Προληπτική Συντήρηση για Δύκτια Υδρευσης

Transcript

1 Προληπτική Συντήρηση για Δύκτια Υδρευσης Συνεργάτες Computer Technology Institute & Press HS Data Ltd Centre for Assessment of Natural Hazards & Proactive Planning Pamukkale University Training Water Board of Lemesos Denizli Municipality Αριθμός Ευρωπαϊκού Έργου LLP GR-LEONARDO-LMP Είδος Έργου Multilateral Project for the Development of Innovation Ιστοσελίδα Έργου

2 Περιεχόμενα 1.0 Αστικά δίκτυα ύδρευσης Υδατικοί πόροι Κατανομή νερού Επιφανειακά νερά Ροή κάτω από την κοίτη ποταμού Υπόγεια νερά Πάγοι Συγκομιδή όμβριων υδάτων Ανακυκλωμένο νερό Αφαλάτωση Ταμιευτήρες Νερού Φράγματα Λιμνοδεξαμενές Λίμνες Νερόλακκοι Ταμιευτήρες υπόγειων νερών Ταμιευτήρες ρύθμισης πίεσης Ταμιευτήρες/Δεξαμενές Υδατόπυργοι Δεξαμενές υποστατικών Κύριο δίκτυο μεταφοράς Κύριοι αγωγοί υπό πίεση Κανάλια και τάφροι Σήραγγες Μεταφορά νερού με πλοία Εγκαταστάσεις επεξεργασίας νερού Εισαγωγή Διεργασίες που χρησιμοποιούνται για την επεξεργασία πόσιμου νερού Αφαλάτωση Δίκτυο διανομής νερού Εισαγωγή Τρόποι διανομής Διατάξεις συστήματος Σημεία σύνδεσης στο δίκτυο... 51

3 1.6 Προστατευτικός εξοπλισμός και τεχνικές Δικλίδες Πυροσβεστικοί κρουνοί Αεροθάλαμοι Εγκαταστάσεις τελικών χρηστών Υδρομετρητές Ρυθμιστές παροχής νερού Χαρτογράφηση Δικτύου GIS, CAD και άλλες τεχνολογίες Σχεδίαση με τη Χρήση Ηλεκτρονικού Υπολογιστή (CAD) Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών (GIS) Συστήματα Πληροφοριών Πελατών (CIS) Απεικόνιση της Διαδικασίας και Τηλεχειρισμός της Εγκατάστασης (SCADA) Σύστημα Διαχείρισης Εργαστηριακών Πληροφοριών (LIMS) Τεχνολογική Υποστήριξη Γνωρίσματα Σωλήνας Βαλβίδες Κρουνοί Πηγάδι Αντλία Ταμιευτήρες και Δεξαμενές Κόμβος Ενημέρωση συστήματος και οργανωτικές πτυχές Βιβλιογραφία Υδραυλική μοντελοποίηση και ανάλυση συστήματος Μέθοδοι μοντελοποίησης και ανάλυσης Τύποι ροής Εξίσωση ενέργειας Ομοιόμορφη ροή - Κύριες απώλειες Μη ομοιόμορφη ροή Δευτερεύουσες απώλειες Αντλίες Ανοιχτά, κλειστά και σύνθετα συστήματα Η μέθοδος Hardy Cross Η μέθοδος Newton-Raphson Η μέθοδος Γραμμικής Θεωρίας

4 Μοντελοποίηση ποιότητας νερού Επεκτάσεις και αλλαγές στο σύστημα Προσομοίωση μελλοντικών σεναρίων Διαθεσιμότητα λογισμικού Εισαγωγή AQUIS EPANET PIPE-FLO SynerGEE Water WATER CAD WATER GEMS WATER NETWORKS TM WATERPAC Βιβλιογραφία ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ - ΜΟΝΤΕΛΑ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΔΙΑΝΟΜΗΣ ΝΕΡΟΥ Εισαγωγή AQUIS EPANET PIPE-FLO SynerGEE Water WATER CAD WATER GEMS WATER NETWORKSTM WATERPAC Αξιολόγηση απόδοσης συστήματος Μη Τιμολογημένο νερό και τύποι Απωλειών Δείκτες Απόδοσης Ποσοστό του όγκου εισόδου στο σύστημα: Ανά τιμολογούμενη ιδιοκτησία, ανά μονάδα χρόνου: Ανά μήκος αγωγών, ανά μονάδα χρόνου: Ανά σύνδεση, ανά μονάδα χρόνου: Δείκτης Διαρροών Υποδομής - Infrastructure Leakage Index (ILI): Γήρανση σωλήνων Πλαστικοί σωλήνες Μεταλλικοί σωλήνες Αντίληψη του κοινού για την ποιότητα των υπηρεσιών Αφίσες Εκπαιδευτικές εκδρομές

5 4.4.3 Έρευνες Ειδικές μέρες και διαγωνισμοί Ιστοσελίδες, παρουσιάσεις και βίντεο Περιοδικά και εφημερίδες Ευπάθεια όσο αφορά φυσικούς κινδύνους Σεισμοί Πλημμύρες Κατολισθήσεις και ροή φερτών υλικών Βιβλιογραφία Κριτήρια και στόχοι Επάρκεια νερού Συνεχής και διαλείπουσα λειτουργία Περικοπές στην παροχή νερού Καταμερισμός Ποιότητα νερού Απαιτήσεις ποιότητας Μετρήσεις ποιότητας και οργανωτικές απαιτήσεις Απαιτήσεις ενέργειας Κατανάλωση ενέργειας Εναλλακτικές πηγές ενέργειας Κατευθηντήριες γραμμές για εξοικονόμηση ενέργειας Αξιοπιστία Ανθεκτικότητα Περιβαλλοντικές συνέπειες Οικονομικά και χρηματοδοτικά μέτρα Οδικός χάρτης οικονομικής εκτίμησης συστημάτων παροχής νερού Χρηματοδοτικά μέτρα για επίτευξη αειφόρων λειτουργιών Οικονομικά κίνητρα για εξοικονόμηση νερού Βιβλιογραφία ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Τεχνικές επιλογές Διορθωτική vs. Προληπτική Διαχείριση Διαχείριση πίεσης Πλεονεκτήματα της διαχείρισης της πίεσης Διαχείριση της πίεσης και Κατανάλωση με μετρητές Σχέσεις Πίεσης/Ρυθμού διαρροής Η έννοια FAVAD

6 6.2.4 Αναγνώριση Ευκαιριών για Διαχείριση της Πίεσης Βαλβίδες μείωσης πίεσης (PRVs) Τρεις κοινοί τύποι ελέγχου πίεσης Μέσο Σημείο Ζώνης (Average Zone Point - AZP) Συντελεστής Νύχτας-Μέρας (NDF) Αναγνώριση και ποσοτικοποίηση διαρροών Ανίχνευση διαρροών Τεχνικές Ακουστικού Εντοπισμού Διαρροών Μη ακουστικές τεχνικές εντοπισμού διαρροών Εντοπισμός διαρροών σε κύριους αγωγούς ή αγωγούς μεταφοράς Αντικατάσταση σωλήνων και παρελκόμενων Κανονισμοί σχεδίου προγράμματος διαχείρισης ακεραιότητας διανομής (DIMP) Κριτήρια αντικατάστασης Ταξινόμηση και Προτεραιότητες Χρονοδιάγραμμα προγράμματος Δικαιοδοτική συνεργασία Πρότυπα σχεδιασμού και έργων Πόροι προγράμματος Πρόγραμμα επικοινωνιών σχεδίου Οργανωτική ανάπτυξη Οργάνωση διαχείρισης περιουσιακών στοιχείων Μελέτες περιπτώσεων Ανάπτυξη λειτουργιών Αξιολόγηση Κατάστασης Συνέπειες βλάβης Πιθανότητα βλάβης Σημαντικοί δείκτες Ανάγκες αποκατάστασης και Στρατηγικές Λήψη αποφάσεων για ανανέωση αγωγών νερού Παρακολούθηση και αυτοματοποίηση Η αρχιτεκτονική του συστήματος SCADA Πρωταρχικά καθήκοντα του συστήματος SCADA σε ένα σύστημα διανομής νερού Παράγοντες και υπολογισμοί επένδυσης ενός συστήματος SCADA Βιβλιογραφία Κοινωνικές επιλογές

7 7.1 Εκστρατείες πληροφόρησης (καμπάνιες) Διοργάνωση εποχικών και περιστασιακών εκστρατειών Προετοιμασία φυλλαδίων, μηνυμάτων και διαφημίσεων Εκπαιδευτικά προγράμματα Οργάνωση εκπαιδευτικών προγραμμάτων εξειδικευμένα για το προσωπικό, τις Μη Κυβερνητικές Οργανώσεις (ΜΚΟ) και άλλους ενδιαφερόμενους Πολιτική τιμολόγησης Εξορθολογισμός της πολιτικής τιμολόγησης Πολιτική τιμολόγησης για υποστήριξη αδύνατων ομάδων Ειδική πολιτική τιμολόγησης για διάφορους τομείς κατανάλωσης (π.χ. βιομηχανία, τουρισμός, εμπόριο, κρατικοί οργανισμοί) Επιβραβεύσεις και ποινές για τους χρήστες Συμμετοχή του κοινού Οργάνωση τακτικών συναντήσεων Εκθέσεις επανεξέτασης Περιστασιακές παρουσιάσεις Πλαίσιο για συμμετοχή του κοινού Εξωτερικός έλεγχος για την ποιότητα υπηρεσιών Απαιτήσεις ελέγχου (ποιότητα υπηρεσιών και κατάσταση του συστήματος) Προδιαγραφές εξωτερικού ελέγχου Βιβλιογραφία Καλές Πρακτικές Διαδικασίες προληπτικής συντήρησης της Multiservizi s.p.a. (Επαρχία Ανκόνα, Κεντρική περιοχή Μάρκε) Στοιχεία που εμπλέκονται στην προληπτική συντήρηση Διαδικασίες προληπτικής συντήρησης Δεξαμενές Μετρητές στάθμης Αντλίες ηλεκτροστροβιλοκινητήρων Εγκαταστάσεις απολύμανσης Καμπίνες ηλεκτρικού μετασχηματισμού M. V./ L. V Ηλεκτρικές γεννήτριες για συστήματα υδάτων Προστασία καθόδου τροφοδοσίας Βαλβίδες μείωσης πίεσης Σύστημα διανομής νερού του Ντενιζλί Εισαγωγή στο σύστημα Διαδικασίες προληπτικής συντήρησης

8 8.2.3 Πρόγραμμα αντικατάστασης σωληνώσεων Σύστημα διανομής νερού του Λος Άντζελες Πηγές νερού Το σύστημα διανομής Διαχείριση περιουσιακών στοιχείων Σύστημα διανομής νερού Λεμεσού Στρατηγικές για διαχείριση διαρροών: Επαρχιακές Περιοχές με μετρητή και Έλεγχος Πίεσης Οι Οδηγίες Προληπτικής Συντήρησης που σχετίζονται με τα Προγράμματα Συντήρησης Βιβλιογραφία ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Φύλλα επιθεώρησης Συστήματος Νερού Λεμεσού

9 1.0 Αστικά δίκτυα ύδρευσης Περιγραφή ενότητας Τίτλος Τομέας Κύριοι παραλήπτες ΕΝΟΤΗΤΑ 1 Αστικά δίκτυα παροχής νερού Προληπτική Συντήρηση για Εταιρείες Υδάτων Οι τελικοί χρήστες της ενότητας είναι μηχανικοί και προσωπικό συντήρησης υπεύθυνο για τη συντήρηση δικτύων εταιρειών υδάτων. Αυτή η ενότητα απευθύνεται σε ένα μεγάλο εύρος επαγγελματιών οι οποίοι είναι υπεύθυνοι για τη συντήρηση των δικτύων των εταιριών υδάτων και είναι δημιουργημένη για τις ενδιαφερόμενες ομάδες. Περιγραφή ενότητας και γενικοί στόχοι Αυτή η ενότητα επιτρέπει στο συμμετέχοντα να κατανοήσει τα συστατικά ενός αστικού δικτύου παροχής νερού, από την πηγή, στον τελικό χρήστη. Μετά την κατανόηση των λεπτομερειών της ενότητας, οι συμμετέχοντες θα αποκτήσουν εξειδικευμένη γνώση για τα μέρη των αστικών συστημάτων παροχής. Χρόνος μάθησης και Διάρκεια Χρόνος μάθησης και μέγιστη διάρκεια εκπαίδευσης σχετικά με την ενότητα : 16 ώρες αναμενόμενου χρόνου αυτοεκπαίδευσης Απαραίτητα εργαλεία για πραγματοποίηση της ενότητας (IT, εξοπλισμός κλπ. ) Μαθησιακοί στόχοι Ηλεκτρονικός υπολογιστής με σύνδεση στο Διαδίκτυο Όταν κάποιος/α ολοκληρώσει την ενότητα θα είναι σε θέση να: ΜΣ-1: Κατανοεί τα συστατικά των εξωτερικών συστημάτων νερού (πηγές, ταμιευτήρες και δίκτυο μεταφοράς) και θα αποκτήσει την ικανότητα να αναγνωρίζει προβλήματα. ΜΣ-2: Κατανοεί τις αρχές της Επεξεργασίας Νερού και τις αρχές λειτουργίας των μονάδων επεξεργασίας νερού. ΜΣ-3: Αποκτήσει εξειδικευμένη γνώση για τους

10 τύπους εσωτερικών δικτύων διανομής νερού και τα συστατικά τους καθώς και για την προστασία των εξοπλισμού. ΜΣ-4: αποκτήσει πληροφορίες όσο αφορά τους τύπους και τις αρχές λειτουργίας των εγκαταστάσεων τελικών χρηστών και το ρόλο τους στην επίτευξη καλών πρακτικών για επιτυχή λειτουργία του συστήματος διανομής νερού. Παιδαγωγικές μέθοδοι που χρησιμοποιούνται (ατομική μελέτη, ομαδική δουλειά, μάθηση εξ αποστάσεως κλπ.) Τύποι δραστηριοτήτων που θεωρούνται χρήσιμοι για εκπαίδευση σε αυτή την ενότητα: Συναντήσεις πρόσωπο με πρόσωπο Ατομική μελέτη Διαδικτυακές δραστηριότητες 1.1 Υδατικοί πόροι Κατανομή νερού Το νερό δεν είναι ένα εμπορικό προϊόν όπως όλα τα άλλα, αλλά αποτελεί κληρονομιά, που πρέπει να προστατεύετα, να υπερασπίζεται και να τυγχάνει της κατάλληλης μεταχείρισης (Οδηγία Πλαίσιο περί Υδάτων (ΟΠΥ) 2000/60/ΕΚ). Το νερό στον πλανήτη Γη μπορεί να αποθηκευτεί σε ένα από τα ακόλουθα: ατμόσφαιρα, ωκεανοί, λίμνες, ποτάμια, εδάφη, παγετώνες, μόνιμο χιόνι και υπόγεια νερά. Ο υδρολογικός κύκλος είναι ένα εννοιολογικό μοντέλο, το οποίο περιγράφει την αποθήκευση και την κίνηση του νερού μεταξύ των βιοσφαιρών: ατμόσφαιρα, λιθόσφαιρα και υδρόσφαιρα (βλ. Σχήμα 1.1 ). Σχήμα 1.1. Υδρολογικός κύκλος (π.χ. Pidwirny, 2006) Οι υδάτινοι πόροι είναι πηγές νερού, οι οποίες είναι χρήσιμες ή δυνητικά χρήσιμες για τον άνθρωπο. Το νερό χρησιμοποιείται για αγροτικές, βιομηχανικές, οικιακές, ψυχαγωγικές και περιβαλλοντικές δραστηριότητες. Σχεδόν όλες οι ανθρώπινες

11 δραστηριότητες απαιτούν τη χρήση γλυκού νερού. Το 97% περίπου της συνολικής ποσότητας νερού στη Γη βρίσκεται στους ωκεανούς (αλμυρό νερό). Περισσότερο από τα δύο τρίτα του 3% (γλυκό νερό) είναι δεσμευμένο σε παγετώνες και εδαφικό πάγο στις πολικές περιοχές. Το υπόλοιπο, μη παγωμένο, γλυκό νερό βρίσκεται κυρίως σε μορφή υπόγειου νερού, σε λίμνες, στο έδαφος, στην ατμόσφαιρα και μέσα στους ζώντες οργανισμούς (βλ. Πίνακα 1.1). Μορφή νερού Όγκος Ποσοστό επί του ολικού (M km 2 ) Ωκεανοί Παγετώνες και μόνιμο χιόνι Υπόγεια νερά Λίμνες Εδαφική υγρασία Ατμόσφαιρα Ρυάκια και ποτάμια Βιόσφαιρα Πίνακας 1.1. Κατανομή του νερού στη Γη Παρόλο που το γλυκό νερό είναι ένας ανανεώσιμος πόρος, τα παγκόσμια αποθέματα καθαρού, γλυκού νερού μειώνονται σταδιακά. Σε πολλά μέρη του κόσμου, η ζήτηση για νερό ήδη ξεπερνά την προσφορά και καθώς ο πληθυσμός του πλανήτη συνεχίζει να αυξάνεται, αυξάνεται ταυτόχρονα και η ζήτηση για νερό. Η ευαισθητοποίηση για την παγκόσμια σημασία που έχει η προστασία του νερού για τα οικοσυστήματα είναι πρόσφατο γεγονός, καθώς, κατά τη διάρκεια του 20 ου αιώνα, έχουμε χάσει τους περισσότερους από τους μισούς υγροτόπους του πλανήτη και μαζί τους και τις πολύτιμες υπηρεσίες που προσφέρουν στο περιβάλλον. Τα πλούσια σε βιοποικιλότητα οικοσυστήματα γλυκού νερού, αυτή τη στιγμή μειώνονται με γρηγορότερους ρυθμούς από ότι τα θαλάσσια ή τα χερσαία οικοσυστήματα. Το πλαίσιο, το οποίο κατανέμει του υδάτινους πόρους στους χρήστες (όπου υπάρχει τέτοιο πλαίσιο), είναι γνωστό σαν δικαιώματα νερού Επιφανειακά νερά Τα «επιφανειακά ύδατα» περιλαμβάνουν τα εσωτερικά ύδατα, εκτός των υπόγειων υδάτων, τα μεταβατικά και τα παράκτια ύδατα, εκτός εάν πρόκειται για τη χημική τους κατάσταση, οπότε περιλαμβάνουν και τα χωρικά ύδατα (Οδηγία Πλαίσιο περί Υδάτων (ΟΠΥ) 2000/60/ΕΚ). Το επιφανειακό ύδωρ είναι το νερό, το οποίο βρίσκεται στην επιφάνεια της Γης, δηλαδή, οποιοδήποτε υδάτινο σύνολο, γλυκό ή αλμυρό, το οποίο ρέει ή είναι περιορισμένο σε φυσικές ή τεχνητές κοιλότητες για το μεγαλύτερο μέρος του έτους και συμπεριλαμβάνει φυσικές και τεχνητές λίμνες, λιμνούλες, πηγές, ποτάμια, ρυάκια, ρέματα, υγροτόπους, βάλτους, έλη και παλιρροιακά ύδατα, από τα οποία

12 αποσπούμε ή σκοπεύουμε να αποσπάσουμε πόσιμο νερό και το οποίο θα προσφερθεί για ύδρευση από ένα δίκτυο διανομής. Το επιφανειακό ύδωρ αναπληρώνεται φυσικά από τις κατακρημνίσεις και χάνεται φυσικά από την εκφόρτιση στους ωκεανούς, την εξάτμιση και τη διήθηση στο έδαφος. Τα κατακρημνίσματα είναι η μόνη φυσική εισροή σε μια λεκάνη, αλλά υπάρχουν πολλοί άλλοι παράγοντες, οι οποίοι επηρεάζουν την ποσότητα νερού, όπως οι κλιματικές συνθήκες, η τοπογραφία, η χωρητικότητα των φυσικών και τεχνητών ταμιευτήρων, η διαπερατότητα του εδάφους κλπ. Οι ανθρώπινες δραστηριότητες επηρεάζουν την κατανομή και την ποιότητα των επιφανειακών υδάτων. Η διεργασία του επιφανειακού ύδατος, γενικά, περιορίζεται στην αφαίρεση των στερεών σωμάτων και την απολύμανση. Τα ποτάμια είναι η πιο κοινή πηγή γλυκού νερού, αλλά υπάρχουν αρκετά προβλήματα, τα οποία σχετίζονται με τη στάθμη του νερού, η οποία διαφέρει κατά την πλημμύρα και την ξηρασία, την ποιότητα του νερού, την αναπαραγωγή και την εξάπλωση ασθενειών. Ο ποταμός είναι ένα σύστημα, το οποίο αποτελείται τόσο από το κύριο ρεύμα, όσο και από όλους τους παραπόταμους που ρέουν σε αυτόν. Η περιοχή, η οποία αποστραγγίζεται από το ποτάμιο σύστημα, είναι γνωστή σαν λεκάνη απορροής. Το κύριο χαρακτηριστικό των ποταμών είναι η συνεχής ροή τους προς μία κατεύθυνση λόγω της βαρύτητας. Παρόλο που υπάρχουν πολλές λεκάνες απορροής ποταμών στην Ευρώπη, είναι σχετικά μικρές και το μήκος των ποταμών τους περιορισμένο. 70 περίπου ποταμοί στην Ευρώπη έχουν λεκάνη απορροής, η οποία ξεπερνά τα km 2. Μόνο οι ποταμοί, οι οποίοι βρίσκονται βαθιά στο εσωτερικό της ηπείρου, είναι σχετικά μεγάλοι. Οι τρεις μεγαλύτεροι ποταμοί της Ευρώπης, ο Βόλγας (1), ο Δούναβης(2) και ο Δνείπερος (3), αποστραγγίζουν το ένα τέταρτο της ηπείρου. Σε παγκόσμια κλίμακα όμως, είναι σχετικά μικροί, με τις λεκάνες απορροής τους να κατέχουν τη 14 η, την 29 η και την 48 η θέση αντίστοιχα. Σε όλη την έκταση της Ευρώπης σαν σύνολο, τα επιφανειακά ύδατα είναι η πρωταρχική πηγή γλυκού νερού, κυρίως γιατί μπορούν να συλλεχτούν εύκολα, σε μεγάλες ποσότητες και με σχετικά χαμηλό κόστος. Για το λόγο αυτό, τα επιφανειακά ύδατα αποτελούν το 81% της συνολικής ποσότητας νερού που συλλέγεται Ροή κάτω από την κοίτη ποταμού Η ροή διαμέσου του διαπερατού ιζήματος κάτω και δίπλα από την κοίτη του ποταμού, ονομάζεται υπορροϊκή ροή, ροή κάτω από την κοίτη ποταμού ή διάμεση ροή, σε αντίθεση με την ορατή, ελεύθερη ροή σε ένα υδατόρευμα. Η υπορροϊκή ροή είναι η υπόγεια ροή ανάμεσα στον υδροφόρο ορίζοντα και την επιφανειακή ροή του νερού. Ο όρος υπορροϊκή έχει ελληνικές ρίζες υπό, που σημαίνει κάτω και ροή. Η ροή διαμέσου των υπόγειων πετρωμάτων και χαλικιών, τα οποία βρίσκονται κάτω από το ποτάμι και την κοίτη πλημμύρων του, ονομάζεται υπορροϊκή ζώνη. Η ροή του νερού σε αυτή τη ζώνη είναι αρκετά μεγάλη και μπορεί να έχει ακόμα και το ίδιο μέγεθος με το υδατόρευμα ή να ξεπερνά κατά πολύ την ορατή ροή. Η υπορροϊκή ροή μπορείνα είναι η μοναδική ροή σε ξηρές περιοχές με αμμώδη εδάφη, όπου όλα τα επιφανειακά νερά έχουν ξηρανθεί. Η υπορροϊκή ροή μπορεί να πηγάζει από το ίδιο το κανάλι ή από το νερό, το οποίο διηθείται στο ρεύμα από τον

13 περιβάλλοντα χώρο. Η υπορροϊκή ζώνη δημιουργεί συχνά μια δυναμική διεπαφή μεταξύ του επιφανειακού νερού και των υπόγειων υδάτων, παίρνοντας νερό από τα υπόγεια ύδατα, όταν οι υδροφορείς είναι πλήρως κορεσμένοι και προσφέροντας νερό στα υπόγεια ύδατα, όταν τα αποθέματά τους εξαντλούνται. Υπάρχει ένας αριθμός ορισμών για την υπορροϊκή ροή, με τη βάση του καθενός να αντικατοπτρίζει σε μεγάλο βαθμό το επιστημονικό πεδίο από το οποίο προέρχεται. Η πλειοψηφία της υπάρχουσας βιβλιογραφίας ανήκει σε οικολόγους και σε μικρότερο βαθμό, σε υδρολόγους, υδρογεωλόγους, γεωχημικούς και γεωμορφολόγους. Μερικοί από αυτούς τους ορισμούς είναι: - Η περιοχή κάτω ή δίπλα από ένα υδατόρευμα ή μια κοίτη πλημμύρων,η οποία τροφοδοτεί το ρεύμα με νερό - Η παρακείμενη ζώνη ή η ζώνη κάτω από μια κοίτη, στην οποία το νερό από το ανοικτό κανάλι, αναμιγνύεται με το διάμεσο νερό στα ιζήματα του πυθμένα - η ζώνη γύρω από ένα ρεύμα, στην οποία εμφανίζεται και ζει χαρακτηριστική πανίδα της υπορροϊκής ζώνης - η ζώνη, στην οποία αναμιγνύονται τα υπόγεια ύδατα με το επιφανειακό νερό - το κορεσμένο διάμεσο κάτω από την κοίτη του ποταμού και μέσα στις όχθες, το οποίο περιέχει μέρος νερού από το υδατόρευμα ή έχει αλλοιωθεί από τη διήθηση του νερού - το υπόγειο σύμπλεγμα ρευμάτων και ποταμών, το οποίο επικοινωνεί με την επιφάνεια - το μέρος του υπεδάφους, στο οποίο υπάρχουν τόσο υπόγεια όσο και επιφανειακά ύδατα Η υπορροϊκή ζώνη συνήθως χαρακτηρίζεται σαν πορώδες μέσο, παρόλο που υπάρχει σημαντική χωρική ανομοιογένεια. Σε πολλά υπορροϊκά συστήματα μπορούμε να υποθέσουμεότι ισχύει ο νόμος του Darcy, ο οποίος περιγράφει τη στρωτή ροή σε ένα πορώδες μέσο Υπόγεια νερά Τα υπόγεια ύδατα αποτελούν το σύνολο των υδάτων που βρίσκονται κάτω από την επιφάνεια του εδάφους, στη ζώνη κορεσμού και σε άμεση επαφή με το έδαφος ή το υπέδαφος (Οδηγία Πλαίσιο περί Υδάτων (ΟΠΥ)2000/60/ΕΚ). Τα υπόγεια ύδατα αποτελούν μια από τις κύριες πηγές των δημόσιων συστημάτων ύδρευσης, κυρίως για δημοτική χρήση. Οι κατακρημνίσεις διαχωρίζονται στην επιφανειακή απορροή και τη διήθηση στο έδαφος. Υπόγειο ύδωρ ονομάζεται το νερό, το οποίο βρίσκεται κάτω από την επιφάνεια του εδάφους. Ένας υδροφορέας ( aquifer ), ο οποίος ονομάζεται επίσης υδροφόρο στρώμα ή λεκάνη και υδροφόρα ζώνη ή σχηματισμός, είναι ένας γεωλογικός σχηματισμός ή μια ομάδα σχηματισμών, η οποία περιέχει νερό και επιτρέπει σε ποσότητες νερού να κινούνται διαμέσου της. Ο όρος aquifer έχει λατινικές ρίζες aqui από το aqua που σημαίνει νερό και fer από το ferre που

14 σημαίνει φέρω. Το μέρος του σχηματισμού, στο οποίο δεν υπάρχει συμπαγής ύλη, ονομάζεται χώρος κενών ή πορώδες. Το πορώδες περιέχει τα υπόγεια ύδατα. Υπάρχουν συνδεδεμένα διάκενα, τα οποία λειτουργούν σαν στοιχειώδεις αγωγοί. Οι υπόγειοι σχηματισμοί, οι οποίοι περιέχουν νερό και βρίσκονται πάνω από αδιαπέραστα στρώματα, μπορούν να διαχωριστούν κάθετα σε δύο οριζόντιες ζώνες, τη ζώνη κορεσμού, στην οποία όλοι οι πόροι είναι γεμάτοι νερό και πάνω από αυτή, τη ζώνη αερισμού, στην οποία οι πόροι περιέχουν νερό και αέρα. Η ζώνη κορεσμού οριοθετείται στο πάνω μέρος από ένα υδροφόρο ορίζοντα, που ονομάζεται και φρεάτια επιφάνεια, στην οποία θεωρούμε ότι η πίεση είναι ατμοσφαιρική. Η ζώνη αερισμού, που βρίσκεται μεταξύ του υδροφόρου ορίζοντα και της επιφάνειας του εδάφους, αποτελείται από τρεις υποζώνες, την τριχοειδή ζώνη, την ενδιάμεση ρηχή ζώνη (ακόρεστη ζώνη ή ζώνη vadose ) και τη ζώνη εδαφικού νερού. Οι υδροφορείς διαχωρίζονται ως ακολούθως: Ένας περιορισμένος υδροφορέας (ή υδροφορέας υπό πίεση) είναι ο υδροφορέας, ο οποίος οριοθετείται στο πάνω και κάτω μέρος από αδιαπέρατους σχηματισμούς. Ένας φρεάτιος υδροφορέας (ή μη περιορισμένος υδροφορέας) είναι ο υδροφορέας, του οποίου το άνωόριο είναι ένας υδροφόρος ορίζοντας. Ένας ημιπεριορισμένος υδροφορέας ή υδροφορέας με διαρροή, περιορισμένος ή φρεάτιος υδροφορέας, ο οποίος μπορεί να παίρνει ή να χάνει νερό διαμέσου του υποκείμενου ή του υπερκείμενου σχηματισμου, ή και των δύο. Αυτοί οι χαμηλής διαπερατότητας σχηματισμοί, επιτρέπουν περιορισμένη εκφόρτιση από και προς τον υδροφορέα. Η υπεράντληση υπόγειων υδάτων από ένα παράκτιο υδροφορέα μειώνει τη στάθμη του γλυκού νερού, με αποτέλεσμα να εισρέει θαλασσινό νερό στον υδροφορέα - η διαδικασία αυτή είναι γνωστή σαν υφαλμύρωση. Η υφαλμύρωση υποβαθμίζει την ποιότητα του υδροφορέα και εμποδίζει τη μετέπειτα χρήση των υπόγειων υδάτων, καθώς, οι συμβατικές μέθοδοι διεργασίας νερού δεν αφαιρούν το αλάτι. Επιπλέον, το συνήθως μεγάλο χρονικό διάστημα παραμονής των υπόγειων υδάτων, σημαίνει ότι το θαλασσινό νερό μπορεί να παραμείνει στον υδροφορέα για δεκαετίες. Τυπικά, η υφαλμύρωση των υπόγειων υδάτων αντιμετωπίζεται με την κάλυψη της ζήτησης για γλυκό νερό από άλλες πηγές, συμπεριλαμβανομένης και της αφαλάτωσης παράκτιων υδάτων. Μεγάλες περιοχές των ακτών της Μεσογείου έχουν επηρεαστεί από την υφαλμύρωση, η οποία προκαλείται από την άντληση νερού για γεωργικούς σκοπούς και για τη δημόσια ύδρευση, για την οποία η ζήτηση αυξάνεται δραματικά λόγω του τουρισμού. Η ανάγκη για ένα ελεγχόμενο σύστημα για μελλοντική ύδρευση, με σεβασμό τόσο στην ποιότητα όσο και στην ποσότητα, είναι τεράστια. Σήμερα, υπάρχει μεγάλο ενδιαφέρον για την υπόγεια αποθήκευση ανακτήσιμου νερού, σαν μέρος ενός σχεδίου διαχείρισης των υδάτων. Ο όρος Τεχνητός Εμπλουτισμός Υδροφορέων ( MUS ) ή αειφόρος υπόγεια αποθήκευση, σημαίνει τον σκόπιμο εμπλουτισμό με νερό ενός υδροφορέα για μελλοντική επανάκτηση και χρήση, σαν μέρος ενός μακροχρόνιου σχεδίου διαχείρισης των υδάτινων πόρων.

15 Οι πηγές εμπλουτισμού μπορεί να είναι υδατορεύματα ή υπόγεια ύδατα, εγκαταστάσεις ανάκτησης νερού, όμβρια ύδατα ή άλλες πηγές και ο εμπλουτισμός μπορεί να γίνει με διάφορες μεθόδους, κυρίως μέσω πηγαδιών ή λεκανών διήθησης. Μετά την επανάκτηση, η οποία γίνεται κυρίως μέσω πηγαδιών, το νερό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για πολλούς σκοπούς. Πολλά συστήματα εμπλουτισμού περιλαμβάνουν εγκαταστάσεις προεπεξεργασίας, που χρησιμοποιούνται πριν τον εμπλουτισμό, εγκαταστάσεις μετεπεξεργασίας, που χρησιμοποιούνται μετά την επανάκτηση και συστήματα ελέγχου του αποθηκευμένου νερού. Τα κύρια μέρη ενός τεχνητού συστήματος εμπλουτισμού είναι τα ακόλουθα: Η πηγή του νερού που θα αποθηκευτεί: υπάρχουν πολλές διαθέσιμες πηγές νερού, όπως τα επιφανειακά ύδατα, τα υπόγεια ύδατα, τα όμβρια ύδατα, τα επεξεργασμένα λύματα και το νερό που βρίσκεται κάτω από το στρώμα υδρογονανθράκων στα κοιτάσματα πετρελαίου. Η πηγή νερού που θα χρησιμοποιηθεί, εξαρτάται από τη διαθεσιμότητα, την ποιότητα, τη διάρκεια, την αξιοπιστία, καθώς και από τους νομικούς περιορισμούς. Νερά από διαφορετικές πηγές είναι δυνατό να έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά ποιότητας. Η μέθοδος εμπλουτισμού: οι κυριότερες μέθοδοι που έχουν αναπτυχθεί είναι οι λεκάνες διήθησης ή τα πηγάδια (πηγάδια στην ενδιάμεση ρηχή ζώνη, πηγάδια άμεσης εκφόρτισης και πηγάδια αποθήκευσης και ανάκτησης στον υδροφορέα). Η χρήση λεκανών διήθησης και πηγαδιών στην ενδιάμεση ρηχή ζώνη περιορίζεται στους φρεάτιους υδροφορείς. Τα κύρια κριτήρια σχεδιασμού είναι η διαθεσιμότητα γης, ο τύπος του υδροφορέα και ο έλεγχος των πλημμύρων. Η μέθοδος αποθήκευσης και η προσέγγιση διαχείρισης: η ικανότητα του υδροφορέα για αποθήκευση νερού είναι ένας από τους πιο σημαντικούς παράγοντες, που λαμβάνονται υπόψη κατά τη διαδικασία επιλογής του χώρου δημιουργίας ενός υπόγειου συστήματος αποθήκευσης. Ένας άλλος παράγοντας, είναι η βελτίωση ή η υποβάθμιση της ποιότητας του νερού που μπορεί να προκύψει κατά τη διάρκεια της αποθήκευσης. Ο τρίτος παράγοντας, είναι οι επιπτώσεις που θα έχει στον υδροφορέα, όπως για παράδειγμα η απόφραξη των κενών. Άλλες μέθοδοι, όπως η αποθήκευση σε υπόγειες σπηλιές και σε εγκαταλειμμένα ορυχεία, έχουν χρησιμοποιηθεί κατά καιρούς. Η μέθοδος ανάκτησης: η ανάκτηση επιτυγχάνεται μέσω πηγαδιών εκφόρτισης ή πηγαδιών εμπλουτισμού και ανάκτησης ή μέσω φυσικής εκφόρτισης σε επιφανειακά υδάτινα σώματα. Οι φυσικές εκροές από τα υπόγεια ύδατα είναι οι διαρροές στη θάλασσα. Η τελική χρήση του ανακτημένου νερού: η τελική ποιότητα του νερού εξαρτάται από την τελική χρήση του αποθηκευμένου νερού. Κάποια επεξεργασία μπορεί να είναι απαραίτητη πριν από την τελική χρήση. Τα κυριότερα κριτήρια είναι η ποιότητα, η ποσότητα, η διάρκεια και η αξιοπιστία. Ο όρος υπεράντληση του νερού χρησιμοποιείται όταν, η άντληση υπόγειων υδάτων μέσω πηγαδιών, έχει σαν αποτέλεσμα ο ρυθμός πτώσης του υδροφόρου ορίζοντα να είναι μεγαλύτερος από το ρυθμό ανόδου κατά τον εμπλουτισμό.

16 1.1.5 Πάγοι Όπως έχει αναφερθεί και πιο πάνω, τα δύο τρίτα του γλυκού νερού στη Γη είναι δεσμευμένα σε παγετώνες και πάγους στους πόλους, τα οποία μπορούν να θεωρηθούν σαν πιθανή πηγή πόσιμου νερού. Ο πάγος είναι πιο καθαρός από το θαλασσινό νερό και σχεδόν πόσιμος, αλλά όταν λιώνει αναμιγνύεται με το θαλασσινό νερό και δε μπορεί να χρησιμοποιηθεί. Τις τελευταίες δεκαετίες έχουν ακουστεί θεωρίες για άντληση γλυκού νερού από το Βόρειο Πόλο και την Ανταρκτική. Οι πάγοι των πόλων χάνουν κάθε χρόνο χιλιάδες κυβικά χιλιόμετρα πάγου υπό τη μορφή παγόβουνων. Η ποσότητα νερού από τα παγόβουνα, η οποία χάνεται στους ωκεανούς, αντιστοιχεί σε μεγάλο μέρος της ετήσιας παγκόσμιας κατανάλωσης γλυκού νερού. Το μέγεθος των παγόβουνων αυτών μπορεί να είναι εκατοντάδες χιλιόμετρα και η διάρκεια ζωής τους είναι περίπου δέκα χρόνια. Έτσι, είναι λογικό να ρυμουλκηθεί ένα παγόβουνο σε περιοχή, η οποία χρειάζεται γλυκό νερό. Σχήμα 1.2. Τραπεζοειδές παγόβουνο στην Ανταρκτική Έχουν προταθεί αρκετές μέθοδοι για απόκτηση νερού από τους πόλους. Αυτές οι μέθοδοι περιλαμβάνουν τη μεταφορά: (α) παγόβουνων σε εγκαταστάσεις ικανές να δεχτούν τεράστιες ποσότητες πάγου, (β) μεγάλων κομματιών πάγου, (γ) μικρότερων κομματιών πάγου και (δ) νερού, το οποίο παράγεται επιτόπου. Υπάρχουν πολλά προβλήματα που σχετίζονται με τη μεταφορά και τη συγκομιδή νερού. Μια από τις τεχνικές προκλήσεις είναι το πώς θα οδηγηθεί το παγόβουνο στον προορισμό του. Πρέπει να ληφθούν υπόψη αρκετοί περιορισμοί όπως, η ελαχιστοποίηση της ενέργειας και του χρόνου ταξιδιού και η μεγιστοποίηση της εναπομένουσας μάζας πάγου. Άλλα θέματα είναι το μέγεθος και το σχήμα του παγόβουνου, το κόστος μεταφοράς, οι καιρικές συνθήκες, η μέθοδος παραγωγής, ο ρυθμός λιωσίματος, οι διεθνείς επιπλοκές κλπ Συγκομιδή όμβριων υδάτων Οι φυσικοί υδάτινοι πόροι μπορούν να συμπληρωθούν και από άλλες πηγές όπως, τα όμβρια ύδατα, το ανακυκλωμένο νερό ή το αφαλατωμένο νερό. Καμιά από αυτές τις μεθόδους δε μειώνει τη χρήση νερού, αλλά έχουν τις προοπτικές για να μειώσουν την άντληση νερού από τις συμβατικές πηγές. Τα τελευταία χρόνια, αυτές οι εναλλακτικές πηγές έχουν επιδείξει καλύτερες προοπτικές για διασφάλιση της ύδρευσης και γίνονται όλο και πιο σημαντικές.

17 Τα όμβρια ύδατα είναι μια πηγή νερού καλής ποιότητας, το οποίο μπορεί να συλλεχθεί άμεσα. Η συγκομιδή όμβριων υδάτων είναι η διαδικασία, κατά την οποία το νερό της βροχής συλλέγεται, μεταφέρεται και αποθηκεύεται για μετέπειτα χρήση. Η ιδέα της συλλογής του νερού της βροχής υπάρχει από τα αρχαία χρόνια. Σε μερικές ξηρές περιοχές, το νερό της βροχής μπορεί να είναι η μοναδική διαθέσιμη ή οικονομική πηγή νερού. Σχήμα 1.3. Συγκομιδή όμβριων υδάτων από στέγη Η συγκομιδή όμβριων υδάτων μπορεί να διαχωριστεί σε δύο κατηγορίες: συγκομιδή από τις στέγες και συγκομιδή από το έδαφος. Η απορροή όμβριων υδάτων από τις στέγες μπορεί να ικανοποιήσει κάποιες ανάγκες του νοικοκυριού όπως, πότισμα κήπου, πλύσιμο αυτοκινήτου, τουαλέτα κλπ. Η απορροή από τη στέγη συλλέγεται σε μία υδρορροή και μέσω συστήματος σωληνώσεων οδηγείται σε δεξαμενή αποθήκευσης.. Η απόδοση ενός συστήματος συγκομιδής όμβριων υδάτων εξαρτάται από την ποσότητα της βροχόπτωσης, το μέγεθος της επιφάνειας συλλογής, τη χωρητικότητα της δεξαμενής και το επίπεδο ζήτησης του νοικοκυριού για νερό. Σε πολλές περιπτώσεις, ο περιορισμός δεν είναι η ποσότητα βροχόπτωσης, αλλά το μέγεθος της δεξαμενής αποθήκευσης. Τα συστήματα συγκομιδής όμβριων υδάτων από το έδαφος συλλέγουν το νερό της βροχής από το έδαφος σε λιμνούλες ή άλλους ταμιευτήρες, πριν αυτό φτάσει κάποιο υδατόρευμα. Μεγάλες ποσότητες όμβριων υδάτων μπορούν να συλλεχθούν σε ειδικά προετοιμασμένες επιφάνειες, οι οποίες έχουν μετατραπεί σε αδιαπέρατες περιοχές. Υλικά, όπως πλαστικό και σκυρόδεμα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για αυτό το σκοπό Ανακυκλωμένο νερό Οι φυσικοί υδάτινοι πόροι μπορούν επίσης να συμπληρωθούν με την επαναχρησιμοποίηση επεξεργασμένων λυμάτων από εργοστάσια επεξεργασίας υγρών αποβλήτων και γκρίζου νερού, δηλαδή, τα λύματα από τα νοικοκυριά εκτός από αυτά της τουαλέτας.

18 Σε Ευρωπαϊκό επίπεδο, δεν υπάρχουν επίσημοι ορισμοί ή κατευθυντήριες γραμμές, που να αφορούν τη χρήση επεξεργασμένων λυμάτων. Αντίθετα, στην Ε.Ε. υπάρχει μια ανομοιότητα στις τεχνικές επαναχρησιμοποίησης, αλλά υπάρχουν τουλάχιστον δύο οδηγίες για το περιβάλλον, οι οποίες θίγουν το ζήτημα: (α) η Οδηγία για την Επεξεργασία Αστικών Λυμάτων (91/271/ΕΟΚ) καθορίζει ότι τα επεξεργασμένα λύματα θα επαναχρησιμοποιούνται όπου είναι εφικτό και (β) η Οδηγία Πλαίσιο Περί Υδάτων(2000/60/ΕΚ) αναφέρεται σε έλεγχο των εκπομπών και σε μέτρα αποδοτικότητας και επαναχρησιμοποίησης, μεταξύ άλλων, στην προώθηση τεχνολογιών ορθολογικής χρήσης νερού στη βιομηχανία και τεχνικών εξοικονόμησης νερού στην άρδευση. Το ανακυκλωμένο νερό, το οποίο ονομάζεται επίσης επαναχρησιμοποιούμενο νερό, χρησιμοποιείται εδώ και χρόνια σε πολλά μέρη του κόσμου. Η Σιγκαπούρη, η Καλιφόρνια, η Φλώριδα, τα Ηνωμένα Αραβικά Εμιράτα και το Ισραήλ χρησιμοποιούν το ανακυκλωμένο νερό σαν σημαντικό μέρος της βελτίωσης της ασφάλειας της μελλοντικής ύδρευσης. Όταν επεξεργαστεί, όπως απαιτείται, το ανακυκλωμένο νερό μπορεί να χρησιμοποιηθεί ευρύτατα για άρδευση, βιομηχανικές διεργασίες (ψύξη), πότισμα πάρκων και γηπέδων γκολφ και στα νοικοκυριά (τουαλέτα, πλύσιμο αυτοκινήτου και πότισμα κήπου). Σε μερικές περιοχές, το ανακυκλωμένο νερό χρησιμοποιείται για ανθρώπινη κατανάλωση, είτε άμεσα, είτε έμμεσα. Τα άμεσα πόσιμα ανακυκλωμένα λύματα χρησιμοποιούνται για πόση μετά από επεξεργασία. Η άμεση επαναχρησιμοποίηση για πόση δε χρησιμοποιείται για μεγάλης κλίμακας δημόσια δίκτυα ύδρευσης. Στην έμμεση επαναχρησιμοποίηση για πόση το επεξεργασμένο νερό εκφορτίζεται σε λίμνη, ποτάμι ή υπόγεια ύδατα πριν εξαχθεί και επεξεργαστεί ξανά για χρήση. Τα ανακυκλωμένα λύματα χρειάζονται ιδιαίτερη προσοχή και συχνά, δαπανηρή επεξεργασία για να κατασταθούν πόσιμα. Το γκρίζο νερό είναι τα λύματα από τις ντουζιέρες, τις μπανιέρες, τους νιπτήρες, τα πλυντήρια και τις κουζίνες. Το γκρίζο νερό από τους νεροχύτες κουζίνας αποφεύγεται, καθώς είναι πιο μολυσμένο. Το γκρίζο νερό μπορεί να συλλεχθεί, να αποθηκευτεί και να χρησιμοποιηθεί για τις τουαλέτες και το πότισμα των κήπων (μη βρώσιμα φυτά). Η χρήση γκρίζου νερού για τις τουαλέτες και το πότισμα των κήπων έχει εφαρμοστεί με επιτυχία στην Κύπρο, μειώνοντας την κατά κεφαλή κατανάλωση νερού κατά 40%. Το 2007 οι κυβερνητικές επιδοτήσεις κάλυπταν το 75% του σχετικού κόστους Αφαλάτωση Σε μερικές περιοχές η λειψυδρία αποτελεί μεγάλο πρόβλημα για την ύδρευση. Η μετατροπή θαλασσινού ή υφάλμυρου νερού σε γλυκό νερό μπορεί να αποτελεί μια λύση, αλλά, νερό με ψηλές συγκεντρώσεις διαλυμένου αλατιού δεν είναι ούτε πόσιμο, ούτε κατάλληλο για τους περισσότερους σκοπούς. Η Ισπανία είναι ο μεγαλύτερος χρήστης τεχνολογιών αφαλάτωσης στο δυτικό κόσμο. Σε παγκόσμια κλίμακα, βρίσκεται στην τέταρτη θέση πίσω από τη Σαουδική Αραβία, τα Ηνωμένα Αραβικά Εμιράτα και το Κουβέιτ και στην πρώτη θέση όσον αφορά τη χρήση αφαλατωμένου νερού για τη γεωργία. Οι 700 μονάδες αφαλάτωσής της παράγουν m ³ νερού την ημέρα ή αρκετό για 8

19 εκατομμύρια ανθρώπους ( WWF, 2007 b ). Άλλες Μεσογειακές χώρες όπως, η Κύπρος, η Ελλάδα, η Ιταλία, η Μάλτα και η Πορτογαλία στηρίζονται όλο και περισσότερο στο αφαλατωμένο νερό σαν επιπλέον πόρο για τα δημόσια δίκτυα ύδρευσης και τη τροφοδοσία ξενοδοχειακών μονάδων σε ξηρές περιοχές. Η Μάλτα για παράδειγμα, στηρίζεται στην αφαλάτωση για το 57% της ύδρευσής της. Στην Κύπρο έχουν κατασκευαστεί δύο μόνιμες μονάδες αφαλάτωσης με παραγωγή m 3 /ημέρα και έχει επίσης τεθεί σε λειτουργία μια κινητή μονάδα αφαλάτωσης με παραγωγή m 3 /ημέρα. Αφαλάτωση γίνεται και σε περιοχές οι οποίες γενικά δε θεωρούνται ξηρές. Η εταιρεία υδάτων «Thames Water» του Λονδίνου, επενδύει αυτή τη στιγμή 300 εκατομμύρια Ευρώ για την κατασκευή της πρώτης μονάδας αφαλάτωσης της περιοχής. 1.2 Ταμιευτήρες Νερού Φράγματα Φράγμα είναι μια οποιαδήποτε κατασκευή, η οποία συγκρατεί νερό και χρησιμοποιείται κυρίως για την αποθήκευση, διαχείριση και/ή παρεμπόδιση της ροής νερού σε συγκεκριμένες περιοχές. Επιπλέον, μερικά φράγματα χρησιμοποιούνται για την παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας. Υδατοφράκτες μπορούν επίσης να δημιουργηθούν από φυσικές αιτίες, όπως η μετακίνηση μαζών ( mass wasting ) ακόμα και από ζώα όπως ο κάστορας.

20 Σχήμα 1.4. Φράγμα και ταμιευτήρας Ταμιευτήρας είναι μια τεχνητή λίμνη, της οποίας η πρωταρχική χρήση είναι η αποθήκευση νερού. Είναι το υδάτινο σώμα, το οποίο δημιουργείται από την κατασκευή ενός υδατοφράκτη. Το νερό αποθηκεύεται για μελλοντική χρήση όπως για παράδειγμα στα δημόσια δίκτυα ύδρευσης. Οι υδατοφράκτες μπορούν να λύσουν μερικά από τα προβλήματα που αναφέρθηκαν πιο πάνω (παράγραφος 1.1.2), αλλά η κατασκευή τους είναι υπερβολικά δαπανηρή για τις μικρές κοινότητες. Τα φράγματα διαχωρίζονται ανάλογα με το ύψος, το σκοπό ή την κατασκευή τους. Οι μεγάλοι υδατοφράκτες ονομάζονται φράγματα όταν έχουν ύψος μεγαλύτερο από μέτρα και υψηλά φράγματα όταν έχουν ύψος μεγαλύτερο από μέτρα. Τα φράγματα κατασκευάζονται συνήθως για να εξυπηρετούν πολλούς σκοπούς. Μπορούν να προσφέρουν έλεγχο των πλημμύρων, υδροηλεκτρική ενέργεια, νερό για άρδευση και ύδρευση, έργα ελέγχου της στάθμης για την πλοήγηση πλοίων και φορτηγίδων, χώρους αναψυχής κλπ. Μερικά φράγματα εξυπηρετούν μόνο ένα από αυτούς τους σκοπούς, αλλά τα περισσότερα προσφέρουν περισσότερες από μια υπηρεσίες. Με βάση την κατασκευή τους, τα φράγματα διαχωρίζονται σε φράγματα σκυροδέματος και χωμάτινα φράγματα. Τα φράγματα σκυροδέματος μπορεί να είναι τοξωτά, αντηριδωτά ή φράγματα βαρύτητας και για την κατασκευή τους απαιτούνται τεράστιες ποσότητες σκυροδέματος. Τα χωμάτινα φράγματα είναι κατασκευασμένα από πέτρες και χώμα και στο κέντρο της διατομής τους κατασκευάζεται ένας αδιαπέρατος πυρήνας, ώστε να αποφεύγεται η ροή του νερού μέσα από το σώμα τους. Τα ποτάμια μεταφέρουν φερτά, τα οποία παγιδεύονται στους ταμιευτήρες. Η καθίζηση αυτών έχει σαν αποτέλεσμα μια μεγάλη μείωση της χωρητικότητας του ταμιευτήρα. Ο καλύτερος τρόπος αποφυγής της εισροής φερτών σε ένα ταμιευτήρα, είναι η προσεκτική επιλογή της τοποθεσίας και λήψη προληπτικών μέτρων.

