخدام التنزيل اليدوي إلى أجهزة الكمبيوتر المحمولة. هناك أجهزة استشعار صوتية متنقلة يتم تشغيلها يدويا أو تشغيلها على طول جزء الأنابيب على عجلات. في كلتا الحالتين ، تتكون المستشعرات من ميكروفونات أرضية تستمع تحت السطح بينما يسير المشغل على طول جزء الأنبوب. أثناء تشغيله لجهاز الاستشعار الخاص به ، ستصبح الإشارة أعلى صوتا عندما يركز على موقعها.هناك أيضا وحدات مثبتة بشكل دائم في مواقع ثابتة على طول شبكة الأنابيب. تتراوح الدقة عادة بين 3-4 أقدام - أكثر من كافية للسماح لعمليات الحفر بكشف التسرب وإصلاحه. يمكن أن يعوق استخدام الأجهزة المحمولة البيئة المحلية والهياكل الهندسية. يمكن كتم الصوت على السطح بواسطة التربة العميقة أو رصيف الطريق السميك أو حركة المرور المحلية الكثيفة.

تستخدم طرق الكشف عن التسرب الثانوية اختلافات الضغط. يتم قياس هذه بواسطة مقاييس التدفق ذات الموقع الاستراتيجي ومقاييس الضغط التي يمكنها ، من خلال الاختلافات في القراءات ، وضع قوس لموقع التسرب. على سبيل المثال ، إذا كانت معدلات التدفق في بداية طول الأنبوب أعلى بكثير مما كانت عليه في نهايته ، فمن المحتمل أن يكون هناك تسرب يحدث بين هاتين النقطتين. يشير انخفاض الضغط مقارنة بحالة التشغيل الأولية مباشرة بعد التثبيت إلى هروب الماء وخفض الضغط لاحقا من حالته الأصلية. يمكن استخدام النظامين جنبا إلى جنب مع فروق الضغط والتدفق المستخدمة لتحديد موقع التسرب بين قوسين وأجهزة الاستشعار الصوتية المتنقلة التي تعمل على طول هذا الطول بين قوسين لتحديد موقعه. استخدام الأول يوفر وقتا كبيرا وجهدا شاقا من قبل الأخير.

بالإضافة إلى الفقدان المباشر للمياه ، هناك خسائر مكلفة في الطاقة مرتبطة بفقدان المياه البلدية نتيجة لتسربات خطوط الأنابيب. كفئة خدمة واحدة ، تعد مرافق المياه البلدية أكبر مستخدم للكهرباء في الولايات المتحدة (المصدر: Von Sakken ، 2001). كل هذه الطاقة الكهربائية لا تذهب إلى أي شيء إذا انتهى الأمر بالمياه التي يتم ضخها إلى التسرب من النظام. والضرر الذي لحق بالبنية التحتية المجاورة هو تكلفة كبيرة أخرى، وإن كانت غير مباشرة. البنية التحتية القديمة المتضررة (تحويل وخلع خطوط الأنابيب ، وحفر الطرق ، وتحويل وغرق الأساسات الهيكلية ، وما إلى ذلك) هي قنبلة مالية موقوتة.

إجراءات تدقيق التسرب

الكشف عن التسرب هو مجرد خطوة أولى. لتقليل فقدان التسرب ، يجب أن يكون لدى نظام إمدادات المياه برنامج لعمليات تدقيق مستمرة ، يكون اكتشاف التسرب مجرد جزء منها. يجب إجراء برنامج تدقيق كامل النطاق سنويا على الأقل مع تحليل كامل لبيانات التسرب - ليس فقط للتدقيق الحالي ، ولكن سجلات البيانات المتراكمة بمرور الوقت. يفحص التدقيق السليم دقة واكتمال قاعدة بيانات التسرب الكاملة للنظام. لا تشمل هذه البيانات فقط قراءة التسريبات نفسها ، ولكن أيضا قياسات غير مباشرة للتسريبات المحتملة مثل فواتير العملاء والإيصالات ، إلى جانب قراءات مقياس التدفق ومقياس الضغط.

على الرغم من أن بيانات التدقيق عادة ما يتم تمثيلها في شكل جدولي ، إلا أنها تصبح أكثر فائدة عند تصويرها جغرافيا مع بيانات متراكبة على خرائط نظام المياه الذي يتم تدقيقه. هذا التمثيل المرئي يجعل من السهل تحديد وعزل نقاط المشكلة التي قد تحدث فيها تسربات. من الناحية الرسومية ، يمكن استخدام قراءات الضغط لإنشاء ملامح هيدروستاتيكية زائفة تمثل مناطق الضغط المنخفض والعالي. مناطق الضغط المنخفض التي تم الكشف عنها هي علامة خطر أخرى على أن التسرب قد يحدث في هذه المناطق. وبالمثل ، يمكن لقياسات التدفق كما تمثلها الرسوم البيانية ثنائية الأبعاد (مع معدلات التدفق التي يمثلها المحور y وطول مقطع الأنبوب الموضح بالمحور x) أن تظهر أيضا نقاط تسرب محتملة.

عادة ما يتم تقدير تكلفة عمليات التدقيق حسب الميل ، وهي ليست رخيصة (خاصة بالنسبة لأنظمة إمدادات المياه الكبيرة). لكنها ضرورية وأقل تكلفة بكثير من استمرار فقدان المياه. توفر عمليات التدقيق معلومات محدثة عن أداء النظام ، ووضع علامات على ما يفشل و (الأهم من ذلك) تسليط الضوء على تلك المجالات التي تعمل بشكل صحيح. هذا مهم فيما يتعلق بتقييم عمليات الصيانة والإصلاح السابقة التي دفعتها نتائج عمليات التدقيق السابقة. باختصار ، يوفر تدقيق نظام المياه حلقة التغذية المرتدة للمعلومات الخاصة به. كفائدة جانبية لعمليات التدقيق ، يمكن تجميع قوائم جرد كاملة لمعدات نظام المياه وصماماته وتجهيزاته.

المصدر: 

كشف تسربات المياه بالطائف

كشف تسربات المياه بتبوك