21 1.2.2 Λιμνοδεξαμενές Οι ταμιευτήρες εκτός ροής ποταμού είναι τεχνητές εκτάσεις αποθήκευσης που σκοπό έχουν τη συλλογή νερού, το οποίο αργότερα χρησιμοποιείται για ύδρευση, άρδευση κλπ. Οι ταμιευτήρες εκτός ροής ποταμού έχουν κάποια πλεονεκτήματα σε σύγκριση με τους ταμιευτήρες ροής ποταμού όπως, η ευελιξία στην επιλογή τοποθεσίας, οι προοπτικές για μεταβαλλόμενη ανάπτυξη, η επιλεκτική ανάληψη νερού από πηγές και η μετατόπιση της περιβαλλοντικής αποδιοργάνωσης Λίμνες Η λίμνη είναι μια στάσιμη μάζα εσωτερικού επιφανειακού νερού. Θεωρείται ότι είναι μια έγκλειστη μάζα, συνήθως γλυκού νερού, η οποία είναι περιτριγυρισμένη από ξηρά, χωρίς άμεση πρόσβαση στη θάλασσα. Διαχωρίζουμε τις λίμνες, οι οποίες δημιουργήθηκαν από φυσικές διαδικασίες και ονομάζονται φυσικές λίμνες, από τις τεχνητές λίμνες, οι οποίες κατασκευάστηκαν από τον άνθρωπο με τη δημιουργία υδατοφρακτών και ονομάζονται επιφανειακοί ταμιευτήρες. Υπάρχουν επίσης πολλές ημι-τεχνητές λίμνες, δηλαδή, μικρές φυσικές λίμνες, οι οποίες έχουν μεγεθυνθεί τεχνητά. Οι φυσικές λίμνες είναι ένας πολύτιμος οικολογικός πόρος, ο οποίος ικανοποιεί πολλές ανθρώπινες ανάγκες. Οι φυσικές λίμνες σχηματίζονται από γεωλογικές διαδικασίες και μπορούν να διαχωριστούν σε πολλές κατηγορίες: παγετωνικές, τεκτονικές, ποτάμιες, παράκτιες, ηφαιστειακές, λίμνες απόφραξης, λίμνες κατολισθήσεων και καρστικές. Οι λίμνες δημιουργούνται σε φυσικές κοιλότητες. Οι λεκάνες τους είναι μάλλον ασύμμετρες και τροφοδοτούνται από αρκετά ποτάμια ή ρυάκια, κατακρημνίσεις και υπόγειες διαρροές. Κατά τη διάρκεια της εποχής των βροχοπτώσεων, οι λίμνες γεμίζουν με νερό, το οποίο στη συνέχεια απελευθερώνεται αργά, μειώνοντας με τον τρόπο αυτό τις πλημμύρες. Οι λίμνες μπορούν να εξαφανιστούν μέσω μακροπρόθεσμων φυσικών διαδικασιών, όπως είναι η καθίζηση, η εξάτμιση και η υπόγεια διαρροή ή εξαιτίας αποστράγγισης ή υπερεκμετάλλευσης από τον άνθρωπο. Υπάρχουν περισσότερες από φυσικές λίμνες, οι οποίες είναι μεγαλύτερες από 0.01 km 2 (1 εκτάριο) στην Ευρώπη. Από αυτές, περίπου το 80% με 90% είναι μικρές, με επιφάνεια από 0.01 μέχρι 0.1 km 2, ενώ περίπου έχουν επιφάνεια η οποία ξεπερνά το 1 km 2. Τα τρία τέταρτα των λιμνών βρίσκονται στη Νορβηγία, τη Σουηδία, τη Φιλανδία και τη Ρωσία. Εικοσιτέσσερις Ευρωπαϊκές λίμνες έχουν επιφάνεια μεγαλύτερη από400 km 2. Η μεγαλύτερη, η λίμνη Λαντόγκα, καλύπτει έκταση km 2 και βρίσκεται στο βορειοδυτικό τμήμα της Ρωσίας, μαζί με τη δεύτερη μεγαλύτερη λίμνη στην Ευρώπη, τη λίμνη Ονέγκα. Οι δύο αυτές λίμνες είναι πολύ μεγαλύτερες από τις υπόλοιπες ευρωπαϊκές λίμνες και ταμιευτήρες. Παρόλα αυτά, είναι μόλις η 18 η και 22 η μεγαλύτερη στον κόσμο. Η τρίτη μεγαλύτερη μάζα γλυκού νερού στην Ευρώπη είναι ο ταμιευτήρας Σαμάρα στο Βόλγα, με έκταση 6450 km 2. Υπάρχουν ακόμα 19 φυσικές λίμνες μεγαλύτερες από 400 km 2 και βρίσκονται στη Φιλανδία, Σουηδία, Εσθονία και το βορειοδυτικό τμήμα της Ρωσίας

22 καθώς επίσης και τρεις στην κεντρική Ευρώπη η λίμνη Μπάλατον, η λίμνη της Γενεύης (λίμνη Λεμάν) και η Μπόντενζε/λίμνη Κωνσταντία Νερόλακκοι Νερόλακκοι ονομάζονται οι πολύ μικρές λίμνες, οι οποίες σχηματίζονται μόνιμα ή κατά καιρούς στην επιφάνεια του εδάφους σε μια περιοχή. Οι υδατικοί πόροι από τους νερόλακκους είναι πολύ περιορισμένοι και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για γεωργικούς ή κτηνοτροφικούς σκοπούς. Παρόλα αυτά, σε μερικές απομακρυσμένες περιοχές, οι οποίες ταλαιπωρούνται από συχνή και έντονη ξηρασία, οι νερόλακκοι μπορεί να καταστούν χρήσιμοι υδάτινοι πόροι για τη διατήρηση δραστηριοτήτων σε οριακό επίπεδο Ταμιευτήρες υπόγειων νερών Ένας ταμιευτήρας υπόγειων υδάτων είναι ένας υπόγειος χώρος κορεσμένος με νερό. Τα υπόγεια ύδατα αποτελούν το υπόγειο τμήμα του υδρολογικού κύκλου (βλ. Παράγραφο 1.1.1). Σε αντίθεση με άλλους φυσικούς πόρους ή πρώτες ύλες, τα υπόγεια ύδατα υπάρχουν σε ολόκληρο τον πλανήτη. Οι πιθανότητες εξαγωγής τους διαφέρουν σημαντικά από τόπο σε τόπο εξαιτίας της βροχόπτωσης και της κατανομής των υδροφορέων (πετρώματα, στρώματα άμμου κλπ, στους πορώδεις χώρους των οποίων βρίσκεται το υπόγειο νερό). Γενικά, τα υπόγεια ύδατα ανανεώνονται μόνο κατά τη διάρκεια ενός μέρους του έτους, αλλά μπορούν να εξαχθούν όλο το χρόνο. Με την προϋπόθεση ότι, υπάρχει επαρκής αναπλήρωση και η πηγή προστατεύεται από τη ρύπανση, τα υπόγεια ύδατα αποτελούν ανεξάντλητο πόρο.

23 Σχήμα 1.5. Νερό από υπόγεια αποθέματα αντλείται στην επιφάνεια με ανεμόμυλο Είναι σημαντικό να γνωρίζουμε το μέγεθος ενός ταμιευτήρα υπόγειων υδάτων, αλλά πρέπει να διαχωρίσουμε το γεωλογικό από το υδρολογικό μέγεθος. Το γεωλογικό μέγεθος είναι ο όγκος του ταμιευτήρα, ο οποίος έχει τη δυνατότητα να αποθηκεύει νερό, ενώ το υδρολογικό μέγεθος είναι ένα μέρος του γεωλογικού μεγέθους, στο οποίο η ροή του νερού επηρεάζεται από τη λειτουργία ενός ή περισσότερων πηγαδιών. Η ποσότητα των υπόγειων υδάτων, που περιέχει ένας υδροφορέας, εξαρτάται από τα κενά στον υδροφορέα, τα οποία γεμίζουν με νερό. Η διαπερατότητα είναι επίσης σημαντική. Το έδαφος και στρώματα πετρωμάτων προστατεύουν συνήθως τα υπόγεια ύδατα από την επιφανειακή ρύπανση. Σε μερικές περιοχές, τα υπόγεια ύδατα μπορεί να περιέχουν μεγάλες ποσότητες φυσικών ουσιών, οι οποίες περιορίζουν τη χρήση τους. Για παράδειγμα, σε ένα υδροφορέα μπορεί να διεισδύσει θαλασσινό νερό. Τα υπόγεια ύδατα μπορεί επίσης να περιέχουν διαλυτές φυσικές ουσίες, όπως το αρσενικό, το φθόριο, νιτρικά ή θειικά, τα οποία περιορίζουν ή και εμποδίζουν ακόμα την άμεση χρήση τους λόγω ανησυχιών για τη δημόσια υγεία Ταμιευτήρες ρύθμισης πίεσης Η ρύθμιση της πίεσης σε ένα σύστημα διανομής ήταν πάντα ένα σοβαρό πρόβλημα στο σχεδιασμό ενός συστήματος διανομής νερού. Μια παλιά, παραδοσιακή μέθοδος ήταν να τοποθετούν τις δεξαμενές σε ψηλό υψόμετρο μέσα στην περιοχή που εξυπηρετούσε το σύστημα. Αυτή είναι μια άκαμπτη λύση με μεγάλο βαθμό

24 αξιοπιστίας. Σήμερα, με τα τεχνολογικά άλματα που έχουν γίνει όσον αφορά ρυθμιστές πίεσης, οι περισσότεροι ταμιευτήρες ρύθμισης πίεσης έχουν αντικατασταθεί από τις κατάλληλες ηλεκτρονικές βαλβίδες. Παρόλα αυτά, οι ταμιευτήρες ρύθμισης πίεσης μπορούν ακόμα να αποτελέσουν τη λύση στις περιπτώσεις περιορισμένης παρακολούθησης ή και συντήρησης στο σύστημα διανομής. Η στάθμη του νερού στον ταμιευτήρα μπορεί να θεωρηθεί σαν ένα σταθερό ποσό ενέργειας, το οποίο εισάγεται σε ένα σύστημα. Πρέπει να υπάρχει πάντα ένας μηχανισμός εκροής, ο οποίος θα διασφαλίζει την ασφαλή εκροή του νερού σε περίπτωση βλάβης στο σύστημα του ταμιευτήρα Ταμιευτήρες/Δεξαμενές Οι ταμιευτήρες και οι δεξαμενές, χρησιμοποιούνται για να προσφέρουν αποθηκευτικό χώρο, να ικανοποιούν τις μεταβολές της ζήτησης, να προσφέρουν αποθέματα νερού για σκοπούς πυρόσβεσης και άλλα επείγοντα περιστατικά και για να εξισώνουν τις πιέσεις στο σύστημα διανομής. Οι πιο κοινές αποθηκευτικές εγκαταστάσεις είναι οι υπερυψωμένες δεξαμενές, αλλά υπάρχουν και άλλα είδη ταμιευτήρων και δεξαμενών, συμπεριλαμβανομένων των υπόγειων ταμιευτήρων και των ανοικτών ή κλειστών ταμιευτήρων. Τα υλικά κατασκευής τους είναι το σκυρόδεμα και ο χάλυβας. Ένα θέμα, το οποίο έχει προκαλέσει μεγάλο ενδιαφέρον, είναι η ανανέωση του νερού στις εγκαταστάσεις αποθήκευσης. Μεγάλο μέρος του όγκου του νερού στις εγκαταστάσεις αποθήκευσης φυλάγεται για σκοπούς πυρόσβεσης, οπότε, μπορεί να υπάρξουν προβλήματα γήρανσης και ανάμιξης του νερού. Το δεύτερο, μπορεί να προκαλέσει διαστρωμάτωση και/ή μεγάλες ζώνες στάσιμων νερών στον όγκο του νερού Υδατόπυργοι Ένας υδατόπυργος είναι ένας ταμιευτήρας ή μια δεξαμενή, η οποία είναι τοποθετημένη πάνω σε ένα κτίσμα, που μοιάζει με πύργο, στην κορυφή μιας περιοχής με ψηλό υψόμετρο, σε μέρος όπου η πίεση του νερού κάτω από άλλες συνθήκες, δε θα ήταν αρκετή για να διανεμηθεί το νερό με ομοιόμορφη πίεση. Οι υδατόπυργοι πρέπει να καθαρίζονται και να αποστειρώνονται σε τακτά διαστήματα, διαφορετικά μπορεί να συγκεντρωθούν και να αναπτυχθούνν βακτήρια.

25 Σχήμα 1.6. Υδατόπυργος Δεξαμενές υποστατικών Οι δεξαμενές των κατοικιών πρέπει να βρίσκονται όσο πιο κοντά γίνεται στα σημεία ζήτησης και προσφοράς, για να μειωθεί η απόσταση, στην οποία μεταφέρεται το νερό και να προστατεύονται, αν είναι δυνατό, από την άμεση ηλιακή ακτινοβολία. Πριν τη διανομή, είναι απαραίτητο να γίνεται κάποια διεργασία διήθησης και απολύμανσης για να διασφαλιστεί η υγεία και η ασφάλεια. Η διεργασία αυτή απομακρύνει τα ιζήματα και τα παθογόνα που προκαλούν ασθένειες από το αποθηκευμένο νερό. 1.3 Κύριο δίκτυο μεταφοράς Κύριοι αγωγοί υπό πίεση Ένα σύστημα σωληνώσεων για μεταφορά νερού περιλαμβάνει τρία διαφορετικά είδη σωλήνων: (α) τον κύριο αγωγό, ο οποίος μεταφέρει το νερό από τις εγκαταστάσεις επεξεργασίας σε μεγάλους ταμιευτήρες αποθήκευσης. Αποτελείται από μεγάλους σωλήνες, συνήθως με διάμετρο από 300 mm μέχρι 1000 mm, ανάλογα με το μέγεθος του πληθυσμού, τις τοπικές συνθήκες και την απαραίτητη παροχή για πυροσβεστικούς σκοπούς, (β) τις δευτερεύουσες σωληνώσεις, οι οποίες τοποθετούνται μετά τον ταμιευτήρα και οδεύουν κατά μήκος των κεντρικών δρόμων της κοινότητας και (γ) τους σωλήνες κατά μήκος των κατοικημένων δρόμων. Οι σωλήνες πρέπει να είναι κατασκευασμένοι για να αντέχουν τις καταπονήσεις που δημιουργούνται από τις εσωτερικές και εξωτερικές πιέσεις, τις αλλαγές στην ταχύτητα κίνησης του νερού, τα εξωτερικά φορτία και τις μεταβολές της θερμοκρασίας. Η εσωτερική πίεση δημιουργείται από τη στατική πίεση και το υδραυλικό πλήγμα. Το υδραυλικό πλήγμα μπορεί να μειωθεί με τη χρήση βαλβίδων αργού κλεισίματος, βαλβίδων ανακούφισης, αεροθαλάμων και πύργων αναπάλσεως. Μια αλλαγή στην κατεύθυνση ή στο μέγεθος της ταχύτητας ροής συνοδεύεται από αλλαγή στην ποσότητα κίνησης του κινουμένου νερού. Μεγάλες

26 μεταβολές στη θερμοκρασία μπορούν να προκαλέσουν διαμήκεις καταπονήσεις. Οι σωλήνες τοποθετούνται σε ορύγματα που αργότερα επιχωματώνονται. Έτσι, πάνω στο σωλήνα ασκούνται κατακόρυφα φορτία Κανάλια και τάφροι Οι τεχνητοί αγωγοί για μεταφορά νερού διαχωρίζονται σε δύο βασικές κατηγορίες, τους με ροή με ελεύθερη επιφάνεια και τους αγωγούς υπό πίεση. Αναπόφευκτα, κάποια ποσότητα νερού χάνεται από όλα τα είδη των αγωγών εξαιτίας των διαρροών, της διήθησης, της απορρόφησης και της εξάτμισης Σήραγγες Οι γραμμές μεταφοράς νερού παίρνουν κάποιες φορές τη μορφή σηράγγων, κάτω από την επιφάνεια του εδάφους, σε πετρώδεις περιοχές κλπ. Στις περιπτώσεις που δεν είναι ούτε πρακτικό, ούτε οικονομικό να τοποθετηθούν σωλήνες ή να δημιουργηθεί ανοικτό κανάλι, επιλέγονται οι σήραγγες. Οι σήραγγες είναι κατάλληλες για περάσματα σε βουνά και σε διασταυρώσεις με ποτάμια. Οι σήραγγες μπορούν να λειτουργούν υπό πίεση ή σαν αγωγοί ελεύθερης ροής (εν μέρει πλήρη) Μεταφορά νερού με πλοία Σε πολύ ακραίες περιπτώσεις, όταν δεν υπάρχει καθόλου νερό και δεν υπάρχουν άλλες διαθέσιμες, συμβατικές πηγές, μπορεί να είναι απαραίτητο να μεταφερθεί to νερό με δεξαμενόπλοια από άλλη πηγή, η οποία βρίσκεται πολύ μακριά από το σημείο που θα χρησιμοποιηθεί το νερό. Όταν τέτοιες μεταφορές απαιτούν ταξίδι μέσω θάλασσας,χρησιμοποιούνται συνήθως μηχανοκίνητα δεξαμενόπλοια νερού ή φορτηγίδες. Νησιά, τα οποία ταλαιπωρούνται συχνά από ανομβρίες, θα πρέπει να μελετήσουν την κατασκευή μόνιμων εγκαταστάσεων εκφόρτωσης, συμπεριλαμβανομένων και αποθηκευτικών χώρων,σαν μέρος των δικτύων διανομής νερού. Η θαλάσσια μεταφορά νερού περιλαμβάνει τη φυσική μεταφορά νερού από μια τοποθεσίασε άλλη μέσω θάλασσας, με τη χρήση φορτηγίδων ή άλλων παρόμοιων δεξαμενόπλοιων. Οι φορτηγίδες πρέπει να περιλαμβάνουν δεξαμενές αποθήκευσης κατάλληλου μεγέθους,για να μεγιστοποιείται η αξία του όγκου του νερού, που μεταφέρεται, σε σχέση μετο κόστος μεταφοράς. Οι δεξαμενές αποθήκευσης πρέπει να είναι κατάλληλα κατασκευασμένεςκαι καθαρές για να αποφεύγεται η μόλυνση του νερού γενικά, θα πρέπει να είναι χώροι οι οποίοι χρησιμοποιούνται μόνο για αυτό το σκοπό και να αποφεύγεται η μεταφορά άλλωνυγρών με αυτά. Οι φορτηγίδες μπορεί να είναιαυτοκινούμενες ή να ρυμουλκούνται από άλλο σκάφος, όπως για παράδειγμα έναρυμουλκό πλοίο. Όταν η φορτηγίδα φτάσει στο κατάλληλο λιμάνι, αγκυροβολεί και τονερό μεταφέρεται με αντλίες σε δεξαμενές αποθήκευσης ή σε άλλα οχήματα στηνξηρά. Η προστασία της ποιότητας του πόσιμου νερού, που μεταφέρεται, είναιμεγίστης σημασίας και η ποιότητα του νερού θα πρέπει να ελέγχεται συνεχώς. Το κύριο λειτουργικό πρόβλημα, το οποίο προκύπτει από τη χρήση θαλάσσιων σκαφών,είναι οι καθυστερήσεις λόγω των καιρικών συνθηκών. Το δεύτερο πιο

27 συχνό πρόβλημα, είναι οι βλάβες στα σκάφη. Η μεταφορά νερού με πλοία είναι, γενικά, πιο δαπανηρή από άλλες εναλλακτικές. Παρόλα αυτά, αυτή η μορφή θαλάσσιας μεταφοράς, είναι χρήσιμη σε περιπτώσεις έκτακτης ανάγκης. Η λύση για χαμηλού κόστους μεταφορά νερού με φορτηγίδα ή δεξαμενόπλοιο, είναι η συνεχής, μακροπρόθεσμη μεταφορά μεγάλων ποσοτήτων νερού με μεγάλα δεξαμενόπλοια. Με αυτό τον τρόπο, μειώνεται σημαντικά το κόστος του νερού που μεταφέρεται. Για να είναι, όμως, αποτελεσματικό αυτό το είδος μεταφοράς, πρέπει να υπάρχουν πολύ αποδοτικές εγκαταστάσεις φόρτωσης και εκφόρτωσης. Αυτή η μέθοδος μεταφοράς νερού είναι κατάλληλη για τις περισσότερες παράκτιες περιοχές, στις οποίες υπάρχουν οι κατάλληλες εγκαταστάσεις για να αγκυροβολήσουν οι φορτηγίδες και η υποδομή για αποθήκευση ή διανομή του νερού μετά την εκφόρτωση. Για να γίνει πιο αποδοτική η μεταφορά νερού με θαλάσσια σκάφη, θα πρέπει να υπάρχει υποδομή, η οποία να επιτρέπει την άμεση διανομή του νερού στους καταναλωτές, μόλις η φορτηγίδα φτάσει στο λιμάνι. Αυτό απαιτεί την παρουσία αντλιών, εγκαταστάσεων επεξεργασίας ή απολύμανσης και γραμμών διανομής στο λιμάνι. Πλεονεκτήματα Η τεχνολογία δεν απαιτεί υψηλά εξειδικευμένο προσωπικό για τη λειτουργία της. Μπορεί να είναι συμφέρουσα σε σύγκριση με το κόστος των διαθέσιμων εναλλακτικών. Μειονεκτήματα Υπάρχει μια χρονική καθυστέρηση πριν την εφαρμογή. Ο χρόνος που χρειάζεται για να ναυλωθεί ένα πλοίο είναι γενικά 3 με 6 μήνες. Οι εργασίες επηρεάζονται από τις καιρικές συνθήκες. Το κόστος μεταφοράς είναι ψηλό και σε πολλές περιπτώσεις απαγορευτικό. Ο χρόνος μεταφοράς είναι σχετικά μεγάλος. Μπορεί να είναι δύσκολο να εξασφαλιστεί η ποιότητα του νερούστο σημείο χρήσης, εξαιτίας πιθανής ανάμιξης με θαλασσινό νερό και/ή μόλυνσης κατά τη μεταφορά. 1.4 Εγκαταστάσεις επεξεργασίας νερού Εισαγωγή Το ακατέργαστο νερό προέρχεται από επιφανειακές και υπόγειες πηγές και μεταφέρεται σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας, όπου μετατρέπεται σε πόσιμο με τη βελτίωση των φυσικών, χημικών και βιολογικών χαρακτηριστικών του. Μετά την προστασία των πηγών, οι επόμενοι φραγμοί ενάντια στη μόλυνση του συστήματος πόσιμου νερού, είναι οι διαδικασίες επεξεργασίας νερού συμπεριλαμβανομένης της απολύμανσης και της φυσικής αφαίρεσης των προσμείξεων. Ο βαθμός επεξεργασίας που απαιτείται για να γίνει πόσιμο το νερό, εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά του ακατέργαστου νερού, τα σχετικά πρότυπα για το πόσιμο νερό, τις διαδικασίες επεξεργασίας που χρησιμοποιούνται και τα χαρακτηριστικά του συστήματος διανομής.

28 Το νερό δεν πρέπει να έχει γεύση ή οσμή, η οποία να ενοχλεί τους καταναλωτές. Για να διαπιστώσουν την ποιότητα του πόσιμου νερού, οι καταναλωτές βασίζονται κυρίως στις αισθήσεις τους. Μικροβιακά, χημικά και φυσικά συστατικά του νερού είναι δυνατό να επηρεάσουν την εμφάνιση, τη μυρωδιά ή τη γεύση του νερού και ο καταναλωτής θα εκτιμήσει την ποιότητα και το κατά πόσο το νερό είναι αποδεκτό, στη βάση αυτών των κριτηρίων. Παρόλο που αυτές οι ουσίες μπορεί να μην έχουν καμιά άμεση επίπτωση στην υγεία, νερό το οποίο είναι θολό, έχει χρώμα ή έχει κάποια δυσάρεστη οσμή ή γεύση, μπορεί να θεωρηθεί μη ασφαλές από τους καταναλωτές και να απορριφθεί. Σε ακραίες περιπτώσεις, οι καταναλωτές μπορεί να αποφύγουν το αισθητικά μη αποδεκτό, αλλά κατά τα άλλα ασφαλές πόσιμο νερό και να προτιμήσουν πιο ευχάριστες αλλά δυνητικά επικίνδυνες πηγές. Για αυτό το λόγο, είναι καλό να λαμβάνονται υπόψη οι αντιλήψεις του καταναλωτή και να ικανοποιούνται κριτήρια που αφορούν τόσο την υγεία, όσο και την αισθητική, όταν εξετάζονται οι πηγές πόσιμου νερού και δημιουργούνται κανονισμοί και πρότυπα. Αλλαγές στη συνήθη εμφάνιση, οσμή ή γεύση του νερού, μπορεί να σηματοδοτούν αλλαγές στην ποιότητα της πηγής του ακατέργαστου νερού ή ανεπάρκειες στις διαδικασίες επεξεργασίας και θα πρέπει να διερευνηθούν. Το κρύο νερό είναι, γενικά, πιο εύγευστο από το ζεστό νερό και η θερμοκρασία θα έχει επιπτώσεις στην αποδοχή άλλων ανόργανων συστατικών και χημικών προσμείξεων, οι οποίες μπορούν να επηρεάσουν τη γεύση. Η υψηλή θερμοκρασία στο νερό ευνοεί την ανάπτυξη μικροοργανισμών και μπορεί να επιδεινώσει προβλήματα που σχετίζονται με τη γεύση, την οσμή, το χρώμα και τη διάβρωση. Οι κατευθυντήριες γραμμές της Ευρωπαϊκής Ένωσης (Ε.Ε) και του Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας (Π.Ο.Υ), γενικά, ακολουθούνται στις περισσότερες χώρες του κόσμου σαν κριτήρια για την ποιότητα του πόσιμου νερού. Εκτός από αυτές τις κατευθυντήριες γραμμές, κάθε χώρα ή περιοχή ή υπηρεσία παροχής νερού μπορεί να έχει τις δικές του επιπλέον κατευθυντήριες γραμμές, οι οποίες διασφαλίζουν ότι οι χρήστες έχουν πρόσβαση σε ασφαλές πόσιμο νερό. Οι πιο κοινές διαδικασίες επεξεργασίας, οι οποίες χρησιμοποιούνται για να καταστεί το νερό κατάλληλο για ανθρώπινη κατανάλωση (βλ. Πίνακα 1.2) είναι: Αρχική εσχάρωση Αποθήκευση Εσχάρωση ή μικροεσχάρωση Αερισμός Κροκίδωση Συσσωμάτωση Καθίζηση Διήθηση Ρύθμιση ph Απολύμανση Αποσκλήρυνση Απομάκρυνση της ιλύος

29 Γεύση As +3 As +5 Cr +3 Cr +6 NO - 3 NO - Ολική 2 ΠΟΕ Σκληρότητα Mn σκληρότητα Cl- Χρώμα Οσμή Αερισμός x x Κροκίδωση Καθίζηση xo x x xo x Διήθηση Αποσκλήρυνση με ασβέστη Χημική οξείδωση και απολύμανση xo x x x x Διεργασίες με μεμβράνες Νανοδιήθηση x x x x Αντίστροφη όσμωση x x x x x x x x x x Ηλεκτροδιάλυση x x x x x x x x x Ιοντοανταλλαγή x x x x x x x Απορρόφηση Κοκκώδης ενεργός άνθρακας Κονιορτοποιημένος ενεργός άνθρακας Ενεργή αλουμίνα x x x x x Πίνακας 1.2. Διαδικασίες επεξεργασίας ικανές να αφαιρέσουν προσμείξεις Η βιβλιογραφία περιλαμβάνει κυρίως εργαστηριακές έρευνες, μελέτες σε πιλοτικές μονάδες επεξεργασίας και πλήρους κλίμακας μελέτες για τις διαδικασίες επεξεργασίας νερού. Πολλές από τις διεργασίες που περιγράφονται, είναι σχεδιασμένες για μεγάλες εγκαταστάσεις επεξεργασίας νερού και μπορεί να μην είναι κατάλληλες για μικρότερες. Σε αυτές τις περιπτώσεις, η επιλογή της τεχνολογίας που θα χρησιμοποιηθεί, πρέπει να γίνεται ανάλογα με την περίπτωση. Οι πληροφορίες αφορούν πιθανότατα την «καλύτερη περίπτωση», αφού τα δεδομένα έχουν συλλεχθεί σε συνθήκες εργαστηρίου ή σε μία προσεκτικά ελεγχόμενη εγκατάσταση για τους σκοπούς του πειράματος. Η πραγματική απόδοση της διαδικασίας εξαρτάται από τη συγκέντρωση χημικών στο ακατέργαστο νερό και γενικά, στην ποιότητα του ακατέργαστου νερού. Για παράδειγμα, η χλωρίωση και η απομάκρυνση οργανικών χημικών και παρασιτοκτόνων με τη χρήση ενεργού άνθρακα ή με οζονοποίηση θα διαταραχτεί, αν υπάρχουν μεγάλες συγκεντρώσεις φυσικών οργανικών υλών. Για πολλές προσμείξεις, πολλές διαφορετικές διαδικασίες θα μπορούσαν να είναι κατάλληλες και η επιλογή μεταξύ των επεξεργασιών θα πρέπει να γίνεται με γνώμονα την τεχνική πολυπλοκότητα και το κόστος, λαμβάνοντας υπόψη τις τοπικές συνθήκες. Οι μεμβράνες, για παράδειγμα, μπορούν να αφαιρέσουν ένα ευρύ φάσμα χημικών, αλλά υπάρχουν πιο απλές και λιγότερο δαπανηρές τεχνικές, οι οποίες μπορούν να είναι αποτελεσματικές για την αφαίρεση των περισσότερων χημικών. Είναι σύνηθες να x x

30 χρησιμοποιείται μια σειρά μονάδων διεργασίας για να επιτευχθεί η επιθυμητή ποιότητα νερού (π.χ. συσσωμάτωση, καθίζηση, διύλιση, κοκκώδης ενεργός άνθρακας, χλωρίωση). Κάθε μια από αυτές συμβάλλει στην απομάκρυνση χημικών. Η χρήση ενός συνδυασμού διεργασιών (π.χ. οζονοποίηση σε συνδυασμό με κοκκώδη ενεργό άνθρακα) για την αφαίρεση συγκεκριμένων χημικών, μπορεί να έχει τεχνικά και οικονομικά πλεονεκτήματα. Η αποτελεσματικότητα των διεργασιών πρέπει να εκτιμάται με τη διεξαγωγή εργαστηριακών ή πιλοτικών ελέγχων στο ακατέργαστο νερό. Οι έλεγχοι αυτοί, πρέπει να έχουν αρκετή διάρκεια για να μπορέσουν να αναγνωρίσουν τυχόν εποχιακές ή άλλες παροδικές διαφοροποιήσεις στις συγκεντρώσεις προσμείξεων και την αποδοτικότητα της διεργασίας. Συνεπώς: «Δεν υπάρχει μια και μοναδική λύση (επιλογή διεργασιών) για όλους τους τύπους νερού». Είναι επίσης δύσκολο να τυποποιηθεί η λύση σε μορφή διεργασιών για νερό από διαφορετικές πηγές. Πρέπει να διεξαχθούν μελέτες επεξεργασιμότητας για κάθε πηγή νερού, σε διαφορετικές εποχές, για να επιλεχθούν οι πιο κατάλληλες διεργασίες. Πρέπει να αναγνωριστεί ότι, κάθε δίκτυο παροχής νερού, έχει τα δικά του, συγκεκριμένα κριτήρια για το πόσιμο νερό Διεργασίες που χρησιμοποιούνται για την επεξεργασία πόσιμου νερού Αρχική εσχάρωση Αποθήκευση Για να προστατευτεί η εγκατάσταση επεξεργασίας, το νερό περνά πρώτα από μια σειρά σχαρών, οι οποίες είναι κατασκευασμένες για να αφαιρούν φύλλα, χαρτί, πέτρες, ξύλα και άλλα αιωρούμενα και επιπλέοντα στερεά. Οι εσχάρες αφαιρούνται συχνά για να καθαριστούν ή πλένονται με αντλίες υψηλής πίεσης για να προληφθεί το φράξιμο. Μετά, το νερό αποθηκεύεται σε δεξαμενες, όπου η ποιότητά του βελτιώνεται Εσχάρωση Πριν από την κύρια επεξεργασία, το νερό περνά ξανά μέσα από σχάρες με μικράδιάκενα, οι οποίες είναι σχεδιασμένες για να αφαιρούν στερεά σωματίδια Αερισμός Οι διεργασίες αερισμού είναι σχεδιασμένες για να αφαιρούν αέρια και πτητικές ενώσεις μέσω αεροδιαχωρισμού. Η μεταφορά οξυγόνου, συνήθως, μπορεί να επιτευχθεί με τη χρήση μιας απλής διάχυσης αέρα στο νερό, χωρίς να υπάρχει ανάγκη για περίπλοκο εξοπλισμό. Ο αεροδιαχωρισμός βελτιώνει το ρυθμό της φυσικής διαδικασίας της εξάτμισης, αυξάνοντας την επιφάνεια επαφής μεταξύ αέρα και νερού, για να αφαιρεθούν οι πτητικές ενώσεις από το νερό. Η αφαίρεση αερίων ή πτητικών ενώσεων όμως, μπορεί να απαιτεί εξειδικευμένες εγκαταστάσεις, οι οποίες να προσφέρουν ψηλό βαθμό μαζικής μεταφοράς από την υγρή στην αέρια φάση. Για τη μεταφορά οξυγόνου, οι φυσητήρες είναι κατασκευασμένοι με τέτοιο τρόπο, ώστε η ροή του νερού να γίνεται μέσω μιας λεπτής μεμβράνης για να επιτυγχάνεται αποδοτική μεταφορά μάζας. Εναλλακτικά, μπορεί να διαχυθεί συμπιεσμένος αέρας διαμέσου ενός συστήματος διάτρητων σωλήνων. Αυτοί οι τύποι φυσητήρων, χρησιμοποιούνται για οξείδωση και καθίζηση σιδήρου και μαγγανίου. Ο αεροδιαχωρισμός, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την

31 αφαίρεση πτητικών οργανικών ενώσεων (π.χ. διαλύτες), μερικών ενώσεων που προκαλούν γεύση και οσμή καιραδονίου Χημική κατακρήμνιση Η συσσωμάτωση και η κροκίδωση είναι μόνο δύο από τα πολλά στάδια που ακολουθούνται, για να φτάσει το ακατέργαστο νερό τα αποδεκτά πρότυπα. (α) Κροκίδωση Η διεργασία που βασίζεται στη χημική κροκίδωση, είναι η πιο κοινή προσέγγιση για επεξεργασία επιφανειακών υδάτων και στηρίζεται σχεδόν πάντα στις ακόλουθες μονάδες διεργασίας. Χημικά κροκιδωτικά, συνήθως άλατα αλουμινίου ή σιδήρου, προστίθενται στο ακατέργαστο νερό κάτω από ελεγχόμενες συνθήκες, για να σχηματιστεί ένα στερεό, ιξώδες μεταλλικό υδροξείδιο. Τα συσσωματώματα, που δημιουργούνται, απομακρύνουν επιπλέοντες και διαλυμένες προσμείξεις με μηχανισμούς εξουδετέρωσης φορτίων, απορρόφησης και παγίδευσης. Η αποτελεσματικότητα της διαδικασίας κροκίδωσης εξαρτάται από την ποιότητα του ακατέργαστου νερού, το κροκιδωτικό ή τα κροκιδωτικά βοηθήματα που χρησιμοποιούνται και λειτουργικούς παράγοντες όπως, τις συνθήκες ανάμιξης, τη δόση κροκιδωτικού και το ph.στη συνέχεια, τα συσσωματώματα αφαιρούνται από το επεξεργασμένο νερό με διεργασίες διαχωρισμού υγρού στερεού, όπως καθίζηση ή επίπλευση και/ή διήθηση με φίλτρα άμμου ή φίλτρα πίεσης. Η αποτελεσματική λειτουργία της διαδικασίας κροκίδωσης εξαρτάται από την επιλογή της βέλτιστης δόσης κροκιδωτικού και επίσης, από την τιμή του ph. Η απαιτούμενη δόση και το ph μπορούν να καθοριστούν με τη διεξαγωγή ελέγχων κροκίδωσης μικρής κλίμακας, οι οποίοι συχνά ονομάζονται Jar tests. Αυξανόμενες δόσεις κροκιδωτικών προστίθενται σε δείγματα ακατέργαστου νερού, τα οποία αναδεύονται και στη συνέχεια αφήνονται να καθιζάνουν. Η βέλτιστη δόση είναι αυτή που αφαιρεί επαρκώς το χρώμα και τη θολότητα το βέλτιστο ph μπορεί να καθοριστεί με παρόμοιο τρόπο. Αυτοί οι έλεγχοι πρέπει να διεξάγονται με επαρκή συχνότητα για να διαπιστώνονται οι αλλαγές στην ποιότητα του ακατέργαστου νερού και συνεπώς στην απαιτούμενη ποσότητα κροκιδωτικού. Κατά την κροκίδωση, μπορεί να προστεθεί στο νερό κονιορτοποιημένος ενεργός άνθρακας ( PAC ), για να απορροφήσει οργανικές ενώσεις, όπως μερικά υδρόφοβα παρασιτοκτόνα. Ο ενεργός άνθρακας θα αφαιρεθεί σαν μέρος των συσσωματωμάτων και θα απορριφθεί με τη λάσπη (ιλύς). Τα συσσωματώματα μπορούν να αφαιρεθούν με καθίζηση, για να μειωθεί ο όγκος των στερεών που καταλήγει στα φίλτρα άμμου. Η καθίζηση, συνήθως, επιτυγχάνεται σε δεξαμενές οριζόντιας ροής ή αντιδραστήρες στιβάδας. Εναλλακτικά, οι τολύπες μπορούν να αφαιρεθούν χρησιμοποιώντας επίπλευση με διαλυμένο αέρα, κατά την οποία, τα στερεά έρχονται σε επαφή με φυσαλίδες αέρα, οι οποίες προσκολλώνται στους τολύπες, οδηγώντας τους στην επιφάνεια της δεξαμενής, από όπου συλλέγονται περιοδικά, υπό μορφή στρώματος λάσπης. Το επεξεργασμένο νερό περνά μέσα από φίλτρα άμμου, για να αφαιρεθούν τα εναπομείναντα στερεά. Το διηθημένο νερό μπορεί να περάσει από ακόμα ένα στάδιο επεξεργασίας, όπως επιπλέον οξείδωση και διήθηση (για την αφαίρεση μαγγανίου), οζονοποίηση και/ή προσρόφηση κοκκώδη ενεργού άνθρακα (για αφαίρεση παρασιτοκτόνων και άλλων οργανικών ενώσεων), πριν την τελική απολύμανση και την είσοδο του επεξεργασμένου νερού στο δίκτυο διανομής. Η κροκίδωση είναι κατάλληλη για την αφαίρεση ορισμένων

32 βαριών μετάλλων και χαμηλής διαλυτότητας οργανικών χημικών, όπως παρασιτοκτόνα με οργανοχλωρίνες. Όσον αφορά άλλα οργανικά χημικά, η κροκίδωση είναι γενικά αναποτελεσματική, εκτός και αν το χημικό είναι προσκολλημένο σε χουμικά υλικά ή απορροφημένο σε σωματίδια. (β) Συσσωμάτωση Τα υλικά και τα σωματίδια, τα οποία βρίσκονται στο πόσιμο νερό (πηλός, οργανικά υλικά, μέταλλα, μικροοργανισμοί), συνήθως είναι πολύ μικρά και έτσι δε θα καθιζάνουν χωρίς βοήθεια. Για να βοηθηθεί η διαδικασία καθίζησης, προστίθενται στο νερό κατάλληλες ενώσεις, με αποτέλεσμα τα αιωρούμενα σωματίδια να προσκολλούνται σε αυτές τις ενώσεις και να δημιουργούν μεγάλα και βαρύτερα σωματίδια. Το νερό αναδεύεται απαλά, με μεγάλα κουπιά, για να διανεμηθεί το κροκιδωτικό. Η διαδικασία αυτή διαρκεί περίπου 25 λεπτά. Η συσσωμάτωση είναι η διαδικασία, κατά την οποία το νερό αναδεύεται αργά και έχει σαν αποτέλεσμα τη διανομή του κροκιδωτικού, την αύξηση του μεγέθους των συσσωματωμάτων και την προσκόλλησή τους σε άσωματίδια για τη δημιουργία μεγαλύτερων σωματιδίων, τα οποία θα καθιζάνουν εύκολα. Ο σκοπός είναι η δημιουργία συσσωμάτων με κατάλληλο μέγεθος, πυκνότητα και σκληρότητα, τα οποία να μπορούν να αφαιρεθούν αποτελεσματικά με καθίζηση και διήθηση. Η δημιουργία τους εξαρτάται από το ρυθμό με τον οποίο γίνονται οι συγκρούσεις μεταξύ των σωματιδίων και τη σταθερότητα τους μετά τις συγκρούσεις Καθίζηση Όταν το νερό είναι ακίνητο ή κινείται με μικρή ταχύτητα, τα αιωρούμενα σωματίδια κατασταλάζουν στον πυθμένα. Συνήθως, χρησιμοποιούνται δύο βασικές διεργασίες καθίζησης, η καθίζηση οριζόντιας ροής και η καθίζηση ανοδικής ροής. Η αποτελεσματική απομάκρυνση των μεγαλύτερων συσσωματωμάτων με καθίζηση βοηθά στην παραγωγή καλύτερης ποιότητας διηθημένου νερού και υποβοηθά τη λειτουργία των φίλτρων. Ο χρόνος παρακράτησης είναι ο μέσος όρος του χρόνου που χρειάζεται, για να περάσει το νερό από τη δεξαμενή καθίζησης. Αν η δεξαμενή είναι κατάλληλα σχεδιασμένη, επιτυγχάνεται η απομάκρυνση ενός μεγάλου ποσοστού των αιωρούμενων σωματιδίων Διύλιση Τα σωματίδια μπορούν να αφαιρεθούν από το ακατέργαστο νερό με τη χρήση φίλτρων βαρύτητας, οριζόντιων φίλτρων, φίλτρων πίεσης ή φίλτρων άμμου. Το νερό περνά απόμια σειρά φίλτρων, τα οποία παγιδεύουν και αφαιρούν τα σωματίδια που παρέμειναν στο νερό. Για να συμπληρωθεί αυτή η διαδικασία, χρησιμοποιούνται συνήθως στρώματα άμμου ή ξυλάνθρακα. Η διήθηση με φίλτρα άμμου είναι μια βιολογική επεξεργασία, ενώ οι υπόλοιπες μέθοδοι διήθησης είναι φυσικές επεξεργασίες. Τα φίλτρα βαρύτητας, τα οριζόντια φίλτρα και τα φίλτρα πίεσης, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για άμεση διήθηση του ακατέργαστου νερού, χωρίς προεπεξεργασία. Τα φίλτρα βαρύτητας και τα φίλτρα πίεσης, χρησιμοποιούνται συνήθως για να διηθήσουν νερό, το οποίο έχει υποστεί επεξεργασίες κροκίδωσης και καθίζησης. Μια εναλλακτική διαδικασία είναι η άμεση διήθηση, κατά την οποία προστίθεται στο νερό κροκιδωτικό και μετά περνά κατευθείαν από τα φίλτρα, όπου αφαιρούνται τα συσσωματώματα (μαζί με τις

33 προσμείξεις) η χρήση της άμεσης διήθησης περιορίζεται από τη χωρητικότητα του φίλτρου για αποθήκευση στερεών. Φίλτρα βαρύτητας Τα φίλτρα βαρύτητας αποτελούνται συνήθως από μια ανοικτή, ορθογώνια δεξαμενή, η οποία περιέχει πυριτική άμμο (εύρος μεγέθους mm ) σε βάθος μεταξύ 0.6 και 2 μέτρων. Το νερό έχει κάθετη ροή και τα στερεά συγκεντρώνονται στα ανώτερα στρώματα της άμμου. Ο ρυθμός ροής είναι γενικά 4 20 m 3 / m 2 /ώρα. Το επεξεργασμένο νερό συλλέγεται από στόμια που βρίσκονται στον πυθμένα του φίλτρου. Τα στερεά που συγκεντρώνονται, απομακρύνονται περιοδικά με τη χρήση κατεργασμένου νερού, ενώ, μερικές φορές, προηγείται πλύσιμο της άμμου με αέρα. Παράγεται αραιωμένη ιλύς, η οποία πρέπει να απομακρυνθεί. Εκτός από τα φίλτρα άμμου, χρησιμοποιούνται φίλτρα διπλού στρώματος ή φίλτρα πολλαπλών στρωμάτων. Αυτά τα φίλτρα συνδυάζουν διαφορετικά υλικά, με αποτέλεσμα η κατασκευή τους να μετατρέπεται από χονδροειδής σε λεπτή, καθώς το νερό περνά μέσα από το φίλτρο. Χρησιμοποιούνται υλικά με κατάλληλη πυκνότητα, για να επιτευχθεί ο διαχωρισμός των διάφορων στρωμάτων μετά από ανάστροφη πλύση. Ένα τυπικό παράδειγμα φίλτρου διπλού στρώματος είναι το φίλτρο ανθρακίτη άμμου, το οποίο αποτελείται, συνήθως, από ένα στρώμα ανθρακίτη με κόκκους μεγέθους 1.5 mm και βάθους 0.2 m, πάνω από ένα στρώμα πυριτικής άμμου, βάθους 0.6 m. Ο ανθρακίτης, η άμμος και ο λυχνίτης, μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε φίλτρα πολλαπλών στρωμάτων. Το πλεονέκτημα των φίλτρων διπλού στρώματος είναι ότι, υπάρχει πιο αποτελεσματική χρήση ολόκληρου του βάθους της κλίνης για τη συγκράτηση σωματιδίων ο ρυθμός ανάπτυξης του ύψους τριβών, μπορεί να είναι μέχρι και ο μισός σε σύγκριση με τα φίλτρα ενός στρώματος, γεγονός το οποίο επιτρέπει μεγαλύτερους ρυθμούς ροής χωρίς να υπάρχει αύξηση του ύψους απωλειών. Τα φίλτρα βαρύτητας χρησιμοποιούνται συνήθως για την αφαίρεση συσσωματωμάτων από κροκιδωμένο νερό. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν, επίσης, για να μειώσουν τη θολότητα (συμπεριλαμβανομένων και απορροφημένων χημικών) και το οξειδωμένο σίδηρο και μαγγάνιο από το ακατέργαστο νερό. Χαλικόφιλτρα Τα χαλικόφιλτρα μπορούν να χρησιμοποιηθούν σαν φίλτρα προεπεξεργασίας πριν από την εφαρμογή άλλων επεξεργασιών, όπως, για παράδειγμα, η διήθηση με φίλτρα άμμου. Τα χαλικόφιλτρα με μέσο διήθησης το χοντρό χαλίκι ή θραυστό υλικό μπορούν να επεξεργαστούν επιτυχώς, νερό με αυξημένη θολότητα. Το κύριο πλεονέκτημα της διήθησης με τα φίλτρα αυτά είναι ότι, ενώ το νερό περνά από το φίλτρο, τα σωματίδια απομακρύνονται τόσο μέσω της διήθησης, όσο και μέσω της καθίζησης λόγω βαρύτητας. Τα οριζόντια φίλτρα μπορούν να έχουν μήκος μέχρι και 10 m και λειτουργούν σε ρυθμούς διήθησης m 3 / m 2 /ώρα. Φίλτρα πίεσης Τα φίλτρα πίεσης χρησιμοποιούνται μερικές φορές, όταν είναι απαραίτητο να διατηρηθεί η πίεση και να αποφευχθεί η χρήση αντλιών στο δίκτυο διανομής. Η κλίνη του φίλτρου βρίσκεται σε κυλινδρικό κέλυφος. Μικρά φίλτρα πίεσης, με δυνατότητα επεξεργασίας περίπου 15 m 3 /ώρα, μπορούν να κατασκευαστούν από

34 πλαστικό ενισχυμένο με γυαλί. Μεγαλύτερα φίλτρα πίεσης, με διάμετρο μέχρι και 4 m, κατασκευάζονται από ειδικά επικαλυμμένο ατσάλι. Η λειτουργία και η αποδοτικότητά τους είναι, γενικά, η ίδια με των φίλτρων βαρύτητας και παρόμοιες εγκαταστάσεις είναι απαραίτητες για τον καθαρισμό τους και την απομάκρυνση της ιλύος. Φίλτρα άμμου βραδείας διύλισης Τα φίλτρα άμμου βραδείας διύλισης αποτελούνται, συνήθως, από δεξαμενές, οι οποίες περιέχουν άμμο (εύρος αποτελεσματικού μεγέθους mm ), σε βάθος μεταξύ 0.5 και1.5 m. Το ακατέργαστο νερό ρέει προς τα κάτω και η θολότητα και οι μικροοργανισμοί αφαιρούνται, αρχικά, στα πρώτα εκατοστά της άμμου. Στην επιφάνεια του φίλτρου αναπτύσσεται ένα βιολογικό υμένιο, γνωστό σαν «schmutzdecke» («στρώμα βρωμιάς» στα γερμανικά), το οποίο μπορεί να συμβάλει στην αφαίρεση μικροοργανισμών. Το επεξεργασμένο νερό συλλέγεται στον πυθμένα του φίλτρου με στραγγιστήρια ή σωληνώσεις. Το ανώτερο στρώμα άμμου (μερικά εκατοστά), το οποίο περιέχει τα συσσωρευμένα στερεά, περιοδικά αφαιρείται και αντικαθίσταται. Τα φίλτρα άμμου λειτουργούν με ρυθμούς ροής νερού μεταξύ0.1 και 0.3 m 3 / m 2 /ώρα. Τα φίλτρα άμμου είναι κατάλληλα μόνο για χαμηλής θολότητας ή προ-διηθημένο νερό. Χρησιμοποιούνται για την αφαίρεση φυκιών και μικροοργανισμών, συμπεριλαμβανομένων πρωτόζωων και, αν έχει προηγηθεί εσχάρωση ή διήθηση με χαλικόφιλτρο, για μείωση της θολότητας (συμπεριλαμβανομένων απορροφημένων χημικών). Η διήθηση με φίλτρα άμμου είναι αποτελεσματική για την αφαίρεση οργανικών ενώσεων, συμπεριλαμβανομένων ορισμένων παρασιτοκτόνων και της αμμωνίας Ρύθμιση ph Το νερό σε ένα δίκτυο διανομής δεν πρέπει να είναι ούτε διαβρωτικό ( ph <7, όξινο νερό), ούτε αλκαλικό ( ph >7).Νερό με ph <7 μπορεί να προκαλέσει διάβρωση των σωληνώσεων και των εγκαταστάσεων, που θα έχει σαν αποτέλεσμα δαπανηρή συντήρηση ή μεταφορά διαβρωτικών υλικών τους καταναλωτές. Στην περίπτωση αυτή, το σύστημα διανομής και αποθήκευσης, πρέπει να είναι κατασκευασμένο από τα κατάλληλα υλικά (π.χ. PVC, πολυαιθυλένιο). Νερό με ph >7 προκαλεί απόθεση αλάτων και μπορεί να έχει σαν αποτέλεσμα μειωμένη αποδοτικότητα και δυσλειτουργία των βαλβίδων, μετρητών κλπ Απολύμανση Η σημαντικότητα της απολύμανσης είναι αδιαμφισβήτητη για την παροχή ασφαλούς πόσιμου νερού. Η καταστροφή μικροβιακών παθογόνων είναι απαραίτητη και συχνά συμπεριλαμβάνει τη χρήση αντιδραστικών χημικών παραγόντων, όπως το χλώριο. Η απολύμανση είναι ένα αποτελεσματικό μέτρο προστασίας ενάντια σε πολλά παθογόνα (ειδικά βακτήρια) κατά την επεξεργασία πόσιμου νερού και πρέπει να χρησιμοποιείται σε επιφανειακά και υπόγεια ύδατα που έχουν μολυνθεί με κόπρανα. Η υπολειμματική απολύμανση χρησιμοποιείται για να προσφέρει μερική προστασία ενάντια σε χαμηλού επιπέδου μόλυνση και ανάπτυξη μέσα στο σύστημα διανομής. Η χημική απολύμανση πόσιμου νερού, το οποίο έχει μολυνθεί από κόπρανα, θα μειώσει γενικά τον κίνδυνο ασθενειών, αλλά δε θα κάνει απαραίτητα το νερό ασφαλές για κατανάλωση. Η απολύμανση μπορεί

35 επίσης, να μην είναι αποτελεσματική ενάντια σε παθογόνα που βρίσκονται μέσα σε συσσωματώματα ή σωματίδια, τα οποία τα προστατεύουν από τη δράση του απολυμαντικού. Υψηλά επίπεδα θολότητας μπορούν να προστατεύσουν τους μικροοργανισμούς από την απολύμανση, να υποβοηθήσουν την ανάπτυξη βακτηρίων και να αυξήσουν σημαντικά την ανάγκη για χλώριο. Μια αποτελεσματική ολική στρατηγική διαχείρισης ενσωματώνει πολλαπλά επίπεδα προστασίας, συμπεριλαμβανομένης προστασίας της πηγής του νερού και κατάλληλες διεργασίες επεξεργασίας, καθώς και προστασία κατά την αποθήκευση και διανομή, σε συνδυασμό με απολύμανση, για να προληφθεί ή να καταπολεμηθεί η μικροβιακή μόλυνση. Η χρήση χημικών απολυμαντικών κατά την επεξεργασία του νερού έχει, συνήθως, σαν αποτέλεσμα, τη δημιουργία χημικών παραπροϊόντων. Παρόλα αυτά, οι κίνδυνοι για την υγεία από αυτά τα παραπροϊόντα είναι πολύ μικροί, σε σχέση με τους κινδύνους που σχετίζονται από την ανεπαρκή απολύμανση και είναι πολύ σημαντικό να μη διακυβεύεται η απολύμανση στην προσπάθεια να ελεγχθούν αυτά τα παραπροϊόντα. Μερικά απολυμαντικά, όπως το χλώριο, μπορούν εύκολα να παρακολουθούνται και να ελέγχονται, όταν χρησιμοποιούνται σαν απολυμαντικά πόσιμου νερού και η συχνή παρακολούθηση επιβάλλεται όταν γίνεται χλωρίωση. Η απολύμανση δεν πρέπει να διακυβεύεται στην προσπάθεια να ελεγχθούν τα παραπροϊόντα από την απολύμανση. Οι πιο κοινές μέθοδοι απολύμανσης είναι: η χλωρίωση, η χλωραμίνωση, η χρήση διοξειδίου του χλωρίου, η προσθήκη όζοντος, η υπεριώδης ακτινοβολία και οι προχωρημένες διεργασίες οξείδωσης. (α) Χλωρίωση Η χλωρίωση μπορεί να επιτευχθεί με τη χρήση υγροποιημένου αερίου χλωρίου, διάλυμα υποχλωριώδους νατρίου ή κόκκους υποχλωριώδους ασβεστίου και επί τόπου γεννητριών χλωρίου. Το υγροποιημένο αέριο χλωρίου περιέχεται σε δοχεία υπό πίεση. Το αέριο αποσύρεται από τον κύλινδρο και εισάγεται στο νερό από ένα χλωριωτή, ο οποίος ελέγχει και ταυτόχρονα μετρά το ρυθμό ροής του αερίου. Το διάλυμα υποχλωριώδους νατρίου προστίθεται στο νερό με τη χρήση ηλεκτρικής αντλίας θετικής εκτόπισης ή βαρυτικού συστήματος τροφοδοσίας. Το υποχλωριώδες ασβέστιο πρέπει να διαλυθεί στο νερό και μετά να προστεθεί στο σύστημα διανομής. Το χλώριο, είτε είναι στη μορφή αερίου σε κύλινδρο, είτε υποχλωριώδες νάτριο ή υποχλωριώδες ασβέστιο, διαλύεται στο νερό και σχηματίζει υποχλωριώδες οξύ ( HOCI ) και υποχλωριώδη ιόντα ( OCl -). Μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφορες τεχνικές χλωρίωσης, συμπεριλαμβανομένης της πλήρους οξείδωσης, της οριακής χλωρίωσης και τηςυπερχλωρίωσης/αποχλωρίωσης. Η πλήρης οξείδωση είναι μια μέθοδος, κατά την οποία η δόση χλωρίου είναι αρκετή για να οξειδώσει γρήγορα όλο το αμμωνιακό άζωτο στο νερό και να αφήσει αρκετό ελεύθερο υπολειμματικό χλώριο, για να προστατεύσει το νερό ενάντια στην επιμόλυνση, από τη χλωρίωση μέχρι τη χρήση. Η υπερχλωρίωση/αποχλωρίωση είναι η προσθήκη μεγάλης δόσης χλωρίου για να προκληθεί γρήγορα απολύμανση και χημική αντίδραση, ακολουθούμενη από την αφαίρεση του επιπλέον ελεύθερου υπολειμματικού χλωρίου. Η αφαίρεση του επιπλέον χλωρίου είναι απαραίτητη, για να προληφθούν προβλήματα στη γεύση. Χρησιμοποιείται, κυρίως, όταν το βακτηριακό φορτίο είναι ευμετάβλητο ή όταν ο χρόνος παραμονής στη δεξαμενή δεν είναι αρκετός. Η οριακή χλωρίωση χρησιμοποιείται όταν το νερό είναι υψηλής ποιότητας και είναι η απλή προσθήκη

36 χλωρίου, για να παραχθεί το επιθυμητό επίπεδο ελεύθερου υπολειμματικού χλωρίου. Η ανάγκη για χλώριο σε τέτοιο νερό είναι πολύ περιορισμένη και μπορεί να μη γίνει καν πλήρης οξείδωση. Η χλωρίωση χρησιμοποιείται κυρίως για απολύμανση μικροβίων. Το χλώριο, όμως, δρα επίσης σαν οξειδωτικό και μπορεί να: αφαιρέσει ή να βοηθήσει στην αφαίρεση μερικών χημικών, όπως για παράδειγμα, στην αποσύνθεση παρασιτοκτόνων που οξειδώνονται εύκολα, όπως το aldicarb να οξειδώσει διαλυμένες ενώσεις (π.χ. μαγγάνιο ( II ))για να δημιουργηθούν αδιάλυτα προϊόντα, τα οποία μπορούν να αφαιρεθούν μετά με διήθηση και να οξειδώσει διαλυμένες ενώσεις, σε μορφές που αφαιρούνται πιο εύκολα. Ένα μειονέκτημα του χλωρίου είναι η ικανότητά του να αντιδρά με φυσικές οργανικές ενώσεις. Η δημιουργία παραπροϊόντων, όμως, μπορεί να ελεγχθεί με τη βελτιστοποίηση του συστήματος επεξεργασίας. (β) Χλωραμίνωση Οι χλωραμίνες (μονοχλωραμίνη, διχλωραμίνη και «τριχλωραμίνη» ή τριχλωρίδιο του υδρογόνου), παράγονται από την αντίδραση υδατικού χλωρίου με αμμωνία. Η μονοχλωραμίνη είναι το μόνο χρήσιμο απολυμαντικό από τις χλωραμίνες και οι συνθήκες που χρησιμοποιούνται για χλωραμίνωση είναι σχεδιασμένες για να παράγουν μόνο μονοχλωραμίνη. Η μονοχλωραμίνη δεν είναι τόσο αποτελεσματικό απολυμαντικό όσο το ελεύθερο χλώριο, αλλά είναι επίμονη και για αυτό το λόγο, αποτελεί ένα ελκυστικό δευτερεύον απολυμαντικό για τη συντήρηση ενός σταθερού συστήματος διανομής. (γ) Διοξείδιο του χλωρίου Ιστορικά, το διοξείδιο του χλωρίου δε χρησιμοποιούνταν ευρέως για την απολύμανση πόσιμου νερού, παρόλα αυτά, τα τελευταία χρόνια έχει αρχίσει να χρησιμοποιείται λόγω ανησυχίας για την παραγωγή τριαλογονομεθανίων ( THM ) από την απολύμανση με χλώριο. Τυπικά, το διοξείδιοτου χλωρίου παράγεται αμέσως πριν τη χρήση, με την προσθήκη αέριου χλωρίου ή ενός διαλύματος υδατικού χλωρίου σε υδατικό χλωριώδες νάτριο. Το διοξείδιο του χλωρίου αποσυντίθεται στο νερό και παράγει χλωριώδη και χλωρικά ιόντα. Καθώς το χλώριο δεν οξειδώνει τα βρωμιούχα (κατά την απουσία ηλιακού φωτός), η επεξεργασία νερού με το διοξείδιο του χλωρίου δε θα παράγει βρωμοφόρμιο ή βρωμικά ιόντα. (δ) Προσθήκη όζοντος Το όζον είναι ένα ισχυρό οξειδωτικό και έχει πολλές εφαρμογές στην επεξεργασία του νερού, συμπεριλαμβανομένης και της οξείδωσης οργανικών χημικών ενώσεων. Το όζον μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν πρωτεύον απολυμαντικό. Το όζον ( O 3 ), δημιουργείται με το πέρασμα ξηρού αέρα ή οξυγόνου διαμέσου ενός ηλεκτρικού πεδίου υψηλής τάσης. Ο πλούσιος σε όζον αέρας που δημιουργείται, διοχετεύεται απευθείας στο νερό με πορώδεις διαχύτες στη βάση δεξαμενών επαφής με διάφραγμα. Η δεξαμενή επαφής προσφέρει χρόνο επαφής λεπτά. Πρέπει να είναι δυνατή η καταστροφή τουλάχιστον 80% του όζοντος που προστίθεται, ενώ το υπόλοιπο περιέχεται στα απαέρια, τα οποία περνούν από καταστροφέα όζοντος και απελευθερώνονται στην ατμόσφαιρα. Η αποτελεσματικότητα της οζόνωσης στηρίζεται στην επίτευξη της επιθυμητής συγκέντρωσης, μετά από ένα δεδομένο χρονικό διάστημα επαφής. Για την οξείδωση οργανικών χημικών ενώσεων, όπως

37 μερικών δυνάμενων να οξειδωθούν παρασιτοκτόνων, χρησιμοποιείται, συνήθως, ένα υπόλειμμα 0.5 mg /λίτρο, μετά από διάστημα επαφής 20 λεπτών. Για να επιτευχθεί αυτό, η απαραίτητη δόση διαφοροποιείται ανάλογα με τον τύπο του νερού, αλλά γενικά, είναι στο εύρος 2-5 mg /λίτρο. Για ακατέργαστο νερό είναι απαραίτητες μεγαλύτερες δόσεις, εξαιτίας του όζοντος που χρειάζονται οι φυσικές οργανικές ενώσεις. Το όζον αντιδρά με τις φυσικές οργανικές ενώσεις και αυξάνει τη βιοδιασπασιμότητά τους, η οποία μετριέται σαν αφομοιώσιμος οργανικός άνθρακας. Για να αποφευχθεί η ανεπιθύμητη ανάπτυξη βακτηρίων στο σύστημα διανομής, η οζόνωση ακολουθείται συνήθως από επεξεργασία, όπως διήθηση ή κοκκώδη ενεργό άνθρακα, για να αφαιρεθούν οι βιοδιασπώμενες οργανικές ενώσεις και από υπολειμματική χλωρίωση, καθώς δεν προσφέρει υπολειμματικό απολυμαντικό. Το όζον είναι αποτελεσματικό για την καταστροφή μεγάλου φάσματος παρασιτοκτόνων και άλλων οργανικών χημικών. (ε) Υπεριώδης ακτινοβολία (UV) Η χρήση υπεριώδους ακτινοβολίας για την επεξεργασία πόσιμου νερού περιορίζεται γενικά στις μικρές εγκαταστάσεις. Η υπεριώδης ακτινοβολία, η οποία εκπέμπεται από μια λάμπα υδραργύρου χαμηλής πίεσης, είναι βιοκτόνα σε μήκη κύματος που κυμαίνονται μεταξύ 180 και 320 νανομέτρων ( nm ). Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την καταστροφή πρωτόζωων, βακτηρίων, βακτηριοφάγων, βλαστομυκήτων, ιών, μυκήτων και μικροφυκιών. Η θολότητα μπορεί να επηρεάσει την απολύμανση με υπεριώδη ακτινοβολία. Η υπεριώδης ακτινοβολία, μπορεί να δράσει σαν ισχυρός καταλύτης σε αντιδράσεις οξείδωσης, όταν χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με το όζον Αποσκλήρυνση Η σκληρότητα, η παρουσία δηλαδή, πολυδύναμων κατιόντων, ειδικά ασβεστίου ( Ca +2 ) και σε μικρότερο βαθμό μαγνησίου ( Mg +2 ), δεν προκαλεί προβλήματα στην υγεία. Περιγράφεται συνήθως, σαν η αντίστοιχη ποσότητα ανθρακικού ασβεστίου ( mg / L CaCO 3 ), η οποία κατατάσσει το νερό από «μαλακό» σε «πολύ σκληρό». Ανάλογα με το ph και την αλκαλικότητα, μπορεί να δημιουργήσει άλατα στους σωλήνες και ειδικά σε συστήματα θέρμανσης. Το μαλακό νερό, με σκληρότητα μικρότερη από περίπου100 mg /λίτρο, έχει μικρή ρυθμιστική ικανότητα και μπορεί να είναι πιο διαβρωτικό για τους σωλήνες νερού. Ο βαθμός σκληρότητας του νερού, παρόλα αυτά, μπορεί να επηρεάσει την αποδοχή του από τους καταναλωτές, εξαιτίας της γεύσης και της παρουσίας αλάτων. Η σκληρότητα, που προκαλείται από το ασβέστιο και το μαγνήσιο, υποδεικνύεται από την ιζηματοποίηση των καταλοίπων σαπουνιού και την ανάγκη για χρήση περισσότερου σαπουνιού για να επιτευχθεί καθαριότητα. Η αποδοχή του βαθμού σκληρότητας από το κοινό μπορεί να διαφέρει σημαντικά από κοινότητα σε κοινότητα, ανάλογα με τις τοπικές συνθήκες. Συγκεκριμένα, είναι πιθανόν οι καταναλωτές να προσέξουν αλλαγές στη σκληρότητα. Το κατώτερο όριο γεύσης για τα ιόντα ασβεστίου είναι μεταξύ mg /λίτρο και εξαρτάται από το σχετικό ανιόν και το κατώτερο όριο γεύσης για το μαγνήσιο είναι πιθανότατα πιο χαμηλό από αυτό του ασβεστίου. Σε μερικές περιπτώσεις, οι καταναλωτές ανέχονται σκληρότητα νερού μεγαλύτερη από 500 mg /λίτρο. Τα υπόγεια ύδατα μπορεί να περιέχουν υψηλά επίπεδα σκληρότητας, ειδικά σε ζώνες δολομίτη.

38 Το σκληρό νερό μπορεί να τύχει επεξεργασίας με διάφορους τρόπους. Η αφαίρεση της σκληρότητας από το νερό, η οποία ονομάζεται αποσκλήρυνση, μπορεί να επιτευχθεί με: αποσκλήρυνση με ασβέστη, ιοντοανταλλαγή, προσθήκη οξέως και προσθήκη χημικών ενώσεων φωσφορικού άλατος. Οι δύο τελευταίες μέθοδοι δεν αφαιρούν τη σκληρότητα, αλλά μειώνουν τα προβλήματα που προκύπτουν από τη χρήση σκληρού νερού. Η επεξεργασία με ασβέστη για τη μείωση της σκληρότητας περιλαμβάνει την προσθήκη ένυδρου ασβέστη [ Ca ( OH ) 2 ] σε σκληρό νερό, για να αφαιρεθεί η ανθρακική σκληρότητα με ιζηματοποίηση, ενώ το ίζημα αφαιρείται με διήθηση. Η μη ανθρακική σκληρότητα, από την άλλη πλευρά, μειώνεται με την προσθήκη ανθρακικού νατρίου ( Na 2 CO 3 ), το οποίο δημιουργεί μη διαλυτό ίζημα, που αφαιρείται και πάλι με διήθηση. Αυτή η συγκεκριμένη μέθοδος για μείωση της σκληρότητας χρησιμοποιείται μερικές φορές από τα δημόσια εργοστάσια επεξεργασίας νερού, για να μειώσουν την ποσότητα ασβεστίου και μαγνησίου στο νερό. Παρόλο που η μέθοδος είναι αρκετά αποτελεσματική για τη μείωση της σκληρότητας, δεν αποτελεί διεργασία πλήρους αφαίρεσης. Η επεξεργασία με ανθρακικό νάτριο είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική, αν το νερό περιέχει διττανθρακική (προσωρινή) σκληρότητα. Όταν το ασβέστιο και το μαγνήσιο βρίσκονται κυρίως σε ενώσεις χλωρίου και φωσφορικές ενώσεις, η διεργασία αυτή δεν είναι τόσο αποτελεσματική. Ο ένυδρος ασβέστης χρησιμοποιείται για να αφαιρέσει το διττανθρακικό ασβέστιο από το νερό. Στο νερό, το οποίο πρόκειται να τύχει επεξεργασίας, τα ιόντα του ένυδρου ασβέστη αντιδρούν με το διττανθρακικό ασβέστιο και δημιουργούν το πολύ χαμηλής διαλυτότητας ανθρακικόασβέστιο. Αυτό το ιζηματοποιημένο υλικό αφαιρείται πρώτα με καθίζηση και μετά με διήθηση. Για να αφαιρεθεί το μαγνήσιο, χρησιμοποιείται επιπλέον ασβέστης. Αυτή η διεργασία έχει απλά αντικαταστήσει το μαγνήσιο με ασβέστιο. Αν μετά προστεθεί ανθρακικόνάτριο στο νερό, το ασβέστιο θα ιζηματοποιηθεί σαν ανθρακικό ασβέστιο. Η ιοντοανταλλαγή είναι η διαδικασία, κατά την οποία ιόντα με το ίδιο φορτίο, ανταλλάσσονται μεταξύ της φάσεως του νερού και της φάσεως της στερεάς ρητίνης. Η αποσκλήρυνση του νερού επιτυγχάνεται με την ανταλλαγή κατιόντων. Το νερό περνά από μια κλίνη με κατιονική ρητίνη και τα ιόντα ασβεστίου και μαγνησίου στο νερό αντικαθίστανται από ιόντα νατρίου. Όταν η ρητίνη ιοντοανταλλαγής εξαντλείται (δηλαδή, εξαντλούνται τα ιόντα νατρίου), αναγεννιέται με τη χρήση ενός διαλύματος χλωριούχου νατρίου. Η διαδικασία της απαλκαλίωσης μπορεί επίσης να αποσκληρύνει το νερό. Το νερό περνά από μια κλίνη ελαφρώς όξινης ρητίνης και τα ιόντα ασβεστίου και μαγνησίου αντικαθίστανται από ιόντα υδρογόνου. Το ιόντα υδρογόνου αντιδρούν με τα ανθρακικά και διττανθρακικά ιόντα και παράγουν διοξείδιο του άνθρακα. Με αυτό τον τρόπο μειώνεται η σκληρότητα του νερού, χωρίς καμιά αύξηση στα επίπεδα νατρίου. Η ανταλλαγή ανιόντων μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αφαίρεση προσμείξεων, όπως τα νιτρικά, τα οποία ανταλλάσσονται με χλώριο. Για αυτό το σκοπό, υπάρχουν ειδικές ρητίνες για νιτρικά. Η ανταλλαγή κατιόντων μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αφαίρεση ορισμένων βαριών μετάλλων. Δυνητικές εφαρμογές των ανιονικών ρητινών, εκτός από την αφαίρεση των νιτρικών, είναι για αφαίρεση προϊόντων αρσενικού και σεληνίου.

39 Απομάκρυνση της ιλύος Η επεξεργασία νερού παράγει κατάλοιπα, κυρίως λάσπη από τις δεξαμενές καθίζησης και νερό από το πλύσιμο των φίλτρων. Η μέθοδος απομάκρυνσης των κατάλοιπων είναι μοναδική για κάθε εργοστάσιο επεξεργασίας, εξαιτίας των διαφορετικών χαρακτηριστικών των παραγόμενων κατάλοιπων. Η ιλύς αποξηραίνεται σε κλίνες αποξήρανσης ή αφυδατώνεται με φυγοκέντρηση ή διήθηση με πίεση και ακολούθως απορρίπτεται σε χώρους υγειονομικής ταφής των αποβλήτων Αφαλάτωση Εισαγωγή Η αφαλάτωση είναι η διαδικασία αφαίρεσης των διαλυμένων ουσιών από το θαλασσινό ή το υφάλμυρο νερό. Σήμερα, υπάρχουν αρκετές τεχνολογίες αφαλάτωσης. Όλες αυτές οι τεχνολογίες αφαιρούν τα άλατα από το αλμυρό νερό (ή ανακτούν γλυκό νερό από το αλμυρό νερό), παράγοντας μια ροή νερού με πολύ μικρή περιεκτικότητα σε αλάτι (η ροή προϊόντος) και μια άλλη με ψηλή περιεκτικότητα σε εναπομείναντα άλατα (η άλμη ή το υπολειμματικό διάλυμα). Οι περισσότερες από αυτές τις τεχνικές στηρίζονται είτε στην διύλιση, είτε στις μεμβράνες για να διαχωρίσουν τα άλατα από το παραγόμενο νερό. Η συνηθέστερη διεργασία είναι η αντίστροφη όσμωση. Η αντίστροφη όσμωση χρησιμοποιεί την κινητήρια δύναμη της υδραυλικής πίεσης, για να ωθήσει το θαλασσινό ή υφάλμυρο νερό μέσα από ημιπερατές μεμβράνες, αφαιρώντας την πλειοψηφία των διαλυμένων αλάτων και των άλλων προσμείξεων. Η τεχνολογία της αφαλάτωσης, προσφέρει τη δυνατότητα να μετατραπεί η, σχεδόν ανεξάντλητη, ποσότητα θαλασσινού νερού και οι προφανώς τεράστιες ποσότητες υφάλμυρων υπόγειων υδάτων σε μια νέα πηγή γλυκού νερού. Τα πιο σημαντικά στοιχεία σε ένα σύστημα αφαλάτωσης νερού είναι: 1) Αντλιοστάσια θαλάσσιου ή υφάλμυρου νερού, είναι οι εγκαταστάσεις που χρησιμοποιούνται για την ανάκτηση νερού από την πηγή και τη μεταφορά του στο σύστημα επεξεργασίας 2) Προεπεξεργασία για αφαίρεση των αιωρούμενων στερεών, έλεγχο της βιολογικής ανάπτυξης και προετοιμασία του νερού για περαιτέρω επεξεργασία 3) Αφαίρεση διαλυμένων στερεών, κυρίως αλάτων και άλλων ανόργανων ενώσεων από το νερό 4) Μετεπεξεργασία, για την πρόληψη της διάβρωσης των σωλήνων νερού με την προσθήκη χημικών στο παραγόμενο νερό 5) Διαχείριση άλμης, είναι η διαχείριση και απόρριψη ή επανάχρηση των κυπολειμμάτων των αλάτων από τη διαδικασία

40 Θαλασσινό νερό Η πυκνότητα του νερού στην επιφάνεια της θάλασσας είναι, τυπικά, gr/cm3. Η πυκνότητα του γλυκού νερού είναι 1.00 gr/cm2, αλλά, προστιθέμενα άλατα μπορούν να την αυξήσουν. Όσο πιο αλμυρό είναι το νερό, τόσο μεγαλύτερη είναι η πυκνότητά του. Όταν το νερό ζεσταίνεται, διαστέλλεται και μειώνεται η πυκνότητά του. Όσο πιο κρύο είναι το νερό, τόσο πιο πυκνό γίνεται. Έτσι, είναι πιθανό το ζεστό αλμυρό νερό, να βρίσκεται πάνω από το κρύο αλμυρό νερό. Η πυκνότητα αλμυρού θαλασσινού νερού στους 15ºC, αλατότητας 35 ppt (μέρη στα χίλια) είναι περίπου gr/cm3. Η αλατότητα, είναι η συνολική ποσότητα σε γραμμάρια των διαλυμένων υλικών σε ένα κιλό θαλασσινού νερού. Έτσι, η αλατότητα είναι μια αδιάστατη ποσότητα και ορίζεται ως το συνολικό βάρος σε γραμμάρια των διαλυμένων στερεών υλικών σε ένα κιλό θαλασσινού νερού, όταν, όλα τα ανθρακικά έχουν μετατραπεί σε οξείδια, το βρώμιο και το ιώδιο έχουν αντικατασταθεί από το χλώριο και όλη η οργανική ύλη έχει οξειδωθεί πλήρως. Επειδή ο πιο πάνω ορισμός ήταν δύσκολο να εφαρμοστεί στην πράξη, επειδή η αλατότητα είναι ευθέως ανάλογη του ποσού του χλωρίου στο θαλασσινό νερό και επειδή το χλώριο μπορεί να μετρηθεί με ακρίβεια με μια απλή χημική ανάλυση, η αλατότητα (S) επαναπροσδιορίστηκε χρησιμοποιώντας τη χλωριότητα: S = Cl Όπου η χλωριότητα Cl προσδιορίζεται σαν «η μάζα αργύρου που χρειάζεται για να ιζηματοποιηθούν πλήρως τα αλογόνα σε kg από το δείγμα θαλασσινού νερού». Η αλατότητα και η χλωριότητα μπορούν να σχετιστούν χρησιμοποιώντας: S = Cl Αυτό είναι το ίδιο όπως και στην προηγούμενη εξίσωση για S = 35. Το εύρος της αλατότητας για το περισσότερο νερό στους ωκεανούς, είναι από μέχρι μέρη στα χίλια, το οποίο μεταφράζεται σε 200 μέρη στο εκατομμύριο. Την ίδια εποχή που υιοθετήθηκαν οι πιο πάνω ορισμοί, οι ωκεανογράφοι είχαν αρχίσει να χρησιμοποιούν μετρητές αγωγιμότητας για να μετρήσουν την αλατότητα. Στοιχείο Σύμβολο mg/λίτρο Οξυγόνο O Υδρογόνο H Χλώριο Cl Νάτριο Na Μαγνήσιο Mg 1290 Θείο S 904 Ασβέστιο Ca 411 Κάλιο K 392

41 Βρώμιο Br 67 Άνθρακας C 28 Φθόριο F 13 Στρόντιο Sr 8 Πίνακας 1.3. Σύνθεση θαλασσινού νερού σε αλατότητα 35% Τεχνολογίες αφαλάτωσης Οι διεργασίες αφαλάτωσης διαχωρίζονται σε: (i) θερμικές μεθόδους, οι οποίες περιλαμβάνουν τη θέρμανση του νερού για την παραγωγή ατμού. Αν αυτός ο ατμός οδηγηθεί σε μια κρύα επιφάνεια, μπορεί να συμπυκνωθεί σε νερό, το οποίο περιέχει πολύ λίγο από το αρχικό αλάτι. Η κύρια θερμική μέθοδος που χρησιμοποιείται είναι η απόσταξη, όπου το αλμυρό νερό θερμαίνεται σταδιακά σε διαδοχικά δοχεία με χαμηλότερη πίεση. (ii) Διεργασίες με μεμβράνες, οι οποίες χρησιμοποιούν μια σχετικά διαπερατή μεμβράνη για να μετακινήσουν είτε το νερό, είτε το αλάτι και να δημιουργήσουν δύο ζώνες διαφορετικής συγκέντρωσης για να παράγουν γλυκό νερό. Οι μεμβράνες μπορούν να σχεδιαστούν για να επιτρέπουν ή να απαγορεύουν το πέρασμα ορισμένων ιόντων. (iii) Διεργασίες ιοντοανταλλαγής. Πιο κάτω παρατίθενται σύντομες περιγραφές των κύριων μεθόδων αφαλάτωσης. (i). Μέθοδοι απόσταξης Η Στιμιαία Απόσταξη Πολλαπλών Σταδίων (MSF) είναι η πιο ευρέως διαδεδομένη μέθοδος αφαλάτωσης στον κόσμο. Περιλαμβάνει τα θέρμανση του θαλασσινού νερού σε ψηλές θερμοκρασίες και το πέρασμά του μέσα από δοχεία φθινουσών πιέσεων για να παραχθεί το μέγιστο ποσό ατμού (γλυκό νερό). Η Απόσταξη Πολλαπλής Επίδρασης (MED) λειτουργεί σε χαμηλότερες θερμοκρασίες αλλά χρησιμοποιεί τις ίδιες αρχές με την Στιγμιαία Απόσταξη Πολλαπλών Σταδίων. Η Απόσταξη με Συμπίεση Ατμού (VC) χρησιμοποιείται, γενικά, σε συνδυασμό με άλλες μεθόδους, όπου η θερμότητα για την εξάτμιση του νερού, προέρχεται από τη συμπύκνωση ατμών αντί από άμεση ανταλλαγή θερμότητας. (ii). Διεργασίες με μεμβράνες Η Αντίστροφη Όσμωση (RO) είναι μια διαδικασία που στηρίζεται στην πίεση, η οποία ωθεί το αλμυρό νερό μέσα από μια μεμβράνη αφήνοντας πίσω τα άλατα. Νανοδιύλιση (NF) Υπερδιύλιση (UF) Μικροδιύλιση (MF) Η Ηλεκτροδιάλυση (ED) είναι μια διαδικασία που στηρίζεται στην τάση και χρησιμοποιεί ένα ηλεκτρικό δυναμικό για να μετακινεί επιλεκτικά τα άλατα μέσα από μια μεμβράνη, αφήνοντας πίσω γλυκό νερό. Οι διαθέσιμες τεχνολογίες, μπορούν να αφαλατώσουν νερό από πολλές πηγές. Ο παρακάτω Πίνακας δείχνει τη δυναμικότητα αφαλάτωσης ανά πηγή νερού. Το 18%

42 της παγκόσμιας δυναμικότητας είναι στη Σαουδική Αραβία, ακολουθούμενο από 17% στις ΗΠΑ, 13% στα Ηνωμένα Αραβικά Εμιράτα, 6% στην Ισπανία και 5% στο Κουβέιτ (Wangnick/GWI, 2005). Ποσοστό Πηγή νερού Παγκόσμιας δυναμικότητας Θαλασσινό νερό 62 Υφάλμυρα 19 Ποτάμια 8 Λύματα 5 Καθαρό 5 Άλμη < 1 Πίνακας 1.4. Παγκόσμια δυναμικότητα αφαλάτωσης ανά πηγή νερού Το Μάιο του 2009, το μεγαλύτερο εργοστάσιο αφαλάτωσης σε λειτουργία, ήταν η εγκατάσταση των 947,890 m³/ημέρα στο Τζουμπάιλ 2 της Σαουδικής Αραβίας. Το μεγαλύτερο υβριδικό MFS-RO (Στιγμιαία Απόσταξη Πολλαπλών Σταδίων και αντίστροφη όσμωση) εργοστάσιο σε λειτουργία, είναι το εργοστάσιο των 456,000 m³/ημέρα στο Φουτζάιρα των 1 Ηνωμένων Αραβικών Εμιράτων. Επιπλέον, στην περιοχή της Μέσης Ανατολής, υπάρχουν ακόμα 5 εργοστάσια υπό κατασκευή, των οποίων η δυναμικότητα ξεπερνά τα 500,000 m³/ημέρα. Το μεγαλύτερο από αυτά, είναι η μονάδα των 880,000 m³/ημέρα στην Shoaiba 3 της Σαουδικής Αραβίας, η οποία αναμένεται να λειτουργήσει σύντομα σε πλήρη δυναμικότητα Στιγμιαία Απόσταξη Πολλαπλών Σταδίων (MSF) Η Στιγμιαία Απόσταξη Πολλαπλών Σταδίων (MSF), η οποία είναι μια διαδικασία εξαναγκασμένης κυκλοφορίας, είναι με μεγάλη διαφορά η πιο παραγωγική από τις τεχνολογίες αφαλάτωσης και έχει τη δυνατότητα μεγάλης παραγωγής ανά μονάδα αφαλάτωσης. Σε παγκόσμια κλίμακα, η MSF είναι από τις πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες τεχνολογίες αφαλάτωσης. Η MSF χρησιμοποιεί μια σειρά θαλάμων ή βαθμίδων, οι οποίοι έχουν διαδοχικά χαμηλότερη πίεση και θερμοκρασία, για να εξατμιστεί γρήγορα (ή να εκτονωθεί) νερό από τον όγκο του υγρού. Στη συνέχεια, ο ατμός έρχεται σε επαφή με τους σωλήνες, που μεταφέρουν το νερό εισόδου και συμπυκνώνεται, ενώ το νερό εισόδου παίρνει την ενέργεια από τη θερμότητα. Ο αριθμός των βαθμίδων, που χρησιμοποιείται στην MSF, είναι ευθέως ανάλογος της αποτελεσματικότητας, με την οποία το σύστημα χρησιμοποιεί και επαναχρησιμοποιεί τη θερμότητα, με την οποία προμηθεύεται Απόσταξη Πολλαπλής Επίδρασης (MED) Η Απόσταξη Πολλαπλής Επίδρασης ( MED ), είναι μια προσέγγιση εξάτμισης με λεπτές στρώσεις, όπου ο ατμός που παράγεται από ένα θάλαμο (ή βαθμίδα), συμπυκνώνεται στον επόμενο θάλαμο, ο οποίος έχει χαμηλότερη θερμοκρασία και πίεση, δίνοντας με αυτό τον τρόπο επιπλέον θερμότητα για εξάτμιση. Η MED

43 χρησιμοποιείται όλο και πιο συχνά όταν προτιμάται ή χρειάζεται η θερμική εξάτμιση, λόγω του ότι η ανάγκη για αντλίες είναι περιορισμένη, με αποτέλεσμα να χρησιμοποιείται λιγότερη ενέργεια από ότι στην MSF. Το μέγεθος των μονάδων MED ήταν αρχικά περιορισμένο, αλλά στην μονάδα αφαλάτωσης των 800,000 m 3 /ημέρα στο Τζουμπάιλ τηςσαουδικής Αραβίας, σχεδιάζεται να χρησιμοποιηθεί τεχνολογία MED. Από τις αρχές της δεκαετίας του 90, η MED είναι η διαδικασία που προτιμάται για βιομηχανική, χαμηλού βαθμού αφαλάτωση με χρήση θερμότητας. Οι μεγαλύτερες μονάδες αφαλάτωσης MED χρησιμοποιούν και τεχνολογία θερμικής συμπύκνωσης ατμών ( TVC ), όπου η πίεση από τον ατμό χρησιμοποιείται (επιπρόσθετα με τη θερμότητα),για να βελτιώσει την αποτελεσματικότητα της διαδικασίας Απόσταξη με Συμπίεση Ατμού (VC) Η συμπύκνωση ατμών ( VC ) είναι μια διαδικασία εξάτμισης, κατά την οποία ο ατμός από τον εξαερωτή συμπυκνώνεται μηχανικά και η θερμότητά του χρησιμοποιείται για θέρμανση του νερού εισόδου. Οι μονάδες VC συνήθως είναι μικρές εγκαταστάσεις με δυναμικότητα μικρότερη των 3,000 m 3 /ημέρα, οι οποίες χρησιμοποιούνται όταν δεν είναι διαθέσιμα νερό για ψύξη και ατμός χαμηλού κόστους. Τα συστήματα VC μπορούν να λειτουργήσουν σε πολύ ψηλές συγκεντρώσεις αλάτων και η διαδικασία VC είναι η καρδιά πολλών βιομηχανικών συστημάτων μηδενικής εκφόρτισης υγρών Αντίστροφη όσμωση (RO) Σε σύγκριση με την απόσταξη και την ηλεκτροδιάλυση, η αντίστροφη όσμωση ( RO ) είναι σχετικά νέα μέθοδος, με την επιτυχήεμποροποίησή της να αρχίζει στη δεκαετία του Η RO είναι μια διαδικασία διαχωρισμού με ημιπερατές μεμβράνες,κατά την οποία το υπό πίεση αλμυρό διάλυμα διαχωρίζεται από τις διαλυτές ουσίες (τα διαλυμένα υλικά),περνώντας μέσα από μια μεμβράνη. Η ωθητική δύναμη της υδραυλικής πίεσης είναι στοεύρος του 1 μέχρι 8300 kpa. Η διαδικασία μπορεί να περιγραφεί σαν ελεγχόμενη διάλυση/διύλυση. Για αυτότο διαχωρισμό δεν είναι απαραίτητη ούτε η θερμότητα, ούτε η αλλαγή φάσεων. Η περισσότερηενέργεια που καταναλώνεται για αυτή τη διαδικασία αφαλάτωσης, χρησιμοποιείται γιανα ασκηθεί πίεση στο νερό εισόδου. Πρακτικά, το αλμυρό νερό εισόδου μεταφέρεταιμε αντλίες σε ένα κλειστό δοχείο, όπου πιέζεται πάνω στην μεμβράνη. Καθώς ένα μέροςτου νερού περνά από τη μεμβράνη, αυξάνεται η περιεκτικότητα σε αλάτι του νερούπου απομένει. Την ίδια στιγμή, ένα μέρος του νερού εισόδου απελευθερώνεται χωρίςνα περάσει μέσα από τη μεμβράνη. Αν δε γινόταν αυτή η ελεγχόμενη εκφόρτιση, η περιεκτικότητασε αλάτι του υπό πίεση νερού εισόδου θα συνέχιζε να αυξάνεται, δημιουργώνταςπροβλήματα, όπως ιζηματοποίηση των υπερκορεσμένων αλάτων και αύξηση τηςοσμωτικής πίεσης πάνω στις μεμβράνες. Τοποσό του νερού εισόδου που απελευθερώνεται σαν απόβλητο στην άλμη, μπορεί να είναιαπό 10 μέχρι 50 τοις εκατό της ροής εισόδου, ανάλογα με την περιεκτικότητα σε αλάτιτου νερού εισόδου, την πίεση και τον τύπο της μεμβράνης. Το σύστημα της μεμβράνης αποτελείται από ένα δοχείο πίεσης και μια μεμβράνη,η οποία επιτρέπει στο νερό εισόδου να πιέζεται πάνω στη μεμβράνη. Η μεμβράνη πρέπεινα είναι σε θέση να αντέχει όλη την πίεση που εφαρμόζεται πάνω της. Οι

44 ημιπερατέςμεμβράνες διαφέρουν στην ικανότητά τους να αφήνουν να περάσει το γλυκό νερό καινα αποτρέπουν το πέρασμα των αλάτων. Καμιά μεμβράνη δεν είναι τέλεια στην ικανότητάτης να απορρίπτει τα άλατα, έτσι μια μικρή ποσότητα αλάτων ξεφεύγει από τημεμβράνη και καταλήγει στο διηθημένο νερό. Ένα σύστημα αντίστροφης όσμωσης αποτελείται από τα πιο κάτω βασικάστοιχεία: Προεπεξεργασία Αντλία υψηλής πίεσης Σύστημα μεμβρανών Μετεπεξεργασία Νανοδιήθηση (NF) Οι μεμβράνες νανοδιύλισης μπορούν να αποτρέψουν το πέρασμα δισθενών ιόντων, όπως η σκληρότητα και μεγαλύτερων προσμείξεων, ενώ έχουν χαμηλότερο βαθμό συγκράτησης των μονοσθενών ιόντων. Η NF μπορεί να αφαιρέσει συνθετικά οργανικά χημικά και παραπροϊόντα απολύμανσης. Έτσι, οι μεμβράνες νανοδιύλισης χρησιμοποιούνται για την αποσκλήρυνση του νερού, την αφαίρεση οργανικών και θειικών και μερική απομάκρυνση ιών. Η διαδικασία NF επιτυγχάνει αφαίρεση μέσω ενός συνδυασμού του μηχανισμού διύλισης/διάχυσηςκαι του αποκλεισμού στερικών και φορτίσεων. Οι πόροι στις μεμβράνες νανοδιύλισης είναι, συνήθως, μικρότεροι από μ m και αποκόπτουν σωματίδια με μοριακό βάρος από 1,000 μέχρι 10,000 Daltons Υπερδιύλιση (UF) Οι μεμβράνες υπερδιύλισης χρησιμοποιούνται για την αφαίρεση προσμίξεων που επηρεάζουν το χρώμα, διαλυμένων οργανικών ενώσεων μεγάλου βάρους, βακτηρίων και ορισμένων ιών. Οι μεμβράνες υπερδιύλισης λειτουργούν με ένα μηχανισμό κοσκινίσματος βάσει μεγέθους ο οποίος λειτουργεί με πίεση, διαμέσου μιας μεμβράνης με πόρους μεγέθους από0.002 μέχρι 0.1 μ m και αποκόπτουν σωματίδια με μοριακό βάρος από 10,000 μέχρι 100,000 Daltons Μικροδιύλιση (MF) Οι μεμβράνες μικροδιύλισης χρησιμοποιούνται για να μειώσουν τη θολότητα και να αφαιρέσουν αιωρούμενα μόρια, φύκια και βακτήρια. Οι μεμβράνες μικροδιύλισης λειτουργούν με μηχανισμό κοσκινίσματος με χαμηλότερη πίεση από αυτή των μεμβρανών νανοδιύλισης και υπερδιύλισης, διαμέσου πόρων μεγέθους από 0.03 μέχρι 10 μ m και αποκόπτουν σωματίδια με μοριακό βάρος μεγαλύτερο των 100,000 Daltons.

45 Ηλεκτροδιάλυση (ED) και Αντίστροφη Ηλεκτροδιάλυση (EDR) Η Ηλεκτροδιάλυση είναι μια διαδικασία ηλεκτροχημικού διαχωρισμού, κατά την οποία μεταφέρονται ιόντα διαμέσου ιοντοανταλλακτικών μεμβρανών με τη χρήση συνεχούς ρεύματος, παράγοντας αφαλατωμένο νερό. Οι διαδικασίες ED και EDR χρησιμοποιούν μεμβράνες διαχωρισμού ιόντων και ηλεκτρικό δυναμικό για να διαχωρίσουν τα ιόντα αλάτων από το νερό. Τα ιόντα αυτά οδηγούνται σε ειδικές μεμβράνες κατιόντων και ανιόντων, αντιδρώντας στην κλίση του ηλεκτρικού δυναμικού, ενώ το απαλλαγμένο από ιόντα νερό περνά μέσα από τη μεμβράνη. Η διαδικασία της EDR είναι παρόμοια με τη διαδικασία της ED, εκτός από το γεγονός ότι χρησιμοποιεί περιοδικά και αναστροφή της πολικότητας. Οι διαδικασίες της ED και της EDR χρησιμοποιούνται για την αφαλάτωση υφάλμυρου και όχι θαλασσινού νερού, γιατί το κόστος αυξάνεται σημαντικά όταν υπάρχει υψηλή αλμυρότητα ή υψηλός όγκος διαλυμένων στερεών ( TDS ) Ιοντοανταλλαγή Οι μέθοδοι ιοντοανταλλαγής χρησιμοποιούν ρητίνες, για να αφαιρέσουν τα ανεπιθύμητα ιόντα από το νερό. Για παράδειγμα, οι ρητίνες ανταλλαγής κατιόντων χρησιμοποιούνται σε οικιακές και δημόσιες εγκαταστάσεις επεξεργασίας νερού, για να αφαιρέσουν τα ιόντα ασβεστίου και μαγνησίου από το σκληρό νερό. Η ιοντοανταλλαγή χρησιμοποιείται κυρίως για αποσκλήρυνση νερού και αφαίρεση μεταλλικών αλάτων. Η εφαρμογή της ιοντοανταλλαγής σε δημοτικό επίπεδο είναι περιορισμένη. Σε μια διαδικασία ιοντοανταλλαγής, το νερό μπορεί να αφαλατωθεί, αφού περάσει πρώτα, σε μορφή υδρογόνου ( H + ), από μια στήλη χαντρών ανταλλαγής κατιόντων. Τα ιόντα υδρογόνου αντικαθιστούν τα κατιόντα στο διάλυμα, τα οποία δεσμεύονται από τις χάντρες ανταλλαγής. Στη συνέχεια, το νερό, σε μορφή υδροξυλίου ( OH ), περνά από μια στήλη χαντρών ανταλλαγής ανιόντων, όπου τα ιόντα υδροξυλίου αντικαθίστανται από τα ανιόντα, τα οποία με τη σειρά τους αντιδρούν με τα ιόντα υδρογόνου στο νερό. Αυτή η διαδικασία, μπορεί να παράγει σχεδόν πλήρως απιονισμένο νερό. Όταν εξαντληθούν οι χάντρες ανταλλαγής, μπορούν να αναγεννηθούν-οι χάντρες ανταλλαγής κατιόντων με τη χρήση οξέος και οι χάντρες ανταλλαγής ανιόντων με τη χρήση βάσεως. Το πρόβλημα είναι ότι, η αφαίρεση μιας λίβρας αλάτων απαιτεί περίπου 1.5 λίβρα οξύ και 1.5 λίβρα βάση, για να αναγεννηθούν οι χάντρες ανταλλαγής. Η διαδικασία αυτή έχει οικονομικά οφέλη, σε σχέση με τις υπόλοιπες διαδικασίες αφαλάτωσης, μόνο όταν η ποσότητα αλάτων που πρέπει να αφαιρεθεί από το νερό είναι μικρή. Γι αυτό το λόγο, η χρήση της ιοντοανταλλαγής περιορίστηκε στο πεδίο παραγωγής υπέρ-καθαρού νερού. Έτσι, κάποια μορφή ιοντοανταλλαγής χρησιμοποιείται, μερικές φορές, σαν τελικό στάδιο επεξεργασίας νερού, από το οποίο έχει αφαιρεθεί το περισσότερο αλάτι με διαδικασίες RO και ED Κινητές μονάδες αφαλάτωσης νερού Οι κινητές μονάδες αφαλάτωσης νερού προσφέρουν νερό σε περιπτώσεις έκτακτης ανάγκης, όπου και όταν χρειάζεται. Οι μονάδες μπορούν να μετακινηθούν εύκολα (μέσω θαλάσσιας, αέριας ή χερσαίας μεταφοράς) και να τεθούν σε λειτουργία σε ξηρές περιοχές, που μαστίζονται από ανομβρία. Οι κινητές μονάδες αφαλάτωσης είναι μια πολύ ευέλικτη λύση για προσφορά πόσιμου νερού σε κοινότητες, αφού μπορούν να συνδεθούν με τα δημόσια συστήματα αποθήκευσης και διανομής

46 νερού. Μπορούν επίσης να τεθούν γρήγορα εκτός λειτουργίας ή να μεταφερθούν σε άλλη περιοχή, αν οι συνθήκες ξηρασίας μετριαστούν. Οι κινητές μονάδες αφαλάτωσης νερού είναι μονάδες επεξεργασίας νερού-συνήθως, κινητές μονάδες αφαλάτωσης Αντίστροφης Όσμωσης-, οι οποίες μπορούν να μεταφερθούν οδικώς ή με αέρια μέσα, καθιστώντας δυνατή την βραχυπρόθεσμη προσφορά νερού σε περιπτώσεις έκτακτης ανάγκης, καθώς και την προσφορά συμπληρωματικής ποσότητας νερού, σε περιοχές που μαστίζονται από ξηρασία ή καταστροφές. Οι μονάδες αυτές μπορούν να τεθούν γρήγορα σε λειτουργία σε περιοχές με έλλειψη νερού, για να παράγουν πόσιμο νερό από μολυσμένες πηγές ή από τον ωκεανό στην περίπτωση των παραθαλάσσιων κοινοτήτων. Οι μονάδες μπορούν να παράγουν γλυκό νερό από διάφορες πηγές ακατέργαστου νερού, όπως πηγάδια, λίμνες, θάλασσες, λιμνοθάλασσες, ποτάμια και ωκεανούς. Οι μονάδες, οι οποίες μοιάζουν με μεγάλο τροχόσπιτο, έχουν διάφορα μεγέθη και χρησιμοποιούν ποικιλία χημικών διεργασιών και μεμβρανών για να διηθήσουν και να καθαρίσουν το νερό, ώστε να γίνει κατάλληλο για ανθρώπινη κατανάλωση. Το νερό μεταφέρεται από την πηγή στην κινητή μονάδα αφαλάτωσης, όπου γίνεται επεξεργασία με ένα πολυμερές, για να αρχίσει η κροκίδωση. Στη συνέχεια, περνά μέσα από ένα φίλτρο πολλαπλών μέσων όπου γίνεται ιοντοανταλλαγή. Μετά, περνά μέσα από ένα φίλτρο με φυσίγγια, το οποίο είναι συνήθως βαμβάκι σε διάταξη σπείρας. Αυτή η διαδικασία καθαρίζει το νερό από σωματίδια μεγαλύτερα των 5 μικρομέτρων και αφαιρεί όλη σχεδόν τη θολότητα. Ακολούθως, το καθαρισμένο νερό μεταφέρεται με μια αντλία υψηλής πίεσης σε μια σειρά διατάξεων αντίστροφης όσμωσης. Το νερό που παράγεται έχει 90 με 99.9% λιγότερα Ολικά Διαλυμένα Στερεά ( TDS ), από το αρχικό ακατέργαστο νερό. Στη συνέχεια, το νερό απολυμαίνεται με χλώριο πριν χρησιμοποιηθεί. Οι κινητές μονάδες αφαλάτωσης νερού έχουν διάφορα μεγέθη και δυναμικότητες. Είναι σημαντικό να πούμε, ότι οι κινητές μονάδες αφαλάτωσης, οι οποίες είναι παρόμοιες με τις συμβατικές εγκαταστάσεις αφαλάτωσης με αντίστροφη όσμωση, έχουν διάταξη συνδεομένων υπομονάδων, επομένως, είναι εύκολο να αυξηθεί η δυναμικότητά τους με την προσθήκη στοιχείων και containers όταν είναι απαραίτητο. Οι κινητές μονάδες αφαλάτωσης (οι οποίες χρησιμοποιούν κυρίως τεχνολογία αντίστροφης όσμωσης), χρειάζονται ηλεκτρική ενέργεια για τη λειτουργία τους. Οι μονάδες αυτές μπορούν να λειτουργήσουν με μονοφασική ηλεκτρική ενέργεια από τοδίκτυο. Για να γίνουν όμως οι μονάδες αυτές αυτόνομες και να μπορούν να λειτουργήσουν σε περιοχές όπου η ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να διακόπτεται ή να μην είναι διαθέσιμη, μπορεί να συμπεριληφθεί στη μονάδα ένα προαιρετικό στοιχείο, το οποίο χρησιμοποιεί γεννήτριες πετρελαίου εσωτερικής καύσεως. 1.5 Δίκτυο διανομής νερού Εισαγωγή Για να μεταφερθεί το νερό από την πηγή στο συνδρομητή, είναι απαραίτητο ένα δίκτυο σωλήνων, αντλιών, δικλίδων κι άλλων παρελκόμενων. Η αποθήκευση νερού για ικανοποίηση μεταβολών της ζήτησης εξαιτίας διαφορετικών ρυθμών χρήσεως ή αναγκώνπυρόσβεσης, απαιτεί εγκαταστάσεις αποθήκευσης, όπως δεξαμενές και ταμιευτήρες.οι σωληνώσεις, η αποθήκευση και η σχετική υποδομή ονομάζονται, γενικά, δίκτυοδιανομής νερού. Το σύστημα διανομής είναι η κύρια επένδυση των δημοτικών επιχειρήσεων ύδρευσης. Το δίκτυο είναι απαραίτητο για τη μεταφορά

47 νερού με ικανοποιητική πίεση,στην απαιτούμενη ποσότητα και ποιότητα, σε κάθε καταναλωτή μέσα στην περιοχή που εξυπηρετείται απο την επιχείριση. Γενικά, ένα δίκτυο διανομής νερού αποτελείται από τα παρακάτω: 1. Άντληση και μεταφορά ανεπεξέργαστου νερού 2. Επεξεργασία και αποθήκευση νερού 3. Μεταφορά και διανομή καθαρού νερού. Η μεταφορά και η διανομή είναι, τεχνικά, πανομοιότυπες διαδικασίες, κατά τις οποίες το νερό μεταφέρεται μέσω ενός συστήματος σωληνώσεων, αποθηκεύεται περιοδικά και καταθλίβεται όταν είναι απαραίτητο, για να ικανοποιηθούν η ζήτηση και οι πιέσεις στο σύστημα. Η διαφορά μεταξύ των δύο, βρίσκεται στον στόχο τους ο οποίος και επηρεάζει την επιλογή της διάταξης του συστήματος. Αυτό το σύστημα σωληνώσεων, συχνά, διαχωρίζεται σε αγωγούς μεταφοράς και αγωγούς διανομής. Οι αγωγοί μεταφοράς αποτελούνται από τμήματα, τα οποία είναι σχεδιασμένα να μεταφέρουν μεγάλες ποσότητες νερού σε μεγάλες αποστάσεις. Οι αγωγοί μεταφοράς, συνήθως, δεν εξυπηρετούν μεμονωμένους συνδρομητές. Οι αγωγοί διανομής έχουν μικρότερη διάμετρο από τους αγωγούς μεταφοράς και τυπικά, ακολουθούν τη γενική τοπολογία και διάταξη των αστικών δρόμων. Αυτό το δίκτυο μικρότερων σωλήνων, το οποίο έχει πολλές συνδέσεις, είναι ένα ενδιάμεσο βήμα προς τη διανομή νερού στους τελικούς συνδρομητές. Οι μεταβολές της ροής σε τέτοια συστήματα είναι πολύ μεγαλύτερες από τις μεταβολές στα συστήματα μεταφοράς. Για να βελτιστοποιηθεί η λειτουργία, μπορούν να εγκατασταθούν στο σύστημα διαφορετικοί τύποι δεξαμενών, αντλιοστάσια, υδατόπυργοι και άλλα παρελκόμενα. Γωνίες, ταυ, σταυροί και διάφορες άλλες συνδεσμολογίες χρησιμοποιούνται για να συνδέσουν και να ανακατευθύνουν τμήματα του σωλήνα. Πυροσβεστικοί κρουνοί, βαλβίδες απομόνωσης, βαλβίδες ελέγχου, βαλβίδες εκτόνωσης και άλλα λειτουργικά στοιχεία και στοιχεία συντήρησης, συχνά, συνδέονται κατευθείαν με τους αγωγούς διανομής. Οι γραμμές μεταφοράς μεταφέρουν το νερό από τους αγωγούς διανομής στους τελικούς συνδρομητές Τρόποι διανομής Ανάλογα με τον τρόπο που παρέχεται το νερό, διακρίνονται οι ακόλουθοι τρόποιδιανομής: (1) βαρύτητα, (2) άμεση άντληση, (3) συνδυασμοί των δύο. Η επιλογή μιας από τιςπιο πάνω εναλλακτικές συνδέεται άμεσα με τις υπάρχουσες τοπογραφικές συνθήκες. Η διανομή με βαρύτητα χρησιμοποιεί τηνυπάρχουσα τοπογραφία. Σε αυτή την περίπτωση, η πηγή βρίσκεται σεψηλότερο υψόμετρο από την περιοχή διανομής. Η διανομή του νερού μπορεί να γίνειχωρίς αντλίες και παρόλα αυτά να υπάρχει ικανοποιητική πίεση. Τα πλεονεκτήματα αυτήςτης μεθόδου είναι : δεν υπάρχουν ενεργειακά κόστη

48 απλή λειτουργία (λιγότερα μηχανικά στοιχεία, δε χρειάζεται ηλεκτρική ενέργεια) χαμηλά κόστη συντήρησης πιο αργές μεταβολές στην πίεση ρυθμιστική δυνατότητα για μη τυπικές καταστάσεις. Όσο και να βοηθούν στη δημιουργία πιέσεων στο σύστημα, οι τοπογραφικές συνθήκες μπορούν να παρεμποδίσουν μελλοντικές παροχές. Τα συστήματα βαρύτητας είναι λιγότερο ευέλικτα όσον αφορά την επέκταση, εξαιτίας του σταθερού εύρους πιέσεων. Επιπλέον, χρειάζονται σωλήνες με μεγαλύτερη διάμετρο, για να ελαχιστοποιηθούν οι απώλειες στην πίεση. Η κύρια λειτουργική ανησυχία είναι η μείωση της δυναμικότητας, εξαιτίας της εισαγωγής αέρα. Στην άμεση άντληση το σύστημα λειτουργεί χωρίς πρόνοια αποθήκευσης, για εξισορρόπηση της ζήτησης. Ολόκληρη η ζητούμενη ποσότητα εισάγεται κατευθείαν στο δίκτυο. Καθώς το σύστημα πρέπει να ικανοποιεί τις μεταβολές στη ζήτηση, είναι σημαντική η σωστή επιλογή των μονάδων, για να βελτιστοποιηθεί η κατανάλωση ενέργειας. Πρέπει επίσης να υπάρχει πρόνοια για εφεδρική δυναμικότητα άντλησης για μη τυπικές καταστάσεις. Τα πλεονεκτήματα του συστήματος άμεσης άντλησης είναι αντίθετα από αυτά του συστήματος διανομής με βαρύτητα. Με καλό σχεδιασμό και λειτουργία μπορούν να επιτευχθούν στο σύστημα οποιεσδήποτε πιέσεις. Τα συστήματα αυτά όμως, είναι συστήματα με πολύπλοκη λειτουργία και συντήρηση και εξαρτώνται από την ύπαρξη αξιόπιστης πηγής ενέργειας. Για αυτό το λόγο, είναι απαραίτητη η λήψη επιπλέον προφυλάξεων, όπως, εναλλακτική πηγή τροφοδοσίας, αυτόματη λειτουργία των αντλιών, απόθεμα ανταλλακτικών κλπ. Τα συστήματα συνδυασμών λειτουργούν με αντλιοστάσια και δεξαμενές, για εξισορρόπηση της ζήτησης. Μέρος της περιοχής διανομής μπορεί να εξυπηρετείται από άμεση άντληση και ένα άλλο μέρος από βαρύτητα. Σε αυτή την περίπτωση, είναι απαραίτητο να υπάρχει μεγάλος αποθηκευτικός όγκος, αλλά η δυναμικότητα άντλησης θα είναι μικρότερη από αυτή του συστήματος άμεσης άντλησης. Τα συστήματα συνδυασμού χρησιμοποιούνται, συνήθως, σε λοφώδεις περιοχές. Η επικρατούσα τοπογραφία μπορεί να οδηγήσει στη χρήση πιεζομετρικών ζωνών. Με τη δημιουργία πιεζομετρικών ζωνών, μπορεί να γίνει οικονομία, καθώς, σε διαφορετικά υψόμετρα, παρέχεται νερό με χαμηλότερα κόστη άντλησης και χρησιμοποιούνται σωληνώσεις χαμηλότερης αντοχής, λόγω της χαμηλότερης πίεσης. Από τεχνικής άποψης, οι πιεζομετρικές ζώνες μπορεί να έχουν πλεονεκτήματα, όπως, η πρόληψη πολύ ψηλών πιέσεων στα κατάντη (μπορούν να χρησιμοποιηθούν δικλίδες μείωσης πίεσης) ή στην παροχή ικανοποιητικών πιέσεων στα ανάντη (μεαντλίες), όταν η πηγή της παροχής βρίσκεται στη χαμηλότερη ζώνη Διατάξεις συστήματος Ανάλογα με τον τρόπο με τον οποίο συνδέονται μεταξύ τους οι σωλήνες, μπορούν να διακριθούν οι ακόλουθες διατάξεις συστήματος: (α) σειριακή, (β) ακτινωτή, (γ) κλειστή (βροχωτή), (δ) μικτή. Το σειριακό δίκτυο (Σχήμα 1.7.) είναι ένα σύστημα χωρίς διακλαδώσεις ή βρόχους

49 και αποτελεί την πιο απλή διάταξη. Έχει μια πηγή, ένα άκρο και μερικούς ενδιάμεσους κόμβους (σημεία ζήτησης). Κάθε ενδιάμεσος κόμβος συνδέει δύο κλάδους. Η κατεύθυνση ροής είναι σταθερή, από την πηγή, στο άκρο του συστήματος. Τα συστήματα αυτά χρησιμοποιούνται σε πολύ μικρές (αγροτικές) περιοχές διανομής και παρόλο που δεν είναι τόσο δαπανηρά, δε χρησιμοποιούνται συχνά εξαιτίας της χαμηλής αξιοπιστίας τους και των προβλημάτων ποιότητας, που δημιουργούνται από τη στασιμότητα του νερού στο άκρο του δικτύου. Σχήμα 1.7. Σειριακό δίκτυο Το ακτινωτό σύστημα, το οποίο ονομάζεται επίσης δενδροειδές ή δενδριτικό σύστημα, είναι ένας συνδυασμός σειριακών δικτύων. Αποτελείται, συνήθως, από ένα σημείο παροχής και αρκετά άκρα (Σχήμα1.8.). Σε αυτή την περίπτωση, οι ενδιάμεσοι κόμβοι στο σύστημα ενώνουν έναν ανάντη κλάδο με έναν ή περισσότερους κατάντη κλάδους. Η σταθερή κατεύθυνση ροής δημιουργείται από τη διανομή από την πηγή, στα άκρα του συστήματος και το νερό μπορεί να ακολουθήσει μόνο μια διαδρομή, για να φτάσει από την πηγή στον συνδρομητή. Τα ακτινωτά συστήματα είναι κατάλληλα για μικρές κοινότητες, αφού ληφθεί υπόψη το αποδεκτό επενδυτικό κόστος. Παρόλα αυτά, τα κυριότερα μειονεκτήματα παραμένουν: - μικρή αξιοπιστία, - πιθανός κίνδυνος μόλυνσης, λόγω του ότι μεγάλα μέρη του δικτύου παραμένουν χωρίς νερό κατά τη διάρκεια μη τυπικών καταστάσεων, - συγκέντρωση ιζημάτων λόγω στασιμότητας του νερού στα άκρα του συστήματος, με αποτέλεσμα να δημιουργούνται σε ορισμένες περιπτώσεις προβλήματα στην οσμή και τη γεύση, - κυμαινόμενη ζήτηση νερού, με αποτέλεσμα να παράγονται ψηλές μεταβολές στην πίεση, - σε περίπτωση βλάβης αγωγού, όλοι οι πελάτες κατάντη της βλάβης δε θα έχουν νερό μέχρι να τελειώσουν οι επισκευές.

50 Σχήμα 1.8. Ακτινωτά σύστημα Σε βροχωτά συστήματα ή κυκλοφοριακά συστήματα (Σχήμα 1.9.), όπως υπονοεί και η ονομασία τους, είναι δυνατό να υπάρχουν πολλές διαδρομές, τις οποίες μπορεί να ακολουθήσει το νερό για να φτάσει από την πηγή σε ένα συγκεκριμένο συνδρομητή. Αυτό το σύστημα, αποτελείται από κόμβους, οι οποίοι μπορούν να λάβουν νερό από περισσότερες από μια πλευρές. Αυτό είναι επακόλουθο της δομής του δικτύου, η οποία διαμορφώθηκε με αυτό τον τρόπο, για να εξαλειφθούν τα μειονεκτήματα των ακτινωτών συστημάτων. Η βροχωτή διάταξη μπορεί να αναπτυχθεί από ένα ακτινωτό σύστημα με τη σύνδεση των άκρων του, είτε αρχικά, είτε σε μεταγενέστερο στάδιο, σε πλέγμα βρόχων. Τα προβλήματα, τα οποία αναφέρονται στα ακτινωτά συστήματα αντιμετωπίζονται με τους ακόλουθους τρόπους: - τα βροχωτά συστήματα είναι, γενικά, πιο επιθυμητά από τα ακτινωτά συστήματα γιατί, σε συνδυασμό με δικλίδες, μπορούν να προσφέρουν ένα ακόμα επίπεδο αξιοπιστίας, - επειδή το νερό ρέει σε περισσότερες από μια κατευθύνσεις, δε δημιουργείται στασιμότητα μακράς διαρκείας, - σε περίπτωση βλάβης ενός αγωγού, η βλάβη μπορεί να απομονωθεί για να επισκευαστεί, με ελάχιστες επιπτώσεις στους συνδρομητές που βρίσκονται έξω από την πληγείσα περιοχή - Κατά τη διάρκεια συντήρησης του συστήματος, η γύρω περιοχή θα προμηθεύεται με νερό που ρέει από άλλες κατευθύνσεις, στην περίπτωση των συστημάτων με αντλίες, η αύξηση της πίεσης που δημιουργείται από περιορισμό της ροής, μπορεί να βοηθήσει προς αυτή την κατεύθυνση, - Οι διακυμάνσεις στη ζήτηση του νερού θα έχουν λιγότερες επιπτώσεις στις διακυμάνσεις της πίεσης. Σχήμα 1.9. Βροχωτό σύστημα (δικτυωτό) Ένα άλλο πλεονέκτημα της βροχωτής διάταξης είναι οι μικρότερες ταχύτητες και η μεγαλύτερη δυναμικότητα του συστήματος, λόγω του ότι υπάρχουν περισσότερες από μια διαδρομές, τις οποίες μπορεί να ακολουθήσει το νερό για να φτάσει στον

51 χρήστη. Όσον αφορά την υδραυλική, τα βροχωτά συστήματα είναι πολύ πιο πολύπλοκα από τα σειριακά ή τα ακτινωτά συστήματα. Σε τέτοια συστήματα, η μορφή της ροής καθορίζεται, όχι μόνο από το σχήμα του δικτύου, αλλά και από τη λειτουργία του συστήματος. Αυτό σημαίνει ότι, οι κρίσιμες πιέσεις μπορούν, με το χρόνο, να εμφανιστούν σε διαφορετικά σημεία. Στην περίπτωση της παροχής από περισσότερες από μια πηγές, η ανάλυση γίνεται ακόμα πιο πολύπλοκη. Τα βροχωτά συστήματα είναι πιο δαπανηρά όσον αφορά επενδυτικό κόστος και κόστος λειτουργίας. Είναι η κατάλληλη λύση για τις αστικές (ή βιομηχανικές) περιοχές διανομής, οι οποίες απαιτούν ένα πολύ αξιόπιστο σύστημα παροχής καλής ποιότητας νερού. Τα μικτά δίκτυα είναι ο πιο κοινός τύπος δικτύων στις μεγάλες αστικές περιοχές. Το κεντρικό μέρος του συστήματος αποτελείται από βροχωτή διάταξη, ενώ η παροχή στις παρυφές της περιοχής γίνεται με επεκτάσεις γραμμών (Σχήμα 1.10.). Σχήμα Μικτό δίκτυο Η διάταξη του συστήματος επηρεάζεται από την τοπογραφία, το δίκτυο δρόμων, τη θέση των ταμιευτήρων και άλλων εγκαταστάσεων και τον τρόπο με τον οποίο αναπτύχθηκε η περιοχή που θα εξυπηρετηθεί Σημεία σύνδεσης στο δίκτυο Τα σημεία σύνδεσης συνδέουν τους χρήστες με το δίκτυο διανομής. Μια τυπική διάταξη σύνδεσης αποτελείται από: σύνδεσμο, σωλήνα, εσωτερική και εξωτερική δικλίδα διακοπής και μετρητή νερού, ενώ μπορεί να προστεθεί και μια βαλβίδα αντεπιστροφής. Η σύνδεση με το δίκτυο μπορεί να γίνει στο πάνω μέρος του σωλήνα, από τα πλάγια, με ή χωρίς σάγματα κλπ. Τα σημεία σύνδεσης τοποθετούνται, συνήθως, σε σωλήνες διανομής που βρίσκονται σε λειτουργία(δηλαδή, υπό πίεση). 1.6 Προστατευτικός εξοπλισμός και τεχνικές Δικλίδες Ταξινόμηση Η δικλίδα είναι ένα στοιχείο, το οποίο μπορεί να ανοίξει και να κλείσει σε διαφορετικούς βαθμούς (ρύθμιση), για να μεταβληθεί η αντίστασή της στη ροή και να ελεγχθεί, με αυτό τον τρόπο, η κίνηση του νερού μέσα σε ένα σωλήνα.

52 Οι δικλίδες στα συστήματα διανομής νερού διαχωρίζονται με βάση τη βασική λειτουργία τους, τον ρόλο τους στο σύστημα και τον τρόπο ελέγχου. Γενικά, οι δικλίδες έχουν τρεις βασικές λειτουργίες : - ρύθμιση της ροής και/ή της πίεσης (δικλίδες ελέγχου ροής, βαλβίδες μείωσης- ή βαλβίδες διατήρησης της πίεσης κλπ.) - αποκλεισμός μέρους του δικτύου σε περιπτώσεις έκτακτης ανάγκης ή για λόγους συντήρησης (δικλίδες απομόνωσης ροής) - προστασία ταμιευτήρων και αντλιών (π.χ. βαλβίδα ελέγχου τροφοδοσίας αγωγού μέσω στάθμης δεξαμενής, βαλβίδες αντεπιστροφής). Οι δικλίδες κατατάσσονται στις πέντε ακόλουθες βασικές κατηγορίες: Δικλίδες απομόνωσης Βαλβίδες αντεπιστροφής Βαλβίδες ελέγχου υψομέτρου Βαλβίδες εισαγωγής/εξαγωγής αέρα Δικλίδες ελέγχου Μερικές δικλίδες σταματούν αυτόματα τη ροή του νερού, με βάση την πίεση ή τη ροή και άλλες λειτουργούν χειροκίνητα και χρησιμοποιούνται για να απομονώσουν τελείως κάποια μέρη του συστήματος. Η συμπεριφορά των διαφορετικών τύπων δικλίδων έχει σημαντικές διαφορές, οι οποίες προκύπτουν από το λογισμικό που χρησιμοποιείται. Αυτό το τμήμα του κειμένου είναι μια εισαγωγή στους πιο κοινούς τύπους δικλίδων και τις εφαρμογές τους. Όταν τεθεί σε λειτουργία το κλείσιμο της δικλίδας, προκαλείται διαταραχή στη ροή, η οποία δημιουργεί την απώλεια πίεσης. Το μέγεθος αυτής της απώλειας καθορίζεται από τη σχέση μεταξύ του βαθμού κλεισίματος της βαλβίδας και του συντελεστή απωλειών. Οι κατασκευαστές, συνήθως, παρέχουν ένα διάγραμμα, το οποίο είναι γνωστό σαν πίνακας περιγραφικών χαρακτηριστικών, για κάθε συγκεκριμένο τύπο και κάθε διάμετρο δικλίδας. Η κατασκευή πολλών δικλίδων στηρίζεται στην κίνηση του στοιχείου κλεισίματος, η οποία μπορεί να είναι γραμμική (π.χ. στην περίπτωση των συρταρωτών ή βελονοειδών δικλίδων), κυκλική (βαλβίδες πεταλούδας) ή παραμόρφωση (βαλβίδες μεμβράνης). Οι συρταρωτές δικλίδες και οι δικλίδες τύπου πεταλούδας είναι οι βαλβίδες που χρησιμοποιούνται πιο συχνά στην μεταφορά και διανομή του νερού. Ο αριθμός των δικλίδων απομόνωσης ροής σε οποιοδήποτε μεγάλο σύστημα διανομής μπορεί να είναι τεράστιος, με τις περισσότερες από αυτές να μην χρησιμοποιούνται πολύ συχνά. Στις περιπτώσεις όπου πολλές δικλίδες πρέπει να τεθούν σε λειτουργία σε μικρό χρονικό διάστημα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια αυτόματη συσκευή με ρυθμιζόμενη ταχύτητα περιστροφής. Η περιστασιακή

53 περιστροφή των δικλίδων, γνωστή σαν αναγέννηση των βαλβίδων, είναι μέρος της συνήθους συντήρησης του δικτύου για να αποτραπεί το φράξιμο του μηχανισμού. Οι δικλίδες μπορούν να λειτουργούν αυτόματα ή χειροκίνητα. Η αυτόματη λειτουργία, συνήθως, στηρίζεται σε ένα πρόγραμμα (χρονικά ελεγχόμενες δικλίδες), στην πίεση ή την στάθμη του νερού (δικλίδα ελέγχου τροφοδοσίας αγωγού μέσω στάθμης δεξαμενής, βαλβίδες ελέγχου πίεσης, δικλίδες μείωσης ή διατήρησης της πίεσης), στην παροχή ή στην κατεύθυνση ροής (δικλίδες ελέγχου ροής και βαλβίδες αντεπιστροφής) κάπου μέσα στο σύστημα. Σήμερα, ποικιλία μηχανικού, υδραυλικού και ηλεκτρονικού εξοπλισμού εμπλέκεται στον έλεγχο της λειτουργίας των βαλβίδων, με εξειδικευμένα μέσα, τα οποία επιτρέπουν και τον χειρισμό από απόσταση Δικλίδες απομόνωσης Ο πιο κοινός τύπος δικλίδας στα συστήματα διανομής νερού, είναι η δικλίδα απομόνωσης, η οποία μπορεί να κλείσει χειροκίνητα για να σταματήσει τη ροή του νερού. Όπως υποδηλώνει και ο όρος «απομόνωση», ο πρωταρχικός σκοπός αυτών των δικλίδων, είναι να παρέχουν στα συνεργεία ένα τρόπο απομόνωσης μέρους του συστήματος για να, παραδείγματος χάριν, διορθώσουν ένα σπασμένο σωλήνα ή μια διαρροή. Τα καλά σχεδιασμένα δίκτυα διανομής νερού έχουν βαλβίδες απομόνωσης σε όλη την έκταση του δικτύου, ούτως ώστε η συντήρηση και τα επείγοντα να επηρεάζουν, όσο το δυνατό, λιγότερους συνδρομητές. Σε μερικά συστήματα, για παράδειγμα, οι βαλβίδες απομόνωσης μπορεί να διατηρούνται επίτηδες κλειστές, για να ελέγχουν τα όρια των πιεζομετρικών ζωνών. Υπάρχουν πολλοί τύποι δικλίδων απομόνωσης, οι οποίοι μπορούν να χρησιμοποιηθούν, συμπεριλαμβανομένων των συρταρωτών δικλίδων (ο πιο δημοφιλής τύπος), δικλίδες τύπου πεταλούδας, σγαιρικές δικλίδες και βαλβίδες βύσματος. Στα περισσότερα υδραυλικά μοντέλα, η συμπερίληψη κάθε βαλβίδας απομόνωσης θα αποτελούσε περιττή λεπτομέρεια. Αντί αυτού, η συμπεριφορά της δικλίδας απομόνωσης (μικρές απώλειες, η ικανότητα να ανοίγει και να κλείνει κλπ.) μπορεί να καθοριστεί σαν μέρος ενός σωλήνα. Η πρωταρχική λειτουργία των συρταρωτών δικλίδων είναι η απομόνωση μέρους ενός σωλήνα. Συνεπώς, οι δικλίδες αυτές, συνήθως, λειτουργούν σε θέση «ανοικτό/κλειστό». Ο έλεγχος της ροής είναι δυνατός αλλά δε συνηθίζεται. Ο δίσκος, ο οποίος είναι εν μέρει εκτεθειμένος στη ροή, μπορεί να χαλαρώσει, προκαλώντας διαρροή όταν είναι στη θέση «κλειστό». Οι συρταρωτές δικλίδες έχουν καλή υδραυλική απόδοση, καθώς, ο δίσκος ανυψώνεται πλήρως όταν η δικλίδα είναι στη θέση «ανοικτό», μειώνοντας τις απώλειες στο ελάχιστο, άλλωστε αυτό είναι επίσης χρήσιμο αν ο σωλήνας καθαρίζεται με μηχανικά μέσα. Το μειονέκτημα όμως είναι ότι, το κάλυμμα του δίσκου απαιτεί επιπλέον χώρο γύρω από τη δικλίδα. Σαν προστασία ενάντια στις υπερπιέσεις, οι συρταρωτές βαλβίδες πρέπει να είναι συνεχώς ανοικτές ή κλειστές για μεγάλα χρονικά διαστήματα, γεγονός που τις καθιστά ακατάλληλες για μέρη όπου είναι απαραίτητη πιο συχνή λειτουργία των βαλβίδων. Μερικές φορές, μπορεί να χρειαστεί μεγάλο χρονικό διάστημα για να ρυθμιστεί μια μεγάλη συρταρωτή αντλία από την μια ακραία θέση στην άλλη. Η διαδικασία γίνεται ακόμα πιο δύσκολη κατά τη διαδικασία ανοίγματος, καθώς η δύναμη ώθησης εφαρμόζεται μόνο στη μια πλευρά του δίσκου. Για αυτό το λόγο, συνιστάται μια παράκαμψη στην περίπτωση των

54 βαλβίδων με μεγαλύτερες διαμέτρους, η οποία χρησιμοποιείται για να γεμίσει το άδειο τμήμα με νερό και να εξισορροπήσει τις πιέσεις στο δίσκο. Στις δικλίδες τύπου πεταλούδας, ο δίσκος είναι μόνιμα τοποθετημένος στο σωλήνα και περιστρέφεται γύρω από ένα οριζόντιο ή κάθετο άξονα. Όταν η δικλίδα είναι τελείως ανοιχτή, ο δίσκος θα τοποθετηθεί στην ίδια κατεύθυνση με τη ροή, δημιουργώντας ένα εμπόδιο, το οποίο αυξάνει το ύψος των απολειών σε σύγκριση με μια πλήρως ανοιχτή συρταρωτή δικλίδα. Οι δικλίδες τύπου πεταλούδας χρησιμοποιούνται ευρέως σε αντλιοστάσια, καθώς έχουν μικρότερο μέγεθος, η λειτουργία τους είναι πιο εύκολη και είναι πιο φθηνές από τις συγκρίσιμες συρταρωτές δικλίδες. Επίσης, χρησιμοποιούνται συχνά σε δίκτυα διανομής, με το κύριο μειονέκτημά τους να είναι το εμπόδιο που δημιουργείται από το δίσκο, το οποίο καθιστά αδύνατο τον καθαρισμό του σωλήνα με μηχανικά μέσα. Η βαλβίδα και στις δύο περιπτώσεις, θα λειτουργεί κυρίως στις θέσεις «ανοικτό/κλειστό», αλλά είναι δυνατός και κάποιος βαθμός ελέγχου της ροής. Παρόλα αυτά, η χρήση τους για ρύθμιση ψηλών πιέσεων για μεγάλες χρονικές περιόδους, μπορεί να προκαλέσει ζημιά στο δίσκο. Ο υπερβολικά γρήγορος χειρισμός της βαλβίδας είναι και σε αυτή την περίπτωση πιθανή πηγή υπερπιέσεων Βαλβίδες αντεπιστροφής Οι βαλβίδες αντεπιστροφής, οι οποίες ονομάζονται επίσης βαλβίδες κατεύθυνσης, βαλβίδες συγκράτησης και βαλβίδες μιας κατεύθυνσης, χρησιμοποιούνται για να διασφαλιστεί η ροή του νερού προς μια κατεύθυνση μέσα στο σωλήνα και να παρεμποδιστεί η ροή προς την αντίθετη κατεύθυνση (αντίστροφη ροή). Η ροή προς την αντίθετη κατεύθυνση θα προκαλέσει το κλείσιμο της βαλβίδας, η οποία θα παραμείνει κλειστή, μέχρι η ροή να αποκατασταθεί στην αρχική της κατεύθυνση. Έτσι, οι βαλβίδες αυτές λειτουργούν στις θέσεις on/off, είτε πλήρως κλειστές, είτε ανοιγμένες από την ίδια τη ροή. Οι απλές βαλβίδες αντεπιστροφής χρησιμοποιούν, συνήθως, αρθρωτό δίσκο ή ένα πτερύγιο για να εμποδίσουν τη ροή προς την ανεπιθύμητη κατεύθυνση. Για παράδειγμα, οι καταθληπτικοί σωλήνες κατάντη μιας αντλίας μπορεί να συμπεριλαμβάνουν και μια βαλβίδα ανεπιστροφής, για να εμποδιστεί η ροή νερού μέσα από την αντλία προς τα πίσω (κάτι που θα προκαλούσε βλάβη στην αντλία). Αν μια αντλία δεν έχει βαλβίδα αντεπιστροφής στον καταθλιπτικό αγωγό, το νερό μπορεί να κινηθεί προς τα πίσω και να περάσει μέσα από την αντλία, όταν η αντλία είναι εκτός λειτουργίας. Μερικές φορές, οι βαλβίδες αντεπιστροφής τοποθετούνται σε σωλήνες διανομής ή είναι μέρος των σημείων σύνδεσης με το δίκτυο. Όσον αφορά τη μηχανική, ορισμένες βαλβίδες αντεπιστροφής απαιτούν κάποια διαφορικά ύψη ενέργειας για να λειτουργήσουν σωστά και να αποκόψουν την αντίθετη ροή. Μπορεί να επιτρέψουν μια μικρή ποσότητα αντίθετης ροής, η οποία είναι δυνατό να έχει ή να μην έχει αξιοσημείωτες συνέπειες. Όταν τα συστήματα πόσιμου νερού επικοινωνούν υδραυλικά με σημεία χρήσης μη πόσιμου νερού, η αντίστροφη ροή θα μπορούσε να είναι καταστροφική. Αυτές οι περιπτώσεις, οι οποίες ονομάζονται σταυροειδείς συνδέσεις, αποτελούν σοβαρό κίνδυνο για τους διανεμητές νερού και η πιθανότητα τέτοιων συμβάντων δικαιολογεί τη χρήση βαλβίδων αντεπιστροφής υψηλής ποιότητας. Μια συσκευή, η οποία ονομάζεται βαλβίδα αποτροπής αντίστροφης ροής, είναι κατασκευασμένη για να είναι εξαιρετικά ευαίσθητη στην αντιστροφή της ροής και συχνά ενσωματώνει μια ή

55 περισσότερες βαλβίδες αντεπιστροφής σε σειρά, για να αποτρέψει την αντίστροφη ροή. Παρόλο που είναι διαθέσιμες σε μεγάλο εύρος μεγεθών και τιμών, οι βαλβίδες αντεπιστροφής είναι, γενικά, πολύ μικρές, απλές και/ή φθηνές. Οι βαλβίδες αντεπιστροφής λειτουργούν αυτόματα και οι περισσότερες δεν ελέγχονται από κάποιο άτομο ή άλλη πηγή εξωτερικού ελέγχου επομένως, οι περισσότερες δεν έχουν λαβή ή στέλεχος. Μια σημαντική έννοια όσον αφορά τις βαλβίδες αντεπιστροφής, είναι η ελάχιστη ανάντη πίεση, στην οποία μπορεί να λειτουργήσει η βαλβίδα (cracking pressure). Τυπικά, οι βαλβίδες αντεπιστροφής είναι σχεδιασμένες για συγκεκριμένη ελάχιστη πίεση και επομένως, μπορούν να χαρακτηριστούν από αυτήν. Υπάρχουν πολλά είδη βαλβίδων αντεπιστροφής, οι οποίες χρησιμοποιούνται σε ένα μεγάλο εύρος εφαρμογών: Μια σφαιρική βαλβίδα αντεπιστροφής είναι μια βαλβίδα αντεπιστροφής, στην οποία το μέλος για το κλείσιμο, δηλαδή, το κινούμενο μέρος, το οποίο αποτρέπει τη ροή, είναι μια σφαιρική μπάλα. Σε μερικές (αλλά όχι όλες) σφαιρικές βαλβίδες αντεπιστροφής, υπάρχει ελατήριο στην μπάλα για να τη βοηθά να μένει κλειστή. Για αυτές που είναι κατασκευασμένες χωρίς ελατήριο, η αντίστροφη ροή πρέπει να μετακινήσει την μπάλα προς την έδρα, για να επιτευχθεί απομόνωση. Η εσωτερική επιφάνεια των κύριων εδρών των αντεπίστροφων σφαιρικών βαλβίδων έχει περίπου κωνικό σχήμα, για να οδηγείται η μπάλα στην έδρα και να δημιουργείται μια αδιαπέραστη στεγάνωση, όταν αποτρέπεται η αντίστροφη ροή. Οι αντεπίστροφες σφαιρικές βαλβίδες είναι, συχνά, πολύ μικρές, απλές και φθηνές. Παρόλο που οι σφαίρες είναι, τις περισσότερες φορές, κατασκευασμένες από μέταλλο, μπορούν να κατασκευαστούν και από άλλα υλικά ή σε μερικές πολύ ειδικές περιπτώσεις, από ειδικό γυαλί. Υπάρχουν παρόμοιες βαλβίδες αντεπιστροφής, στις οποίες ο δίσκος δεν είναι σφαιρικός αλλά έχει άλλο σχήμα, όπως για παράδειγμα δισκοειδές και ενεργοποιείται με ελατήριο. Οι σφαιρικές βαλβίδες αντεπιστροφής με σφαιρίδιο δεν πρέπει να μπερδεύονται με τις σφαιρικές βαλβίδες, οι οποίες αποτελούν διαφορετικό τύπο βαλβίδων, στις οποίες η σφαίρα λειτουργεί σαν ελεγχόμενος κινητός τροχός για να ελέγχει ή να κατευθύνει τη ροή. Η αντεπίστροφη βαλβίδα με διάφραγμα χρησιμοποιεί ένα εύκαμπτο ελαστικό διάφραγμα, το οποίο είναι τοποθετημένο με τρόπο που δημιουργεί μια κανονικά κλειστή βαλβίδα. Η πίεση στην πλευρά όπου το νερό κινείται αντίθετα με το ρεύμα, πρέπει να είναι μεγαλύτερη από την πίεση στη πλευρά όπου το νερό ακολουθεί την κανονική ροή, κατά ένα συγκεκριμένο ποσό, το οποίο είναι γνωστό σαν διαφορική πίεση, για να μπορέσει η βαλβίδα να ανοίξει και να επιτρέψει τη ροή. Όταν η θετική πίεση σταματήσει, το διάφραγμα αυτόματα παίρνει την αρχική του θέση, κλείνοντας τη βαλβίδα. Μια αντεπίστροφη βαλβίδα με παλινδρομικό στοιχείο ή αντεπίστροφη βαλβίδα αιωρούμενου δίσκου είναι η βαλβίδα αντεπιστροφής, στην οποία ο δίσκος, το κινούμενο μέρος το οποίο αποτρέπει τη ροή, περιστρέφεται πάνω σε ένα μεντεσέ ή σύνδεσμο, είτε πάνω στην έδρα, για να αποτρέπει την αντίστροφη ροή, είτε εκτός έδρας, για να επιτρέπει την ορθή ροή. Η καθαρή διατομή του ανοίγματος της έδρας μπορεί να είναι κατακόρυφη με τον άξονα μεταξύ των δύο ανοιγμάτων ή σε γωνία.

56 Παρόλο που οι αντεπίστροφες περιστροφικές βαλβίδες είναι διαθέσιμες σε διάφορα μεγέθη, οι μεγαλύτερες βαλβίδες αντεπιστροφής είναι, συνήθως, αντεπίστροφες περιστροφικές βαλβίδες. Μια άλλη παραλλαγή αυτού του μηχανισμού είναι η βαλβίδα αντιστροφής, η οποία χρησιμοποιείται για σκοπούς πυρόσβεσης και συστήματα πυρασφάλειας. Μια αρθρωτή πύλη παραμένει ανοικτή μόνο στην κατεύθυνση εισροής. Η βαλβίδα αντιστροφής συχνά έχει και ένα ελατήριο, το οποίο κρατά την πύλη κλειστή, όταν δεν υπάρχει πρόσθια πίεση. Η αντεπίστροφη βαλβίδα αναστολής είναι μια βαλβίδα αντεπιστροφής με έλεγχο υπερπήδησης, για να σταματά τη ροή ανεξάρτητα από την κατεύθυνση ροής και την πίεση. Εκτός από το κλείσιμο σε περίπτωση αντίστροφης ροής ή ανεπαρκούς πρόσθιας πίεσης (συμπεριφορά κανονικής βαλβίδας αντεπιστροφής), η βαλβίδα μπορεί να κλείσει και με εξωτερικό μηχανισμό, αποτρέποντας τη ροή, ανεξάρτητα από την πρόσθια πίεση. Η αντεπίστροφη βαλβίδα ανύψωσης είναι η βαλβίδα αντεπιστροφής, στην οποία ο δίσκος, ο οποίος μερικές φορές ονομάζεται και ανυψωτήρας, μπορεί να ανυψωθεί από την έδρα του μέσω υψηλότερης ανάντη πίεσης ή ανάντη υγρού, για να επιτρέψει τη ροή προς την έξοδο ή την κατάντη πλευρά. Ένας οδηγός διατηρεί την κίνηση του δίσκου σε κάθετη γραμμή, για να μπορεί μετά η βαλβίδα να επανατοποθετηθεί σωστά στην έδρα της. Όταν η πίεση δεν είναι πλέον ψηλή, η πίεση βαρύτητας ή υψηλότερη κατάντη πίεση θα χαμηλώσει το δίσκο στην έδρα του, κλείνοντας τη βαλβίδα για να αποτραπεί η αντίστροφη ροή. Η βαλβίδα τύπου ράμφους πάπιας είναι μια βαλβίδα αντεπιστροφής, στην οποία η ροή προχωρά διαμέσου ενός μαλακού σωλήνα, ο οποίος προεξέχει από την κατάντη πλευρά. Η οπίσθια πίεση προκαλεί την πτώση του σωλήνα, με αποτέλεσμα να αποκόπτεται η ροή. Πολλαπλές βαλβίδες αντεπιστροφής μπορούν να ενωθούν σε σειρά. Για παράδειγμα, συχνά χρησιμοποιείται μια διπλή βαλβίδα αντεπιστροφής, ως συσκευή αποτροπής αντίστροφης ροής, για να αποτρέψει τη εισροή πιθανώς μολυσμένου νερού πίσω στις γραμμές δημόσιας παροχής νερού. Υπάρχουν, επίσης, διπλές αντεπίστροφες σφαιρικές βαλβίδες, στις οποίες υπάρχουν δύο διαδοχικοί συνδυασμοί σφαίρας/έδρας στο ίδιο σώμα, για να διασφαλίσουν την πλήρη στεγανότητα κλεισίματος, όταν παρεμποδίζεται η αντίστροφή ροή και αντεπίστροφες βαλβίδες με έμβολο, βαλβίδες αντεπιστροφής με πλακίδια και βαλβίδες αντεπιστροφής με σφαίρα και κώνο Βαλβίδες ελέγχου στάθμης Πολλές εταιρίες υδάτων χρησιμοποιούν συσκευές, οι οποίες ονομάζονται βαλβίδες ελέγχου στάθμης ή βαλβίδες με πλωτήρα, στο σημείο όπου οι σωληνώσεις ενώνονται με τη δεξαμενή. Ελέγχονται αυτόματα από τη στάθμη του νερού στον ταμιευτήρα. Όταν η στάθμη της δεξαμενής ανέβει σε ένα καθορισμένο ανώτατο όριο, η βαλβίδα κλείνει για να εμποδίσει τη εισροή περισσότερου νερού, αποτρέποντας με αυτό τον τρόπο την υπερχείλιση. Το στοιχείο κλεισίματος μιας βαλβίδας τύπου πεταλούδας είναι συνδεδεμένο με ένα πλωτήρα ή με αισθητήρες σε διαφορετικά ύψη. Όταν η τάση της ροής αντιστρέφεται, η βαλβίδα ανοίγει ξανά και επιτρέπει στη δεξαμενή να λειτουργήσει, για να ικανοποιήσει τη ζήτηση που

57 υπάρχει στο σύστημα. Αρχίζοντας από την προρυθμισμένη στάθμη, η βαλβίδα θα ρυθμίζεται σταδιακά καθώς ανεβαίνει η στάθμη του νερού, μέχρι η στάθμη να φτάσει το ανώτατο όριο. Σε αυτό το σημείο η βαλβίδα θα κλείσει εντελώς. Όταν η στάθμη νερού βρίσκεται κάτω από το κρίσιμο επίπεδο, η βαλβίδα παραμένει εντελώς ανοιχτή. Τα περισσότερα πακέτα λογισμικού περιλαμβάνουν αυτόματα, σε κάποια μορφή, τη συμπεριφορά των βαλβίδων ελέγχου στάθμης στη μέγιστη και ελάχιστη στάθμη της δεξαμενής και δεν χρειάζεται να συμπεριληφθούν. Αν όμως σε μια δεξαμενή δεν υπάρχει βαλβίδα ελέγχου υψομέτρου, η υπερχείλιση είναι πιθανή και πρέπει να γίνουν προβλέψεις για να συμπεριληφθεί αυτή η συμπεριφορά στο μοντέλο Αεροβαλβίδες Το φαινόμενο του παγιδευμένου αέρα σε μια σωλήνωση μπορεί να έχει σοβαρές επιπτώσεις στη λειτουργία και την αποτελεσματικότητα του συστήματος. Καθώς οι Θύλακες αέρος συγκεντρώνονται στα ψηλότερα σημεία, δημιουργείται μια παρεμπόδιση της ροής, η οποία προκαλεί περιττό ύψος απωλειών ενέργειας. Σε μια σωλήνωση με αρκετούς αεροθύλακες μπορεί να προκληθεί ικανή παρεμπόδιση, ώστε να σταματήσει ολόκληρη η ροή. Η κίνηση των αεροθυλάκων μπορεί να προκαλέσει ξαφνικές μεταβολές στην ταχύτητα. Όταν διέλθουν από ένα εμπόδιο στη σωλήνωση, όπως για παράδειγμα μια βαλβίδα ελέγχου, μπορεί να προκληθούν κύματα ή υδραυλικό πλήγμα. Το υδραυλικό πλήγμα μπορεί να προκαλέσει βλάβες στον εξοπλισμό ή να χαλαρώσει εξαρτήματα και να προκαλέσει διαρροή. Τέλος, όταν το υλικό του σωλήνα είναι εκτεθειμένο σε αεροθύλακες, επιταχύνεται η διάβρωση και μπορεί να έχει σαν αποτέλεσμα την πρόωρη καταστροφή του σωλήνα. Η συγκέντρωση αέρα μπορεί να συμβεί κατά το γέμισμα των σωληνώσεων, αλλά και κατά τη διάρκεια της συνήθους λειτουργίας. Υπάρχουν τρεις πρωταρχικές πηγές αέρα σε μια σωλήνωση. Πρώτον, κατά την αρχική λειτουργία, η σωλήνωση περιέχει αέρα, ο οποίος πρέπει να εξαχθεί κατά το γέμισμα. Καθώς ο σωλήνας γεμίζει, ο περισσότερος αέρας θα ωθηθεί κατάντη και θα απελευθερωθεί από κρουνούς, βρύσες και άλλα μηχανικές συσκευές. Ένα μεγάλο μέρος του αέρα όμως θα παγιδευτεί στα ψηλότερα σημεία του συστήματος. Δεύτερο, σύμφωνα με την τυπική διαλυτότητα του αέρα στο νερό, το νερό περιέχει περίπου 2 τοις εκατό αέρα. Με μια αύξηση στη θερμοκρασία ή μια μείωση της πίεσης, η οποία παρατηρείται στα ψηλότερα σημεία, εξαιτίας της αύξησης του υψομέτρου, απελευθερώνεται αέρας απ' το δάλυμα. Τέλος, αέρας μπορεί να εισέλθει μέσω εξοπλισμού όπως αντλίες, εξαρτήματα και βαλβίδες, όταν υπάρχουν συνθήκες κενού. Σήμερα, οι εταιρείς ύδρευσης χρησιμοποιούν μια ποικιλία αυτόματων βαλβίδων αέρα στα αντιοστάσια και κατά μήκος των σωληνώσεων. Σε ένα σύστημα σωληνώσεων οι βαλβίδες αέρα εκπληρώνουν δύο βασικές λειτουργίες. Διατηρούν την αποδοτικότητα σχεδιασμού του συστήματος και προστατεύουν το σύστημα. Η αποδοτικότητα του συστήματος διατηρείται με την απελευθέρωση του αέρα από το σύστημα μέσω των βαλβίδων αέρα, για να μην παρεμποδίζεται η ροή και να αυξάνονται τα κόστη άντλησης. Η προστασία προσφέρεται με την απομάκρυνση ή την εισαγωγή αέρα μέσω των βαλβίδων αέρα κατά την αρχική λειτουργία, την παύση της λειτουργίας και κατά τη διάρκεια κρίσιμων συνθηκών, όπως διακοπών ηλεκτρικού ρεύματος και βλαβών στις σωληνώσεις. Η απομάκρυνση και η εισαγωγή αέρα σε αυτές τις κρίσιμες συνθήκες θα μειώσει τον κίνδυνο καταστροφικών, απότομων μεταβολών στην πίεση και υδραυλικού πλήγματος, καταστάσεις που

58 σχετίζονται συνήθως με την ύπαρξη ανεξέλεγκτου αέρα ή κενών αέρος μέσα στο σύστημα σωληνώσεων. Υπάρχουν τρία βασικά είδη αεροβαλβίδων, οι βαλβίδες απελευθέρωσης αέρα, βαλβίδες εισαγωγής/εξαγωγής αέρα και σύνθετες βαλβίδες αέρα. Είναι σημαντικό να γίνουν κατανοητές οι λειτουργίες και οι περιορισμοί κάθε τύπου βαλβίδας, έτσι ώστε οι βαλβίδες να επιλέγονται και να αξιολογούνται σωστά για κάθε σωλήνωση. Οι βαλβίδες απελευθέρωσης αέρα είναι, πιθανότατα, οι πιο γνωστές βαλβίδες αέρα. Η βαλβίδα έχει ένα μικρό στόμιο ακριβείας, από το οποίο απελευθερώνεται διαρκώς αέρας υπό πίεση κατά τη λειτουργία των σωληνώσεων. Η βαλβίδα απελευθέρωσης αέρα διαθέτει έναν πλωτήρα, για να ανιχνεύει την ύπαρξη αέρα και έναν μηχανισμό σύνδεσης, ο οποίος δίνει στον πλωτήρα το μηχανικό πλεονέκτημα για διάνοιξη του στομίου κάτω από τις πλήρεις πιέσεις των σωληνώσεων. Η βαλβίδα απελευθέρωσης αέρα μπορεί να χρησιμοποιηθεί, επίσης, μεταξύ μιας κάθετης φυγοκεντρικής αντλίας και μιας αντεπίστροφης βαλβίδας ηλεκτρικής αντλίας, για να αποτραπούν οι απότομες μεταβολές στην πίεση μεταξύ της αντλίας και της βαλβίδας ελέγχου. Σε αυτή την εφαρμογή, το άνοιγμα της βαλβίδας ελέγχου καθυστερείται με ένα χρονοδιακόπτη, μέχρι η βαλβίδα απελευθέρωσης αέρα να απελευθερώσει τον αέρα μέσα στη στήλη της αντλίας και να επιτευχθεί μια ελεγχόμενη ταχύτητα ροής μέσα στη στήλη της αντλίας. Επειδή η βαλβίδα έχει περιορισμένη χωρητικότητα ροής κενού αέρος, είναι απαραίτητος ένας χρονοδιακόπτης, ο οποίος καθυστερεί την επανεκκίνηση της αντλίας, για να έχει τη δυνατότητα η στάθμη του νερού στη στήλη της αντλίας να επιστρέψει στο αρχικό της επίπεδο. Οι βαλβίδες απελευθέρωσης αέρα έχουν περιορισμένη δυνατότητα εισαγωγής και εξαγωγής αέρα. Για αυτό το λόγο, οι περισσότερες περιοχές σωληνώσεων απαιτούν τόσο βαλβίδες απελευθέρωσης αέρα, όσο και βαλβίδες εισαγωγής/εξαγωγής αέρα, για να εισάγουν και να εξάγουν μεγάλες ποσότητες αέρα. Η βαλβίδα εισαγωγής/εξαγωγής αέρα τοποθετείται κατάντη των αντλιών και σε ψηλά σημεία, για να απομακρύνει μεγάλες ποσότητες αέρα κατά την εκκίνηση των αντλιών και το γέμισμα των σωληνώσεων. Η βαλβίδα επίσης, θα εισάγει μεγάλες ποσότητες αέρα, για να αποτρέψει τη δημιουργία κενού αέρος και να επιτρέψει την αποστράγγιση. Μαζί με τη στάθμη του νερού ανυψώνεται και ένας πλωτήρας μέσα στη βαλβίδα, ο οποίος θα κλείσει τη βαλβίδα όταν εξαχθεί όλος ο αέρας. Με τη μείωση της πίεσης, η οποία μπορεί να προέλθει από αποστράγγιση, βλάβη στις σωληνώσεις ή διαχωρισμό στήλης, ο πλωτήρας θα χαμηλώσει και θα επιτρέψει να ξαναμπεί αέρας στον σωλήνα. Σε κανονικές συνθήκες λειτουργίας, ο πλωτήρας παραμένει κλειστός εξαιτίας της πίεσης του σωλήνα και δεν απελευθερώνει τον συσσωρευμένο αέρα. Μια βαλβίδα απελευθέρωσης αέρα είναι απαραίτητη, για να απελευθερώνει τον αέρα κατά τη λειτουργία του συστήματος. Υπάρχουν δύο παραλλαγές στις βαλβίδες εισαγωγής/εξαγωγής αέρα. Πρώτον, οι βαλβίδες εισαγωγής/εξαγωγής αέρα μπορεί να είναι εξοπλισμένες με μια αντιπληγματική συσκευή, η οποία ελέγχει τη ροή του νερού στη βαλβίδα, για να μειώσει τις απότομες μεταβολές της πίεσης στη βαλβίδα. Η αντιπληγματική συσκευή είναι χρήσιμη στα ψηλά σημεία, όπου μπορεί να παρατηρηθεί διαχωρισμός στηλών ή απότομες μεταβολές στην ταχύτητα. Δεύτερον, υπάρχουν βαλβίδες εισαγωγής/εξαγωγής αέρα σε φρέατα οι οποίες είναι εξοπλισμένες με

59 συσκευή ρύθμισης ή αντιπληγματική συσκευή για χρήση μαζί με κάθετες ηλεκτρικές αντλίες. Αυτές οι αντλίες λειτουργούν έναντι μιας άδειας στήλης αντλίας και μιας κλειστής αντεπίστροφης βαλβίδας αντλίας, αρχίζοντας, με αυτό τον τρόπο, γρήγορα και επιταχύνοντας τη ροή του υγρού. Η συσκευή ρύθμισης ελέγχει το ρυθμό απελευθέρωσης του αέρα, έτσι ώστε να ελαχιστοποιείται η απότομη μεταβολή στην πίεση, η οποία δημιουργείται, όταν η στήλη νερού της αντλίας φτάνει στην κλειστή αντεπίστροφης βαλβίδας της αντλίας. Η συσκευή ρύθμισης έχει μια δεύτερη, ανεξάρτητη θυρίδα, από την οποία επιτρέπει στον αέρα να εισέλθει στο σωλήνα, όταν σταματήσει να λειτουργεί η αντλία, για να αποκατασταθεί η στάθμη στατικής αναρρόφησης του νερού και να μην επιτραπεί η δημιουργία κενού αέρος στη στήλη της αντλίας. Η συσκευή ρύθμισης με διπλή θυρίδα θα πρέπει να έχει μια ανοιχτή θυρίδα κενού αέρος, ξεχωριστή από τη θυρίδα εξαγωγής, έτσι ώστε να μην περιορίζεται από τις σωληνώσεις εξαγωγής η ροή αέρα στη συσκευή. Η σύνθετη βαλβίδα αέρα συνδυάζει τις λειτουργίες της βαλβίδας εισαγωγής/εξαγωγής αέρα και της βαλβίδας απελευθέρωσης αέρα και είναι μια άριστη επιλογή για ψηλά σημεία. Μια σύνθετη βαλβίδα περιλαμβάνει μια μικρή θυρίδα απελευθέρωσης αέρα και μια μεγάλη θυρίδα εισαγωγής/εξαγωγής αέρα σε ένα σύστημα. Στις μικρότερες βαλβίδες ο μηχανισμός πλωτήρα και μοχλού περιλαμβάνεται στο ίδιο σώμα. Σε μεγαλύτερες βαλβίδες ένα διπλό σώμα, το οποίο αποτελείται από μια βαλβίδα απελευθέρωσης αέρα συνδεδεμένη με μια βαλβίδα εισαγωγής/εξαγωγής αέρα κατασκευάζεται και συναρμολογείται εργοστασιακά. Οι μονάδες με ένα σώμα έχουν το πλεονέκτημα ότι είναι πιο συμπαγείς και τυπικά, λιγότερο δαπανηρές. Οι μονάδες δύο σωμάτων έχουν πλεονεκτήματα όσον αφορά το μέγεθος και τη συντήρηση των βαλβίδων απελευθέρωσης αέρα, καθώς, η βαλβίδα εισαγωγής/εξαγωγής αέρα συνεχίζει να λειτουργεί, ενώ η βαλβίδα απελευθέρωσης αέρα απομονώνεται και επισκευάζεται. Συνδυάζοντας βαλβίδες απελευθέρωσης αέρα και βαλβίδες εισαγωγής/εξαγωγής αέρα διάφορων μεγεθών, μπορούν να δημιουργηθούν σύνθετες βαλβίδες με δύο σώματα για κάθε, σχεδόν, εφαρμογή. Μερικοί σχεδιαστές χρησιμοποιούν μόνο σύνθετες βαλβίδες αέρα σε μια σωλήνωση, γιατί συμπεριλαμβάνουν όλες τις λειτουργίες των βαλβίδων αέρα και ένα λάθος στην εγκατάσταση δε θα αφήσει τη σωλήνωση απροστάτευτη. Οι αεροβαλβίδες εγκαθίστανται σε μια σωλήνωση για να εξάγουν και να εισάγουν αέρα, για να αποτρέπονται τα κενά αέρος και οι σχετικές με τον αέρα απότομες μεταβολές στην πίεση. Συνιστάται να εγκαθίστανται βαλβίδες στα ακόλουθα σημεία μιας σωλήνωσης : 1) Ψηλά σημεία: σύνθετη βαλβίδα αέρα. 2) Μεγάλα οριζόντια τμήματα: βαλβίδα απελευθέρωσης αέρα ή σύνθετη βαλβίδα ανά διαστήματα 380 με 760 μ. 3) Μεγάλες κατωφέρειες: σύνθετη βαλβίδα αέρα ανά διαστήματα 380 με 760 μ. 4) Μεγάλες ανωφέρειες: βαλβίδα εισαγωγής/εξαγωγής αέρα ανά διαστήματα 380 με 760 μ. 5) Μείωση σε ανοδική κλίση: βαλβίδα εισαγωγής/εξαγωγης αέρα. 6) Αύξηση σε καθοδική κλίση: σύνθετη βαλβίδα αέρα.

60 Επίσης, σε πολύ μεγάλα οριζόντια τμήματα θα χρησιμοποιηθούν εναλλάξ κατά μήκος των σωληνώσεων βαλβίδες απελευθέρωσης αέρα και σύνθετες βαλβίδες αέρα. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι, οι σύνθετες βαλβίδες μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε οποιοδήποτε σημείο στη θέση των βαλβίδων απελευθέρωσης αέρα ή των βαλβίδων εισαγωγής/εξαγωγής αέρα, για να δώσουν στις σωληνώσεις επιπλέον δυνατότητα απελευθέρωσης αέρα Βαλβίδες ελέγχου Για οποιαδήποτε βαλβίδα ελέγχου, η οποία ονομάζεται και ρυθμιστική βαλβίδα, η ρύθμιση έχει πρωταρχική σημασία. Για τις βαλβίδες ελέγχου ροής, η ρύθμιση αφορά τη ρύθμιση της παροχής και για μια βαλβίδα ελέγχου πίεσης εισαγωγής, αφορά ένα συντελεστή δευτερευουσών απωλειών. Για έλεγχο βασισμένο στην πίεση, όμως, αυτή η ρύθμιση μπορεί να είναι, είτε η υδραυλική πίεση, είτε η πίεση, την οποία προσπαθεί η βαλβίδα να διατηρήσει. Τα μοντέλα βασίζονται στην υδραυλική πίεση, οπότε αν χρησιμοποιηθεί μια ρύθμιση για πίεση, είναι εξαιρετικά σημαντικό να υπάρχει, όχι μόνο η σωστή ρύθμιση για την πίεση, αλλά και το σωστό υψόμετρο για τη βαλβίδα. Με δεδομένη τη ρύθμιση της βαλβίδας, το σύστημα υπολογίζει τη ροή διαμέσου της βαλβίδας και τις μεταβολές στην πιεζομετρική γραμμή (και τις πιέσεις). Μια βαλβίδα ελέγχου είναι πολύπλοκη, με την έννοια ότι, αντίθετα με μια αντλία, η οποία είτε λειτουργεί είτε όχι, μπορεί να βρίσκεται σε οποιοδήποτε ενδιάμεσο στάδιο. Βαλβίδες μείωσης πίεσης (PRVs). Οι βαλβίδες μείωσης πίεσης ρυθμίζονται αυτόματα, για να αποτρέψουν την πίεση εξόδου από το να υπερβεί μια προκαθορισμένη τιμή και χρησιμοποιούνται σε περιπτώσεις όπου υψηλές κατάντη πιέσεις μπορούν να προκαλέσουν ζημιές. Για παράδειγμα, σε ένα κόμβο μεταξύ δύο πιεζομετρικών ζωνών, αν δεν υπάρχει βαλβίδα μείωσης της πίεσης, η πίεση εξόδου στην ψηλότερη ζώνη θα μπορούσε να προκαλέσει πιέσεις στην κατώτερη ζώνη αρκετά υψηλές, ώστε να σπάσουν σωλήνες και να ανοίξουν οι βαλβίδες ανακούφισης. Σε αντίθεση με τις βαλβίδες απομόνωσης, οι βαλβίδες μείωσης πίεσης δε σχετίζονται με τις σωληνώσεις, αλλά παρουσιάζονται ξεκάθαρα σε ένα υδραυλικό μοντέλο. Μια βαλβίδα μείωσης πίεσης χαρακτηρίζεται, σε ένα μοντέλο, από την κατάντη πίεση εξόδου, την οποία προσπαθεί να διατηρήσει, τη θέση ελέγχου που έχει και το συντελεστή τοπικών απωλειών της. Επειδή η βαλβίδα εισάγει σκόπιμα απώλειες, για να δημιουργηθεί η ζητούμενη πίεση εξόδου, ο συντελεστής τοπικών απωλειών μιας βαλβίδας μείωσης πίεσης αποτελεί πρόβλημα μόνο όταν η βαλβίδα είναι πλήρως ανοικτή. Όπως και οι αντλίες, έτσι και οι βαλβίδες μείωσης πίεσης συνδέουν δύο πιεζομετρικές ζώνες και έχουν δύο συναφείς πιέσεις εξόδου, έτσι σε μερικά μοντέλα παρουσιάζονται σαν συνδέσεις και σε μερικά σαν κόμβοι. Οι βαλβίδες μείωσης πίεσης χρησιμοποιούνται, συνήθως, για να ελέγξουν την πίεση σε απομονωμένα μέρη των δικτύων, αν αυτή αυξηθεί πάρα πολύ. Όταν η πίεση ανάντη της βαλβίδας ξεπεράσει την προκαθορισμένη τιμή, η βαλβίδα θα αρχίσει να κλείνει, μέχρι η κατάντη πίεση να εξισωθεί με την προκαθορισμένη πίεση. Αν η ανάντη πίεση είναι πιο χαμηλή από την προκαθορισμένη τιμή, η βαλβίδα λειτουργεί πλήρως ανοιχτή. Οι βαλβίδες μείωσης πίεσης λειτουργούν επίσης σαν βαλβίδες αντεπιστροφής: όταν η κατάντη πίεση είναι πιο ψηλή από την ανάντη πίεση, η βαλβίδα κλείνει. Επομένως, οι βαλβίδες αυτές είναι εξοπλισμένες με ανάντη και κατάντη μανόμετρα, για να μπορούν να λειτουργήσουν σωστά.

61 Υπάρχουν δύο είδη βαλβίδων μείωσης πίεσης, οι άμεσης δράσης και οι χειριζόμενες από πιλότο. Χρησιμοποιούν και οι δύο σφαιρικό ή γωνιώδη τύπο σώματος. Οι βαλβίδες άμεσης δράσης, ο πιο δημοφιλής τύπος βαλβίδων μείωσης πίεσης, αποτελούνται από σφαιρικά σώματα με θερμοστεγές διάφραγμα με ελατήριο, το οποίο είναι ενωμένο με την έξοδο της βαλβίδας και το οποίο τίθεται σε λειτουργία όταν κινηθεί το ελατήριο. Αυτό το ελατήριο διατηρεί μια προκαθορισμένη ένταση στην έδρα της βαλβίδας και είναι εγκατεστημένο με ένα μηχανισμό εξισορρόπησης της πίεσης, για ακριβή έλεγχο της πίεσης του νερού. Οι δημόσιες και ιδιωτικές εταιρείες παροχής νερού χρησιμοποιούν αντλίες και αντλιοστάσια, για να αυξήσουν την πίεση του νερού στους αγωγούς παροχής και να μπορούν να προμηθεύσουν νερό για πυρόσβεση, σε ψηλά κτίρια, όπου πρέπει να αντιμετωπιστεί η μείωση της πίεσης από την αύξηση του υψόμετρου και να διατηρήσουν την παροχή νερού σε υδατόπυργους και δεξαμενές. Οι περισσότεροι υδραυλικοί κανονισμοί απαιτούν τη χρήση βαλβίδων μείωσης πίεσης σε οικιακά συστήματα, όταν η πίεση του νερού στους δημόσιους αγωγούς ξεπερνά τα 80psi. Οι ψηλότερες πιέσεις μπορούν να καταστρέψουν σωλήνες, να προκαλέσουν ζημιές στις εγκαταστάσεις και να τραυματίσουν τους χρήστες. Οι ψηλές πιέσεις νερού σπαταλούν νερό. Σε πίεση 100 mwc (μέτρα στήλης νερού) ρέει μέσα σε ένα σύστημα το διπλάσιο νερό, από ότι σε πίεση 35 mwc. Το περισσότερο από αυτό το επιπλέον νερό κατασπαταλείται. Σχήμα Βαλβίδα μείωσης πίεσης Εγκατεστημένη αμέσως μετά τους μετρητές νερού σε κατοικίες, εμπορικά κτίρια και εργοστάσια, μια βαλβίδα μείωσης πίεσης μειώνει αυτόματα την πίεση από τον κύριο αγωγό, σε μια πιο χαμηλή, ακίνδυνη πίεση. Το νερό που μπαίνει στη βαλβίδα από τον κύριο αγωγό, περιορίζεται μέσα στο σώμα της βαλβίδας και οδηγείται στον εσωτερικό θάλαμο, ελεγχόμενο από ένα ρυθμιζόμενο διάφραγμα με ελατήριο και το δίσκο. Με την προϋπόθεση ότι, η πίεση εισόδου δε θα πέσει κάτω από την προρυθμισμένη πίεση της βαλβίδας, η βαλβίδα μείωσης πίεσης διασφαλίζει μια σταθερή ροή νερού σε λειτουργική πίεση, ακόμα και αν η πίεση εισόδου μεταβληθεί.

62 Μια σωστά ρυθμισμένη βαλβίδα δεν έχει θορυβώδη λειτουργία, ούτε καταστρέφεται πρόωρα. Η υπερδιαστασιολόγηση των βαλβίδων μείωσης πίεσης μπορεί να οδηγήσει σε προβλήματα, όπως μικρές διαρροές από την έδρα της βαλβίδας, σε συνθήκες χαμηλής ροής. Γενικά, η ελάχιστη ροή διαμέσου μια βαλβίδας μείωσης πίεσης, θα πρέπει να είναι το 10% με 15% της μέγιστης επιθυμητής ροής σε ένα σύστημα. Επίσης, οι βαλβίδες μείωσης πίεσης θα πρέπει να επιλέγονται βάσει του εύρους ροής και πίεσης, που καταγράφεται στη βιβλιογραφία και όχι βάσει του μεγέθους του σωλήνα, πάνω στον οποίο θα τοποθετηθούν. Θα πρέπει να επιλέξετε μια βαλβίδα, της οποίας οι λειτουργικές πιέσεις βρίσκονται στο μέσο του ονομαστικού εύρους. Η διαδικασία της μείωσης εν σειρά σε δύο στάδια χρησιμοποιεί δύο βαλβίδες σε σειρά, για να μειώσει ή να εξαλείψει ακραίες παρεκκλίσεις μεταξύ της πίεσης εισόδου του αγωγού και της επιθυμητής, μειωμένης τελικής πίεσης. Η μείωση σε δύο στάδια συστήνεται, όταν οι αρχικές πιέσεις είναι πολύ ψηλές ή όταν ο λόγος της επιθυμητής μείωσης είναι μεγαλύτερος από 4:1 ή όταν η πίεση εισόδου έχει μεγάλες διακυμάνσεις. Το πλεονέκτημα της μείωσης σε δύο στάδια είναι ότι καμιά βαλβίδα δεν υπόκειται σε ακραίες διαφορικές πιέσεις, με αποτέλεσμα να αυξάνεται η διάρκεια ζωής της βαλβίδας και να γίνεται πιο ακριβής ρύθμιση της πίεσης. Η εν παραλλήλω διάταξη χρησιμοποιεί δύο ή περισσότερες βαλβίδες μείωσης πίεσης μικρότερου μεγέθους, για την εξυπηρέτηση ενός μεγάλου αγωγού διανομής νερού. Αυτή η προσέγγιση θα πρέπει να χρησιμοποιείται όπου υπάρχει μεγάλη διαφοροποίηση στις απαιτήσεις για μειωμένη πίεση και όπου πρέπει να διατηρείται μια συνεχής παροχή νερού. Οι παράλληλες εγκαταστάσεις προσφέρουν επίσης το πλεονέκτημα μεγαλύτερης δυναμικότητας, όταν χρειάζεται, η οποία ξεπερνά τη δυναμικότητα μιας μόνο βαλβίδας. Επιπλέον, η παράλληλη διάταξη βελτιώνει την απόδοση της βαλβίδας, όταν υπάρχει μεγάλη διακύμανση στη ζήτηση και επιτρέπει τη συντήρηση μιας βαλβίδας χωρίς να διακόπτεται η ροή του νερού, αποφεύγοντας με τον τρόπο αυτό τις δαπανηρές διακοπές. Βαλβίδες διατήρησης πίεσης (PSVs). Μια βαλβίδα διατήρησης πίεσης ρυθμίζει αυτόματα τη ροή, για να αποτρέψει την πτώση της ανάντη υδραυλικής πίεσης κάτω από μια προκαθορισμένη τιμή. Για την ακρίβεια, αυτή η βαλβίδα είναι μια βαλβίδα μείωσης της πίεσης, της οποίας η λειτουργία έχει αντιστραφεί. Σε αυτή την περίπτωση, το απομονωμένο μέρος του δικτύου βρίσκεται ανάντη της βαλβίδας, όπου θα πρέπει να διασφαλιστεί μια συγκεκριμένη ελάχιστη πίεση. Η βαλβίδα αρχίζει να κλείνει, όταν η πίεση ανάντη πέσει κάτω από την προκαθορισμένη τιμή. Η βαλβίδα αυτή μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε περιπτώσεις, όπου η μη ρυθμισμένη ροή μπορεί να έχει σαν αποτέλεσμα ανεπαρκείς πιέσεις στο ανάντη μέρος του συστήματος. Χρησιμοποιούνται συχνά για τη βαθμονόμιση βαλβίδων μείωσης πίεσης. Όπως και η βαλβίδα μείωσης πίεσης, η βαλβίδα διατήρησης πίεσης παρουσιάζεται ρητά σε ένα υδραυλικό μοντέλο και χαρακτηρίζεται από την ανάντη πίεση, την οποία προσπαθεί να διατηρήσει, τη θέση της και το συντελεστή τοπικών απωλειών. Βαλβίδες ελέγχου ροής (FCVs). Οι βαλβίδες ελέγχου ροής (FCVs) ρυθμίζονται αυτόματα, για να περιορίσουν την παροχή διαμέσου μιας βαλβίδας σε μια τιμή, η οποία καθορίζεται από το χρήστη. Αυτός ο τύπος βαλβίδας μπορεί να χρησιμοποιηθεί οπουδήποτε είναι απαραίτητος ο έλεγχος με βάση τη ροή, όπως για

63 παράδειγμα, όταν ένας διανεμητής νερού έχει συμφωνία με ένα συνδρομητή όσον αφορά μέγιστες παροχές κατανάλωσης. Οι βαλβίδες ελέγχου ροής δεν εγγυώνται ότι η ροή δε θα είναι λιγότερη από την προκαθορισμένη τιμή, μόνο ότι η ροή δε θα ξεπεράσει την προκαθορισμένη τιμή. Αν η παροχή δεν ισούται με την προκαθορισμένη τιμή, τα υπολογιστικά πακέτα το δηλώνουν με μια προειδοποίηση. Όπως και με τις βαλβίδες μείωσης και τις βαλβίδες διατήρησης της πίεσης, τα περισσότερα μοντέλα υποστηρίζουν τις βαλβίδες ελέγχου ροής, οι οποίες χαρακτηρίζονται από τη ρύθμιση μέγιστης ροής, τη θέση και το συντελεστή τοπικών απωλειών. Βαλβίδες ελέγχου πίεσης εισαγωγής (TCVs). Σε αντίθεση με τις βαλβίδες ελέγχου ροής, όπου η ροή καθορίζεται άμεσα, μια βαλβίδα ελέγχου πίεσης εισαγωγής, ρυθμίζεται, για να προσαρμόσει το συντελεστή τοπικών απωλειών με βάση την τιμή κάποιου άλλου χαρακτηριστικού του συστήματος (όπως, για παράδειγμα, η πίεση σε ένα κρίσιμο κόμβο ή η στάθμη του νερού σε μια δεξαμενή). Συχνά, είναι γνωστή η επίδραση της ρύθμισης της βαλβίδας σε μια συγκεκριμένη θέση, αλλά οι συντελεστές τοπικών απωλειών σαν συνάρτηση της θέσης είναι άγνωστοι. Αυτή η σχέση συχνά δίδεται από τον κατασκευαστή Πυροσβεστικοί κρουνοί Ένας πυροσβεστικός κρουνός είναι ένα ενεργό μέτρο πυροπροστασίας και μια πηγή νερού, η οποία προσφέρεται στις περισσότερες αστικές, προαστιακές και αγροτικές περιοχές μαζί με τη δημόσια παροχή νερού, δίνοντας στους πυροσβέστες τη δυνατότητα να πάρουν νερό από τη δημόσια παροχή, για να βοηθήσει στο έργο της πυρόσβεσης. Ο πυροσβεστικός κρουνός, στην πραγματικότητα, δεν είναι τίποτε άλλο από μια μεγάλη υπαίθρια βρύση. Έχει μέχρι και τέσσερα στόμια, ένα σε κάθε πλευρά, πάνω στα οποία μπορούν να βιδωθούν σφιχτά οι μάνικες. Για να αποτραπεί η αλλοίωση, τα στόμια κρατούνται κλειστά από πεντάγωνα περικόχλια, τα οποία μπορούν να ανοίξουν μόνο με ειδικό κλειδί. Στην κορυφή υπάρχει ένα παρόμοιο περικόχλιο και ακριβώς κάτω από αυτό ένας τροχός. Γυρίζοντας το περικόχλιο και τον τροχό, ανοίγει μια βαλβίδα μέσα στον κρουνό. Αυτό επιτρέπει στο νερό να ανέλθει από ένα υπόγειο σωλήνα και να απελευθερωθεί από όποιες μάνικες είναι ανοικτές. Σε αντίθεση με τις συνηθισμένες βρύσες, ένας πυροσβεστικός κρουνός είναι σχεδιασμένος να είναι, είτε πλήρως ανοικτός, είτε πλήρως κλειστός. Μπορεί να χρειαστεί τεράστια ποσότητα νερού για μεγάλο χρονικό διάστημα, για να κατασβηστεί μια μεγάλη αστική πυρκαγιά και ο χρόνος είναι πάντα υψίστης σημασίας για τους πυροσβέστες. Οι πυροσβεστικοί κρουνοί, συνήθως, διαχωρίζονται σε υπόγειες ή επιφανειακές εγκαταστάσεις. Οι υπόγειες εγκαταστάσεις είναι καλύτερα προστατευμένες από τον παγετό και την τροχαία κίνηση, αλλά, από την άλλη πλευρά, μπορεί να είναι απρόσιτες όταν χρειαστούν, όπως για παράδειγμα, αν βρίσκονται κάτω από σταθμευμένο όχημα. Η ακριβής θέση ενός κρουνού, ο οποίος είναι καλυμμένος από χιόνι ή πάγο, μπορεί να εξακριβωθεί με την τοποθέτηση μιας πλάκας με συντεταγμένες στον τοίχο ενός γειτονικού σπιτιού. Το χρώμα της πλάκας διαχωρίζει τις δικλίδες από τους κρουνούς.

64 Οι κρουνοί που βρίσκονται στην επιφάνεια διακρίνονται εύκολα είναι, συνήθως βαμμένοι με έντονα χρώματα, τα οποία αποτελούν κωδικούς για τις διάφορες δυναμικότητες των κρουνών. Παρόλα αυτά, πολύς κόσμος τους θεωρεί αντιαισθητικούς, μπορεί να υποστούν ζημιές από οχήματα ή βάνδαλους για παράνομη χρήση νερού. Αυτός ο τύπος κρουνού, κανονικά, θα εγκατασταθεί με την κύρια βαλβίδα, η οποία διατηρεί τον κύλινδρο του κρουνού στεγνό, όταν δε βρίσκεται σε λειτουργία. Μία μικρή εκκένωση στο κάτω μέρος επιτρέπει το άδειασμα του κυλίνδρου μετά τη χρήση του κρουνού. Το πλεονέκτημα αυτής της ρύθμισης είναι ότι, ένας κατεστραμμένος κρουνός δεν πρόκειται να έχει διαρροές. Επιπλέον, η παράνομη χρήση του νερού δεν είναι δυνατή χωρίς πρόσβαση στην (υπόγεια) βαλβίδα και τέλος, αποτρέπεται το πάγωμα του νερού στον κρουνό. Εναλλακτικά, ο υγρός κύλινδρος του κρουνού θα είναι συνέχεια γεμάτος με νερό, εκτεθειμένος πιθανούς κινδύνους, αλλά και πιο ταχεία λειτουργία. Οι κρουνοί τοποθετούνται, συνήθως, στις διασταυρώσεις των δρόμων, για να επιτρέπουν την εύκολη πρόσβαση από πολλές κατευθύνσεις. Η απόσταση μεταξύ των δύο κοντινότερων κρουνών σε ένα δρόμο είναι περίπου μ. Οι κρουνοί δεν πρέπει να τοποθετούνται πολύ κοντά σε κτίρια, καθώς η εγγύτητα της φωτιάς ή ο κίνδυνος κατάρρευσης κτιρίων μπορούν να αποτρέψουν τη χρήση τους. Πρέπει, επίσης, να μην τοποθετούνται πολύ κοντά στο οδόστρομα, για να αποφεύγονται οι ζημιές από την τροχαία κίνηση. Η απαραίτητη δυναμικότητα και πίεση για τους κρουνούς διαφέρουν σε κάθε περίπτωση και σχετίζονται με τους πιθανούς κινδύνους και συνέπειες από τις πυρκαγιές. Γενικά, οι απαιτήσεις πυρόσβεσης είναι μεταξύ 30-50m3/ώρα, ενώ μπορούν, μερικές φορές, να φτάσουν και τα 100m3/ώρα, υποθέτοντας ότι υπάρχει ελάχιστη λειτουργική πίεση 10-15mwc. Το κριτήριο για την πίεση, συνήθως, δεν αποτελεί πηγή ανησυχίας, καθώς τα πυροσβεστικά οχήματα είναι εξοπλισμένα με αντλία. Είναι, όμως, λογικό να περιμένουμε ότι η πίεση στο σύστημα διανομής θα μειωθεί με την πυρόσβεση, επηρεάζοντας, σε κάποιο βαθμό, τους γύρω καταναλωτές, προκαλώντας μόλυνση από αντίστροφη ροή ή απότομες μεταβολές στην πίεση. Στις χειρότερες περιπτώσεις μπορεί να δημιουργηθεί στο σύστημα κενό αέρος. Αυτή η κατάσταση μπορεί να αποφευχθεί, αν ο πυροσβεστικός κρουνός είναι συνδεδεμένος με πυροσβεστικό όχημα, το οποίο διαθέτει μια (εξισορροπητική) δεξαμενή, από όπου λαμβάνεται νερό για την πυρόσβεση. Τέλος, οι κρουνοί πρέπει να κλείνονται αργά, για να αποφευχθούν οι απότομες μεταβολές στην πίεση. Πέρα από τις μη φυσιολογικές καταστάσεις, οι πυροσβεστικοί κρουνοί μπορούν να χρησιμοποιηθούν και για άλλους σκοπούς, όπως ο καθαρισμός των σωλήνων, έλεγχος διαρροών, πλύσιμο δρόμων κ.ά. Τα δίκτυα σωληνώσεων με κρουνούς μπορούν, επίσης, να διαχωριστούν από το δίκτυο διανομής πόσιμου νερού.

65 Σχήμα Κρουνός Αεροθάλαμοι Οι αεροθάλαμοι (γνωστοί επίσης σαν δοχεία αέρα) και οι δεξαμενές ανάπλασης προσφέρουν ένα αποτελεσματικό τρόπο μείωσης των υπερπιέσεων υδραυλικού πλήγματος και των αρνητικών πιέσεων από σφάλμα των αντλιών στις σωληνώσεις. Το υδραυλικό πλήγμα, το οποίο προκαλείται από σφάλμα στις αντλίες, μπορεί να προκαλέσει υπερπιέσεις, οι οποίες απαιτούν μεγάλο πάχος σωλήνα ή κάποια μορφή προστασίας από το υδραυλικό πλήγμα. Ο πιο αποτελεσματικός τρόπος αποτροπής των αρνητικών πιέσεων και μείωσης των υπερπιέσεων είναι η χρήση αεροθαλάμων και δεξαμενών ανάπλασης υπό πίεση. Λειτουργούν απορροφώντας νερό από το σύστημα, κατά τη διάρκεια παροδικών ψηλών πιέσεων και προσθέτοντας νερό στο σύστημα, κατά τη διάρκεια χαμηλών παροδικών πιέσεων. Ο αεροθάλαμος είναι ένα δοχείο πίεσης, το οποίο περιέχει νερό και ένα όγκο αέρα, ο οποίος διατηρείται από ένα συμπιεστή αέρα. Όταν κλείσουν οι αντλίες και η πίεση και η ροή μειωθούν στην έξοδο της αντλίας, ο αέρας στο θάλαμο διαστέλλεται, εξαιτίας της μείωσης της πίεσης και μπαίνει νερό στο σύστημα από το θάλαμο. Μια δεξαμενή ανάπλασης είναι μια, σχετικά μικρή, δεξαμενή, η οποία είναι τοποθετημένη με τέτοιο τρόπο, ώστε η ελεύθερη στάθμη του νερού, να είναι ίση με το υψόμετρο της πιεζομετρικής γραμμής. Η δεξαμενή τροφοδοτεί το σύστημα μέσω βαρύτητας και η εκροή νερού από τη δεξαμενή ελέγχει το μέγεθος της

66 παροδικής χαμηλής πίεσης, η οποία παράγεται στην έξοδο της αντλίας, όταν διακοπεί η λειτουργία της. Η σύνδεση των σωλήνων μεταξύ του αεροθαλάμου αέρα ή της δεξαμενής ανάπλασης και του συστήματος διαστασιολογείται ώστε να προσφέρει επαρκή υδραυλική δυναμικότητα, όταν ο θάλαμος εκφορτίζει, καθώς και για να προκαλεί αρκετή απώλεια ενέργειας, για να κατανέμεται η κεματική ενέργεια και για να αποτρέψει την γρήγορη πλήρωση του ή της δεξαμενής. Τα δύο αυτά κριτήρια ικανοποιούνται με τη χρήση μιας παράκαμψης με σωληνώσεις. 1.7 Εγκαταστάσεις τελικών χρηστών Υδρομετρητές Ο σκοπός των υδρομετρητών στα συστήματα διανομής νερού είναι η παροχή πληροφοριών για την υδραυλική συμπεριφορά του δικτύου, οι οποίες είναι χρήσιμες για τη λειτουργία, τη συντήρηση και το μελλοντικό σχεδιασμό επεκτάσεων στο δίκτυο και αποτελούν, επίσης, τη βάση για τις χρεώσεις. Ο καλύτερος τρόπος για να μετρά μια εταιρεία υδάτων το νερό που παράγεται και αργότερα πωλείται, είναι με τη χρήση μετρητών νερού. Οι μετρητές νερού είναι σημαντικοί για μια εταιρεία υδάτων για αρκετούς λόγους: 1. Κάνουν δυνατή τη χρέωση των συνδρομητών ανάλογα με την ποσότητα του νερό που χρησιμοποιούν. 2. Επιτρέπουν στο σύστημα τη δυνατότητα τεκμηρίωσης. 3. Είναι αντικειμενικοί για όλους τους καταναλωτές, γιατί καταγράφουν τη συγκεκριμένη χρήση. 4. Ενθαρρύνουν τους συνδρομητές να κάνουν οικονομία στο νερό (ειδικά σε σύγκριση με τις σταθερές χρεώσεις.) 5. Επιτρέπουν στο σύστημα της εταιρείας υδάτων να παρακολουθεί τον όγκο του νερού που διοχετεύει. 6. Βοηθούν στον εντοπισμό διαρροών και βλαβών στις σωληνώσεις του συστήματος διανομής. Σε πολλές χώρες οι μετρητές χρησιμοποιούνται σε κάθε κατοικία και εμπορικό κτίριο σε ένα δημόσιο σύστημα παροχής νερού. Οι μετρητές νερού μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν στην πηγή του νερού, σε πηγάδια ή σε όλη την έκταση του συστήματος, για να καθορίσουν τη ροή στο συγκεκριμένο μέρος του συστήματος. Οι μετρητές νερού, γενικά, μετρούν και παρουσιάζουν την ολική κατανάλωση σε κυβικά μέτρα ( m 3 ), σε ένα μηχανικό ή ηλεκτρονικό καταχωρητή. Μερικοί ηλεκτρονικοί καταχωρητές μετρητών μπορούν να παρουσιάσουν, εκτός από την παροχή και αρθροιστικά τον όγκο. Σε όλες τις περιπτώσεις η ακρίβεια είναι ζωτικής σημασίας, οπότε η ποιότητακαι η καλή συντήρηση αυτών των συσκευών είναι πολύ σημαντικές. Η λειτουργία των μετρητών νερού βασίζεται σε τρεις βασικές αρχές: διαφορά πίεσης, περιστροφή και μαγνητικά ή υπερηχητικά κύματα. Υπάρχουν αρκετοί τύποι μετρητών σε κοινή χρήση. Η επιλογή βασίζεται στις διαφορετικές μεθόδους μέτρησης ροής, στον τύπο του τελικού χρήστη, τις

67 απαιτούμενες παροχές και τις απαιτήσεις για ακρίβεια. Οι μετρητές κατατάσσονται σε δύο βασικές κατηγορίες: θετικής μετατόπισης και ταχύτητας. Κάθε ένας από αυτούς τους τύπους μετρητή έχει τις παραλλαγές του, δημιουργώντας την εντύπωση ότι υπάρχουν αρκετά διαφορετικά είδη. Οι μετρητές, οι οποίοι χρησιμοποιούν τόσο τη θετική μετατόπιση, όσο και την ταχύτητα, είναι γνωστοί σαν σύνθετοι μετρητές. Πολλοί μετρητές είναι πολύ ανακριβείς σε πολύ χαμηλές παροχές. Αυτό το σφάλμα αυξάνεται με τη γήρανση του μετρητή. Άλλα προβλήματα είναι η πιθανότητα έμφραξης, εξαιτίας άμμου ή σκουριάς στους σωλήνες και λάθος ανάγνωσης της ένδειξη του μετρητή. Η χρήση μετρητών έχει σαν αποτέλεσμα τη μειωμένη κατανάλωση νερού, για παράδειγμα, στη Μεγάλη Βρετανία και την Ουαλία, η κατανάλωση νερού στις ιδιοκτησίες με μετρητές είναι13% λιγότερη, σε σύγκριση με τις ιδιοκτησίες χωρίς μετρητές. Μετρητές θετικής μετατόπισης ( PDM ) Οι μετρητές θετικής μετατόπισης, οι οποίοι ονομάζονται και ογκομετρικοί μετρητές, είναι ένα είδος μηχανικών μετρητών, που χρησιμοποιούνται για σκοπούς χρεώσεων. Σε αυτό τον τύπο μετρητή ένας γνωστός όγκος υγρού σε ένα μικρό θαλαμίσκο μετακινείται με τη ροή του νερού. Οι μετρητές θετικής μετατόπισης ροής λειτουργούν γεμίζοντας και αδειάζοντας επανειλημμένα αυτό το θαλαμίσκο. Ο ρυθμός ροής υπολογίζεται με βάση το πόσες φορές αδειάζουν και γεμίζουν αυτοί οι θαλαμίσκοι. Η κίνηση ενός ταλαντευόμενου δίσκου ή ενός κυκλικού εμβόλου, κινεί μια διάταξη γραναζιών, η οποία μετρά και καταγράφει τον όγκο του νερού που εξέρχεται από τον μετρητή. Υπάρχουν δύο τύποι μετρητών θετικής μετατόπισης: ταλαντευόμενου δίσκου και εμβόλου. Οι μετρητές ταλαντευόμενου δίσκου έχουν ένα στρογγυλό δίσκο, ο οποίος είναι τοποθετημένος μέσα σε ένα κυλινδρικό θάλαμο. Ο δίσκος είναι τοποθετημένος πάνω σε μια άτρακτο. Ο δίσκος ταλαντεύεται, καθώς περνά έναν γνωστό όγκο υγρού μέσα από το θάλαμο. Η κυκλική κίνηση του δίσκου μεταφέρεται κατόπιν στον καταχωρητή, ο οποίος καταγράφει τον όγκο του νερού που πέρασε μέσα από τον μετρητή. Οι μετρητές εμβόλου έχουν ένα έμβολο, το οποίο ταλαντεύεται μπροστά-πίσω, όταν ρέει νερό μέσα από τον μετρητή. Ένας γνωστός όγκος νερού καταγράφεται για κάθε περιστροφή και η κίνηση μεταφέρεται σε έναν καταχωρητή, διαμέσου μιας διάταξης μαγνητικής κίνησης και γραναζιών. Κάτω από κανονικές συνθήκες λειτουργίας (μέγιστη λειτουργική πίεση γύρω στα mwc και θερμοκρασία περιβάλλοντος 0-40 C ) όλοι οι μικρού μεγέθους μηχανικοί μετρητές είναι σχετικά ακριβείς και προσφέρουν μετρήσεις με περιθώριο σφάλματος 2%. Αυτό το σφάλμα αυξάνεται σε πολύ μικρές παροχές, μέχρι και ένα κατώτερο όριο του εύρους λειτουργίας. Ο μετρητής δε μπορεί να καταγράψει τις παροχές κάτω από αυτό το όριο. Από την άλλη πλευρά, αν η ροή που περνά από τον μετρητή είναι πολύ μεγάλη, το περιστρεφόμενο στοιχείο θα φθαρεί γρήγορα. Για αυτό το λόγο, πρέπει να επιλεχθεί ένα μοντέλο με την κατάλληλη ονομαστική παροχή. Οι κατασκευαστές, συνήθως, προσφέρουν πληροφορίες για το λειτουργικό εύρος ροής, τις λειτουργικές πιέσεις, την ανοχή ακρίβειας κλπ. Εκτός από τις ακραίες συνθήκες λειτουργίας, ένα άλλο πρόβλημα για τους μηχανικούς μετρητές νερού, είναι η μεγάλη σκληρότητα στο νερό, η οποία, μετά από κάποιο διάστημα, προκαλεί φράξιμο των κινούμενων στοιχείων. Οι μετρητές θετικής μετατόπισης

68 χρησιμοποιούνται σε οικίες, μικρές επιχειρήσεις, ξενοδοχεία και συγκροτήματα διαμερισμάτων. Μετρητές ταχύτητας Οι μετρητές ταχύτητας λειτουργούν βάσει της αρχής ότι, το νερό που περνά μέσω μιας διατομής γνωστής επιφάνειας με μετρημένη ταχύτητα, μπορεί να εξισωθεί με τον όγκο της ροής. Οι μετρητές ταχύτητας είναι κατάλληλοι για περιπτώσεις μεγάλης παροχής. Υπάρχουν διαφορετικοί τύποι μετρητών ταχύτητας, όπως στροβιλομετρικοί, πολλαπλής ριπής, μετρητές προωστήρων, υπερηχητικοί, μετρητές Βεντούρι και μετρητές στομίου. Οι στροβιλομετρικοί μετρητές έχουν έναπεριστρεφόμενο στοιχείο, το οποίο γυρίζει με τη ροή του νερού. Ο όγκος του νερού υπολογίζεται με βάση τις περιστροφές του στροβίλου. Οι μετρητές Βεντούρι έχουν ένα τμήμα με μικρότερη διάμετρο από την ανάντη πλευρά του σωλήνα. Με βάση μια αρχή της υδραυλικής, καθώς το νερό ρέει σε έναν σωλήνα, η ταχύτητά του αυξάνεται, όταν περνά από μια διατομή μικρότερης επιφάνειας. Μετράται η διαφορά στην πίεση, πριν και στην περιοχή με την μικρότερη διάμετρο. Η μεταβολή στην πίεση είναι ανάλογη του τετραγώνου της ταχύτητας. Η παροχή μπορεί να καθοριστεί μετρώντας τη διαφορά στην πίεση. Οι μετρητές Βεντούρι είναι κατάλληλοι για μεγάλους σωλήνες και δεν χρειάζονται πολλή συντήρηση. Οι μετρητές οπής λειτουργούν βάσει της ίδια αρχής, όπως και οι μετρητές Βεντούρι, με τη διαφορά ότι, αντίγια μειωμένη επιφάνεια διατομής, υπάρχει ένας κυκλικός δίσκος με ομόκεντρη οπή. Η παροχή υπολογίζεται με τον ίδιο τρόπο, όπως και στους μετρητές Βεντούρι, με τη μέτρηση της διαφοράς στις πιέσεις. Οι μετρητές Βεντούρι και οπής, τοποθετούνται επίσης, σε μεγάλους κόμβους των συστημάτων μεταφοράς νερού ή μέσασε οποιοδήποτε σύστημα διανομής νερού, στο οποίο πρέπει να μετρηθούν μεγάλες ποσότητες. Οι δύο τύποι μετρητών είναι απλοί στην κατασκευή και δεν απαιτούν ηλεκτρονικό εξοπλισμό η μόνη συσκευή μέτρησης είναι ένα διαφορικό μανόμετρο. Για να καθοριστεί η μέση ταχύτητα, πρέπει να είναι γνωστά, η γεωμετρία των διατομών και οι συντελεστές των τοπικών απωλειών με βάση τη συστολή/σχήμα του σωλήνα του στομίου. Τα υδραυλικά ροόμετρα αποτελούν εμπόδιο στη ροή, δημιουργώντας απώλειες ενέργειας και περιορίζοντας την απαίτηση για συντήρηση των σωληνώσεων. Οι μετρητές, οι οποίοι δεν έχουν κινούμενα μέρη και δε δημιουργούν κανένα φυσικό εμπόδιο, βασίζονται σε μετρήσεις είτε μαγνητικού πεδίου, είτε υπερηχητικών κυμάτων. Τα υπερηχητικά ροόμετρα χρησιμοποιούν υπερηχητικά κύματα, για να δειγματολογήσουν την κατατομή της ταχύτητας μέσα σε ένα σωλήνα. Οι μετρητές που χρησιμοποιούνται για πόσιμο νερό, βασίζουν, συνήθως, τη λειτουργία τους στην αρχή μεταβολής της ταχύτητας του ήχου, η οποία λαμβάνει υπόψη την ταχύτητα διάδοσης του ήχου στο νερό. Δύο αισθητήρες ηχητικού σήματος εγκαθίστανται στον σωλήνα με μικρή απόσταση μεταξύ τους και ανταλλάσσουν

69 διαγώνια ηχητικά κύματα σε αντίθετες κατευθύνσεις. Η διαφορά μεταξύ των ηχητικών συχνοτήτων των δύο σημάτων, η οποία είναι ανάλογη παροχής, καταγράφεται, επειδή ο ήχος που ταξιδεύει αντίθετα με τη ροή, θα χρειαστεί περισσότερο χρόνο να φτάσει στο δέκτη, από ότι ο ήχος που ταξιδεύει στην ίδια κατεύθυνση με τη ροή. Αν οι αισθητήρες είναι εγκατεστημένοι σε αντίθετες πλευρές του σωλήνα, η ανταλλαγή κυμάτων θα είναι ευθεία. Συχνότερα όμως, εγκαθίστανται στην ίδια πλευρά του σωλήνα, προκαλώντας μια διάθλαση του εκπεμπόμενου σήματος πάνω στο τοίχωμα του σωλήνα πριν παραληφθεί από τον δεύτερο αισθητήρα, γεγονός το οποίο αυξάνει την ακρίβεια των μετρήσεων. Τα υπερηχητικά ροόμετρα είναι μια λιγότερο ακριβής, αλλά πιο φθηνή λύση από τους ηλεκτρομαγνητικούς μετρητές. Το κύριο πλεονέκτημα τους είναι η ευκολία στην εγκατάσταση, η οποία επιτρέπει τη μετακίνησή τους και τη λήψη μετρήσεων από διάφορα μέρη του δικτύου. Όταν βαθμονομούνται οι συσκευές μέτρησης, πρέπει να λαμβάνονται υπόψη η διάμετρος του σωλήνα, το υλικό και το πάχος των τοιχωμάτων. Οι ηλεκτρομαγνητικοί μετρητές δημιουργούν ένα μαγνητικό πεδίο συνεχούς ρεύματος, το οποίο επηρεάζεται από τη ροή του νερού. Σαν αποτέλεσμα, θα δημιουργηθεί ένα μικρό ηλεκτρικό ρεύμα, ανάλογο της ταχύτητας ροής, το οποίο καθορίζει τις κατατομές της ταχύτητας μέσα στη διατομή του σωλήνα. Ένας αισθητήρας, ο οποίος εκπέμπει παλμούς στον πομπό μέτρησης, λαμβάνει τα σήματα, τα οποία υποδεικνύουν την παροχή. Όσον αφορά τη μαζική εφαρμογή, οι ηλεκτρομαγνητικοί μετρητές είναι πολύ ακριβείς, αλλά μάλλον πολύπλοκες και ακριβές συσκευές. Χρησιμοποιούνται ευρέως για μέτρηση ροών μεγάλου όγκου σε αντλιοστάσια και κύριους αγωγούς. Αν δεν είναι διαθέσιμη η κατάλληλη προστασία, τα ευαίσθητα ηλεκτρονικά εξαρτήματα μπορεί να αποτρέψουν τη χρήση τους σε ακραίες θερμοκρασίες και συνθήκες υγρασίας. Σχήμα 1.13 Μαγνητικό ροόμετρο Krohne Enviromag 2000

70 Οι επαγωγικοί μετρητές είναι μηχανικοί μετρητές, οι οποίοι χρησιμοποιούνται για μέτρηση ροής σε σωλήνες διανομής μικρού και μεσαίου μεγέθους. Αυτοί οι μετρητές καταγράφουν την ποσότητα νερού που περνά, με την περιστροφική ταχύτητα ενός κάθετου ή οριζόντιου ρότορα ή μιας βάνας, η οποία μεταφέρεται στη συνέχεια σε ένα μετρητή ή καταχωρητή. Τα μεγαλύτερα μοντέλα έχουν συνήθως διάμετρο μεταξύ 40 και 500 mm. Οι μικρού μεγέθους επαγωγικοί μετρητές, χρησιμοποιούνται, κυρίως, σε σημεία σύνδεσης με το δίκτυο σε κατοικημένες περιοχές. Κατασκευάζονται για σωλήνες με διαμέτρους mm και μπορούν να είναι, είτε απλής, είτε πολλαπλής ριπής. Οι μετρητές προωστήρων έχουν ένα ρότορα σε σχήμα βεντάλιας, ο οποίος περιστρέφεται με τη ροή του νερού. Πάνω στο ρότορα είναι συνδεδεμένος ένας καταγραφέας, ο οποίος καταγράφει τις μετρήσεις. Οι μετρητές πολλαπλής ριπής έχουν ανοίγματα εφαπτόμενα σε ένα θάλαμο, για να καθοδηγούν τη ροή του νερού σε ένα ρότορα με πολλά πτερύγια. Η ροή μετράται ανάλογα με την ταχύτητα του ρότορα. Σύνθετοι μετρητές Σε μερικές περιπτώσεις, είναι απαραίτητο να έχουμε ένα σύνθετο μετρητή ένα μετρητή θετικής μετατόπισης και ένα μετρητή ταχύτητας εγκατεστημένους μαζί- για να είναι δυνατή η μέτρηση μικρών και μεγάλων ροών. Οι μικρές ροές μετρούνται με τη θετική μετατόπιση, ενώ οι μεγάλες ροές μετρούνται με την ταχύτητα. Μια διάταξη με βαλβίδες οδηγεί τη ροή σε κάθε μέρος του μετρητή. Η χρήση πολλών μετρητών σε ένα οποιοδήποτε μεγάλο σύστημα διανομής, ειδικά αυτών που χρησιμοποιούνται για σκοπούς χρεώσεων, απαιτεί, συχνά, κοπιαστική δουλεία για τη συλλογή όλων των στοιχείων. Για εξοικονόμηση χρόνου, μπορούν να εγκατασταθούν διαφορετικού τύπου ηλεκτρονικοί καταγραφείς μαζί με τους μετρητές νερού, οι οποίοι διαβάζουν και αποθηκεύουν τις μετρήσεις. Αυτοί οι καταγραφείς μπορεί να είναι άμεσα συνδεδεμένοι ή να μεταφέρονται στις συσκευές επεξεργασίας δεδομένων. Πρόσφατα, έχει γίνει δυνατή η επί τόπου λήψη μετρήσεων, χωρίς άμεση πρόσβαση στο μετρητή νερού, γεγονός το οποίο αυξάνει σημαντικά την αποδοτικότητα στην εργασία και δεν ενοχλεί τους συνδρομητές. Οι πιο πρόσφατες μέθοδοι που έχουν αναπτυχθεί, είναι η χρήση μιας ασύρματης σύνδεσης μεταξύ του αισθητήρα και του καταγραφέα και η εξ αποστάσεως λήψη μετρήσεων από τον καταγραφέα (δηλαδή, μέσα από το όχημα) Ρυθμιστές παροχής νερού Η ρύθμιση της παροχής είναι, συχνά, πολύ σημαντική για την επιτυχή λειτουργία ενός δικτύου διανομής νερού. Στην αγορά υπάρχουν πολλές συσκευές, οι οποίες ελέγχουν την παροχή αυτόματα ή χειροκίνητα. Οι πιο απλές συσκευές είναι απλές βαλβίδες, όπως αυτές που περιγράφηκαν πιο πάνω. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι, για να ελεγχθούν οι παροχές σε σωλήνες με πολύ μεγάλη διάμετρο, η δικλίδα τύπου πεταλούδας είναι η πιο κατάλληλη για να ρυθμίζει τη ροή. Παρόλα αυτά, υπάρχουν πολλές άλλες ειδικά σχεδιασμένες βαλβίδες με αισθητήρες, οι οποίες είναι πιο ευαίσθητες και πιο ακριβείς στη ρύθμιση των παροχών. Η ποικιλία αυτών των ρυθμιστών μπορεί να βρεθεί στην τεχνική βιβλιογραφία των εταιριών κατασκευής. Οι ρυθμιστές παροχής χρησιμοποιούνται, επίσης,

71 πριν το μετρητή νερού του κάθε χρήστη.αυτό επιτυγχάνεται με τη σταθεροποίηση και τον περιορισμό της πίεσης πριν το μετρητή του χρήστη.

72 2.0 Χαρτογράφηση Δικτύου Περιγραφή Ενότητας Τίτλος Τομέας Κύριοι παραλήπτες ΕΝΟΤΗΤΑ 2 ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗ ΔΙΚΤΥΟΥ Προληπτική Συντήρηση για Δίκτυα Εταιρειών Υδάτων Οι τελικοί χρήστες της ενότητας είναι μηχανικοί και προσωπικό συντήρησης υπεύθυνο για τη συντήρηση δικτύων εταιρειών υδάτων. Αυτή η ενότητα απευθύνεται σε ένα μεγάλο εύρος επαγγελματιών οι οποίοι είναι υπεύθυνοι για τη συντήρηση των δικτύων των εταιριών υδάτων και είναι δημιουργημένη για τις ενδιαφερόμενες ομάδες. Περιγραφή ενότητας και γενικοί στόχοι Χρόνος μάθησης και Διάρκεια Η χαρτογράφηση των συστημάτων νερού είναι ένα σημαντικό κομμάτι των περιουσιακών στοιχείων, της μοντελοποίησης και της προσομοίωσης ενός συστήματος διανομής νερού. Αυτή η ενότητα επιτρέπει στο συμμετέχοντα να κατανοήσει τα βασικά στοιχεία, τις απαιτήσεις και τα εργαλεία της χαρτογράφησης συστημάτων νερού. Εξαιτίας της χωρικής έκτασης και της φύσης των συστημάτων παροχής νερού, η διαχείριση των γεωχωρικών δεδομένων είναι πολύ σημαντικό καθήκον. Ο συμμετέχοντας θα αναγνωρίσει τα κρίσιμα γνωρίσματα του συστήματος παροχής νερού, τα οποία αποτελούν μέρος της χαρτογράφησης. Επίσης, οι συμμετέχοντες αναγνωρίζουν την ανάγκη για ανανέωση του συστήματος και τη σημασία των οργανωτικών πτυχών. Χρόνος μάθησης και μέγιστη διάρκεια εκπαίδευσης σχετικά με την ενότητα: 8 ώρες αναμενόμενου χρόνου αυτοεκπαίδευσης Απαραίτητα εργαλεία για πραγματοποίηση της ενότητας Ηλεκτρονικός υπολογιστής με σύνδεση στο Διαδίκτυο (IT, εξοπλισμός κλπ. ) Μαθησιακοί στόχοι Όταν κάποιος/α ολοκληρώσει την ενότητα θα είναι σε θέση να: ΜΣ-1: Να κατανοήσει τα βασικά στοιχεία, τις απαιτήσεις και τα εργαλεία της χαρτογράφησης συστημάτων νερού. ΜΣ-2: Αναγνωρίζει την ανάγκη για χρήση νέων τεχνολογιών για χαρτογράφηση συστημάτων νερού. Θα πληροφορηθεί για τα εμπορικά πακέτα λογισμικού που

73 κυκλοφορούν ευρέως για ανάλυση και σχεδιασμό συστημάτων διανομής νερού. ΜΣ-3: Αναγνωρίσει και να συγκρίνει διαφορετικές μορφές συστημάτων διαχείρισης χωρικών δεδομένων ( SDMS ) και τεχνολογιών που χρησιμοποιούνται για τη συλλογή, αποθήκευση και χρήση χωρικών δεδομένων των συστημάτων νερού. ΜΣ-4: Κατανοήσει τα κρίσιμα γνωρίσματα των συστημάτων παροχής νερού, τα οποία αποτελούν μέρος της χαρτογράφησης, να επιλέξει και να συλλέξει τα δεδομένα στην κατάλληλη μορφή. ΜΣ-5: Κατηγοριοποιήσει τα γνωρίσματα των συστημάτων παροχής νερού και να συγκρίνει τις διαφορετικές ιδιότητες συγκεκριμένων συστατικών. ΜΣ-6: Αναγνωρίσει την ανάγκη για ανανέωση του συστήματος για διατήρηση ενός σύγχρονου συστήματος παροχής νερού και τη σημασία των οργανωτικών πτυχών στην εταιρία υδάτων. Παιδαγωγικές μέθοδοι που χρησιμοποιούνται (ατομική μελέτη, ομαδική δουλειά, μάθηση εξ αποστάσεως κλπ.) Τύποι δραστηριοτήτων που θεωρούνται χρήσιμοι για εκπαίδευση σε αυτή την ενότητα: Συναντήσεις πρόσωπο με πρόσωπο Ατομική μελέτη Διαδικτυακές δραστηριότητες Εισαγωγή Χαρτογράφηση Δικτύου Η χαρτογράφηση ενός συστήματος διανομής νερού αποτελεί ένα σημαντικό μέρος του ενεργητικού, της μοντελοποίησης και της προσομοίωσης του συστήματος. Συμβατικά, τα δεδομένα για τα δίκτυα συλλέγονταν και αποθηκεύονταν σε έντυπη μορφή. Αυτό, όχι μόνο απαιτεί πολύ χρόνο και κόπο και αυξάνει την πιθανότητα σφαλμάτων, αλλά είναι και λιγότερο αποτελεσματικό. Ακόμα και το δίκτυο διανομής νερού μιας μεσαίου μεγέθους πόλεως αποτελείται από δεκάδες σελίδες με χάρτες. Επιπλέον, τα λεπτομερή σχέδια για τις διασταυρώσεις αύξαναν ακόμα περισσότερο αυτό τον αριθμό. Η διαχείριση ενός δικτύου διανομής νερού με τη χρήση συμβατικών χαρτών είναι μια πάρα πολύ δύσκολη υπόθεση. Σαν παράδειγμα, μπορεί να δοθεί η Υπηρεσία Ύδατος και Ενέργειας του Λος Άντζελες ( LADWP ), η οποία πέρασε από τους έντυπους χάρτες, στην εμπειρία ενός

74 περιεκτικού συστήματος GIS (Γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών). Ο Kien Hoang, διευθυντής της ομάδας GIS Υδάτων του LADWP, συνόψισε την κατάσταση με αυτές τις προτάσεις: «Αντιμετωπίζαμε την πρόκληση της διατήρησης των δεδομένων για την υποδομή μας δια χειρός, από τα μέσα της δεκαετίας του 1980.Τα πάντα καταγράφονταν δια χειρός. Αυτό είχε σαν αποτέλεσμα μια αυξανόμενη πίεση στον προϋπολογισμό για προσωπικό και εκπαίδευση, καθώς η πόλη μεγάλωνε. Οι υπάλληλοι περνούσαν τον περισσότερο καιρό τους ενημερώνοντας τα σχέδια δια χειρός και διανέμοντας χάρτες όπου χρειαζόταν. Επιπρόσθετα, επειδή οι χάρτες ήταν σε έντυπη μορφή, άλλες ομάδες έπρεπε να κάνουν αντίγραφα αντίγραφα, τα οποία γρήγορα καθίσταντο παρωχημένα, καθώς ενημερώναμε τους χάρτες μας. Οι διάφορες ομάδες μέσα στον οργανισμό μας χρησιμοποιούσαν χάρτες, οι οποίοι δεν ήταν ακριβείς. Αυτό οδηγούσε σε αναποτελεσματικότητες μέσα στον οργανισμό. Για παράδειγμα, η πυροσβεστική υπηρεσία λειτουργούσε βάσει παρωχημένων χαρτών και δεν ήξερε τις ακριβείς θέσεις των πυροσβεστικών κρουνών ή η εταιρία υγραερίου δεν ήξερε την ακριβή τοποθεσία των υπόγειων σωληνώσεων» ( Labay 2010). Ανάμεσα στις πάρα πολλές μελέτες περιπτώσεων που υπάρχουν για τη χαρτογράφηση δικτύων, αξίζει να μελετηθεί η Gatebook automation for the City of San Francisco s water distribution system ( Shaukat et al., 2010). 2.1 GIS, CAD και άλλες τεχνολογίες Εξαιτίας της χωρικής έκτασης των συστημάτων παροχής νερού, η διαχείριση των γεωχωρικών δεδομένων είναι ένα πολύ σημαντικό έργο. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω μιας σειράς συστημάτων που βρίσκονται κάτω από τη γενική ομπρέλα των Συστημάτων Διαχείρισης Χωρικών Δεδομένων(SDMS), τα οποία χρησιμοποιούνται για τη συλλογή, διαχείριση και χρήση αυτών των χωρικών δεδομένων. Σε μερικές περιπτώσεις, τα διάφορα αυτά συστήματα είναι ολοκληρωμένα, σε άλλες περιπτώσεις, αποτελούν ανεξάρτητα συστήματα (EPA 2005) Σχεδίαση με τη Χρήση Ηλεκτρονικού Υπολογιστή (CAD) Τα συστήματα CAD χρησιμοποιούνται εδώ και πολύ καιρό σαν η βάση για το σχεδιασμό συστημάτων διανομής νερού και εγκαταστάσεων και για τη διαχείριση των χαρτών των συστημάτων διανομής. Οι περισσότερες εταιρίες και σύμβουλοι μηχανικοί χρησιμοποιούν εμπορικά πακέτα όπως AutoCAD, Intergraph ή MicroStation. Πολλές εταιρίες υδάτων χρησιμοποιούν μοντέλα συστημάτων διανομής νερού, τα οποία είναι ενσωματωμένα στα πακέτα ( EPA, 2005) Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών (GIS) Ένα σύστημα GIS είναι ένα, βασισμένο σε ηλεκτρονικό υπολογιστή, σύστημα πληροφοριών, το οποίο είναι σχεδιασμένο για να εργάζεται με δεδομένα που αναφέρονται σε χωρικές ή γεωγραφικές συντεταγμένες ( Star and Estes, 1990). Σε αντίθεση με τους επίπεδους έντυπους χάρτες, όπου βλέπουμε μόνο τις πληροφορίες που υπάρχουν πάνω στο χάρτη, ένα σύστημα GIS μπορεί να παρουσιάσει πολλά στρώματα διαφορετικών πληροφοριών ( ESRI, 2002). Επιπλέον, η παροχή μηχανισμού για χειρισμό, ανάλυση και παρουσίαση των γεωγραφικών πληροφοριών, κάνουν τα συστήματα GIS να διαφέρουν από τα άλλα συστήματα πληροφοριών. Ένα επιτυχημένο σύστημα GIS είναι η αρμονική σύνθεση μηχανημάτων, λογισμικού, δεδομένων, ανθρώπων και μεθόδου. Επιπλέον, είναι

75 σημαντικό να αναλογιστούμε τη διεπιστημονική φύση της εξέλιξης και των εφαρμογών των συστημάτων GIS. Το Σχήμα 1 παρουσιάζει μερικά από τα επιστημονικά πεδία που επηρέασαν την εξέλιξη των συστημάτων GIS ( Morad και Connolly, 2004). Τα συστήματα GIS άρχισαν να αναπτύσσονται στα τέλη της δεκαετίας του1950, αλλά το πρώτο λογισμικό GIS δημιουργήθηκε στα τέλη της δεκαετίας του 1970 από το Ινστιτούτο Ερευνών Περιβαλλοντικών Συστημάτων ( ESRI ). Το 1985 τίθεται σε λειτουργία το Παγκόσμιο Σύστημα Εντοπισμού Θέσης ( GPS ). Παρόλο που υπήρχαν προβλήματα σχετικά με την ευαισθησία, αυτό το σύστημα διευκόλυνε την εισαγωγή δεδομένων και έγινε ένα από τα κύρια συμπληρωματικά συστήματα των συστημάτων GIS. Σχήμα 1. Διεπιστημονική φύση των συστημάτων GIS (μετά από τους Morad και Connolly, 2004) Η φύση της παρουσίασης των δεδομένων έχει σημαντική επίδραση στην ανάλυση, η οποία μπορεί να εφαρμοστεί. Τα χωρικά δεδομένα στα συστήματα GIS οργανώνονται συνήθως σε διανυσματικές δομές ή δομές ράστερ (λεπτό πλέγμα) (Σχήμα 3). Στη διανυσματική δομή, τα γεωγραφικά χαρακτηριστικά των αντικειμένων παρουσιάζονται με σημεία, γραμμές και πολύγωνα, τα οποία τοποθετούνται με ακρίβεια σε ένα συνεχή χώρο στο χάρτη, με τον ίδιο τρόπο που παρουσιάζονται στους παραδοσιακούς χάρτες ορόσημα, κτίρια, δρόμοι, ρυάκια, μάζες νερού και άλλα στοιχεία με σημεία, γραμμές και σκιασμένες περιοχές. Επιπλέον, στη διανυσματική δομή, κάθε αντικείμενο περιλαμβάνει τοπολογικές πληροφορίες, οι οποίες περιγράφουν τη χωρική του σχέση με γειτονικά αντικείμενα και κυρίως, τη συνδεσιμότητα και τη γειτνίασή του. Αυτός ο ρητός και ξεκάθαρος καθορισμός των αντικειμένων και των συνδέσεων μεταξύ τους, καθιστούν τη διανυσματική δομή μια ελκυστική επιλογή και επιτρέπουν την αυτόματη ανάλυση και διερμηνεία των χωρικών δεδομένων σε περιβάλλοντα GIS (Johnson, 2009). Οι επιφανειακές ή ράστερ δομές, από την άλλη πλευρά, διαιρούν το χώρο σε ένα δισδιάστατο (2-D) πλέγμα κυψελίδων, όπου κάθε κυψελίδα περιέχει μια τιμή, η οποία αντιπροσωπεύει το χαρακτηριστικό που χαρτογραφείται. Ένα ράστερ είναι μια x, y μήτρα, η οποία περιέχει χωρικά ταξινομημένους αριθμούς. Κάθε κυψελίδα καθορίζεται από ένα αριθμό γραμμής και ένα αριθμό στήλης, με το όριο του πλέγματος να καθορίζεται στο χώρο σε γνωστές συντεταγμένες. Οι δομές ράστερ δημιουργούνται από πηγές απεικόνισης, όπως οι δορυφόροι και υποθέτουν ότι ο

76 γεωγραφικός χώρος μπορεί να θεωρηθεί σαν μια επίπεδη Καρτεσιανή επιφάνεια. Ένα σημείο παρουσιάζεται σαν μια κυψελίδα, μια γραμμή από σειρά γειτονικών κυψελίδων και μια περιοχή από ομάδα γειτονικών κυψελίδων. Οι διανυσματικές δομές και οι δομές ράστερ, αποτελούν και οι δύο έγκυρες παρουσιάσεις των χωρικών δεδομένων. Τα συμπληρωματικά χαρακτηριστικά των δύο δομών έχουν αναγνωριστεί εδώ και πολύ καιρό και τα μοντέρνα συστήματα GIS μπορούν να επεξεργαστούν και τις δύο δομές, συμπεριλαμβανομένων μετατροπών μεταξύ των δομών και επικαλύψεις και των δύο δομών (Johnson, 2009). Σχήμα 2. Τα επίπεδα του χάρτη παρουσιάζουν διάφορα θέματα ( Johnson, 2009) Η φύση της παρουσίασης των δεδομένων έχει σημαντική επίδραση στην ανάλυση, η οποία μπορεί να εφαρμοστεί. Τα χωρικά δεδομένα στα συστήματα GIS οργανώνονται συνήθως σε διανυσματικές δομές ή δομές ράστερ (λεπτό πλέγμα) (Σχήμα 3). Στη διανυσματική δομή, τα γεωγραφικά χαρακτηριστικά των αντικειμένων παρουσιάζονται με σημεία, γραμμές και πολύγωνα, τα οποία τοποθετούνται με ακρίβεια σε ένα συνεχή χώρο στο χάρτη, με τον ίδιο τρόπο που παρουσιάζονται στους παραδοσιακούς χάρτες ορόσημα, κτίρια, δρόμοι, ρυάκια, μάζες νερού και άλλα στοιχεία με σημεία, γραμμές και σκιασμένες περιοχές. Επιπλέον, στη διανυσματική δομή, κάθε αντικείμενο περιλαμβάνει τοπολογικές πληροφορίες, οι οποίες περιγράφουν τη χωρική του σχέση με γειτονικά αντικείμενα και κυρίως, τη συνδεσιμότητα και τη γειτνίασή του. Αυτός ο ρητός και ξεκάθαρος καθορισμός των αντικειμένων και των συνδέσεων μεταξύ τους, καθιστούν τη διανυσματική δομή μια ελκυστική επιλογή και επιτρέπουν την αυτόματη ανάλυση και διερμηνεία των χωρικών δεδομένων σε περιβάλλοντα GIS (Johnson, 2009).

77 Οι επιφανειακές ή ράστερ δομές, από την άλλη πλευρά, διαιρούν το χώρο σε ένα δισδιάστατο (2-D) πλέγμα κυψελίδων, όπου κάθε κυψελίδα περιέχει μια τιμή, η οποία αντιπροσωπεύει το χαρακτηριστικό που χαρτογραφείται. Ένα ράστερ είναι μια x, y μήτρα, η οποία περιέχει χωρικά ταξινομημένους αριθμούς. Κάθε κυψελίδα καθορίζεται από ένα αριθμό γραμμής και ένα αριθμό στήλης, με το όριο του πλέγματος να καθορίζεται στο χώρο σε γνωστές συντεταγμένες. Οι δομές ράστερ δημιουργούνται από πηγές απεικόνισης, όπως οι δορυφόροι και υποθέτουν ότι ο γεωγραφικός χώρος μπορεί να θεωρηθεί σαν μια επίπεδη Καρτεσιανή επιφάνεια. Ένα σημείο παρουσιάζεται σαν μια κυψελίδα, μια γραμμή από σειρά γειτονικών κυψελίδων και μια περιοχή από ομάδα γειτονικών κυψελίδων. Οι διανυσματικές δομές και οι δομές ράστερ, αποτελούν και οι δύο έγκυρες παρουσιάσεις των χωρικών δεδομένων. Τα συμπληρωματικά χαρακτηριστικά των δύο δομών έχουν αναγνωριστεί εδώ και πολύ καιρό και τα μοντέρνα συστήματα GIS μπορούν να επεξεργαστούν και τις δύο δομές, συμπεριλαμβανομένων μετατροπών μεταξύ των δομών και επικαλύψεις και των δύο δομών (Johnson, 2009). Σχήμα 3. Τύπος GIS δεδομένων ράστερ (αριστερά) και διανυσματικών (δεξιά) ( Johnson, 2009) Τα συστήματα GIS είναι ένα εργαλείο, το οποίο μετατρέπεται με γοργούς ρυθμούς σε ένα πολύτιμο στοιχείο διαχείρισης για πολλές εταιρίες υδάτων. Τα συστήματα GIS έχουν κάνει σημαντικά βήματα προς τη συμπλήρωση ή αντικατάσταση των πακέτων CAD. Αν χρησιμοποιηθεί απλά σαν βάση χωρικών δεδομένων, ένα σύστημα GIS μπορεί να βοηθήσει σε μεγάλο βαθμό διάφορες εφαρμογές μοντελοποίησης, μέσω της ανάπτυξης αυτοματοποιημένων εργαλείων για την κατασκευή και διατήρηση αξιόπιστων μοντέλων υδραυλικών δικτύων των συστημάτων διανομής νερού (Ennis et al., 2001). Τα συστήματα GIS χρησιμοποιούνται συνήθως για τη χαρτογράφηση, ανάλυση, οπτικοποίηση, μοντελοποίηση και σχεδίαση των συστημάτων διανομής νερού. Οι ικανότητες των συστημάτων GIS για αποθήκευση, πρόσβαση και χαρτογράφηση δεδομένων, οδηγούν στην αυξημένη χρήση των συστημάτων GIS σε πεδία όπως ο σχεδιασμός, η διαχείριση εγκαταστάσεων και η διαχείριση δεδομένων όσον αφορά συνδρομητές και ποιότητα νερού. Μερικές εταιρίες υδάτων μοιράζονται μια βάση

78 δεδομένων GIS με τις κυβερνήσεις των πόλεων ή των επαρχιών και με άλλες υπηρεσίες κοινής ωφέλειας, όπως οι εταιρίες υγραερίου, ηλεκτρισμού και τηλεφώνου. Σε πολλές υπηρεσίες κοινής ωφέλειας, η τεχνολογία GIS έχει αναλάβει τις αρμοδιότητες των συστημάτων, τα οποία ήταν γνωστά σαν συστήματα Διαχείρισης Ενεργητικού/Διαχείρισης Εγκαταστάσεων (AM/FM systems). Παρομοίως, τα συστήματα GIS μπορεί να περιλαμβάνουν ένα Σύστημα Πληροφοριών Γης (LIS), σαν μέσο αποθήκευσης πληροφοριών ιδιοκτησίας γης, τεμαχίων και ιδιοκτησίας και γεωγραφικών πληροφοριών. Τα Ηλεκτρονικά Μοντέλα Υψομέτρου (DEMs) αποτελούν, επίσης, ένα συνηθισμένο χαρακτηριστικό των πακέτων GIS. Προσφέρουν ένα μηχανισμό για αποθήκευση τοπογραφικών πληροφοριών. Τα τελευταία χρόνια, η ολοκλήρωση των συστημάτων GIS με μοντέλα συστημάτων διανομής νερού, αποτελεί ένα σημαντικό πεδίο έρευνας και ανάπτυξης στη βιομηχανία ύδατος (EPA, 2005) Συστήματα Πληροφοριών Πελατών (CIS) Το σύστημα CIS προσφέρει ένα μηχανισμό για αποθήκευση και χρήση πληροφοριών για την κατανάλωση νερού από τους συνδρομητές. Το γεωγραφικό στοιχείο σε ένα σύστημα CIS είναι μια διεύθυνση και/ή γεωγραφικές συντεταγμένες. Τα συστήματα Αυτόματης Ανάγνωσης Μετρητή ( AMR ) διευκολύνουν τη συλλογή δεδομένων κατανάλωσης, τα οποία μπορούν να αποθηκευτούν σε βάσεις δεδομένων. Η δυνατότητα των συστημάτων GIS για «αντιστοίχιση διεύθυνσης» διευκολύνουν τη μετατροπή των διευθύνσεων σε γεωγραφικές συντεταγμένες. Ένα γεωγραφικά ενεργοποιημένο σύστημα CIS προσφέρει έναν άριστο μηχανισμό καταγραφής δεδομένων τρέχουσας κατανάλωσης, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε μοντέλα συστημάτων διανομής νερού ( EPA, 2005) Απεικόνιση της Διαδικασίας και Τηλεχειρισμός της Εγκατάστασης (SCADA) Τα συστήματα SCADA, τυπικά, περιλαμβάνουν δυνατότητες τηλεπρόσβασης σε πληροφορίες που αφορούν την κατάσταση των συστημάτων διανομής, χειροκίνητου ή αυτόματου ελέγχου εξαρτημάτων, όπως αντλίες και βαλβίδες και αποθήκευσης και παρουσίασης τρεχόντων ή ιστορικών δεδομένων σε μορφή χρονοσειρών, που αφορούν τη λειτουργία του συστήματος. Υπάρχει διαθέσιμη μια μεγάλη ποικιλία συστημάτων μηχανημάτων/λογισμικού SCADA, τα οποία μπορούν να διαμορφωθούν ανάλογα με τις συγκεκριμένες ανάγκες μιας εταιρίας υδάτων. Κάθε στοιχείο το οποίο αναφέρεται σε ένα σύστημα SCADA μπορεί να έχει ένα μοναδικό γεωγραφικό στοιχείο αναγνώρισης, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν σύνδεσμος με ένα σύστημα GIs ή άλλα συστήματα διαχείρισης χωρικών δεδομένων. Η έρευνα και ανάπτυξη όσον αφορά την αφομοίωση από τα συστήματα SCADA, μοντέλων υδραυλικής ποιότητας και ποιότητας νερού στα συστήματα διανομής νερού, βρίσκεται σε εξέλιξη, ούτως ώστε αυτά τα μοντέλα να μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη λειτουργία και τα επείγοντα σε πραγματικό χρόνο ( EPA, 2005) Σύστημα Διαχείρισης Εργαστηριακών Πληροφοριών (LIMS) Τα συστήματα LIMS είναι μηχανογραφικά συστήματα για τη διαχείριση δειγμάτων σε ένα εργαστήριο. Τέτοια συστήματα περιλαμβάνουν μηχανισμό για αποθήκευση, διαχείριση, παρουσίαση και ανίχνευση δειγμάτων. Καθώς η προέλευση ενός δείγματος πρέπει να αναγνωριστεί τόσο χωρικά, όσο και χρονικά, αυτή πληροφορία προσφέρει ένα μέσο σύνδεσης των δεδομένων των συστημάτων LIMS με άλλα συστήματα διαχείρισης βάσεων χωρικών δεδομένων ( EPA, 2005).

79 2.1.6 Τεχνολογική Υποστήριξη Άλλες τεχνολογικές εξελίξεις που σχετίζονται με τη διαχείριση βάσεων χωρικών δεδομένων και οι οποίες χρησιμοποιούνται από τις εταιρίες υδάτων, περιλαμβάνουν το Σύστημα Παγκόσμιας Θέσης ( GPS ) και Συστήματα Διαχείρισης Συγκριτικών Βάσεων Δεδομένων ( RDBMS ). Η τεχνολογία GPS χρησιμοποιείται ευρέως στη χωρομέτρηση και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για σύνδεση των δεδομένων πεδίου με γεωγραφικές συντεταγμένες. Τα συστήματα RDBMS είναι μια γενική μεθοδολογία για αποτελεσματική αποθήκευση πληροφοριών σαν μια σειρά συνδεδεμένων δισδιάστατων πινάκων. Τα περισσότερα μοντέρνα συστήματα διαχείρισης βάσεων δεδομένων, τα οποία σχετίζονται με GIS, LIMS και άλλα συστήματα, χρησιμοποιούν τη δομή RDBMS ( EPA, 2005). Τα πιο κοινά λογισμικά τα οποία βασίζονται σε GIS και CAD και χρησιμοποιούνται στη μοντελοποίηση συστημάτων διανομής νερού αναφέρονται πιο κάτω: ArcGIS : Το Πρότυπο Διόρθωσης Δικτύων Εταιριών Υδάτων είναι μια, συγκεκριμένη για τη βιομηχανία, σύνθεση του ArcGIS Desktop που χρησιμοποιείται για την ενημέρωση της διανομής νερού, του συστήματος υπονόμων και των βάσεων γεωδεδομένων για τη συλλογή καταιγίδων. Προσφέρει σχετικούς χάρτες βάσης, ένα ενημερωμένο μοντέλο δεδομένων για εταιρίες υδάτων και μια σειρά εργαλείων του ArcGIS Desktop, ούτως ώστε οι βελτιώσεις στη διανομή νερού, στο σύστημα των υπονόμων και η συλλογή καταιγίδων, να μπορούν να προστεθούν αποτελεσματικά στη βάση γεωδεδομένων ( ESRI, 2010). Το σύστημα διανομής νερού της πόλης Ντενιζλί στην Τουρκία είναι μοντελοποιημένο στο ArcGIS (Σχήμα 4).

80 Σχήμα 4. Σύστημα διανομής νερού της πόλης Ντενιζλί στην Τουρκία σε ArcGIS ( Toprak et al., 2009) WaterMAP : Το WaterMAP είναι μια εφαρμογή διαχείρισης δικτύων νερού για τις εταιρίες υδάτων, βασισμένη στο AutoCAD και είναι σχεδιασμένο για να βοηθήσει στη διαχείριση της χαρτογράφησης και της ανάλυσης ενός δικτύου διανομής νερού (Σχήμα 5). Το WaterMAP προσφέρει εργαλεία για ακριβή μοντελοποίηση, στο γεωγραφικό χώρο, της υποδομής μιας εταιρίας υδάτων (Smartmap, 2010).

81 Water GEMS: Σχήμα 5. Στιγμιότυπο οθόνης από το πρόγραμμα WaterMap Το WaterGEMS είναι μια εφαρμογή μοντελοποίησης της διανομής νερού. Το WaterGEMS μπορεί να λειτουργήσει σε ArcGIS, AutoCAD και MicroStation ή σαν αυτόνομη εφαρμογή (Σχήμα 6). Από τις προσομοιώσεις ροής πυρκαγιάς και ποιότητας νερού, μέχρι την ανάλυση κρισιμότητας και ενεργειακών κοστών και τη βελτιστοποίηση ανώτερων γενετικών αλγορίθμων, το WaterGEMS έρχεται εξοπλισμένο με οτιδήποτε χρειάζεστε από ένα ευέλικτο πολυπλατφορμικό περιβάλλον ( Bentley, 2010).

82 Σχήμα 6. Στιγμιότυπο οθόνης από το πρόγραμμα WaterGEMS H2OMAP: Το H2OMAP είναι ένα σύστημα υποστήριξης λήψης αποφάσεων που χρησιμοποιείται για την αποτελεσματική διαχείριση των συστημάτων διανομής νερού (Σχήμα 7). Το σύστημα λογισμικού συνδέει ένα ανεπτυγμένο προσομοιωτή υδραυλικών δικτύων με τεχνολογία GIS, για διαχείριση βάσεων χωρικών δεδομένων και για γραφική παρουσίαση και ανάλυση των αποτελεσμάτων. Η διεπαφή χρηστών δημιουργήθηκε με τη χρήση τεχνολογίας MapObjects και προσφέρει ένα πληροφοριακά δομημένο πλαίσιο για κατασκευή μοντέλων δικτύων, ανάλυση και παρουσίαση αποτελεσμάτων (Ennis et al., 2001).

83 2.2 Γνωρίσματα Σχήμα 7. Στιγμιότυπο οθόνης από το πρόγραμμα H2OMAP Τα δεδομένα για τα στοιχεία του δικτύου μπορούν να αποθηκευτούν σε συστήματα GIS ή CAD για χωρική επερώτηση. Τα κύρια δεδομένα που θα αποθηκευτούν θα είναι η τοποθεσία και τα χαρακτηριστικά των σωλήνων και των κόμβων, λεπτομέρειες για τους ταμιευτήρες, λεπτομέρειες για τις βαλβίδες και ανάλογα με το επίπεδο πολυπλοκότητας, μπορούν ακόμα και να περιλαμβάνουν τον τύπο και λεπτομέρειες της θέσης των καταναλωτών. Οι πληροφορίες για τους σωλήνες αποθηκεύονται στο σύστημα σε μορφή κόμβων και τύπου σωλήνωσης. Αυτό ταιριάζει ιδανικά στον τύπο συστημάτων σωληνώσεων με κόμβους και συνδέσεις σωλήνων. Τα δεδομένα μπορούν να εισαχθούν με διάφορους τρόπους, είτε κατευθείαν στην οθόνη, από έναν ψηφιοποιητή, είτε από δεδομένα που συλλέχθηκαν προηγουμένως, τα οποία μπορούν να εισαχθούν στη βάση δεδομένων, φτάνει να υπάρχει σε αυτή αρχείο με τις συντεταγμένες του πλέγματος και τη συνδεσιμότητα του. Το σύστημα GIS περιλαμβάνει μια εφαρμογή εισαγωγής για τα τυπικά συστήματα GIS, η οποία επιτρέπει τη διαλειτουργικότητα. (Anand and Vairavamoorthy, 2002). Κάθε στοιχείο στο πίνακα γνωρισμάτων πρέπει να έχει έναν αριθμό ταυτότητας (ID number). Το λογισμικό GIS μπορεί να δώσει αυτόματα ταυτότητα σε κάθε στοιχείο, αλλά ο χρήστης μπορεί να αλλάξει τον αριθμό ταυτότητας, για παράδειγμα, ανάλογα με το υπάρχον project. Ανάλογα με το στόχο της ανάλυσης, οι πληροφορίες για ένα στοιχείο στον πίνακα γνωρισμάτων, μπορούν να αλλάξουν. Τυπικές πληροφορίες για τα γνωρίσματα των διάφορων στοιχείων των συστημάτων διανομής νερού, αναφέρονται πιο κάτω.

84 2.2.1 Σωλήνας Οι σωλήνες παρουσιάζονται σε μορφή γραμμών διανυσματικού τύπου. Μερικά γνωρίσματα που αναφέρονται στους σωλήνες περιγράφονται πιο κάτω. Υλικό Τα πιο κοινά υλικά σωλήνων των δικτύων διανομής νερού (Pilcher et al., 2009) αναφέρονται πιο κάτω. Τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των υλικών παρουσιάζονται στον Πίνακα 1. Αμιαντοτσιμέντο (AC) Ο σωλήνας αμιαντοτσιμέντου ήταν δημοφιλής σε ορισμένες χώρες κατά το μέσο του 20ου αιώνα, κυρίως επειδή ήταν λιγότερο ακριβός από άλλα υλικά (Σχήμα 8). Όσον αφορά την υγεία και την ασφάλεια, πρέπει να λαμβάνονται προφυλάξεις κατά την επεξεργασία του μετάλλου, για να μην αναπνέεται η σκόνη αμιάντου. Σήμερα, οι σωλήνες αμιάντου δε χρησιμοποιούνται στην κατασκευή νέων συστημάτων και εξαιτίας των κινδύνων για την υγεία, αποθηκεύονται μόνο για επιδιόρθωση. Όλοι οι σωλήνες αμιαντοτσιμέντου χρησιμοποιούνται χωρίς επίστρωση και κατασκευάζονται σε τυποποιημένα μήκη των 4.0 μέτρων. Οι σωλήνες αμιαντοτσιμέντου παράγονται σε ονομαστικές διαμέτρους 80mm με 600mm. Οι μικρότερες διάμετροι ήταν επιρρεπείς στις διαρροές, ειδικά στα σημεία σύνδεσης. Σχήμα 8. Σωλήνες αμιάντου που έφτασαν στο τέλος της χρήσιμης ζωής τους (Pilcher et al., 2009) Χυτοσίδηρος (CI) Ο σωλήνας από χυτοσίδηρο χρησιμοποιούταν συχνά από τις αρχές, μέχρι το μέσο του 20ου αιώνα, αλλά σήμερα χρησιμοποιείται πολύ λιγότερο. Ο σωλήνας ήταν δυνατός αλλά εύθραυστος και είχε μεγάλη διάρκεια ζωής. Υπάρχουν μερικοί σωλήνες από χυτοσίδηρο που βρίσκονται ακόμα σε λειτουργία και ενώ είναι παλαιότεροι των 150 χρόνων, είναι ακόμα σε καλή κατάσταση. Οι σωλήνες από χυτοσίδηρο είναι διαθέσιμοι σε ονομαστικές διαμέτρους από 100mm μέχρι 600mm και σε μήκη 3.0, 4.0 και

85 5.0 μέτρων. Ένας από τους πιο κοινούς τύπους διαρροών σε ένα σωλήνα από χυτοσίδηρο, είναι οι δακτυλιοειδείς θραύσεις, που προκαλούνται από την κίνηση του εδάφους. Όλκιμος Χυτοσίδηρος (DI) Οι σωλήνες από όλκιμο χυτοσίδηρο έχουν παρόμοια εμφάνιση και χαρακτηριστικά με τους σωλήνες από χυτοσίδηρο. Ο σωλήνας από όλκιμο χυτοσίδηρο όμως είναι πιο δυνατός και πιο σκληρός από το σωλήνα από χυτοσίδηρο. Όσον αφορά τους μεταλλικούς σωλήνες, αντικατέστησε τους σωλήνες χυτοσιδήρου στα μέσα του 20ου αιώνα. Οι σωλήνες από όλκιμο χυτοσίδηρο, γενικά, κατασκευάζονται με επικάλυψη ψευδαργύρου και μια εσωτερική επιφάνεια, η οποία μπορεί να επενδυθεί με τσιμεντοκονίαμα. Ο σωλήνας από όλκιμο χυτοσίδηρο είναι διαθέσιμος σε τυποποιημένα μεγέθη που κυμαίνονται από 4.0 μέχρι 6.0 μέτρα και διαμέτρους από 80mm μέχρι 1600mm. Στους σωλήνες από όλκιμο χυτοσίδηρο εντοπίζονται πολύ εύκολα οι διαρροές. Πολυβινυλοχλωρίδιο (PVC) Οι σωλήνες από PVC είναι ημι-άκαμπτοι σωλήνες και χρησιμοποιήθηκαν για πρώτη φορά σε συστήματα διανομής νερού μόλις στο δεύτερο μισό του 20ου αιώνα. Υπήρχαν προβλήματα με τον αρχικό τύπο του σωλήνα, που αφορούσαν κυρίως διαμήκη σπασίματα, ειδικά σε συστήματα που υπόκεινταν σε αλλαγές πίεσης. Μια αλλαγή στη μοριακή δομή, όμως, είχε σαν αποτέλεσμα ένα πολύ πιο δυνατό και ανθεκτικό σωλήνα. Οι σωλήνες είναι, γενικά, διαθέσιμοι σε τυποποιημένα μήκη των 6.0 μέτρων και διαμέτρους από 80 μέχρι 575 mm. Σε αυτόν τον τύπο σωλήνα δεν εντοπίζονται εύκολα οι διαρροές, ειδικά αν υπάρχει έλλειψη εξαρτημάτων, δηλαδή, αν ένα μέρος του σωλήνα είναι τοποθετημένο σε αγροτική περιοχή. Πολυαιθυλένιο (PE) Το πολυαιθυλένιο έχει γίνει το προτιμώμενο υλικό κατασκευής σωλήνων από πολλές εταιρίες υδάτων σε πολλές χώρες, εξαιτίας του κόστους και της ανθεκτικότητάς του. Η χρήση αυτοφυώς συγκολλημένων συνδέσεων, όταν γίνεται από εξειδικευμένους εγκαταστάτες, έχει σαν αποτέλεσμα μια πολύ δυνατή σύνδεση με λίγες πιθανότητες διαρροών. Υπάρχουν, δυστυχώς, πολλές περιπτώσεις στις οποίες η σύνδεση δεν έγινε με τον σωστό τρόπο, οδηγώντας σε διαρροές των συνδέσεων. Εναλλακτικές μέθοδοι συνδέσεων όπως κάνουλες και ρακόρ, είναι διαθέσιμες ευρέως. Το πολυαιθυλένιο είναι διαθέσιμο σε μεγάλο εύρος διαμέτρων και μπορεί να αγοραστεί σε τυποποιημένα μεγέθη ή σε μεγάλη σπείρα. Όπως και με το PVC, δεν είναι εύκολο να εντοπιστούν οι διαρροές, καθώς ο ήχος της διαρροής δεν ταξιδεύει πολύ μακριά κατά μήκος των τοιχωμάτων του σωλήνα. Χάλυβας Οι σωλήνες από χάλυβα είναι διαθέσιμοι σχεδόν σε κάθε μέγεθος, από 100 mm μέχρι 3600 mm, για χρήση σε συστήματα διανομής νερού. Σπάνια χρησιμοποιείται για σωληνώσεις μικρότερες από 400 mm. Το τυπικό μήκος ενός χαλύβδινου σωλήνα διανομής νερού είναι 12.2 μέτρα. Η συμβατική ονοματολογία αναφέρεται σε δύο τύπους χαλύβδινων σωλήνων: (1) σωλήνες άνευ ραφής και (2) συγκολλητοί σωλήνες. Οι σωλήνες άνευ ραφής, περιλαμβάνουν χαλύβδινούς σωλήνες οποιουδήποτε μεγέθους, που παράγονται σε εργοστάσιο επεξεργασίας χάλυβα και ικανοποιούν

86 προδιαγραφές για τελειωμένους σωλήνες. Ο σωλήνας άνευ ραφής ενός δεδομένου μεγέθους, κατασκευάζεται με σταθερή εξωτερική διάμετρο και μεταβλητή εσωτερική διάμετρο, ανάλογα με το ζητούμενο πάχος τοιχωμάτων. Ο συγκολλητός σωλήνας είναι ένας χαλύβδινος σωλήνας κατασκευασμένος από πλάκες ή φύλλα. Μπορεί να είναι είτε ευθύς, είτε με σπειρωτή ραφή αυτοφυώς συγκολλημένος σωλήνας και μπορεί να καθοριστεί είτε σε εξωτερικές, είτε σε εσωτερικές διαμέτρους. Άλλα υλικά Υπάρχουν πολλά άλλα διαθέσιμα υλικά για σωλήνες, τα οποία δε χρησιμοποιούνται ευρέως σε συστήματα διανομής, αλλά χρησιμοποιούνται κυρίως στα συστήματα αγωγών μετάδοσης ή σε ιδιαίτερες περιπτώσεις, όπως διασταυρώσεις γεφυρών. Αυτά τα υλικά για σωλήνες είναι το πλαστικό ενισχυμένο με ίνες γυαλιού (GRP) και το προεντεταμένο σκυρόδεμα (PSC). Υλικό Σωλήνα Πλεονεκτήματα Μειονεκτήματα Αμιαντο-τσιμέντο (AC) Δύναμη και ακαμψία Ανθεκτικό στη διάβρωση στο νερό και στα περισσότερα είδη εδαφών Μπορούν να χρησιμοποιηθούν εύκαμπτες συνδέσεις για να επιτραπεί κάποια εκτροπή Επιρρεπής στις ζημιές από προσκρούσεις Χαμηλή εγκάρσια αντοχή Επιρρεπής στη διάβρωση από ορισμένους τύπους εδαφών Διαπερατό σε κάποιες εδαφικές συνθήκες Κίνδυνος από τη σκόνη αμιάντου Δύσκολος εντοπισμός Ο εντοπισμός διαρροών είναι πιο δύσκολος από ότι στους μεταλλικούς σωλήνες Οι επιδιορθώσεις μπορεί να είναι πολύπλοκες

87 Χυτο-σίδηρος (CI) Δύναμη και ακαμψία Όλκιμος χυτο-σίδηρος (DI) Πολυαιθυλένιο (MDPE/ HDPE) Πολυβινυλοχλωρίδιο (PVC) Ψηλή μηχανική αντοχή Καλή αντίσταση στη διάβρωση Εύκολος εντοπισμός διαρροών Εύκολος εντοπισμός Ψηλή μηχανική αντοχή Καλή αντίσταση στη διάβρωση Μπορούν να χρησιμοποιηθούν εύκαμπτες συνδέσεις για να επιτραπεί κάποια εκτροπή Ευκολία στη σύνδεση Εύκολος εντοπισμός Εύκολος εντοπισμός διαρροών Εύκολη επιδιόρθωση Ανθεκτικό στη διάβρωση Ελαφρύ και εύκαμπτο Οι συνδέσεις μπορούν να είναι ηλεκτροσυγκολλητέςβελτίωση της αντοχής στις διαρροές Έχουν μικρές διαμέτρους που επιδιορθώνονται εύκολα Ανθεκτικό στη διάβρωση Ελαφρύ και εύκαμπτο Οι συνδέσεις γίνονται εύκολα Πολύ βαρύς Δυνατός αλλά εύθραυστος Σχετικά βαρύς Πιθανά προβλήματα με το ph στο μαλακό νερό Επιρρεπής στη διάβρωση αν πάθει ζημιά η επικάλυψη Δύσκολος εντοπισμός Ο εντοπισμός διαρροών είναι πιο δύσκολος από ότι στο σίδηρο Οι συνδέσεις με σύντηξη απαιτούν ικανούς εγκαταστάτες και ειδικό εξοπλισμό Επιρρεπής στις ζημιές από προσκρούσεις Ζημιά από υπεριώδη ακτινοβολία στους εκτεθειμένους σωλήνες

88 Δύσκολος εντοπισμός Ο εντοπισμός διαρροών είναι πιο δύσκολος από ότι στο σίδηρο Χάλυβας Ψηλή αντοχή, ανθεκτικότητα στις δονήσεις Δυνατότητα εκτροπής χωρίς να σπάζει Εύκολη εγκατάσταση Ελαφρύτερος από το σωλήνα από όλκιμο χυτοσίδηρο Εύκολη κατασκευή μεγάλων σωλήνων Διαθεσιμότητα ειδικών διατάξεων μέσω ηλεκτροσυγκόλλησης Διαθέσιμος σε ποικιλία αντοχών Εύκολη τροποποίηση στο χώρο εγκατάστασης Επιρρεπής στη διάβρωση Πίνακας 1. Κύρια πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα επιλεγόμενων υλικών (Pilcher et al., 2009) Τύποι συνδέσεων Υπάρχουν αρκετοί τύποι συνδέσεων (π.χ. μηχανικές συνδέσεις, ηλεκτροσυγκόλληση κλπ.) σε υπάρχοντα συστήματα σωληνώσεων και γενικά, οι συνδέσεις στα συστήματα σωληνώσεων είναι τα πιο αδύνατα σημεία. Ο τύπος της σύνδεσης εξαρτάται, πρωταρχικά, από τον τύπο του υλικού του σωλήνα. Οι σωληνώσεις από χυτοσίδηρο ή όλκιμο χυτοσίδηρο, οι οποίες είναι συνδεδεμένες χωρίς ηλεκτροσυγκόλληση, μπορεί να διαχωριστούν στις συνδέσεις, όταν εκτεθούν σε φορτίσεις επιμήκυνσης (Σχήμα 9). Παρόλο που οι μοντέρνες τεχνικές συγκόλλησης παράγουν συνεχείς, σχεδόν, χαλύβδινες σωληνώσεις όσον αφορά την αντοχή και την ολκιμότητα, οι παλιές σωληνώσεις με ηλεκτροσυγκολλημένο χάλυβα ή συνδέσεις με κοχλίες, έχουν προβλήματα στις συνδέσεις, όταν υπόκεινται σε ακραίες φορτίσεις (Toprak et al., 2008). Για υπόγειες παροχές, είναι κοινές οι

89 κωδωνοειδείς συνδέσεις ή συνδέσεις με κάνουλες με πλαστικό περίβλημα ή μηχανικές ενώσεις (με ή χωρίς ωστικές συνδεσμολογίες) (Pilcher et al., 2009). Σχήμα 9. Τυπικοί τύποι συνδέσεων στα συστήματα διανομής νερού της Ιαπωνίας (Toprak et al., 2008) Διάμετρος Συνήθως χρησιμοποιείται η ονομαστική αξία της διαμέτρου του σωλήνα, αλλά όταν το απαιτεί η ανάλυση, μπορούν να προστεθούν στον πίνακα γνωρισμάτων οι εσωτερικές ή εξωτερικές διάμετροι. Μήκος Τα μήκη των σωλήνων μπορούν να υπολογιστούν με λογισμικό GIS ή CAD και να προστεθούν αυτόματα στον πίνακα γνωρισμάτων. Έτος εγκατάστασης Κάθε σωλήνωση έχει μια διάρκεια ζωής. Αυτή η τιμή εξαρτάται από το υλικό του σωλήνα, τις εδαφικές συνθήκες κλπ. Το έτος εγκατάστασης είναι σημαντικό για τον προγραμματισμό της αντικατάστασης του σωλήνα. Η γήρανση επηρεάζει επίσης τον συντελεστή τραχύτητας του σωλήνα και η τιμή αυτή χρησιμοποιείται σε υδραυλικούς υπολογισμούς. Συντελεστής τραχύτητας Ο συντελεστής τραχύτητας μεταβάλλεται ανάλογα με το υλικό του σωλήνα και την ηλικία της σωλήνωσης. Όταν η ανάλυση περιλαμβάνει υδραυλικούς υπολογισμούς, ο συντελεστής τραχύτητας θα πρέπει να βρίσκεται στον πίνακα γνωρισμάτων. Παροχή υπολογισμού Για την ακρίβεια, η παροχή μιας σωλήνωσης μεταβάλλεται διαρκώς κατά τη λειτουργία του συστήματος, από το μηδέν μέχρι μια μέγιστη τιμή. Η παροχή υπολογισμού, είναι η παροχή σύμφωνα με την τιμή της οποίας, καθορίζεται η διάμετρος του σωλήνα. Μερικές φορές, η τιμή της μέγιστης παροχής βρίσκεται στο τμήμα παροχών του πίνακα γνωρισμάτων. Κάλυψη

90 Μερικοί σωλήνες καλύπτονται από εσωτερική επένδυση και/ή εξωτερική επικάλυψη, για να επεκταθεί η διάρκεια ζωής της σωλήνωσης. Αν υπάρχει κάλυψη, η διάρκεια ζωής του σωλήνα και ο συντελεστής τραχύτητας θα είναι διαφορετικά από αυτά του ακάλυπτου σωλήνα. Το τσιμεντοκονίαμα είναι μια άριστη επένδυση για ατσάλινους σωλήνες. Οι σωλήνες από ατσάλι μπορούν επίσης να επικαλυφθούν με τσιμεντοκονίαμα (Pilcher et al., 2009). Οι σωλήνες από όλκιμο χυτοσίδηρο συνήθως επικαλύπτονται με άσφαλτο, ουρεθάνη, φαινολικά αλκυδικά και εποξειδικά και επενδύονται, συνήθως, με τσιμέντο, άσφαλτο και κεραμικά εποξειδικά (Acipko, 2010). Μερικές άλλες παράμετροι μιας σωλήνωσης, οι οποίες μπορεί να χρειαστούν στην ανάλυση είναι το πάχος των τοιχωμάτων, ανυποστήρικτο μήκος, βάθος θαψίματος, συντελεστής διάτμησης, γωνία τριβής σωλήνα-εδάφους, αναλογία του Poisson, αρχικός κόμβος, τελικός κόμβος, πληροφορίες σχετικά με τις απότομες μεταβολές της πίεσης και το φορτίο παγετού κλπ Βαλβίδες Οι βαλβίδες είναι πολύ κοινές στα συστήματα διανομής νερού. Οι βαλβίδες παρουσιάζονται σαν σημεία σε μορφές διανυσματικού τύπου. Παρόλο που χρησιμοποιούνται πολλοί διαφορετικοί τύποι βαλβίδων για να ελέγξουν τη ροή των υγρών, οι βασικοί τύποι βαλβίδων μπορούν να χωριστούν σε δύο βασικές κατηγορίες: βαλβίδες αναστολής και βαλβίδες ελέγχου. Εκτός από τους βασικούς τύπους βαλβίδων, υπάρχουν στο χώρο της μηχανικής πολλές ειδικές βαλβίδες, οι οποίες δε μπορούν να καταταχθούν ούτε στην κατηγορία των βαλβίδων αναστολής, ούτε στην κατηγορία των βαλβίδων ελέγχου. Πολλές από αυτές τις βαλβίδες χρησιμοποιούνται για να ελέγχουν την πίεση των υγρών και είναι γνωστές σαν βαλβίδες ελέγχου πίεσης (Σχήμα 10).

91 Σχήμα 10. Βαλβίδα μείωσης πίεσης (Pilcher et al., 2009) Οι βαλβίδες αναστολής χρησιμοποιούνται για να διακόψουν ή σε μερικές περιπτώσεις, για να μειώσουν τη ροή των υγρών. Οι βαλβίδες αναστολής ελέγχονται από την κίνηση του στελέχους της βαλβίδας. Οι βαλβίδες αναστολής μπορούν να διαχωριστούν σε τέσσερις βασικές κατηγορίες: σφαιρικές, δικλείδες, πεταλούδες και ένσφαιρες. Οι βυσματούμενες βαλβίδες και οι βελονοειδείς βαλβίδες μπορούν επίσης να θεωρηθούν βαλβίδες αναστολής. Κοινά γνωρίσματα των βαλβίδων είναι το μέγεθος (διάμετρος) και ο τύπος. Αν θα πραγματοποιηθεί υδραυλική ανάλυση, τότε ο συντελεστής απωλειών θα είναι ένα σημαντικό γνώρισμα για τις βαλβίδες Κρουνοί Οι κρουνοί είναι σημεία απόσπασης νερού από τα συστήματα διανομής νερού. Χρησιμοποιούνται συνήθως από την πυροσβεστική υπηρεσία. Οι κρουνοί αναπαριστάνονται σαν σημεία σε μορφές διανυσματικού τύπου. Τα βασικά γνωρίσματα των κρουνών μπορούν να είναι το μέγεθος και ο τύπος. Ένα άλλο γνώρισμα μπορεί να είναι η μέγιστη παροχή που λαμβάνεται από έναν κρουνό Πηγάδι Τα πηγάδια είναι μια από τις πιο σημαντικές πηγές νερού και αποτελούν αναπόσπαστα κομμάτια των συστημάτων διανομής νερού (Σχήμα 11). Τα πηγάδια παρουσιάζονται σαν σημεία σε μορφές διανυσματικού τύπου. Η δυναμικότητα παροχής, η στατική και δυναμική στάθμη νερού μπορεί να είναι γνωρίσματα των

92 πηγαδιών. Επιπλέον, μερικές γεωλογικές πληροφορίες (διαγαφία πηγαδιού)μπορούν να προστεθούν στον πίνακα γνωρισμάτων. Σχήμα 11. Τυπικό κτίριο άντλησης βαθιού πηγαδιού του δήμου Ντενιζλί Αντλία Ανάλογα με την τοπογραφία, οι αντλίες είναι αναπόσπαστα στοιχεία των συστημάτων διανομής νερού. Οι κυριότερες ομάδες αντλιών είναι άμεσης ανύψωσης, μετατόπισης, ταχύτητας, άνωσης και βαρύτητας. Στο χάρτη του συστήματος διανομής νερού, οι αντλίες παρουσιάζονται σαν σημεία σε μορφές διανυσματικού τύπου. Οι φυγόκεντρες αντλίες είναι οι πιο κοινοί τύποι στα συστήματα διανομής νερού (Σχήμα 12) και ανήκουν στην ομάδα των αντλιών ταχύτητας. Τα τυπικά γνωρίσματα των αντλιών είναι ο τύπος και η παροχή. Όταν χρειάζεται, μπορούν να προστεθούν στον πίνακα γνωρισμάτων πληροφορίες για την καμπύλη της αντλίας (μια γραφική παράσταση, η οποία παρουσιάζει τη μεταβολή της ογκομετρικής παροχής και του υδραυλικού ύψους της αντλίας).

93 Σχήμα 12. Αντλιοστάσιο του συστήματος διανομής νερού της Βιομηχανικής Ζώνης του Ντενιζλί Ταμιευτήρες και Δεξαμενές Κάθε σύστημα διανομής νερού έχει ταμιευτήρες και δεξαμενές. Ο αριθμός τους μπορεί να είναι από ένας μέχρι πολλοί. Ανάλογα με την κλίμακα του χάρτη, οι ταμιευτήρες και οι δεξαμενές παρουσιάζονται σαν σημεία ή πολύγωνα σε μορφές διανυσματικού τύπου στο χάρτη του συστήματος διανομής νερού. Τα τυπικά γνωρίσματα μπορεί να είναι το μέγεθος(όγκος) του ταμιευτήρα ή της δεξαμενής και τα κρίσιμα υψόμετρα στάθμης (βασικό, υπερχείλισης, ελάχιστο λειτουργικό) Κόμβος Οι κόμβοι είναι σημεία διασταύρωσης των σωληνώσεων. Έτσι, παρουσιάζονται σαν σημεία σε μορφές διανυσματικού τύπου στο χάρτη του συστήματος διανομής νερού. Η γεωμετρία ενός κόμβου καθορίζει τον τύπο σύνδεσης των σωλήνων. Δύο ή περισσότερες σωλήνες μπορούν να συνδεθούν μαζί με πολλούς τρόπους, αλλά οι βασικές σπονδυλωτές τοπολογίες φαίνονται στο Σχήμα 13.

94 Σχήμα 13. Βασικές σπονδυλωτές τοπολογίες δικτύου (Stathaki, 2010) Μερικά σημαντικά γνωρίσματα για ένα κόμβο μπορεί να είναι το φυσικό υψόμετρο, η πίεση και το υδραυλικό ύψος (ολική ενέργεια). Υδραυλικά, υποθέτουμε ότι οι κόμβοι είναι τα σημεία ζήτησης νερού των συστημάτων διανομής, έτσι, η παροχή της ζήτησης μπορεί να αποτελέσει ένα ακόμα γνώρισμα. Όταν χρειάζεται, μπορούν να προστεθούν στον πίνακα γνωρισμάτων πληροφορίες για το έδαφος. 2.3 Ενημέρωση συστήματος και οργανωτικές πτυχές Σχεδόν πάντα παρατηρούνται μερικές αλλαγές και βελτιώσεις στην παροχή νερού και στα συστήματα διανομής (π.χ. σωληνώσεις, ταμιευτήρες, αντλιοστάσια και ρυθμιστικές βαλβίδες). Με την επέκταση των κατοικημένων περιοχών, είναι απαραίτητες αντικαταστάσεις σωληνώσεων, μικρής ή μεγάλης κλίμακας, καθώς και εγκαταστάσεις νέων σωληνώσεων στα συστήματα διανομής νερού. Μαζί με αυτές τις αντικαταστάσεις ή εγκαταστάσεις, μπορεί να χρειαστούν καινούριες αντλίες και να πραγματοποιηθούν σημαντικές μετατροπές στο σύστημα. Μερικές αλλαγές μπορεί να είναι απαραίτητες, όπως για παράδειγμα, στον τύπο των βαλβίδων, όταν μια εταιρεία υδάτων επιθυμεί να χρησιμοποιήσει το σύστημα SCADA. Επιπλέον, η συντήρηση και η επιδιόρθωση των περιουσιακών στοιχείων μιας εταιρείας υδάτων είναι μια συνεχής διαδικασία. Ο χάρτης του συστήματος διανομής νερού πρέπει να τροποποιείται όταν γίνονται τέτοιες αλλαγές στο σύστημα. Η ενημέρωση του συστήματος πρέπει να γίνεται από δύο ομάδες, την ομάδα εδάφους και την ομάδα γραφείου. Η ομάδα εδάφους συλλέγει τις πληροφορίες για το πραγματικό σύστημα διανομής νερού με τη χρήση κάποιας συσκευής τηλεανίχνευσης ή απλά παρατηρώντας με τη συντεταγμένη του περιουσιακού στοιχείου. Η ομάδα γραφείου ενημερώνει το χάρτη του συστήματος σε περιβάλλον CAD ή GIS, χρησιμοποιώντας τα δεδομένα που έρχονται από την ομάδα εδάφους ή από τους υπάρχοντες έντυπους χάρτες. Οι καινούριες προσθήκες στο σύστημα μπορούν να ενσωματωθούν στη βάση δεδομένων με τη χρήση ηλεκτρονικών χαρτών, που δίνονται από τους σχεδιαστές και τους εργολάβους ή επιτόπιων μετρήσεων. Είναι σημαντικό τα δεδομένα να είναι σε μορφή συμβατή με την υπάρχουσα βάση δεδομένων. Στην πόλη Φοίνιξ της Αριζόνα έγινε μια μελέτη από το καθηγητικό σώμα, το προσωπικό και τους φοιτητές του Πανεπιστημίου της Αριζόνα για τη βελτίωση της συντήρησης της αστικής υδατικής υποδομής, με τη χρήση του Παγκόσμιου Συστήματος Εντοπισμού Θέσης ( GPS ) και του GIS. Τα βασικά ευρήματα εστιάζουν στις διαφορές μεταξύ των αναμενόμενων και των πραγματικών εμπειριών κατά τη

95 διάρκεια της έρευνας και φαίνονται στο Σχήμα 14. Αυτή η εμπειρία μπορεί να βοηθήσει παρόμοιες μελέτες χαρτογράφησης συστημάτων διανομής νερού ( Burns et al., 2003). Οι οργανωτικές πτυχές είναι σημαντικές για τη διατήρηση μιας ενημερωμένης βάσης δεδομένων του συστήματος διανομής νερού. Τα οργανωτικά θέματα μπορεί να περιλαμβάνουν τη δομή αλληλεπίδρασης μεταξύ της καθημερινής λειτουργίας και του γραφείου καθώς και θέματα σχεδιασμού και οικονομικά θέματα. Ειδικά στο αρχικό στάδιο της μεταφοράς από τους έντυπους χάρτες στις εφαρμογές GIS, η υποστήριξη από τη διεύθυνση είναι ένα βασικό θέμα. Η συνεργασία της ομάδας τεχνικών (συμπεριλαμβανομένου του προσωπικού τεχνολογίας πληροφοριών), τόσο στις εγκαταστάσεις, όσο και στα γραφεία, είναι απαραίτητη για την επιτυχή συντήρηση μιας ενημερωμένης βάσης δεδομένων. Σχήμα 14. Ιδανική ροή δεδομένων και πραγματική ροή δεδομένων. 2.4 Βιβλιογραφία Ennis J., Boulos P. F., Heath J. E., Hauffen P., (2001), Improved Water Distribution System Modeling and Management Using MapObjects, 21st Annual ESRI International User Conference, 9-13 July 2001, San Diego. EPA, (2005), Water Distribution System Analysis: Field Studies, Modeling and Management A Reference Guide for Utilities, EPA/600/R-06/028, U. S. Environmental Protection Agency Office of Research and Development National Risk Management Research Laboratory Water Supply and Water Resources Division, Cincinnati, Ohio. ESRI, (2010), Labay, Jerry (2010)

96 display/366824/articles/waterworld/volume-25/issue-8/departments/automationtechnology/geospatial-software-helps-la-water-system-go-digital.html). Toprak et al., (2009), Prediction of Earthquake Damage to Urban Water Distribution Systems: A Case Study for Denizli, Turkey, Bull Eng Geol Environ, Springer, 68: Smartmap, (2010), Bentley, (2010), Anand S., Vairavamoorthy K. (2002), GIS in Design and Asset Management of Intermittent Water Distribution Systems. ( Shaukat N., Yu C., Heyerdahl, L., Kubick K., (2010), Gatebook Automation for the City of San Francisco's Water Distribution System, ( Star, J.; Estes, J. (1990). Geographic Information Systems : An Introduction, Prentice Hall, Englewood Cliffs, NJ. ESRI, (2002), Geography Matters, An ESRI White Paper. Morad, M.; Connolly, T. (2004), A Concise Introduction to Geographical Information Systems and Science, Kingston University, Center for GIS, UK. Burns E. K., Bey G., Reynolds D., (2003), Urban Water Infrastructure Maintenance Using GPS and GIS, 2003 Water Security in the 21st Century, Universities Council on Water Resources (UCOWR) Annual Conference, Washington, DC. Johnson L. E., (2009), Geographic Information Systems in Water Resources Engineering, CRC Press, Boca Raton. Stathaki, A., (2010), Data required for the training simulator, Internal Report: PM4WAT_TP1_WP5_v2_RACTI_Simulator_data. Pilcher, R.; Dizdar, A.; Toprak, S.; De Angelis, E.; Koc, A. C.; Dilsiz, C.; De Angelis, K.; Dikbaş, F.; Fırat, M.; Bacanlı, Ü. G., (2009), The Basic Water Loss Book A Guide to Water Loss Reduction Strategy and Application, Eflatun Publisher, Ankara, Turkey. Toprak, S.; Koc, A. C.; Nacaroğlu, E.; Cetin, O. A., (2008), Robustness of Lifeline Systems, Robustness of Structures COST Action TU0601, 1st Workshop, February 4-5, 2008, ETH Zurich, Zurich, Switzerland. American Ductile Iron Pipe (Acipko), (2010),

97 3.0 Υδραυλική μοντελοποίηση και ανάλυση συστήματος Περιγραφή Ενότητας Τίτλος Τομέας Κύριοι παραλήπτες ΕΝΟΤΗΤΑ 3 Υδραυλική μοντελοποίηση του συστήματος και Ανάλυση Προληπτική Συντήρηση για Εταιρείες Υδάτων Οι τελικοί χρήστες της ενότητας είναι μηχανικοί και προσωπικό συντήρησης υπεύθυνο για τη συντήρηση δικτύων εταιρειών υδάτων. Αυτή η ενότητα απευθύνεται σε ένα μεγάλο εύρος επαγγελματιών οι οποίοι είναι υπεύθυνοι για τη συντήρηση των δικτύων των εταιριών υδάτων και είναι δημιουργημένη για τις ενδιαφερόμενες ομάδες. Περιγραφή ενότητας και γενικοί στόχοι Αυτή η ενότητα επιτρέπει στο συμμετέχοντα να κατανοήσει τις αρχές της υδραυλικής μοντελοποίησης και ανάλυσης και να αποκτήσει εξειδικευμένες γνώσεις για την ανάλυση της απόδοσης υδραυλικών συστημάτων. Μετά την κατανόηση των λεπτομερειών της ενότητας, οι συμμετέχοντες θα αποκτήσουν τις απαραίτητες γνωστικές ικανότητες για δημιουργία λύσεων για αντιμετώπιση υδραυλικών προβλημάτων και βελτίωση της απόδοσης του εαυτού τους και των άλλων. Χρόνος μάθησης και Διάρκεια Χρόνος μάθησης και μέγιστη διάρκεια εκπαίδευσης σχετικά με την ενότητα: 24 ώρες αναμενόμενου χρόνου αυτοεκπαίδευσης Απαραίτητα εργαλεία για πραγματοποίηση της ενότητας Ηλεκτρονικός υπολογιστής με σύνδεση στο Διαδίκτυο (IT, εξοπλισμός κλπ. ) Μαθησιακοί στόχοι Όταν κάποιος/α ολοκληρώσει την ενότητα θα είναι σε θέση να: ΜΣ-1: Κατανοήσει τις αρχές λειτουργίας των υδραυλικών συστημάτων και να αποκτήσει την ικανότητα να πραγματοποιεί δραστηριότητες επίβλεψης. ΜΣ-2: Αποκτήσει πρακτική και θεωρητική και πρακτική γνώση στην υδραυλική μοντελοποίηση, αποκτώντας τις απαραίτητες ικανότητες για δημιουργία λύσεων για

98 βελτίωση της απόδοσης των δικτύων. ΜΣ-3: Αποκτήσει εξειδικευμένη θεωρητική γνώση για τις αρχές ανάπτυξης μελλοντικών σεναρίων και εφαρμογής επεκτάσεων στο σύστημα διανομής. ΜΣ -4: Αποκτήσει πληροφορίες για τα εμπορικά πακέτα λογισμικού για ανάλυση και σχεδιασμό συστημάτων διανομής νερού που κυκλοφορούν ευρέως. Αποκτήσει εξειδικευμένες ικανότητες χρήσης αυτών των πακέτων για λύση προβλημάτων. Παιδαγωγικές μέθοδοι που χρησιμοποιούνται (ατομική μελέτη, ομαδική δουλειά, μάθηση εξ αποστάσεως κλπ.) Τύποι δραστηριοτήτων που θεωρούνται χρήσιμοι για εκπαίδευση σε αυτή την ενότητα: Συναντήσεις πρόσωπο με πρόσωπο Ατομική μελέτη Διαδικτυακές δραστηριότητες 3.1 Μέθοδοι μοντελοποίησης και ανάλυσης Τύποι ροής Σε ένα σωλήνα υπό πίεση, η ροή είναι είτε στρωτή, είτε τυρβώδης. Για να καθοριστεί ο τύπος ροής, χρησιμοποιείται σαν δείκτης ο Αριθμός Reynolds ( Re ). Ο Αριθμός Reynolds είναι ένας αδιάστατος δείκτης, ο οποίος δίνει ένα μέτρο του λόγου των δυνάμεων αδράνειας (ρ V 2 / L ) προς τις δυνάμεις συνεκτικότητας (μ V / L 2 ) και συνεπώς ποσοτικοποιεί τη σχετική σημασία των δύο αυτών τύπων δυνάμεων για δεδομένες συνθήκες ροής. Η ιδέα διατυπώθηκε από τον George Gabriel Stokes το 1851, αλλά ο Αριθμός Reynolds πήρε το όνομά του από τον Osborne Reynolds ( ), ο οποίος διέδωσε τη χρήση του το Η στρωτή ροή παρατηρείται σε μικρούς αριθμούς Reynolds, όπου κυριαρχούν οι δυνάμεις συνεκτικότητας και χαρακτηρίζεται από ομαλή, συνεχή κίνηση του υγρού, ενώ η τυρβώδης ροή παρατηρείται σε μεγάλους αριθμούς Reynolds και κυριαρχείται από δυνάμεις αδράνειας, οι οποίες τείνουν να παράγουν τυχαίες δίνες, στροβίλους και άλλες αστάθειες στη ροή. Γενικά, ο Αριθμός Reynolds καθορίζεται σαν: όπου: Re= = = (3.1)

99 V = η μέση ταχύτητα υγρού, ( m / s ) L = μια χαρακτηριστική γραμμική διάσταση, (m) μ = η δυναμική συνεκτικότητα του υγρού (Pa s or N s/m 2 or kg/m s) ν = η κινηματική συνεκτικότητα (ν=μ/ρ), (m 2 /s) ρ = η πυκνότητα του υγρού (kg/m 3 ) Q = η παροχή (m 3 /s) A = η διατομή του σωλήνα (m 2 ). Σε κυκλικές διατομές σωλήνων L=D, V=Q/A=4Q/πD 2 και Re= = = = (3.2) Όπου: D = η εσωτερική διάμετρος του σωλήνα (m 2 ). Η πλήρης ανάπτυξη της ροής παρατηρείται καθώς η ροή εισέρχεται στο σωλήνα, το πάχος του οριακού στρώματος αυξάνει και στη συνέχεια σταθεροποιείται, μετά από απόσταση αρκετών διαμέτρων μέσα στο σωλήνα. Οι πλήρως ανεπτυγμένες ροές, με μεγάλους αριθμούς Reynolds συνήθως μετατρέπονται σε τυρβώδεις, ενώ οι ροές με μικρούς αριθμούς Reynolds παραμένουν, συνήθως, στρωτές. Η στρωτή ροή παρατηρείται όταν ένα υγρό κινείται σε παράλληλα μη αναμίξιμα στρώματα. Είναι το αντίθετο της τυρβώδους ροής. Στην περίπτωση ενός ευθύ σωλήνα με κυκλική διατομή, αριθμοί Reynolds μικρότεροι των 2000 θεωρούνται, γενικά, ενδείξεις στρωτής ροής. Οι αριθμοί Reynolds, όμως, στους οποίους η στρωτή ροή μετατρέπεται σε τυρβώδη, εξαρτώνται από τη γεωμετρία της ροής. Η τυρβώδης ροή είναι ένα καθεστώς ροής, το οποίο χαρακτηρίζεται από χαοτικές και στοχαστικές μεταβολές των ιδιοτήτων. Για ροή σε σωληνώσεις, ένας αριθμός Reynolds μεγαλύτερος από, περίπου, 4000 αντιστοιχεί, πιθανώς, σε τυρβώδη ροή. Η περιοχή στο ενδιάμεσο (2000 < Re < 4000) ονομάζεται μεταβατική περιοχή Εξίσωση ενέργειας Μια κεντρική αρχή στην υδραυλική ανάλυση σταθερής ασυμπίεστης ροής σε σωλήνες, είναι η αρχή διατήρησης της ενέργειας. Σε οποιαδήποτε διατομή, η ολική ενέργεια (φορτίο) είναι: H=z+ + (3.3)

100 Όπου: z = το υψόμετρο του άξονα του σωλήνα πάνω από ένα δεδομένο επίπεδο αναφοράς, με τη θετική z-κατεύθυνση προς τα πάνω, στην αντίθετη κατεύθυνση της επιτάχυνσης της βαρύτητας, p = η πίεση στον άξονα του σωλήνα, ρ = η πυκνότητα του υγρού σε όλα τα σημεία του υγρού, g = η επιτάχυνση της βαρύτητας, V = η μέση ταχύτητα της διατομής, a = ο συντελεστής συνόρθωσης κινητικής ενέργειας ή συντελεστής κινητικής ενέργειας, ο οποίος λαμβάνεται ίσος με την μονλαδα σ, εκτός και αν οι συνθήκες του προβλήματος υποδεικνύουν ότι διαταραχές στη ροή θα προκαλέσουν σαφή σφάλματα στην ζητούμενη ποιότητα της επίλυσης. Η εφαρμογή της εξίσωσης ενέργειας ανάμεσα σε δύο διατομές οδηγεί στην εξίσωση: z 1 + +a =z 2 + +a +Σh L +h μ (3.4) Όπου: Σh L = το άθροισμα των απωλειών ενέργειας στις ομοιόμορφες και μη ομοιόμορφες περιοχές, h μ = το μηχανικό έργο που αποδίδεται από το σύστημα στο περιβάλλον. Οι ολικές απώλειες ενέργειας (Σh L ) σε ένα ρεύμα κινούμενου υγρού ισούνται με το άθροισμα όλων των απωλειών ενέργειας κατά μήκος της ροής του: Ολικές Απώλειες Ενέργειας = Κύριες Απώλειες Ενέργειας + Δευτερεύουσες Απώλειες Ενέργειας Όσον αφορά τις απώλειες ενέργειας στη ροή των υγρών, διαχωρίζονται, γενικά, σε δύο κατηγορίες, τις Κύριες Απώλειες και τις Δευτερεύουσες Απώλειες. Οι Κύριες Απώλειες (h f ), οι οποίες ονομάζονται και απώλειες τριβής ή γραμμικές απώλειες, είναι μια μορφή ενέργειας, η οποία θεωρείται ότι συμβαίνει συνεχώς σε όλο το μήκος της ομοιόμορφης ροής. Οι κύριες απώλειες αντιστοιχούν στην απώλεια

101 ενέργειας (εκφρασμένη σε μονάδες μήκους- σκεφτείτε το σαν η ενέργεια ανά μονάδα βάρους του υγρού) λόγω τριβής, μεταξύ του κινούμενου υγρού και του αγωγού. Αυτές οι απώλειες ονομάζονται, γενικά, «Απώλειες Τριβής». Οι δευτερεύουσες απώλειες είναι οι απώλειες οι οποίες, γενικά, δημιουργούνται από αυξημένη τριβή και αντίσταση στη ροή, σε θέσεις όπου αλλάζει η κατεύθυνση της ροής ή όπου υπάρχουν άλλα εμπόδια. Οι πιο κοινές μορφές δευτερευουσών απωλειών είναι οι ακόλουθες: H e = απώλειες ενέργειας λόγω μιας απότομης ή βαθμιαίας αύξησης της διατομής της ροής. H c = απώλειες ενέργειας λόγω μιας απότομης ή βαθμιαίας μείωσης της διατομής της ροής. H o = απώλειες ενέργειας λόγω εμποδίων στην κίνηση της ροής (δικλίδες, βαλβίδες, συσκευές μέτρησης κλπ.) H b = απώλειες ενέργειας, οι οποίες παρατηρούνται σε στροφές και σε αλλαγές στην κατεύθυνση της ροής. Η άλλη πιθανότητα να ληφθούν υπόψη οι δευτερεύουσες απώλειες, είναι η εισαγωγή των λεγόμενων ισοδύναμων μηκών σωλήνα. Αυτή η προσέγγιση χρησιμοποιείται μερικές φορές για το σχεδιασμό εσωτερικών εγκαταστάσεων, όπου οι επιπτώσεις από τις δευτερεύουσες απώλειες προσομοιώνονται, υποθέτοντας ένα αυξημένο μήκος σωλήνα από το πιο κρίσιμο τελικό σημείο Ομοιόμορφη ροή - Κύριες απώλειες Για πολλά χρόνια διεξήχθησαν έρευνες και αναπτύχθηκαν διάφοροι τύποι για τον υπολογισμό των κύριων απωλειών, οι οποίοι βασίζονται σε πειραματικά δεδομένα. Ανάμεσα σε αυτούς είναι και η εξίσωση Ch é zy, πουαναφέρεταο στήν ροή του νερού σε ανοιχτούς αγωγούς. Χρησιμοποιώντας την έννοια της «βρεχόμενης περιμέτρου» και την εσωτερική διάμετρο ενός σωλήνα, η εξίσωση Ch é zy μπορεί να προσαρμοστεί για τον υπολογισμό των απωλειών ενέργειας σε ένα σωλήνα, παρόλο που η σταθερά «C» έπρεπε να καθοριστεί πειραματικά. Στην εξίσωση Ch é zy, η απώλεια τριβής υπολογίζεται με τη χρήση ενός συντελεστή που αντικατοπτρίζει την τραχύτητα του σωλήνα, την εσωτερική υδραυλική ακτίνα του σωλήνα και την υδραυλική κλίση, η οποία είναι η απώλεια τριβής ανά μονάδα μήκους σωλήνα. Η εξίσωση εκφράζεται ως: V=C (3.5)

102 όπου: C = συντελεστής τραχύτητας σωλήνα R = εσωτερική υδραυλική ακτίνα (R=A/P) A = διατομή σωλήνα P = βρεχόμενη περίμετρος J e = υδραυλική κλίση ή απώλεια τριβής ανά μονάδα μήκους. Αυτή η εξίσωση τελειοποιήθηκε από αρκετούς μηχανικούς, συμπεριλαμβανομένων των Henri Darcy και Julius Weisbach και τροποποιήθηκε σε αυτό που σήμερα ονομάζεται εξίσωση Darcy - Weisbach. Η εξίσωση Darcy - Weisbach αναπτύσσει την έννοια του συντελεστή τριβής που χρησιμοποιήθηκε από τον Ch é zy και τροποποιεί την εξίσωση ως ακολούθως: h f =f = f =KQ 2 (3.6) Όπου: h f = απώλεια ενέργειας λόγω τριβής σε μήκος σωλήνα L ( m ) f = αδιάστατος συντελεστής τριβής L = μήκος σωλήνωσης ( m ) D = εσωτερική διάμετρος σωλήνα ( m ) V = μέση ταχύτητα της ροής ( m / s ) g = επιτάχυνση της βαρύτητας ( m / s 2 ). Q = παροχή ( m 3 / s ) K = συντελεστής σωλήνα Η εξίσωση Darcy Weisbach είναι μια φαινομενολογική εξίσωση, η οποία συσχετίζει τις απώλειες ενέργειας ή τις απώλειες πίεσης, λόγω τριβής, σε ένα δεδομένο μήκος σωλήνα, με τη μέση ταχύτητα ροής του υγρού. Η εξίσωση Darcy

103 Weisbach ενσωματώνει έναν αδιάστατο συντελεστή τριβής, f, γνωστό ως συντελεστής τριβής Darcy. Ονομάζεται επίσης συντελεστής τριβής Darcy Weisbach ή συντελεστής τριβής Moody. Με τη χρήση διαστατικής ανάλυσης μπορεί να αναπτυχθεί μια σχέση για το συντελεστή τριβής: f= φ ( ) = φ (Re, ) (3.7) Για τη στρωτή ροή, όπου Re < 2000, η ροή στόν σωλήνα είναι πλήρως σταθεροποιημένη κάτω από τον έλεγχο των δυνάμεων συνεκτικότητας, οι οποίες εξομαλύνουν τις διαταραχές, επιτρέποντας μια ρητή λύση. Οι τιμές του f δίνονται από μια απλή εξίσωση, ανεξάρτητη της τραχύτητας, f =φ( Re ), που αντιπροσωπεύει το νόμο Hagen - Poiseuille : f = 64/ Re (3.8) Στην περιοχή 2000 < Re < 4000 η ροή μετατρέπεται από στρωτή σε τυρβώδη. Σε αυτή την περιοχή, οι τιμές του f είναι αβέβαιες και μπορούμε να υποθέσουμε ότι υπάρχει τυρβώδης ροή. Για τυρβώδη ροή σε λείους σωλήνες, οι τιμές του f δίνονται από την πεπλεγμένη εξίσωση f =φ( Re ), η οποία είναι ανεξάρτητη της τραχύτητας και βασίζεται στη θεωρία και σε πειραματικά δεδομένα: = 2log 10 (Re ) (3.9) Για τιμές 10 4 < Re < 10 5 μπορεί να χρησιμοποιηθεί η εξίσωση Blasius : f = (3.10) Η τυρβώδης ροή σε τραχείς σωλήνες κατατάσσεται σε τρεις περιοχές: (α) λεία περιοχή, στην οποία ισχύει η ίδια εξίσωση με τους λείους σωλήνες (Εξ. 3.9), (β) μεταβατική περιοχή, όπου f=φ(re, ), η τιμή του f δίνεται από την πολύ γνωστή εξίσωση Colebrook - White : = -2log10 ( ) (3.11)

104 ( c ) πλήρως τραχειά περιοχή, όπου f = F ( Re ), = - 2log 10 (Re )+1.14 (3.12) Βλέπουμε ότι η εξίσωση Colebrook - White είναι ασυμπτωτική τόσο με την εξίσωση λείων σωλήνων, όσο και με την εξίσωση τραχεών σωλήνων και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για όλες τις τιμές Re > Η εξίσωση Colebrook - White είναι μια πεπλεγμένη εξίσωση, η οποία για να λυθεί χρειάζεται επαναλήψεις. Το 1944, ο L. F. Moody δημοσίευσε ένα διάγραμμα log - log αυτής της εξίσωσης, σε αδιάστατή μορφή, σε άξονες συντελεστή τριβής f, Αριθμού Reynolds Re και σχετικής τραχύτητας ε/ D, το οποίο ονομάζεται Διάγραμμα Moody ή Πίνακας Moody (Σχήμα 3.1), συνδυασμένο με το f =64/ Re αποτέλεσμα από τη στρωτή ροή. Με την εξέλιξη των υπολογιστών μειώθηκε η χρήση του διαγράμματος Moody, χωρίς όμως να εγκαταλειφθεί πλήρως. Έχει προταθεί ένας μεγάλος αριθμός προσεγγίσεων με στόχο τη μετατροπή της πεπλεγμένης εξίσωσης Colebrook - White σε ρητή μορφή, με τη χρήση του αριθμού Reynolds και της σχετικής τραχύτητας ως μεταβλητών. Σε μια προσπάθεια να απλοποιηθεί η λύση, έχουν επίσης καθιερωθεί εμπειρικές εξισώσεις, όπως οι εξισώσεις Manning και Hazen - Williams. Οι δύο αυτές εξισώσεις προηγήθηκαν της εξίσωσης Colebrook - White. Η εξίσωση Manning, γνωστή επίσης και ως εξίσωση Gauckler Manning ή εξίσωση Gauckler Manning Strickler, είναι μια εμπειρική εξίσωση, η οποία πρωτοπαρουσιάστηκε το 1867 από το Γάλλο μηχανικό Philippe Gauckler και αργότερα ξανά-αναπτύχθηκε από τον Ιρλανδό μηχανικό Robert Manning το 1890: V= 2/3 J e 1/2 (3.13) Όπου: V = μέση ταχύτητα της ροής ( ft / s, m / s ) k = μια σταθερά μετατροπής που ισούται με για μονάδες ΗΠΑ ή 1.0 για μονάδες στο σύστημα SI n = ο συντελεστής Gauckler Manning (ανεξάρτητος μονάδων) D = η εσωτερική διάμετρος του σωλήνα ( ft, m )

105 J e = η υδραυλική κλίση ή απώλεια τριβής ανά μονάδα μήκους. Σχήμα 3.1. Το διάγραμμα Moody Η εξίσωση Hazen Williams είναι μια εμπειρική εξίσωση, η οποία συσχετίζει τη ροή του νερού σε ένα σωλήνα με τις φυσικές ιδιότητες του σωλήνα και τη μείωση της πίεσης που προκαλείται από την τριβή. Η εξίσωση Hazen Williams έχει το πλεονέκτημα ότι η σταθερά C δεν είναι συνάρτηση του αριθμού Reynolds και το μειονέκτημα ότι ισχύει μόνο για το νερό. Επιπλέον δε λαμβάνει υπόψη τη θερμοκρασία ή το ιξώδες του νερού. Η γενική μορφή αυτής της εξίσωσης συσχετίζει τη μέση ταχύτητα του νερού σε ένα σωλήνα, με τις γεωμετρικές ιδιότητες του σωλήνα και την κλίση της γραμμής ενέργειας: V=kC ( ) 0.63 Je (3.14) Όπου: k = μια σταθερά μετατροπής που ισούται με για μονάδες ΗΠΑ ή για μονάδες στο σύστημα SI C = συντελεστής τραχύτητας.

106 3.1.4 Μη ομοιόμορφη ροή Δευτερεύουσες απώλειες Οι δευτερεύουσες απώλειες ενέργειας, h m, μπορεί να είναι αμελητέες σε σχέση με τις κύριες απώλειες στην περίπτωση των σωληνώσεων με μεγάλο μήκος, αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις, όπως οι σωλήνες με μικρό μήκος και πολλά εξαρτήματα, αποτελούν ένα μεγάλο ποσοστό των ολικών απωλειών ενέργειας, δεν είναι δηλαδή πραγματικά «δευτερεύουσες». Η απώλεια ενέργειας h m μπορεί να εκφραστεί ως: h m =K (3.15) Όπου: K = ο αδιάστατος συντελεστής δευτερευουσών απωλειών. Παραδείγματα για την τιμή του K για διάφορα εξαρτήματα και παρελκόμενα φαίνονται στον πιο κάτω πίνακα. (Σχεδιασμός σωληνώσεων υπό πίεση για νερό και λύματα, ASCE, 1992). Πίνακας 3.1. Τιμές συντελεστή δευτερευουσών απωλειών Τύπος K Συρταρωτές Δικλίδες ¾ κλειστές ½ κλειστές 5.60 ¼ κλειστές 1.20 Πλήρως ανοιχτές 0.20 Γωνιακή δικλίδα ανοιχτή 2.50 Σφαιρική δικλίδα ανοιχτή Δικλίδα πεταλούδας Γωνίες 90 o κλασσικοί o μακριά ακτίνα o κλασσικοί 0.50 Απότομη Συστολή (*) d/d = 1/ d/d = 1/ d/d = 3/ Απότομη διαστολή (*)

107 d/d = 1/ d/d = 1/ d/d = 3/ Ροή από δεξαμενή αποθήκευσης σωλήνας προβάλλει μέσα στη δεξαμενή 0.78 σωλήνας ισόπεδος με τοίχωμα δεξαμενής 0.50 ελαφρώς στρογγυλευμένη είσοδος 0.23 καλά στρογγυλευμένη είσοδος 0.04 Ροή σε δεξαμενή αποθήκευσης 1.00 (*) Οι συντελεστές εφαρμόζονται στις συνθήκες των σωλήνων μικρότερης διαμέτρου Αντλίες Σε πολλές περιπτώσεις, σε ένα υδραυλικό σύστημα πρέπει να προστεθεί ενέργεια για να αντισταθμιστούν οι διαφορές στο υψόμετρο, οι απώλειες τριβής και οι δευτερεύουσες απώλειες. Η αντλία είναι μια συσκευή στην οποία εφαρμόζεται μηχανική ενέργεια η οποία μετατρέπεται στο νερό σε ολική ενέργεια. Αυτή η ενέργεια, η οποία παράγεται από την πτερωτή της αντλίας, εκφράζεται συνήθως ως το ύψος μιας στήλης νερού και ονομάζεται ύψος αντλίας h p. Το προστιθέμενο ύψος είναι συνάρτηση της παροχής διαμέσου της αντλίας και αντιπροσωπεύει τη διαφορά των επιπέδων ενέργειας μεταξύ της εισόδου της αντλίας, δηλαδή, στο σωλήνα αναρρόφησης και της εξόδου της αντλίας, δηλαδή, στο σωλήνα κατάθλιψης (ή πίεσης). Στην περίπτωση συστήματος με μία αντλία, όσο μεγαλύτερο είναι το ύψος h p της αντλίας, τόσο μικρότερη θα είναι η αντλημένη ροή Q. Για ένα συνδυασμό τιμών Q-h p, η ισχύς N (W) που χρειάζεται για ανύψωση του νερού υπολογίζεται ως: N = ρgqh p (3.16) όπου Q (m 3 /s) είναι η αντλούμενη παροχή. Η απαιτούμενη ισχύς για τη λειτουργία της αντλίας θα είναι μεγαλύτερη, λόγω των απωλειών ενέργειας μέσα στην αντλία: N p = (ρgqh p )/η p (3.17) όπου η p είναι ο βαθμός απόδοσης της αντλίας που εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά της αντλίας και το καθεστώς λειτουργίας. Η απαραίτητα ισχύς για τον κινητήρα της αντλίας θα είναι:

108 N m = N p / η m (3.18) όπου η m υποδεικνύει την απόδοση του κινητήρα. Η υδραυλική απόδοση των αντλιών, δηλαδή, η σχέση μεταξύ του αποδιδόμενου ύψους της αντλίας και της παροχής της αντλίας, δίνεται με τη μορφή μιας καμπύλης ύψους-παροχής (ονομάζεται επίσης χαρακτηριστική καμπύλη). Η σχέση μεταξύ ύψους αντλίας και εκφόρτισης είναι μη γραμμική και όπως αναμένεται, όσο περισσότερο νερό δίνει η αντλία, τόσο λιγότερο ενεργειακό ύψος μπορεί να προσθέσει. Αυτή η καμπύλη πρέπει να περιγραφεί σαν μια μαθηματική συνάρτηση για χρήση σε υδραυλική προσομοίωση. Μερικά μοντέλα χρησιμοποιούν μια πολυωνυμική καμπύλη σε επιλεγμένα σημεία δεδομένων, αλλά μια πιο κοινή προσέγγιση είναι η περιγραφή της καμπύλης με τη χρήση εκθετικής συνάρτησης. Για φυγοκεντρικές αντλίες, μια πολύ καλή προσέγγιση της καμπύλης της αντλίας επιτυγχάνεται με την ακόλουθη εξίσωση: H p = aq 2 + bq + c (3.19) Όπου οι συντελεστές a, b και c εξαρτώνται από το μοντέλο της αντλίας και τις χρησιμοποιούμενες μονάδες. Εναλλακτικά, μπορεί να χρησιμοποιηθεί η ακόλουθη εξίσωση:

109 H p = c - aq b (3.20) Σχήμα 3.2. Αντλιοστάσιο Ανοιχτά, κλειστά και σύνθετα συστήματα Τα δημόσια συστήματα νερού αποτελούνται, γενικά, από έργα συλλογής, καθαρισμού, μεταφοράς και διανομής. Αυτό το κεφάλαιο ασχολείται με το πρόβλημα της μοντελοποίησης ροών, πιέσεων και ποιότητας στα συστήματα σωληνώσεων. Τα κύρια στοιχεία στο σύστημα διανομής είναι το δίκτυο σωληνώσεων, τα αντλιοστάσια και οι δεξαμενές αποθήκευσης. Το σύστημα σωληνώσεων αποτελείται από σωλήνες σταθερών διαμέτρων και περιέχει ένα αριθμό συσκευών, όπως ρυθμιστικές δικλίδες και βαλβίδες μείωσης της πίεσης. Ανάλογα με τον τρόπο που συνδέονται μεταξύ τους οι σωλήνες, μπορούν να αναγνωριστούν οι ακόλουθοι τύποι δικτύων: (α) σειριακό, (β) ακτινωτό, (γ) βροχωτό (κλειστό) και (δ) μικτό (βλ. παράγραφο 1.5.3). Στη βροχωτή και μικτή διάταξη, το δίκτυο χωρίζεται σε ένα μεγάλο αριθμό βρόχων. Αν η ροή θεωρείται μόνιμη (ροή η οποία δε μεταβάλλεται με το χρόνο) και μονοδιάστατη (ροή παράλληλη με τον άξονα του σωλήνα) και τα χαρακτηριστικά δε μεταβάλλονται κάθετα με αυτή τη γραμμή, η ροή μπορεί να επιλυθεί όταν η παροχή σε κάθε σωλήνα είναι γνωστή, κάτω από γνωστές συνθήκες ζήτησης και προσφοράς. Είναι προφανές ότι τότε μπορούν να υπολογιστούν οι απώλειες ενέργειας. Αν η ενέργεια σε κάθε συμβολή σωλήνα είναι γνωστή, μπορούν να καθοριστούν οι παροχές στους σωλήνες. Οι βασικές υδραυλικές αρχές, οι οποίες περιγράφηκαν σε προηγούμενες

110 παραγράφους, μπορούν να εφαρμοστούν στα συστήματα διανομής. Όταν η ταχύτητα είναι μικρή σε σχέση με το πιεζομετρικό ύψος, z + p /ρ g, το ύψος κινητικής ενέργειας, V 2 /2 g, μπορεί να παραλειφθεί. Στην περίπτωση χρονικών μεταβολών της στάθμης στις δεξαμενές ή μεταβολών στη ζήτηση, η υπόθεση της μόνιμης ροής δεν ισχύει και χρησιμοποιείται μια προσομοίωση επεκταμένης περιόδου ανάμεσα σε χρονικά βήματα. Ταχέως μεταβαλλόμενες αλλαγές στη ροή, οι οποίες προκαλούνται από λειτουργίες ελέγχου ροής, συμπεριλαμβανομένου ανοίγματος και κλεισίματος δικλίδων, έναρξη και παύση λειτουργίας αντλιών κλπ., ακολουθούνται από παροδικά υδραυλικά φαινόμενα, τα οποία ονομάζονται κυματισμός ή υδραυλικό πλήγμα. Τα άκρα κάθε σωλήνα, δηλαδή, η σύνδεση δύο ή περισσότερων σωλήνων, ονομάζονται συμβολές ή κόμβοι. Οι βρόχοι είναι κλειστά κυκλώματα σωλήνων. Αν ένα δίκτυο περιλαμβάνει P αγωγούς, J κόμβους και L βρόχους, η εξίσωση: P = J + L - 1 (3.21) ικανοποιείται. Ένας κόμβος στον οποίο η ενέργεια είναι γνωστή και σταθερή ( F ) (για παράδειγμα μια δεξαμενή) ονομάζεται κόμβος σταθερής τάξης. Αν ο αριθμός κόμβων σταθερής τάξης είναι F, η πιο πάνω εξίσωση (3.21) μπορεί να γραφτεί: P = J + L +F - 1 (3.22) Σε δίκτυα σωλήνων η κατάσταση ενός στοιχείου πρέπει να συμβαδίζει με την κατάσταση όλων των άλλων στοιχείων. Αυτές οι διασυνδέσεις καθορίζονται από δύο έννοιες, της διατήρησης της μάζας και της διατήρησης της ενέργειας. Για να ικανοποιηθεί η διατήρηση της μάζας στο δίκτυο σωλήνων, οι εισροές στους κόμβους πρέπει να ισούνται με τις εκροές από τους κόμβους: Σ Ο i = Σ Ι i, i = 1,J (3.23) Όπου: O i = οι εκροές από τους κόμβους i, i = 1, J I i = οι εισροές στους κόμβους i, i = 1, J

111 Για να ικανοποιηθεί η διατήρηση της μάζας σε ένα κόμβο, πρέπει η εισροή στον κόμβο να ισούται με την εκροή από τον κόμβο: Όπου: Σ Q ij = O i I i (3.24) Q ij = η παροχή του σωλήνα i - j στον κόμβο i (θετικός όταν η ροή είναι προς τον κόμβο) Λόγω της (3.23), στο δίκτυο σωλήνων μπορούν να γραφούν ( J -1) ανεξάρτητες εξισώσεις. Οι ολικές απώλειες ενέργειας στο σωλήνα ij είναι: H ij = H i H j = K ij Q ij n (3.25) όπου H i και H j είναι η ενέργεια στους κόμβους i και j αντίστοιχα. Στην εξίσωση (3.24) οι παροχές είναι είτε θετικές, είτε αρνητικές, έτσι, η εξίσωση (3.25) μπορεί να γραφτεί: H ij = K ij Q ij n-1 Q ij (3.26) (η απόλυτη τιμή του Q βοηθά στο διαχωρισμό των διαφορετικών κατευθύνσεων ροής (πρόσημο +/-)) ή Q ij = H i -H j (1/n)-1 (3.27) Χρησιμοποιώντας τις εξισώσεις (3.24) και (3.27) δημιουργείται ένα σύστημα ( J -1) ανεξάρτητων μη γραμμικών εξισώσεων: - O i +I i =0 (3.28) Αυτές οι εξισώσεις ονομάζονται εξισώσεις- H.

112 Λύνοντας αυτό το σύστημα, μπορεί να υπολογιστεί η πίεση σε οποιαδήποτε συμβολή, αν είναι γνωστή η πίεση σε ένα κόμβο. Στην περίμετρο κάθε βρόχου c ( c =1, L ), η διατήρηση της ενέργειας μπορεί να εκφραστεί από την εξίσωση: H ij = 0, c=1,l (3.29) όπου P ( c ) ο αριθμός κλάδων στο βρόχο c ή λόγω της εξίσωσης (3.26) H ij = [K ij Q ij n-1 Q ij ] = 0, c=1,l (3.30) Σε κάθε δίκτυο σωλήνων μπορούν να γραφτούν L ανεξάρτητες εξισώσεις, γνωστές σαν εξισώσεις- Q. Λύνοντας την εξίσωση J (3.24) και τις εξισώσεις L (3.30) καθορίζονται οι παροχές και οι απώλειες ενέργειας σε όλους τους κλάδους. Η λύση δεν είναι άμεση επειδή οι εξισώσεις (3.30) δεν είναι γραμμικές και οι συντελεστές K ij εξαρτώνται από το Q ij. Έχουν δημιουργηθεί και είναι διαθέσιμα πολλά προγράμματα υπολογιστών, τα οποία εκτελούν ανάλυση δικτύων σωλήνων οποιασδήποτε διάταξης. Πολλά από αυτά τα μοντέλα μπορούν να αναλύσουν θέματα ποιότητας, απαιτήσεις ροής για πυρκαγιές κλπ Η μέθοδος Hardy Cross Η μέθοδος Hardy Cross, η πιο παλιά και πιο δημοφιλής μέθοδος, μπορεί να εφαρμοστεί, για τη λύση συστημάτων Q - ή H - εξισώσεων. (α) Εξισώσεις- Q Σε αυτή την περίπτωση, επιλέγεται μία αρχική τιμή παροχής σε όλους τους κλάδους του δικτύου, οι οποίες πρέπει να ικανοποιούν την εξίσωση συνέχειας (3.24) σε κάθε συμβολή. Χρησιμοποιώντας τις παροχές οι απώλειες ενέργειας σε όλους τους σωλήνες. και το σύστημα εξισώσεων (3.26), καθορίζονται Αν σε κάθε βρόχο είναι:

113 = 0 (3.31) οι αρχικές παροχές θεωρούνται αποδεκτές. Αν όχι, οι παροχές στο βρόχο c πρέπει να διορθωθούν με την ποσότητα Δ Q : ΔQ = - (3.32a) ή ΔQ = - (3.32b) (β) Εξισώσεις- H Τα βήματα που ακολουθούνται είναι: (i) επιλέγεται αρχική τιμή ενεργειακού υψομέτρου (ii) μεταξύ των κόμβων i και j ισχύει: σε όλους τους κόμβους - = = n-1 (3.33) και χρησιμοποιώντας την εξίσωση (3.27) υπολογίζονται οι παροχές (iii) αν σε κάθε κόμβο ισχύει: - Oi +Ii=0, i=1,j (3.34) οι αρχικές τιμές θεωρούνται αποδεκτές. (iv) Αν όχι, απαιτούνται διορθώσεις : ΔHi = (3.35)

114 3.1.8 Η μέθοδος Newton-Raphson Η μέθοδος Newton - Raphson είναι μια επαναληπτική μέθοδος, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να επιλυθεί οποιοδήποτε σύστημα εξισώσεων στα δίκτυα σωλήνων. Η μέθοδος χρησιμοποιείται ευρέως για τη λύση συστημάτων πεπλεγμένων ή μη γραμμικών εξισώσεων. Η μέθοδος απαιτεί την επιλογή μιας αρχικής τιμής για τη λύση. Εξισώσεις- Q Σε κάθε βρόχο πρέπει να ισχύει: = 0 c=1,j (3.36) Επιλέγεται μία αρχική τιμή παροχής ούτως ώστε: Σ - O i +I i =0, i=1,j (3.37) Χρησιμοποιώντας το αρχικό σετ,: c=1,j (3.38) Αν Δ Q c, c =1, L, η διορθωτική τιμή για όλους τους σωλήνες σε ένα βρόχο, με δεδομένη κατεύθυνση, η εξίσωση (3.37) εξακολουθεί να ικανοποιείται. Η διορθωτική τιμή της παροχής στους βρόχους θεωρούνται, συνήθως, θετικοί στη δεξιόστροφη κατεύθυνση γύρω από όλους τους βρόχους του δικτύου. Οι παροχές στους σωλήνες αυτού του βρόχου γίνονται: +ε ij ΔQ c (3.39) όπου ε = +1 όταν έχουν την ίδια κατεύθυνση ή ε = -1 στην αντίθετη περίπτωση. Αν ένας σωλήνας ανήκει σε δύο βρόχους, m και n, η παροχή θα είναι:

115 + ε ij ΔQ m + ε ji ΔQ n (3.40) Οι απώλειες ενέργειας σε ένα σωλήνα στο δίκτυο δίνονται από την εξίσωση (3.25): H ij = H i H j = K ij Q ij n = φ(q ij ) (3.41) Και χρησιμοποιώντας τις διορθώσεις ΔQc στους βρόχους: φ(qij + ΔQc) =Kij [Qij + ΔQc] n (3.42) Επεκτείνοντας την εξίσωση (3.42), χρησιμοποιώντας τον τύπο του Taylor και υποθέτοντας μικρά ΔQc, συνεπάγεται: φ(q ij + ΔQ c ) = φ (Q ij ) + ΔQ c φ'(q ij ) ΔQc = 0 (3.43) Αν το διάνυσμα των διορθωτικών μεγεθών: = {ΔQ 1, ΔQ 2,..., ΔQ c } (3.44) το διάνυσμα των ρυθμών ροής στους σωλήνες: ={Q ij, ij = 1,P} (3.45) και το διάνυσμα των ολικών απωλειών ενέργειας σε κάθε βρόχο: ={H 1, H 2,.., HQ C } (3.46) τότε: H(Q+ΔQ)=H(Q)+ΔQ ΔQ=0 (3.47)

116 Αν το άθροισμα Q +Δ Q είναι οι τελικές τιμές των παροχών στους σωλήνες του δικτύου, τότε οι απώλειες ενέργειας γύρω από κάθε βρόχο θα είναι μηδέν, οπότε η εξίσωση (3.47) μπορεί να γραφτεί: 0=H(Q) + ΔQ ΔQ=0 (3.48) ή δηλαδή Χρησιμοποιώντας την εξίσωση (3.42): = ε ij nk ij Q ij n-1 (3.51) Προφανώς από την εξίσωση (3.40) και με την προϋπόθεση ότι εij = εji, Kij = Kji και Qij = - Qji: Η διαδικασία για τη λύση είναι: i. Επιλέγεται ένα αρχικό σετ ΔQ που ικανοποιεί την εξίσωση συνέχειας στους κόμβους ii. Υπολογίζονται τα αθροίσματα Hc=ΣΗij και οι μερικές παράγωγοι του συστήματος (3.49)

117 iii. Λύνεται το σύστημα (3.49) και υπολογίζονται ταυτόχρονα οι τιμές ΔQ iv. Υπολογίζονται καινούριες τιμές Qij=Qij0+ΣεijΔQc. Αυτές οι τιμές θεωρούνται ως αρχικές τιμές. v. Τα βήματα (ii) μέχρι (iv) επαναλαμβάνονται τόσες πολλές φορές, ώστε τα διορθωτικά μεγέθη ΔQ να γίνουν ασήμαντα Η μέθοδος Γραμμικής Θεωρίας Σε αυτή τη μέθοδο, οι άγνωστοι είναι οι παροχές σε όλες τους κλάδους ή η ενέργεια σε όλους τους κόμβους. Η διαδικασία είναι επίσης επαναληπτική και βασίζεται στη μετατροπή των μη γραμμικών εξισώσεων (3.25) σε γραμμικές εξισώσεις. Εξισώσεις-Q Σε έναν κλάδο ενός δικτύου σωλήνων οι απώλειες ενέργειας δίνονται από την εξίσωση: H ij = H i H j = K ij Q ij n (3.53) ή H ij = K ij Q ij n = K ij Q ij n-1 Q ij (3.54) ή H ij = K ij Q ij n-1 Q ij (3.55) Θέτοντας: K ij * = K ij Q ij n-1 (3.56) αν σε ένα βήμα στη λύση η τιμή του K ij * θεωρείται σταθερή, η εξίσωση(3.54) γίνεται γραμμική: H ij = K ij * Q ij n (3.57) και η εξίσωση (3.29) μετατρέπεται σε: ΣH ij =ΣK ij * Q ij = 0 (3.58) Για τους L κόμβους στο δίκτυο, μπορούν να γραφτούν L ανεξάρτητες εξισώσεις (3.58) της μορφής: ΣH ij =Σε ij K ij * Q ij = 0 (3.59)

118 Αν ο σωλήνας ij δεν ανήκει στο βρόχο, τότε ε=0. Στους κόμβους, μπορούν να γραφτούν J-1 ανεξάρτητες εξισώσεις της μορφής: Σζ ij Q ij = O ij I ij = Ω ij (3.60) Όπου το ζij παίρνει τις τιμές +1, -1 ή 0. Το άθροισμα των L εξισώσεων (3.59) και των J -1 εξισώσεων (3.60) ισούται με τον αριθμό των σωλήνων P. Έτσι, η λύση του συστήματος (3.59) και (3.60) θα οδηγήσει στις άγνωστες παροχές. Θέτοντας: Q p = Q ij, i,j = 1,J (i j), p=1,p (3.61) οι εξισώσεις (3.59) και (3.60) μπορούν να γραφτούν: Σε cp K * p Q p = 0 p = 1,P, c = 1,L (3.62) Σζ ip Q p = Ω i i = 1,J, p=1,p (3.63) όπου i αναφέρεται στους κόμβους, c στους βρόχους και p στους σωλήνες. Η διαδικασία για τη λύση του συστήματος (3.62) και (3.63) είναι: (i) Θέτουμε K * ij =K p (ii) η λύση του συστήματος παράγει τις άγνωστες τιμές Q p * (iii) από το βήμα (ii) υπολογίζονται νέες τιμές για το K ij (iv) τα βήματα (ii) και (iii) επαναλαμβάνονται όσες φορές χρειάζεται για να επιτευχθεί η επιθυμητή ακρίβεια Μοντελοποίηση ποιότητας νερού Ο κύριος στόχος μια εταιρίας πόσιμου νερού (Εταιρία Υδάτων) είναι να παρέχει στους συνδρομητές της νερό καλής ποιότητας 24 ώρες το εικοσιτετράωρο. Πρόσφατα, έχει εκδηλωθεί ενδιαφέρον για τον εντοπισμό σωματιδίων και διαλυμένων ουσιών στο δίκτυο. Η μεταφορά, η ανάμιξη, η παραγωγή και η φθορά είναι οι θεμελιώδεις φυσικές και χημικές διαδικασίες, οι οποίες παρουσιάζονται στα μοντέλα ποιότητας νερού. Σημαντικά στοιχεία είναι η ταχύτητα νερού και οι παροχές στο σύστημα διανομής. Η ποιότητα νερού σε ένα μοντέλο δικτύου περιγράφεται από την εξίσωση Μεταφοράς-Υδροδυναμικής Διασποράς-Αντίδρασης:

119 Όπου: C = μέση συγκέντρωση διατομής ( mg / L ) t = χρόνος (s) u = μέση ταχύτητα ροής (m/s) D = αξονική διασπορά (m 2 /s) x = κατεύθυνση ροής f(c) = συνάρτηση αντίδρασης Η συνάρτηση αντίδρασης μεταβάλλεται ανάλογα με την ουσία. Για το χλώριο, συνήθως, f(c) = -KC, με K να είναι η σταθερά αντίδρασης. Πολλά μοντέλα περιλαμβάνουν, εκτός από υδραυλική προσομοίωση, μοντελοποίηση της ποιότητας νερού. 3.2 Επεκτάσεις και αλλαγές στο σύστημα Ο σχεδιασμός ενός συστήματος διανομής νερού περιλαμβάνει και την εξυπηρέτηση μελλοντικού πληθυσμού. Κατά τη διάρκεια της ζωής του συστήματος, όπως είναι αναμενόμενο, είναι πιθανό να συμβούν αρκετές αλλαγές. Οι πιο συχνές αλλαγές, οι οποίες παρατηρούνται στα δημόσια συστήματα διανομής νερού είναι: α. Χωρική επέκταση του δήμου β. Σημαντική αύξηση του πληθυσμού σε αρκετές ζώνες του γ. Σημαντικές αλλαγές στη χρήση της γης στην περιοχή που εξυπηρετείται δ. Προστίθενται νέα στοιχεία στο σύστημα (π.χ. καινούριοι ταμιευτήρες) ε. Ενσωματώνονται νέες πηγές νερού στο σύστημα διανομής ζ. Υιοθετούνται τεχνολογικές εξελίξεις και καινοτομίες Για όλες αυτές τις επεκτάσεις και αλλαγές υπάρχει η ανάγκη να αναλυθεί το καινούριο σύστημα με βάση τις υποθέσεις και τα υλικά που χρησιμοποιήθηκαν στο παλιό σύστημα. Μετά από συγκρίσεις, μπορεί να αποφασιστεί αν μπορεί να ενισχυθεί το υπάρχον σύστημα ή αν πρέπει να προστεθούν επιπλέον στοιχεία. Για τη λήψη ορθολογικών αποφάσεων, πρέπει να γίνεται περιοδικός έλεγχος του συστήματος, ο οποίος θα οδηγεί σε διορθώσεις και προσθήκες στο υπάρχον σύστημα. Οι μέθοδοι και τα πακέτα ανάλυσης που παρουσιάζονται σε αυτό το κεφάλαιο, προσφέρουν μια καλή βάση εξορθολογισμού των αποφάσεων για βελτίωση και επέκταση του συστήματος.

120 Εννοείται ότι οι επεκτάσεις μπορούν να αλλάξουν τον τύπο του συστήματος που είχε αρχικά σχεδιαστεί (π.χ. μπορούμε να μεταφερθούμε από ένα βροχωτό σύστημα σε ένα μικτό σύστημα). 3.3 Προσομοίωση μελλοντικών σεναρίων Όπως εξηγήθηκε στην προηγούμενη παράγραφο, κατά τη διάρκεια ζωής ενός συστήματος αναμένεται να συμβούν πολλές αλλαγές. Για το λόγο αυτό, απαιτείται συστηματική προσομοίωση μελλοντικών απαιτήσεων, οι οποίες με τη σειρά τους θα χρησιμοποιηθούν για την ανάλυση του συστήματος διανομής. Η προσομοίωση μελλοντικών απαιτήσεων πρέπει να γίνεται περιοδικά, καθώς οι μεταβαλλόμενες συνθήκες πληθυσμού, πυκνότητας πληθυσμού, συγκεκριμένων απαιτήσεων και χρήσης γης μπορεί να αποκλίνουν από τις αρχικές υποθέσεις, οι οποίες έγιναν στο στάδιο του σχεδιασμού. Για την προσομοίωση μελλοντικών σεναρίων είναι καλό να χρησιμοποιούνται περισσότερα από ένα μοντέλα. Κατά προτίμηση, ολοκληρωμένα χωρικά μοντέλα, τα οποία λαμβάνουν υπόψη τις συγκεκριμένες τοπικές συνθήκες και μπορούν να δώσουν πιο ρεαλιστικές εκτιμήσεις σε σύγκριση με τις εμπειρικές εξισώσεις που προβλέπουν μελλοντική ζήτηση νερού. Τα πιο δημοφιλή από τα εμπειρικά μοντέλα είναι: 1. Το γραμμικό μοντέλο P v = P 0 +v b (3.65) όπου: P ν = ο πληθυσμός μετά από ν χρόνια P 0 = ο αρχικός πληθυσμός b = η διαφορά πληθυσμού μεταξύ δύο συνεχόμενων ετών 2. Το γεωμετρικό μοντέλο P v = a v P 0 (3.66) όπου: P ν = ο πληθυσμός μετά από ν χρόνια P 0 = ο αρχικός πληθυσμός α = 1 + γ όπου γ = 3. Μοντέλο φθίνοντα ρυθμού P v = P 0 + (P s - P 0 )(1 - e λv ) (3.67) όπου: P ν = ο πληθυσμός μετά από ν χρόνια P 0 = ο αρχικός πληθυσμός P s = ο μέγιστος πληθυσμός

121 λ = μια παράμετρος μορφής, η οποία μπορεί να εκτιμηθεί με δύο συνεχείς απογραφές Είναι γνωστό ότι και τα τρία πιο πάνω μοντέλα μπορούν να περιγραφούν από μια καμπύλη, τη λογιστική καμπύλη P v = (3.68) όπου: P ν = ο πληθυσμός μετά από ν χρόνια P s = ο μέγιστος πληθυσμός c, d = παράμετροι της λογιστικής καμπύλης 3.4 Διαθεσιμότητα λογισμικού Εισαγωγή Ο στόχος αυτού του κεφαλαίου είναι η παροχή γενικών πληροφοριών όσον αφορά διαθέσιμα λογισμικά, με βάση τις πληροφορίες που δόθηκαν από τους αντίστοιχους προγραμματιστές και διανομείς. Έτσι, αυτό το κείμενο δε μπαίνει σε συγκεκριμένες λεπτομέρειες για το σχεδιασμό λογισμικού. Για περαιτέρω πληροφορίες όσον αφορά συγκεκριμένα πακέτα, ο αναγνώστης καλείται να επικοινωνήσει με τους υπεύθυνους (εταιρίες, επιστημονικούς οργανισμούς) ή να μελετήσει τις σχετικές ιστοσελίδες. Αυτό το κεφάλαιο επικεντρώνεται στα μοντέλα ανάλυσης συστημάτων διανομής νερού, τα οποία χρησιμοποιούνται ευρέως. Ένας αριθμός ευρέως χρησιμοποιούμενων εμπορικών λογισμικών πακέτων για σχεδιασμό και ανάλυση συστημάτων διανομής νερού παρουσιάζονται με αλφαβητική σειρά: (1) AQUIS (2) EPANET (3) PIPE-FLO (4) SynerGEE Water (5) WATER CAD WATER GEMS (6) WATER NETWORKS (7) WATERPAC Μια πιο λεπτομερής περιγραφή δίνεται στο Παράρτημα.

122 3.4.2 AQUIS Το AQUIS είναι ένα σύστημα διαχείρισης δικτύων νερού, το οποίο δημιουργήθηκε για τη βελτίωση της υδραυλικής απόδοσης, της ποιότητας νερού και της ασφάλειας λειτουργίας. Το λογισμικό πραγματικού χρόνου AQUIS είναι μια πλατφόρμα, η οποία μπορεί να τροποποιηθεί και να προσαρμοστεί, για κάθε ομάδα χρηστών σε μια εταιρία υδάτων. Η διεπαφή χρηστών μπορεί να τροποποιηθεί εύκολα για να αντικατοπτρίζει τους περιορισμούς και τις απαιτούμενες πληροφορίες για κάθε χρήστη. Το AQUIS είναι μια πλατφόρμα, η οποία δίνει τη δυνατότητα στο χρήστη να ταξιδέψει στο παρελθόν, να εξετάσει την κατάσταση στο παρόν και να κοιτάξει το μέλλον. Η δόμηση ομοιωμάτων έχει γίνει μια πολύ πιο εύκολη δουλειά με τη Διαχείριση Μοντέλων (Model Manager). Χρειάζεστε μόνο τα ακόλουθα δεδομένα: GIS/δεδομένα χαρτογράφησης Δεδομένα ζήτησης/προφίλ/γεω-κωδικοποίηση Δεδομένα υψόμετρου Δεδομένα βαθμονόμησης πίεση, ροή, στάθμη και ποιότητα νερού Όταν εισάγετε αυτά τα δεδομένα, η Διαχείριση Μοντέλων δημιουργεί για σας αυτόματα το ομοίωμα. Επιπλέον, το ομοίωμα μπορεί να ενημερώνεται και να διατηρείται αυτόματα στη Διαχείριση Μοντέλων. Επίσης, επωφελείστε από το γεγονός ότι τα δεδομένα ελέγχονται για σφάλματα, τα οποία αναγνωρίζονται, όπως διπλές σωληνώσεις, λάθος μεγέθη και σωλήνες που λείπουν. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε άμεσα, δεδομένα αποθηκευμένα σε GIS για αυτόματη δημιουργία μοντέλου, μέσω της γενικής διεπαφής Διαχείρισης Μοντέλων. Η Διαχείριση Μοντέλων υποστηρίζει πολλές μορφές. Στη Διαχείριση Μοντέλων έχετε πρόσβαση σε όλων των ειδών τα εργαλεία παρουσίασης, για οπτικοποίηση των εισαγόμενων δεδομένων GIS, των δεδομένων εισαγωγής και των αποτελεσμάτων του AQUIS. Το AQUIS σας παρέχει το τέλειο εργαλείο για πραγματοποίηση μελετών σκοπιμότητας και σεναρίων, για να εκτιμηθούν οι επιδράσεις νέων κατοικημένων περιοχών, νέων βιομηχανικών περιοχών, αυξημένων απαιτήσεων, συντήρησης και έργων αποκατάστασης και μεταβολών στην κατανάλωση. Το AQUIS περιλαμβάνει ένα αριθμό χαρακτηριστικών και λειτουργιών, τα οποία σας επιτρέπουν να μειώσετε τις λειτουργικές δαπάνες και τις επενδύσεις κεφαλαίου: Το AQUIS Hydraulic σας επιτρέπει να αξιολογήσετε γρήγορα τις επιδράσεις αλλαγών στο μοντέλο. Το AQUIS Water Quality σας επιτρέπει να αξιολογήσετε γρήγορα το πως οι διάφορες λειτουργικές συνθήκες επηρεάζουν την ποιότητα νερού. Το AQUIS Surge σας δίνει τη δυνατότητα να καθορίσετε τις αιτίες θραύσης σωλήνων.

123 3.4.3 EPANET Το EPANET δημιουργήθηκε από το Τμήμα Παροχής Νερού και Υδάτινων Πόρων της EPA (Αμερικανική Υπηρεσία Προστασίας Περιβάλλοντος) και είναι ένα λογισμικό το οποίο προσομοιώνει τα συστήματα σωληνώσεων διανομής νερού. Είναι ένα πρόγραμμα για Windows 95/98/ NT / XP, το οποίο εκτελεί προσομοιώσεις εκτεταμένου χρόνου της υδραυλικής συμπεριφοράς και της συμπεριφοράς της ποιότητας νερού μέσα σε δίκτυα σωληνώσεων υπό πίεση. Τα δίκτυα σωληνώσεων αποτελούνται από σωλήνες, κόμβους (συμβολές σωλήνων), αντλίες, βαλβίδες και δεξαμενές αποθήκευσης ή ταμιευτήρες. Το EPANET εντοπίζει τη ροή του νερού σε κάθε σωλήνα, την πίεση σε κάθε κόμβο, το ύψος του νερού σε κάθε δεξαμενή και τη συγκέντρωση χημικών ουσιών σε όλο το δίκτυο κατά τη διάρκεια της περιόδου προσομοίωσης. Οι χημικές προσμίξεις, η ηλικία του νερού, η προέλευση και η ιχνηλάτιση μπορούν να προσομοιωθούν. Το EPANET προσφέρει ένα ολοκληρωμένο περιβάλλον ηλεκτρονικού υπολογιστή για επεξεργασία δεδομένων εισροών δικτύου, πραγματοποίηση υδραυλικών προσομοιώσεων και προσομοιώσεων ποιότητας νερού και προβολή αποτελεσμάτων σε διαφορετικές μορφές. Αυτές συμπεριλαμβάνουν χάρτες κωδικοποιημένους βάσει χρώματος, πίνακες δεδομένων, γραφικές παραστάσεις χρονοσειρών και διαγράμματα ισοϋψών. Το EPANET είναι ελεύθερο λογισμικό και μπορεί να αντιγραφεί και να διανεμηθεί ελεύθερα PIPE-FLO Το PIPE-FLO Professional προσφέρει μια καθαρή εικόνα ολόκληρου του συστήματος με την ενσωμάτωση των ακόλουθων λειτουργιών σε ένα πρόγραμμα: Τοπολογία σωληνώσεων, όπου δείχνεται πως ενώνονται τα στοιχεία του συστήματος και οι σωληνώσεις. Μια ισχυρή μηχανή υπολογισμού, η οποία δείχνει τη λειτουργία του συστήματος. Εργαλεία επικοινωνίας βοηθούν να μοιραστείτε το σχέδιό σας με άλλους. Πρόσβαση σε υποστηρικτικά έγγραφα σε ηλεκτρονική μορφή. Το PIPE-FLO είναι ένα ολοκληρωμένο πακέτο λογισμικού για σχεδιασμό και ανάλυση σωληνώσεων, το οποίο σας προσφέρει μια καθαρή εικόνα ολόκληρου του συστήματος. Με το PIPE-FLO μπορείτε να:

124 Σχεδιάσετε ένα σκαρίφημα του συστήματος σωληνώσεων σε FLO - Sheet, το οποίο δείχνει όλες τις αντλίες, στοιχεία, δεξαμενές, βαλβίδες ελέγχου και διασυνδεδεμένες σωληνώσεις. Σχεδιάσετε το σκαρίφημα των σωληνώσεων σε μορφή 2- D ή ισομετρική μορφή. Διαστασιοποιήσετε τις ανεξάρτητες σωληνώσεις, χρησιμοποιώντας ηλεκτρονικούς πίνακες δεδομένων για σωλήνες, βαλβίδες και υγρά. Επιλέξετε αντλίες και βαλβίδες ελέγχου από τους ηλεκτρονικούς καταλόγους των κατασκευαστών, βελτιστοποιώντας τη λειτουργία των αντλιών και του συστήματος. Υπολογίσετε πως λειτουργεί το σύστημα, συμπεριλαμβανομένων πιέσεων, παροχών και διαθέσιμου καθαρού θετικού ύψους αναρρόφησης ( NPSHa ). Υπολογίσετε τα ετήσια λειτουργικά κόστη των αντλιών στο σύστημα. Δημιουργήσετε έναν αμφίδρομο σύνδεσμο μεταξύ του PIPE - FLO Professional και της Microsoft Excel. Δημιουργήσετε FLO-Links για να αποκτήσετε άμεση πρόσβαση σε υποστηρικτικά έγγραφα απαραίτητα για το σχεδιασμό, δημιουργία και λειτουργία του συστήματος σωληνώσεων. Μοιραστείτε τις πληροφορίες για το σύστημα σωληνώσεων με άλλους, μέσω αναφορών και του PIPE-FLO Viewer. Υπολογιστής λειτουργικού κόστους Υπολογίστε και συγκρίνετε τα λειτουργικά κόστη διάφορων αντλιών για οποιαδήποτε διάταξη ή σειρά. Γρήγορη εισαγωγή δεδομένων βαλβίδων ελέγχου Δημιουργήστε ολοκληρωμένα δεδομένα χαρακτηριστικής καμπύλης από ένα μόνο συντελεστή ροής και μια θέση βαλβίδας, με την επιλογή από μια λίστα σχεδίων βαλβίδων και χαρακτηριστικών τύπων ροής. Λειτουργίες βαλβίδων ελέγχου Αλλάξτε αυτόματα τις βαλβίδες ελέγχου, από μία δεδομένη παροχή, στην υπολογισμένη χειροκίνητη θέση. Υπολογιστής ατμοσφαιρικής πίεσης Υπολογίστε την ατμοσφαιρική πίεση σε οποιοδήποτε συγκεκριμένο υψόμετρο. Βελτιώσεις FLO-Sheet Τοποθετήστε οποιοδήποτε αριθμό εικόνων φόντου στο FLO-Sheet. Βελτιώσεις έντυπων αναφορών Προσθέστε μια εικόνα στο πάνω μέρος των έντυπων αναφορών και εξατομικεύστε τις τυποποιημένες αναφορές σας. Λειτουργία παρουσίασης Παρουσιάζει το FLO-Sheet σε άσπρο φόντο για καλύτερη προβολή. Βελτιώσεις Αντιγραφής & Επικόλλησης Αντιγράψτε και επικολλήστε χρησιμοποιώντας τυποποιημένα πλήκτρα συντόμευσης.

125 Σύμβολα συσκευών Καινούρια σύμβολα για δεξαμενές και στοιχεία είναι διαθέσιμα, για να επιλέξετε. Καινούριοι X-Link κωδικοί δεδομένων αποκτήστε πρόσβαση σε περισσότερα δεδομένα για μετρητές ροής, αντλίες, στοιχεία και σχεδιασμό βαλβίδων ελέγχου SynerGEE Water Το SynerGEE Water είναι ένα πακέτο λογισμικού προσομοιώσεων, το οποίο χρησιμοποιείται για την ανάλυση κλειστών κυκλωμάτων σωλήνων, ρυθμιστών, βαλβίδων, αντλιών, ταμιευτήρων, δεξαμενών, πηγαδιών και γεωτρήσεων. Το SynerGEE όχι μόνο πραγματοποιεί μια σειρά χρήσιμων αναλύσεων, αλλά μπορεί να τις κάνει για εξαιρετικά μεγάλα συστήματα με περισσότερα από 100,000 στοιχεία, τα οποία αποτελούν όλα αγωγούς και λειτουργικό εξοπλισμό. Το SynerGEE είναι πολύ ευέλικτο. Είναι δυνατό να επιλέξετε το επίπεδο λεπτομέρειας από μια απλή υδραυλική ανάλυση μιας πιεζομετρικής ζώνης, μέχρι τη διπλή διάδοση ουσιών της ποιότητας νερού σε σύστημα πολλαπλών ζωνών. Επιπλέον, το SynerGEE μπορεί να προσομοιώσει πολύπλοκες διατάξεις ελέγχου αντλιών, βαλβίδων και ρυθμιστών, σε οποιοδήποτε λειτουργικό σενάριο. Υπάρχουν διαθέσιμες προαιρετικές λειτουργίες για ανώτερες απαιτήσεις προσομοίωσης όπως, απομόνωση περιοχής, ανάλυση αξιοπιστίας, διαχείριση υποσυστημάτων και βαθμονόμηση. Αυτές οι λειτουργίες περιλαμβάνουν το Customer Management Module για σύνδεση του SynerGEE με υπάρχον Σύστημα Πληροφοριών Πελατών, το Model Builder, το οποίο σας επιτρέπει να εισάγετε, να φιλτράρετε και να επεξεργαστείτε δεδομένα από πολλαπλές εξωτερικές πηγές GIS και το CalPrep, το οποίο βελτιώνει την ταχύτητα και αξιοπιστία του τρόπου με τον οποίο οι χρήστες βαθμονομούν μοντέλα νερού, υπολογίζουν διαρροές και εξάγουν τη μη μετρημένη κατανάλωση, με τη χρήση δεδομένων καταγραφέων και τηλεμετρίας WATER CAD WATER GEMS WaterCad Το WaterCAD είναι μια εύκολη, στη χρήση, λύση προσομοίωσης υδραυλικής συμπεριφοράς και ποιότητας νερού για συστήματα διανομής νερού. Από τη ροή πυρκαγιάς και συστατικές αναλύσεις συγκέντρωσης, μέχρι την κατανάλωση ενέργειας και τη διαχείριση δαπανών κεφαλαίου, το WaterCAD βοηθά τους μηχανικούς και τις εταιρίες να αναλύουν, να σχεδιάζουν και να βελτιστοποιούν τα συστήματα διανομής νερού. Χωρίς επιπλέον τροποποιήσεις, οι χρήστες του WaterCAD μπορούν να εργαστούν με ανεξάρτητες και MicroStation πλατφόρμες, με διαθέσιμη ενσωμάτωση AutoCAD για να εργασθούν στο αγαπημένο τους περιβάλλον CAD. Ανεξάρτητα από

126 την πλατφόρμα που χρησιμοποιείται, το WaterCAD διατηρεί μόνο μία ομάδα αρχείων επεξεργασίας, για πραγματική διαλειτουργικότητα σε πλατφόρμες. Η ανεξάρτητη διεπαφή προσφέρει ασύγκριτη ευελιξία με εύκολα στη χρήση εργαλεία διαμόρφωσης αρχείων, πολλαπλή υποστήριξη φόντου, λειτουργίες μετατροπής CAD, GIS και απεριόριστες δυνατότητες αναίρεσης και επανάληψης. Η διεπαφή MicroStation, η οποία συμπεριλαμβάνεται χωρίς επιπλέον χρέωση σε όλες τις εκδόσεις WaterCAD, προσφέρει ένα περιβάλλον χωρικού και μηχανικού σχεδιασμού με απαράμιλλα εργαλεία οπτικοποίησης και δημοσίευσης. Οι χρήστες του AutoCAD μπορούν, επίσης, να προσθέσουν στοιχεία ολοκλήρωσης AutoCAD, για το σχεδιασμό και δημιουργία ομοιωμάτων με μηχανική ακρίβεια μέσα σε ένα περιβάλλον μέσα στο οποίο αισθάνονται ήδη άνετα. Οι χωρικές λειτουργίες LoadBuilder και TRex βοηθούν τους μηχανικούς να κατανέμουν απαιτήσεις για νερό και υψόμετρα κόμβων, με βάση χωρικά δεδομένα, τα οποία βρίσκονται σε αρχεία αντικειμένου, DEMs ακόμα και σχέδια CAD, αποφεύγοντας πιθανά σφάλματα εισαγωγής με το χέρι και επιταχύνοντας τη διαδικασία κατασκευής μοντέλων. Οι χρήστες WaterCAD μπορούν να χρησιμοποιήσουν, επίσης, σχέδια CAD για να δημιουργήσουν κατευθείαν υδραυλικά συνδεδεμένα μοντέλα, να εισάγουν τοπολογία και δεδομένα από GIS και να δημιουργήσουν μόνιμες, αμφίδρομες συνδέσεις μεταξύ αρχείων αντικειμένου, βάσεων δεδομένων, λογιστικών φύλλων οθόνης και του μοντέλου WaterCAD. Τα ενσωματωμένα χαρακτηριστικά λειτουργίας ποιότητας νερού, βοηθούν τους χρήστες του WaterCAD να εκτελούν συστατικές αναλύσεις, αναλύσεις ηλικίας νερού, και αναλύσεις ανίχνευσης πηγής, για ανάπτυξη αναλυτικών προγραμμάτων χλωρίωσης, προσομοίωση επειγόντων περιστατικών ρύπανσης, οπτικοποίηση ζωνών επιρροής για διαφορετικές πηγές νερού και βελτίωση της θολότητας, γεύσης και οσμής, με την αναγνώριση προβλημάτων μίξης νερού στο σύστημα. Με τη χρήση του Fire Flow Navigator, οι χρήστες του WaterCAD μπορούν να καθορίσουν γρήγορα και εύκολα την ικανότητα του δικτύου τους να προσφέρει προστασία ενάντι πυρκαϊών. Το WaterCAD προσομοιώνει ταυτόχρονα πολλαπλά συμβάντα πυρκαϊάς, αξιολογώντας παροχές και πιέσεις σε όλη την έκταση του συστήματος. Το Κέντρο Κρίσιμης Ανάλυσης είναι μια ολοκληρωμένη λειτουργία, η οποία αναγνωρίζει κρίσιμα στοιχεία στην υποδομή του συστήματος και αξιολογεί τον κίνδυνο που σχετίζεται με τη βλάβη τους. Επίσης, με τη χρήση λειτουργικών ελέγχων βασισμένων σε κανόνες, η άντληση μεταβλητής παροχής ( VSP ) και απαιτήσεις εξαρτώμενες από την πίεση ( PDD ), οι μηχανικοί μπορούν να εντοπίσουν λειτουργικές συμφορήσεις, να ελαχιστοποιήσουν την κατανάλωση ενέργειας και να προσομοιώσουν λειτουργίες πραγματικού χρόνου για να ελέγξουν,

127 να τροποποιήσουν, να πραγματοποιήσουν, να αξιολογήσουν, να οπτικοποιήσουν και να συγκρίνουν, έναν απεριόριστο αριθμό «Τι αν» σεναρίων, μέσα σε ένα αρχείο. Οι μηχανικοί μπορούν να πάρουν εύκολα αποφάσεις με τη σύγκριση απεριόριστων σεναρίων, αναλύοντας εναλλακτικές συμπεριφορέςγια πολλαπλούς ορίζοντες σχεδιασμού, εκτιμώντας στρατιγηκές λειτουργίας αντλιοστασίων ή εναλλακτικών λύσεων καθαρισμού σε επείγοντα περιστατικά ρύπανσης. WaterGEMS Το WaterGEMS είναι μια λύση προσομοίωσης υδραυλικής συμπεριφοράς και ποιότητας νερού για συστήματα διανομής νερού με αυξημένη διαλειτουργικότητα, χωρικής δημιουργίας μοντέλων, βελτιστοποίησης και εργαλείων διαχείρισης στοιχείων. Από τη παροχή πυρκαγιάς και συστατικές αναλύσεις συγκέντρωσης μέχρι την κατανάλωση ενέργειας και τη διαχείριση κεφαλαιουχικού κόστους, το WaterGEMS προσφέρει στους μηχανικούς ένα περιβάλλον εύκολο στη χρήση, για ανάλυση, σχεδιασμό και βελτιστοποίηση συστημάτων διανομής νερού. Οι χρήστες του WaterGEMS απολαμβάνουν τη δύναμη και ευελιξία που παρέχεται με την εργασία διαμέσου πλατφορμών CAD, GIS και ανεξάρτητων πλατφορμών, έχοντας πρόσβαση σε μία μοναδική, κοινόχρηστη πηγή δεδομένων. Με τις λειτουργίες και τα εργαλεία WaterGEMS, οι εταιρίες και οι σύμβουλοι έχουν ενσωματωμένη υποστήριξη για τέσσερις διαλειτουργικές πλατφόρμες, όλα σε πακέτο για ένα μοναδικό προϊόν. Δεν υπάρχει η ανάγκη για επιλογή γιατί περιλαμβάνονται όλες οι πλατφόρμες: Windows ανεξάρτητη για ευκολία στη χρήση, προσβασιμότητα και απόδοση ArcGIS για ενσωμάτωση GIS, θεματική χαρτογράφηση και δημοσίευση MicroStation για γεφύρωση περιβαλλόντων χωρικής σχεδίασης και μηχανικού σχεδιασμού AutoCAD για εύκολο CAD σχεδιασμό και προσχεδιασμό. Οι εταιρίες και οι σύμβουλοι μπορούν να μοιράζονται τα ίδιο σετ δεδομένων χρησιμοποιώντας διαφορετικές διεπαφές και οι ομάδες προσομοίωσης μπορούν να χρησιμοποιούν τις ικανότητες των μηχανικών από διαφορετικά τμήματα. Οι μηχανικοί μπορούν να απλοποιήσουν την μάθηση, επιλέγοντας το περιβάλλον, το οποίο ήδη ξέρουν και να προσφέρουν αποτελέσματα, τα οποία μπορούν να οπτικοποιηθούν σε πολλές πλατφόρμες. Η διεπαφή WaterGEMS ArcGIS επιτρέπει στους επαγγελματίες των GIS να χρησιμοποιήσουν την αρχιτεκτονική της βάσης γεω-δεδομένων της ESRI για να είναι εγγυημένη η δημιουργία ενός μοναδικού σετ δεδομένων για μοντελοποίηση και GIS. Μπορούν να δημιουργήσουν, να

128 τροποποιήσουν, να υπολογίσουν και να οπτικοποιήσουν μοντέλα WaterGEMS κατευθείαν από το ArcMap, με πλήρη πρόσβαση σε κάθε εργαλείο υδραυλικής προσομοίωσης, καθώς και σε χαρακτηριστικά γεω-επεξεργασίας, τα οποία εξορθολογούν τη διαδικασία δημιουργίας μοντέλων. Οι μηχανικοί μπορούν να χρησιμοποιήσουν χωρικά δεδομένα, σχέδια CAD, βάσεις δεδομένων και λογιστικά φύλλα για να δώσουν ώθηση στη διαδικασία δημιουργίας του μοντέλου. Το WaterGEMS προσφέρει συνδέσεις συγχρονισμένων βάσεων δεδομένων, χωρικούς συνδέσμους και ανώτερες μονάδες δημιουργίας ομοιωμάτων που συνδέονται με κάθε, σχεδόν, μορφή ηλεκτρονικών δεδομένων. Οι μονάδες LoadBuilder και TRex που περιλαμβάνονται στο WaterGEMS βοηθούν τους μηχανικούς να κατανέμουν απαιτήσεις για νερό και υψόμετρα κόμβων, με βάση χωρικά δεδομένα που βρίσκονται σε αρχεία αντικειμένου, βάσεις γεω-δεδομένων, διάφορους τύπους DEMs ακόμα και σχέδια CAD. Αυτές οι μονάδες βοηθούν τους μηχανικούς να αποφύγουν πιθανά σφάλματα χειροκίνητης εισαγωγής και εξορθολογούν τη διαδικασία δημιουργίας μοντέλων. Το WaterGEMS προσφέρει, επίσης, εργαλεία σχεδίασης και ανασκόπησης συνδεσιμότητας για ένα εγγυημένα υδραυλικά συναφές μοντέλο. Το Skelebrator αφαιρεί αυτόματα την πολυπλοκότητα από το δίκτυο, διατηρώντας ταυτόχρονα την υδραυλική ισορροπία, για να αντιμετωπιστεί αποτελεσματικά ένα μεγαλύτερο εύρος εφαρμογών προσομοίωσης. Το WaterGEMS περιλαμβάνει μηχανές βελτιστοποίησης γενετικών αλγορίθμων τελευταίας τεχνολογίας, για αυτόματη βαθμονόμηση, σχεδιασμό και αποκατάσταση και λειτουργία των αντλιών. Το Darwin Calibrator επιτρέπει στους χρήστες να εντοπίσουν γρήγορα την υπόθεση βαθμονόμησης, η οποία ταιριάζει καλύτερα στις ροές που έχουν μετρηθεί, στις πιέσεις και στην κατάσταση των στοιχείων. Αυτό οδηγεί τους χρήστες στη λήψη αξιόπιστων αποφάσεων, βασισμένες σε ακριβή υδραυλική προσομοίωση του πραγματικού κόσμου το Darwin Calibrator αξιολογεί εκατομμύρια πιθανές λύσεις και προσφέρει την καλύτερη πιθανή υπόθεση βαθμονόμησης. Το Darwin Designer βρίσκει αυτόματα το μέγιστο όφελος ή τα σχέδια και στρατηγικές αποκατάστασης ελάχιστου κόστους, με βάση την επένδυση κεφαλαίου, το κόστος επανατοποθέτησης και τους περιορισμούς ταχύτητας και πίεσης. Οι μηχανικοί μπορούν, επίσης, να διαχειριστούν το κόστος κεφαλαίου της υποδομής και να αναλύσουν την κατανάλωση ενέργειας για να αναγνωρίσουν την πιο αποδοτική στρατηγική προγραμματισμού των αντλιών. Το Darwin Scheduler βελτιστοποιεί τις λειτουργίες των αντλιών σταθερής ταχύτητας και των αντλιών μεταβλητής ταχύτητας και της αποθήκευσης σε δεξαμενές, για να ελαχιστοποιηθεί η χρήση ή το κόστος ενέργειας, με βάση την πίεση, την ταχύτητα, την έναρξη λειτουργίας των αντλιών και τους περιορισμούς των δεξαμενών.

129 3.4.7 WATER NETWORKS TM Το Water Networks είναι ένα πλήρως δυναμικό πακέτο προσομοίωσης διανομής νερού, το οποίο βασίζεται στην EPANET. Μπορεί να αναλύσει ένα ολόκληρο σύστημα διανομής νερού ή επιλεγμένα τμήματα, σε μόνιμη ροή ή προσομοιώσεις εκτεταμένων περιόδων, με ανάλυση ποιότητας νερού αν αυτή χρειάζεται. Το WaterNetworks μπορεί να χρησιμοποιηθεί για: Ανάλυση και αποκατάσταση της υπάρχουσας υποδομής διανομής νερού. Σχεδιασμό και σύγκριση προτεινόμενων επεκτάσεων σε υπάρχοντα συστήματα διανομής νερού. Ανάλυση ποιότητας νερού. Σχεδιασμό υποδιαιρέσεων του συστήματος διανομής νερού. Αυτόματη διαστασιολόγηση και σχεδιασμό δεξαμενών αποθήκευσης και αντλιοστασίων. Βαθμονόμηση μοντέλων, βάσει ημερήσιων και ετήσιων φορτίων. Σκελετοποίηση δικτύου, για αφαίρεση περιττής πολυπλοκότητας από το δίκτυο. Ενσωμάτωση SCADA, που επιτρέπει απευθείας σύνδεση με το πρότυπο διανομής νερού και προσφέρει προσομοιωτές συστήματος πραγματικού χρόνου και εργαλεία υποστήριξης αποφάσεων. Το WaterNetworks συνδυάζει πολύπλοκη υδραυλική διανομής νερού και ποιότητας νερού, σε μια εντελώς γραφική, εύκολη στη χρήση διεπαφή. Υποστηρίζει τόσο μονάδες ΗΠΑ, όσο και μετρικές (SI) μονάδες WATERPAC Το πακέτο WATERPAC περιλαμβάνει τα ακόλουθα προγράμματα λογισμικού που σχετίζονται με υδραυλικούς υπολογισμούς δικτύων παροχής νερού: CROSS (v. 8.2), υδραυλικός υπολογισμός δικτύων παροχής νερού CROSSPLOT (V. 8.2), σχεδιασμός μηκοτομών CROSSPLAN (v. 8.2), σχεδιασμός οριζοντιογραφίας δικτύου WERTWASSER ( v. 8.0), οικονομική αξιολόγηση δικτύου παροχής νερού. Με το πρόγραμμα CROSS, μπορούν να υπολογιστούν τόσο κλειστά, όσο και ακτινωτά δίκτυα παροχής νερού. Το πρόγραμμα επεξεργάζεται τα ακόλουθα στοιχεία: κρουνός, βαλβίδα ελέγχου συρταρωτή δικλίδα, εισρέουσες παροχές, θέσεις αποθήκευσης νερού, δεξαμενές πίεσης, υδατόπυργους και ρυθμιστές ροής. Η τροφοδοσία στο δίκτυο μπορεί να γίνει με φυγοκεντρικές αντλίες, εμβολοφόρες αντλίες, καθώς και με υπερυψωμένη δεξαμενή ή υδατόπυργο. Οι διαφορετικές πιεζομετρικές ζώνες εξετάζονται με ρυθμιστή πίεσης για αύξηση ή μείωση της

130 πίεσης. Επιπλέον, είναι πιθανή 24ωρη προσομοίωση, η οποία προσφέρει ένα διάγραμμα διάταξης του συστήματος με προκαθορισμένες συντεταγμένες. Με το πρόγραμμα GraPS, το αποτέλεσμα των υπολογισμών μπορεί να αξιολογηθεί γραφικά για διάφορες συνθήκες. Με το CROSSPLAN, τα υπολογισμένα σχέδια δικτύου και τα σχεδιαγράμματα ετοιμάζονται για τα δίκτυα παροχής νερού. Το CROSSPLAN χρησιμοποιεί τα δεδομένα που υπολογίστηκαν από το πρόγραμμα CROSS. Στο υπολογισμένο σχέδιο δικτύου, οι κόμβοι παρουσιάζονται συμβολικά σαν κύκλοι και οι σωληνώσεις σαν τόξα και είναι σημαδεμένα με το αποτέλεσμα του υπολογισμού. Το πάχος των γραμμών σύνδεσης μεταξύ των κόμβων είναι ανάλογο της παροχής. Τα διαμήκη τμήματα είναι σχεδιασμένα σύμφωνα με το DIN 2425 Part -1 και το REWas. Τα αποτελέσματα της προσομοίωσης μπορούν να αξιολογηθούν και να παρουσιαστούν με διαφορετικά χρώματα για τα υπο-δίκτυα. Το πρόγραμμα CROSSPLOT παρέχει μηκοτομές αγωγών. Ενώ σχεδιάζει, το CROSSPLOT χρησιμοποιεί τα δεδομένα από το πρόγραμμα CROSS. Η σωλήνωση, η μηκοτομή του εδάφους, καθώς και οι πιεζομετρικές γραμμές για μέχρι και τρεις συνθήκες λειυουργίας, παρουσιάζονται στην μηκοτομή. Τα αποτελέσματα για τη σειρά προσομοίωσης των 24 ωρών μπορούν να αξιολογηθούν. Το πρόγραμμα WERTWASSER χρησιμοποιείται για την εκτέλεση ποσοτικών εκτιμήσεων και εκτιμήσεων κόστους, καθώς και για την αξιολόγηση των ιδιοτήτων του δικτύου παροχής νερού. Το WERTWASSER παίρνει τα δεδομένα από τα προγράμματα CROSS και/ή GraPS. 3.5 Βιβλιογραφία AQUIS Water Network Management and Leak Detection System. Retrieved from ASCE Pressure pipeline design for water and wastewater. Cross, H Analysis of flow in networks of conduits or conductors. Bulletin No 286, University of Illinois, Urbana, IL. Blokker, E. J. M., Vreeburg J. H. G., Buchberger, S. G., Van Dijk, J. C., Importance of demand modeling in network water quality models: a review. Drinking Water Engineering Science, 1, EPANET. U.S. Environmental Protection Agency (EPA). Retrieved from Graymam, W. M A quarter of a century of water quality modeling in distribution systems. Proceedings of the 8th Annual Water Distribution Systems Analysis Symposium, Cincinat, USA

131 Haestad Methods Advanced water distribution modeling and management. Jeppson, R. N Analysis of flow in pipe networks. Ann Arbor Science Publishers, Inc. Mays, L. W Hydraulic design handbook. McGraw-Hill. PIPE-FLO. EngineeredSoftware, Inc. Retrieved from Schmid, R Review of modeling software for piped distribution networks. SynerGEE. GL Industrial Services Retrieved from Trifunovic, N. (2006). Introduction to urban water distribution. Taylor & Francis Group, London. WATER CAD. Bentley Systems Retrieved from WATER NETWORKS. Boss International Retrieved from http// WATERPAC. Rehm Software Gmbh. Retrieved from ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ - ΜΟΝΤΕΛΑ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΔΙΑΝΟΜΗΣ ΝΕΡΟΥ 1. Εισαγωγή Ο στόχος αυτού του κεφαλαίου είναι η παροχή γενικών πληροφοριών όσον αφορά διαθέσιμα λογισμικά, με βάση τις πληροφορίες που δόθηκαν από τους αντίστοιχους προγραμματιστές και διανομείς. Έτσι, αυτό το κείμενο δε μπαίνει σε συγκεκριμένες λεπτομέρειες για το σχεδιασμό λογισμικού. Για περαιτέρω πληροφορίες όσον αφορά συγκεκριμένα πακέτα, ο αναγνώστης καλείται να επικοινωνήσει με τους υπεύθυνους (εταιρίες, επιστημονικούς οργανισμούς) ή να μελετήσει τις σχετικές ιστοσελίδες. Αυτό το κεφάλαιο επικεντρώνεται στα μοντέλα ανάλυσης συστημάτων διανομής νερού, τα οποία χρησιμοποιούνται ευρέως. Ένας αριθμός ευρέως χρησιμοποιούμενων εμπορικών λογισμικών πακέτων για σχεδιασμό και ανάλυση συστημάτων διανομής νερού παρουσιάζονται με αλφαβητική σειρά: (1) AQUIS (2) EPANET (3) PIPE-FLO (4) SynerGEE Water (5) WATER CAD WATER GEMS (6) WATER NETWORKS (7) WATERPAC

132 2. AQUIS Το AQUIS είναι ένα σύστημα διαχείρισης δικτύων νερού, το οποίο δημιουργήθηκε για τη βελτίωση της: Υδραυλικής απόδοσης. Ποιότητας νερού. Ασφάλειας λειτουργίας. Το λογισμικό πραγματικού χρόνου AQUIS είναι μια πλατφόρμα, η οποία μπορεί να τροποποιηθεί και να προσαρμοστεί για κάθε ομάδα χρηστών σε μια εταιρία υδάτων. Η διεπαφή χρηστών μπορεί να προσαρμοστεί εύκολα για να αντικατοπτρίζει τους περιορισμούς και τις απαιτούμενες πληροφορίες για κάθε χρήστη. Το AQUIS έχει λύσεις που απευθύνονται : ~ Στο χειριστή ~ Στον υπάλληλο εκτός γραφείου ~ Στο σχεδιαστή ~ Στον ειδικό ~ Στο προσωπικό συντήρησης ~ Στο τηλεφωνικό κέντρο ~ Στη διέυθυνση ~ Ακόμα και οι συνδρομητές μπορούν να πάρουν ενημερωμένες πληροφορίες από το Διαδίκτυο, αν η Εταιρία επιθυμεί να γνωστοποιήσει το γεγονός αυτό. Τα πιο πάνω έχουν ένα αριθμό πλεονεκτημάτων: Η γνώση για τη λειτουργία της εταιρίας υδάτων μπορεί να ληφθεί από προσωπικό όλων των επιπέδων - δε χρειάζεται εμπειρία στη προσομοίωση Μπορούν να ληφθούν αποφάσεις από προσωπικό που δε μοντελοποιεί μπορούν να καταπιαστούν με προβλήματα μοντελοποίησης απλώς κάνοντας κλικ στο κάτω μέρος της οθόνης Οι ειδικοί μπορούν να αφοσιωθούν σε μελλοντικά ή πιο σημαντικά θέματα, αφήνοντας τα βασικά καθήκοντα στο AQUIS Operation - αίροντας τους περιορισμούς για ολόκληρο τον οργανισμό Αρκετοί έχουν υιοθετήσει μια «πολιτική χωρίς συμβάντα» - έτσι, δε μπορούν να επιτρέψουν στους εαυτούς τους να υπάρχουν πολύ χαμηλές πιέσεις ή να κλείσει μια βαλβίδα κατά λάθος το AQUIS Operation είναι ένας ολοκληρωμένος τρόπος να βεβαιωθούν ότι δε θα γίνονται λάθη. Το AQUIS είναι μια πλατφόρμα, η οποία επιτρέπει στο χρήστη να ταξιδέψει στο παρελθόν, να ελέγξει την κατάσταση στο παρόν και να δει το μέλλον.

133 Η κατασκευή μοντέλων έχει γίνει μια πολύ πιο εύκολη δουλειά με τη Διαχείριση Μοντέλων. Χρειάζεστε μόνο τα ακόλουθα δεδομένα: GIS/δεδομένα χαρτογράφησης Δεδομένα ζήτησης/προφίλ/γεω-κωδικοποίηση Δεδομένα υψόμετρου Δεδομένα βαθμονόμησης πίεση, ροή, στάθμη και ποιότητα νερού Όταν εισάγετε αυτά τα δεδομένα, η Διαχείριση Μοντέλων δημιουργεί για σας αυτόματα το μοντέλο. Αυτό που προηγουμένως απαιτούσε ένα μήνα δουλειάς, τώρα ολοκληρώνεται σε ώρες. Επίσης, επωφελείστε από το γεγονός ότι τα δεδομένα ελέγχονται για σφάλματα, όπως διπλές σωληνώσεις, λάθος μεγέθη και σωλήνες που λείπουν. Επιπλέον, το μοντέλο μπορεί να ενημερώνεται και να διατηρείται αυτόματα στη Διαχείριση Μοντέλων, γεγονός που σας γλιτώνει από κουραστική αναβάθμιση του μοντέλου. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε άμεσα, δεδομένα αποθηκευμένα σε GIS για αυτόματη δημιουργία μοντέλου, μέσω της γενικής διεπαφής Διαχείρισης Μοντέλων. Η Διαχείριση Μοντέλων υποστηρίζει: ESRI (SHP) ArcSDE ORACLE/SDE SQL MicroStation (DGN) AutoCAD (DWG/DXG) SmallWorld EPAnet Τις περισσότερες από τις υπόλοιπες μορφές Τα δεδομένα που εισάγονται στη Διαχείριση Μοντέλων ελέγχονται και τα σφάλματα διορθώνονται και καταγράφονται. Είναι διαθέσιμος ένας αριθμός κριτηρίων απλοποίησης, επιτρέποντας σε σωλήνες GIS του ίδιου υλικού, ιδίων διαστάσεων και έτους εγκατάστασης να συγχωνευτούν ή τυφλά άκρα με λίγη ή καθόλου ζήτηση να αφαιρεθούν. Οι καταναλωτές συνδέονται αυτόματα με τον πιο κοντινό σωλήνα και συνδέονται στον πιο κοντινό κόμβο. Ένα χαρακτηριστικό για τα δίκτυα επισημαίνει τις νήσους δικτύου (μη συνδεδεμένοι καταναλωτές) στο δίκτυο για να διευκολύνει την επίλυση προβλημάτων με τα ελλείποντα GIS δεδομένα. Στη Διαχείριση Μοντέλων έχετε πρόσβαση σε όλων των ειδών εργαλεία παρουσίασης, για οπτικοποίηση εισαγόμενων δεδομένων GIS, δεδομένων εισαγωγής και αποτελεσματων επεξεργασίας του AQUIS. Όταν χρησιμοποιείτε τη λειτουργία ελέγχου στρωμάτων στη Διαχείριση Μοντέλων, μπορείτε να

134 τροποποιήσετε τις πληροφορίες που παρουσιάζονται, επιλέγοντας και αποεπιλέγοντας διαφορετικούς τύπους δεδομένων. Αυτή η λειτουργία είναι ιδιαίτερα χρήσιμη για παροχή, προβολή και διαχωρισμό πληροφοριών για σωλήνες και κόμβους που δημιουργήθηκαν από το GIS. Ενώ προσφέρει γρήγορη και χωρίς σφάλματα δυνατότητα μοντελοποίησης, η Διαχείριση Μοντέλων επιτρέπει επίσης τη συντήρηση των μοντέλων. Όλες οι ταυτότητες GIS και οι ταυτότητες χρεώσεων αποθηκεύονται και παρακολουθούνται στη Διαχείριση Μοντέλων για κάθε έργο/μοντέλο που δημιουργείτε. Κάθε αλλαγή στα δεδομένα GIS ή στα δεδομένα χρεώσεων μπορεί να μεταφερθεί και όλα τα μοντέλα να ενημερωθούν με ένα χαρακτηριστικό λειτουργίας. Όλα τα μοντέλα αποθηκεύονται σε ένα διακομιστή και ο χρήστης μπορεί να αντιγράψει την τελευταία ενημερωμένη έκδοση οποιουδήποτε μοντέλου από τη βιβλιοθήκη μοντέλων μέσω του δικτύου. Η επεξεργασία δεδομένων στη Διαχείριση Μοντέλων είναι δυνατή μέσω ενός SQL Συντάκτη Πινάκων. Ο συντάκτης σας επιτρέπει να επεξεργαστείτε, να αλλάξετε και να ενημερώσετε δεδομένα GIS, δεδομένα μοντέλων και αποτελέσματα προσομοιώσεων, όταν χρειάζεται. Το AQUIS σας δίνει το τέλειο εργαλείο για την πραγματοποίηση μελετών σκοπιμότητας και σεναρίων για την αξιολόγηση των συνεπειών των: Νέων κατοικημένων περιοχών Νέων βιομηχανικών περιοχών Αυξημένων ζητήσεων Έργων συντήρησης και αποκατάστασης Διακυμάνσεων στην κατανάλωση Με το AQUIS μπορείτε να σχεδιάσετε το δίκτυο για να αντιμετωπίσετε μελλοντικές απαιτήσεις ή να ικανοποιήσετε κανονισμούς, ενώ βελτιώνετε τις υπηρεσίες που παρέχονται. Αποφεύγετε συμφορήσεις και βελτιστοποιείτε την επένδυσή σας. Το AQUIS περιλαμβάνει έναν αριθμό χαρακτηριστικών λειτουργιών και ενοτήτων που σας επιτρέπουν να μειώσετε τα λειτουργικά κόστη και τις επενδύσεις κεφλαίου. AQUIS Hydraulic σας επιτρέπει να αξιολογήσετε γρήγορα τα αποτελέσματα των αλλαγών μοντελοποίησης. Δυναμικά στοιχεία του δικτύου όπως βαλβίδες, αντλίες και ταμιευτήρες είναι κωδικοποιημένα με χρώματα για να αντικατοπτρίζεται η τρέχουσα λειτουργική κατάσταση. Η πρόβλεψη πιέσεων σας επιτρέπει να αναγνωρίσετε πώς να λειτουργείτε το δίκτυο στις ακριβώς απαραίτητες λειτουργικές πιέσεις. Με αυτό τον τρόπο, θα μπορέσετε να μειώσετε τις συνέπειες των υπαρχουσών διαρροών.

135 Το AQUIS Water Quality σας επιτρέπει να αξιολογήσετε γρήγορα το πώς οι διάφορες λειτουργικές συνθήκες επηρεάζουν την ποιότητα του νερού. Συνηθισμένα προβλήματα ποιότητας νερού, όπως η οσμή και η γεύση μπορούν να εντοπιστούν με τη χρήση του μοντέλου AQUIS για την ηλικία του νερού. Το AQUIS μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να καθοριστούν οι μέσες, πραγματικές και μέγιστες ηλικίες του νερού. Μπορείτε, επίσης, να χρησιμοποιήσετε τη μονάδα ποιότητας νερού, για να εντοπίσετε οποιοδήποτε ρύπο στο σύστημα και για να διαχωρίσετε τις ζώνες για αποφυγή διασποράς του ρύπου. Το AQUIS Surge σας επιτρέπει να προσδιορίσετε τους λόγους θραύσης σωλήνων. Πολλές εταιρίες υδάτων εκτιμούν ότι οι απότομες μεταβολές στην πίεση προκαλούν μέχρι και 50% των θραύσεων των σωλήνων στο δίκτυο. Η μονάδα AQUIS Surge μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη συλλογή πληροφοριών που αφορούν τις ακριβείς αιτίες των μεταβολών στην πίεση. Τυπικές υδραυλικές εφαρμογές παρουσιάζονται πιο κάτω: Βαθμονόμηση δικτύων. Χειρισμός επικίνδυνων καταστάσεων, όπως η ύπαρξη μεγάλων διαρροών και η ρήξη σωληνώσεων, οι διακοπές της παραγωγής των εργοστασίων ή των αντλιοστασίων. Επεκτάσεις και ανκατασκευές δικτύων. Βελτιστοποίηση λειτουργίας. Σχέδια για έκτακτη ανάγκη. Κόστος και αξιολόγηση παραγωγής νερού. Ανάλυση των δυναμικών στοιχείων του συστήματος, όπως παροχές και πιέσεις, με την πάροδο του χρόνου. Ανάλυση για διαρροές. Σχεδιασμός και σχεδίαση αποκατάστασης. Σχεδιασμός καινούριων δικτύων ή επεκτάσεων δικτύων. Αξολόγηση πρίν και μετά απο το έργο. Η βαθμονόμηση και παροσίαση του έργου γίνονται ευκολότερες με τη χρήση των χαρακτηριστικών λειτουργιών AQUIS, τα οποία περιλαμβάνουν: Γενικά και τοπικά υδραυλικά αποτελέσματα. Δυνατότητα εισαγωγής δεδομένων. Σύγκριση μοντελοποιημένων και μετρημένων δεδομένων. Εξαγωγή δεδομένων σε άλλα προγράμματα, τα οποία τρέχουν σε Windows, όπως για παράδειγμα το Excel. Χρήση δεδομένων AQUIS και Windows, όταν γίνονται αναφορές σε βαθμονομημένα μοντέλα.

136 Ο προγραμματισμός και η σχεδίαση αποκατάστασης βοηθούνται με τη χρήση: Γνικών και τοπικών επιλογών σχεδίασης. Εξαγώγιμων κριτηρίων επιλογής. Διαμόρφωσης συγκεκριμένων αποτελεσμάτων επεξεργασίας. Από τη διεπαφή μπορείτε να επεκτείνετε μοντέλα δικτύου στη Διαχείριση Μοντέλων AQUIS, που ενημερώνει υπάρχοντα μοντέλα, μέσω νέων συσσωματωμένων δεδομένων συστήματος, όπως GIS, χρέωση συνδρομητών κ.ά. ή κατευθείαν στη γραφική διεπαφή χρηστών AQUIS. Για να βοηθηθείτε στην αξιολόγηση για το πώς τα υπάρχοντα δίκτυα θα αντεπεξέλθουν σε μεγαλύτερη οικιστική ή βιομηχανική χρήση, οι ζητήσεις μπορούν να αναβαθμιστούν ή να μειωθούν σε όλο το δίκτυο, χρησιμοποιώντας, απλώς, τη χαρακτηριστική λειτουργία του προφίλ ζήτησης. Η χαρακτηριστική λειτουργία των ακραίων τιμών, σας επιτρέπει να επισημάνετε σωληνώσεις, στις οποίες προσομοιωμένα υδραυλικά δεδομένα όπως πίεση, φορτίο, κατανάλωση,η ταχύτητα υπερβαίνουν τις οριακές τιμές που καθορίστηκαν από τους χρήστες. Με τη χρήση ενός μοντέλου προσομοίωσης, μπορείτε να βελτιστοποιήσετε τη λειτουργία του δικτύου χωρίς να επηρεάσετε τους συνδρομητές. Χρήσιμες χαρακτηριστικές λειτουργίες στο AQUIS για αυτό το σκοπό περιλαμβάνουν: Οι δυναμικές αλλαγές των μεταβλητών διεργασίας και η κατάσταση των στοιχείων μπορεί να προβληθεί μέσω χρωματικής κωδικοποίησης. Μείωση πίεσης. Βελτιστοποίηση λειτουργίας και κόστους αντλιών με τη χρήση τιμολογίων. Ξέπλυμα ομάδας κρουνών. Εκτενείς αναφορές και μηνύματα για χρήστες. Τοπική ή γενική παραγοντοποίηση των ζητήσεων. Η μονάδα AQUIS Water Quality σας δίνει μια γενική επισκόπηση της χημικής σύστασης του νερού σε κάθε μέρος του δικτύου για να διατηρείται η σωστή ποιότητα νερού. Μπορείτε να ακολουθήσετε και να ανιχνεύσετε το νερό σε όλη την έκταση του δικτύου και να είστε πληροφορημένοι για τη σύσταση σε κάθε κόμβο. Η μηχανή προσομοίωσης ποιότητας νερού AQUIS επιτρέπει γρήγορη, ακριβή αξιολόγηση των πιο πολύπλοκων δικτύων νερού. Μπορείτε να αναγνωρίσετε πως κινούνται τα χημικά μέσα στο σύστημα και να βελτιστοποιήσετε, με αυτό τον τρόπο, τη δόση των χημικών όπως των νιτρικών αλάτων, των φωσφορικών αλάτων, του φθορίου και του χλώριου. Για να βελτιωθεί η ποιότητα του νερού, το AQUIS μπορεί να καθορίσει επίσης την ποιότητα του νερού. Το AQUIS ακολουθεί το νερό και καταγράφει τα ποσοστά των διαφορετικών ηλικιών νερού σε κάθε περιοχή μέσα

137 στο δίκτυο. Μπορείτε να εφαρμόσετε τον ίδιο αλγόριθμο ανίχνευσης για τη γεύση και την οσμή και να βεβαιωθείτε, με αυτόν τον τρόπο, ότι η ποιότητα νερού, αντιστοιχεί στις δεδομένες προδιαγραφές. Το AQUIS ανιχνεύει το νερό και καταγράφει τη χημική σύσταση σε κάθε τοποθεσία μέσα στο δίκτυο. Αν ένα ρύπος εισαχθεί στο σύστημα, το AQUIS μπορεί να σας βοηθήσει να καθορίσετε το σημείο εισόδου. Επιπλέον, σας βοηθά να αναπτύξετε ένα σχέδιο για έκτακτη ανάγκη σε περίπτωση μόλυνσης. Για παράδειγμα, αν πρέπει να καθορίσετε ποιες ζώνες θα πρέπει να απομονώσετε για να αποτρέψετε την εξάπλωση των ρύπων. Με άλλα λόγια, το AQUIS σας βοηθά να αντιδράσετε σωστά και έγκαιρα. Αν ένας ρύπος εισαχθεί στο σύστημα, το AQUIS θα προσφέρει εισηγήσεις για καθαρισμό του δικτύου ποιοι κρουνοί θα πρέπει να ανοίξουν, ποιες ζώνες πρέπει να ξεπλυθούν, πότε και για πόσο. Το AQUIS σας βοηθά να εφαρμόσετε το σχέδιό σας για έκτακτη ανάγκη σε περίπτωση μολύνσεων. Χρησιμοποιώντας το AQUIS θα ξέρετε πότε το νερό είναι ξανά ασφαλές για κτανάλωση. Το AQUIS μπορεί να σας βοηθήσει να: Εντοπίσετε τις απότομες μεταβολές στην πίεση σε όλη την έκταση του δικτύου και να καθορίσετε τα μεγέθη και τις τοποθεσίες των αιχμών πίεσης για δεδομένα σενάρια. Αξιολογήσετε τις λειτουργικές ή μηχανικές αλλαγές που απαιτούνται για να αποφευχθούν θραύσεις σωλήνων. Μειώσετε τις επενδύσεις σε νέες σωληνώσεις, να αποφύγετε τον αποχρωματισμό και να αποτρέψετε η παύση λειτουργίας. Το AQUIS προσφέρει καθοδήγηση για το πότε να προσομοιώσετε τη συμπεριφορά του δικτύου κατά τη διάρκεια μεταβατικών καταστάσεων, όπως για παράδειγμα κατά την έναρξη και παύση των αντλιών, το άνοιγμα και κλείσιμο των βαλβίδων ή όταν συνδέονται στο δίκτυο μεγάλοι συνδρομητές. Μπορείτε να καθορίσετε διακυμάνσεις ζήτησης, τις οποίες θα προκαλέσουν τέτοια γεγονότα στο δίκτυο και να αναγνωρίσετε που είναι τα φορτία αιχμής. Με το AQUIS μπορείτε να τροποποιήσετε τις αντλίες ή τη λειτουργία των αντλιών, τις ώρες ανοίγματος των βαλβίδων ή τη διάταξη σωληνώσεων για να διασφαλιστεί η ασφαλής λειτουργία. Το AQUIS θα σας δώσει καλύτερη επισκόπηση και βελτιωμένη λειτουργία όταν θέσετε σε λειτουργία το εργαλείο μοντελοποίησης δικτύων νερού σε λειτουργία πραγματικού χρόνου. Με τη χρήση δεδομένων SCADA, το μοντέλο AQUIS μεταμορφώνεται από ένα εργαλείο σχεδιασμού, σε ένα εργαλείο λήψης αποφάσεων, ενσωματωμένο στις καθημερινές σας δραστηριότητες, με άμεσα και ξεκάθαρα οφέλη και οικονομικά πλεονεκτήματα. Όπως η πλοήγηση GPS στα οχήματα, το AQUIS Operation θα σας συμβουλεύει με τα προβλήματά σας στο δίκτυο, χωρίς να έχει σημασία ποια στροφή θα πάρετε.

138 Το AQUIS Operation είναι πλήρως ενσωματωμένο με το SCADA και μπορεί να προετοιμαστεί για να στείλει ένα συναγερμό στο SCADA αν προβλεφθούν συνθήκες σφάλματος στο δίκτυο. Το σύστημα AQUIS θα προβλέπει διαρκώς τη ζήτηση στο δίκτυό σας, η οποία είναι βασισμένη στο ιστορικό και στις τρέχουσες και μελλοντικές καιρικές συνθήκες. Η γραφική διεπαφή χρηστών (GUI) είναι σχεδιασμένη για εύκολη και κατανοητή πρόσβαση από όλες τις ομάδες που είναι αναμιγμένες, είτε είναι: ~ ο χειριστής ~ ο υπάλληλος εκτός γραφείου ~ ο σχεδιαστής ~ ο ειδικός ~ το προσωπικό συντήρησης ~ το τηλεφωνικό κέντρο ~ η διεύθυνση ~ ακόμα και οι συνδρομητές μπορούν να πάρουν ενημερωμένες πληροφορίες από το Διαδίκτυο, αν η Εταιρία επιθυμεί να γνωστοποιήσει το γεγονός αυτό. Είναι πιθανό να δημιουργηθούν VIEWS για κάθε μια από τις ζώνες, στις οποίες η εταιρία υδάτων επιθυμεί να στρέψει την προσοχή της. Είναι πιθανό να προ-ρυθμιστούν τα θέματα τα οποία ο χρήστης επιθυμεί να δει, είτε σχετίζονται με: ~ Πίεση ~ Ταχύτητα ~ Ηλικία ~ Συγκέντρωση χλωρίου ~ Διαρροές ~ Άλλες παραμέτους προσομοίωσης AQUIS Είναι εύκολο να ρυθμιστούν αυτά και να καθοριστούν τα υπομνήματα, όπως ο συγκεκριμένος χρήστης επιθυμεί να τα βλέπει. Το σύστημα επιτρέπει τη δημιουργία «Τι εαν» σεναρίων, όταν χρειάζεται. Από ένα δεδομένο σενάριο μπορεί να προσομοιωθεί αμέσως μια κατάσταση «Τι εαν». Αν βρίσκεστε αντιμέτωποι με την πρόκληση του να πρέπει να κλείσετε ένα κύριο αγωγό ή βασικά ένα οποιοδήποτε αγωγό, λόγω συντήρησης κλπ., μπορούν να εξεταστούν οι συνέπειες, πριν χρειαστεί να το πραγματοποιήσετε. Αν ο χειριστής επιθυμεί να αναλύσει τις συνέπειες, που θα έχει στην πίεση και στις ταχύτητες στο δίκτυο, το κλείσιμο μιας συγκεκριμένης βαλβίδας, για παράδειγμα για 6 ώρες, μπορεί να κάνει κλικ στην εν λόγω γραμμή και να κλείσει τη σύνδεση και

139 ακολούθως να αρχίσει την προσομοίωση χρησιμοποιώντας το κουμπί προσομοίωσης. Αν η εταιρία πρέπει να απομονώσει μια περιοχή, διακόπτοντας την παροχή σε κάποιους συνδρομητές, το προσωπικό θα πρέπει κανονικά να αρχίσει να «κτυπά πόρτες», ενημερώνοντας για το πρόβλημα ή τουλάχιστον οι συνδρομητές θα πρέπει να ενημερώνονται με επιστολή για τη διακοπή. Αν απομονωθεί μια περιοχή, ξέρουμε ποιος επηρεάζεται-κλείστε τη βαλβίδα όπως έχει ήδη αναφερθεί- οι κίτρινες τελείες αντιπροσωπεύουν τους συνδρομητές που δε θα λαμβάνουν νερό. Αν κάνετε κλικ στο reports είναι δυνατό να πάρετε μια αναφορά με τους συνδρομητές που δεν έχουν νερό. Κάνοντας κλικ στο send messages μπορείτε να στείλετε μηνύματα με επιστολές, ηλεκτρονικό ταχυδρομείο ή sms. 3. EPANET Περιγραφή Το EPANET δημιουργήθηκε από το Τμήμα Παροχής Νερού και Υδάτινων Πόρων της EPA (Αμερικανική Υπηρεσία Προστασίας Περιβάλλοντος) και είναι ένα λογισμικό το οποίο προσομοιώνει τα συστήματα σωληνώσεων διανομής νερού. Είναι ένα πρόγραμμα για Windows 95/98/ NT / XP, το οποίο εκτελεί προσομοιώσεις εκτεταμένου χρόνου της υδραυλικής συμπεριφοράς και της συμπεριφοράς της ποιότητας νερού μέσα σε δίκτυα σωληνώσεων υπό πίεση. Τα δίκτυα σωληνώσεων αποτελούνται από σωλήνες, κόμβους (συμβολές σωλήνων), αντλίες, βαλβίδες και δεξαμενές αποθήκευσης ή ταμιευτήρες. Το EPANET εντοπίζει τη ροή του νερού σε κάθε σωλήνα, την πίεση σε κάθε κόμβο, το ύψος του νερού σε κάθε δεξαμενή και τη συγκέντρωση χημικών προσμίξεων σε όλο το δίκτυο κατά τη διάρκεια της περιόδου προσομοίωσης. Οι χημικές προσμίξεις, η ηλικία του νερού, η πηγή και η ιχνηλάτηση μπορούν να προσομοιωθούν. Το EPANET προσφέρει ένα ολοκληρωμένο περιβάλλον ηλεκτρονικού υπολογιστή για επεξεργασία δεδομένων εισροών δικτύου, πραγματοποίηση υδραυλικών προσομοιώσεων και προσομοιώσεων ποιότητας νερού και προβολή αποτελεσμάτων σε διαφορετικές μορφές. Αυτές συμπεριλαμβάνουν χάρτες κωδικοποιημένους βάσει χρώματος, πίνακες δεδομένων, γραφικές παραστάσεις χρονοσειρών και διαγράμματα ισοϋψών. Το EPANET είναι ελεύθερο λογισμικό και μπορεί να αντιγραφεί και να διανεμηθεί ελεύθερα. Δυνατότητες Το EPANET προσφέρει ένα πλήρως εξοπλισμένο πακέτο υδραυλικής ανάλυσης εκτεταμένης περιόδου, το οποίο μπορεί να: Χειριστεί συστήματα οποιουδήποτε μεγέθους

140 Υπολογίσει απώλειες λόγω τριβής, χρησιμοποιώντας τις εξισώσεις Hazen- Williams, Darcy Weisbach ή Chezy-Manning Περιλάβει δευτερεύουσες απώλειες για γωνίες, εξαρτήματα κλπ. Μοντελοποιήσει αντλίες σταθερής ή μεταβλητής ταχύτητας Υπολογίσει ενέργεια άντλησης και κόστος Μοντελοποιήσει διάφορους τύπους βαλβίδων συμπεριλαμβανομένων διακοπής, αντεπιστροφής, ρύθμισης πίεσης, και ελέγχου ροής Επιτρέψει στις δεξαμενές αποθήκευσης να έχουν οποιοδήποτε σχήμα (δηλαδή, η επιφάνεια μπορεί να διαφέρει ανάλογα με το ύψος) Εξετάσει πολλαπλές κατηγορίες ζητήσεων στους κόμβους, η κάθε μια με το δικό της πρότυπο μεταβολής χρόνου Μοντελοποιήσει ροή εξαρτωμένη από την πίεση που προέρχεται από εκπομπούς (κεφαλές καταιονισμού) Βασίσει τη λειτουργία του συστήματος σε απλούς ελέγχους στάθμης δεξαμενής ή ελέγχους χρονοδιακόπτη καθώς και σε πολύπλοκους ελέγχους βασισμένους σε κανόνες Επιπλέον, ο αναλυτής ποιότητας νερού της EPANET μπορεί να: Μοντελοποιήσει την κίνηση ενός μη ενεργού υλικού ιχνηθέτη μέσα στο δίκτυο με την πάροδο του χρόνου Μοντελοποιήσει την κίνηση και την κατάληξη ενός ενεργού υλικού καθώς αυξάνεται (π.χ. ένα παραπροϊόν απολύμανσης) ή διασπάται (π.χ. υπολειμματικό χλώριο) με την πάροδο του χρόνου Μοντελοποιήσει την ηλικία του νερού σε όλη την έκταση ενός δικτύου Ανιχνεύσει το ποσοστό του νερού από ένα κόμβο που φτάνει σε όλους τους άλλους κόμβους με την πάροδο του χρόνου Μοντελοποιήσει αντιδράσεις τόσο στον όγκο της ροής όσο και στα τοιχώματα των σωλήνων Επιτρέψει αντιδράσεις ανάπτυξης ή διάσπασης να λάβουν χώρα μέχρι να φτάσουν μια περιοριστική συγκέντρωση Χρησιμοποιήσει γενικούς συντελεστές για ρυθμούς αντίδρασης που μπορούν να τροποποιηθούν για κάθε σωλήνα Επιτρέψει χρονικά μεταβαλλόμενες συγκεντρώσεις ή μαζικές εισροές σε οποιοδήποτε σημείο στο δίκτυο Προσομοιώσει τις δεξαμενές αποθήκευσης Η διεπαφή χρηστών Windows του EPANET προσφέρει ένα οπτικό συντάκτη δικτύου, που απλοποιεί τη διαδικασία δημιουργίας μοντέλων δικτύων σωληνώσεων και τροποποίησης των ιδιοτήτων τους. Χρησιμοποιούνται διάφορα εργαλεία αναφοράς δεδομένων και οπτικοποίησης, για να βοηθήσουν στην ερμηνεία των αποτελεσμάτων μιας ανάλυσης δικτύου. Αυτά περιλαμβάνουν γραφικές εμφανίσεις

141 (π.χ. σχεδιαγράμματα χρονοσειρών, σχεδιαγράμματα προφίλ και ισοϋψή σχεδιαγράμματα) Εφαρμογές Το EPANET δημιουργήθηκε για να βοηθήσει τις εταιρίες υδάτων να διατηρήσουν και να βελτιώσουν την ποιότητα νερού που παρέχουν στους καταναλωτές μέσω συστημάτων διανομής. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για το σχεδιασμό προγραμμάτων δειγματοληψίας, τη μελέτη απωλειών απολυμαντικού και δημιουργίας παραπροϊόντων και την πραγματοποίηση αξιολογήσεων έκθεσης καταναλωτών. Μπορεί να βοηθήσει στην αξιολόγηση εναλλακτικών στρατηγικών για τη βελτίωση της ποιότητας νερού, όπως η αλλαγή της χρήσης πηγών μέσα σε ένα σύστημα με πολλές πηγές, τροποποίηση προγραμμάτων άντλησης και γεμίσματος/αδειάσματος δεξαμενών για να μειωθεί η ηλικία του νερού, η χρήση αρωγών σταθμών απολύμανσης σε ειδικές τοποθεσίες, για να διατηρηθούν τα κατάλοιπα στα επιθυμητά επίπεδα και ο σχεδιασμός αποδοτικών προγραμμάτων στοχευόμενου καθαρισμού και αντικατάστασης σωλήνων. Το EPANET μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για το σχεδιασμό και τη βελτίωση της υδραυλικής απόδοσης ενός συστήματος. Το λογισμικό μπορεί να βοηθήσει στην τοποθέτηση και διαστασιολόγηση σωλήνων, αντλιών και βαλβίδων, την ελαχιστοποίηση ενέργειας, την ανάλυσης ροής πυρκαγιάς, σε μελέτες ευπάθειας και στην εκπαίδευση χειριστών. Εργαλειοθήκη του προγραμματιστή Η εργαλειοθήκη του προγραμματιστή του EPANET είναι μια δυναμική βιβλιοθήκη συνδέσεων (DLL) συναρτήσεων που επιτρέπουν στους προγραμματιστές να τροποποιήσουν την υπολογιστική μηχανή της EPANET ανάλογα με τις δικές τους ανάγκες. Οι συναρτήσεις μπορούν να ενσωματωθούν σε εφαρμογές Windows 32-bit γραμμένες σε C/C++, Delphi, Pascal, Visual Basic ή σε οποιαδήποτε άλλη γλώσσα ικανή να καλέσει συναρτήσεις μέσα σε μια Windows DLL. Υπάρχουν περισσότερες από 50 συναρτήσεις, οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να ανοίξουν ένα φάκελο περιγραφής δικτύου, να διαβάσουν και να τροποποιήσουν διάφορες παραμέτρους σχεδιασμού και λειτουργίας δικτύου, να πραγματοποιήσουν πολλαπλές προσομοιώσεις εκτεταμένων περιόδων, έχοντας πρόσβαση στα αποτελέσματα καθώς αυτά δημιουργούνται ή αποθηκεύοντάς τα σε φάκελο και να γράφουν επιλεγμένα αποτελέσματα σε φάκελο σε μορφή επιλεγμένη από το χρήστη. Η εργαλειοθήκη είναι χρήσιμη για τη δημιουργία εξειδικευμένων εφαρμογών, όπως η βελτιστοποίηση ή αυτόματη βαθμονόμηση μοντέλων, που απαιτούν την πραγματοποίηση πολλών αναλύσεων δικτύου. Μπορεί να απλοποιήσει την προσθήκη δυνατότητας ανάλυσης σε ενσωματωμένα

142 περιβάλλοντα μοντελοποίησης δικτύων, βασισμένα στη σχεδίαση με ηλεκτρονικό υπολογιστή (CAD), γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών (GIS) και πακέτα βάσεων δεδομένων. Ένας φάκελος Windows Help είναι διαθέσιμος για να εξηγήσει πως χρησιμοποιούνται οι διάφορες λειτουργίες της εργαλειοθήκης προσφέρει μερικά απλά παραδείγματα προγραμματισμού. Η εργαλειοθήκη περιλαμβάνει επίσης αρκετά διαφορετικά αρχεία επικεφαλίδας, αρχεία ορισμού των συναρτήσεων και αρχεία.lib που απλοποιούν το έργο διασύνδεσης με κώδικες C/C++, Delphi, Pascal και Visual Basic. Multi-Species Extension Το EPANET-MSX (Multi-Species extension) είναι μια επέκταση του EPANET, το οποίο του επιτρέπει να μοντελοποιεί πολύπλοκα σχέδια αντιδράσεων μεταξύ πολλών χημικών και βιολογικών ειδών, τόσο μέσα στον όγκο της ροής, όσο και στα τοιχώματα του σωλήνα. Αυτή η δυνατότητα έχει ενσωματωθεί τόσο σε ένα ανεξάρτητο εκτελέσιμο πρόγραμμα, όσο και σε μια εργαλειοθήκη βιβλιοθήκη συναρτήσεων, την οποία μπορούν να χρησιμοποιήσουν οι προγραμματιστές για να δημιουργήσουν εξειδικευμένες εφαρμογές. Η επέκταση πολλαπλών-ειδών απαιτεί ένα καινούριο MSX αρχείο εισαγωγής, στο οποίο ο χρήστης καθορίζει τις μαθηματικές εκφράσεις που διέπουν τη δυναμική αντιδράσεων του συστήματος που μελετάται. Αυτή η προσέγγιση επιτρέπει στο χρήση ευελιξία για μοντελοποίηση μεγάλου εύρους χημικών αντιδράσεων, που ενδιαφέρουν τις εταιρίες υδάτων, τους συμβούλους και τους ερευνητές. Παραδείγματα περιλαμβάνουν την αυτόαποσύνθεση των χλωραμίνων σε αμμωνία, τη δημιουργία παραπροϊόντων απολύμανσης, τη βιολογική ανάπλαση συμπεριλαμβανομένων δυναμική αζωτοποίησης, συνδυασμένες σταθερές ρυθμού αντίδρασης σε συστήματα πολλαπλών πηγών και αντιδράσεις μαζικής μεταφοράς περιορισμένης οξείδωσηςαπορρόφησης τοιχωμάτων σωλήνα. Το EPANET-MSX διανέμεται σε ένα συμπιεσμένο zip αρχείο, το οποίο περιέχει μια εκτελέσιμη γραμμή εντολών, αρκετές βιβλιοθήκες συναρτήσεων και ένα Εγχειρίδιο Χρήστη. Η εκτελέσιμη μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την πραγματοποίηση αναλύσεων ποιότητας νερού, χωρίς περαιτέρω προγραμματιστική προσπάθεια. Η βιβλιοθήκη συναρτήσεων μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συνδυασμό με την υπάρχουσα Εργαλειοθήκη του Προγραμματιστή της EPANET για να δημιουργηθούν εξειδικευμένες εφαρμογές. Σε αυτό το σημείο, το λογισμικό δεν έχει ενσωματωθεί σε διεπαφή Windows, αλλά αυτό μπορεί να συμβεί σε κάποιο σημείο στο μέλλον. Υποστήριξη Δεν υπάρχει επίσημη τεχνική υποστήριξη για το EPANET. Ένας EPANET Users Listserv, ο οποίος δημιουργήθηκε από το Πανεπιστήμιο του Gulph στον Καναδά, επιτρέπει στους συνδρομητές να κάνουν ερωτήσεις και να ανταλλάξουν

143 πληροφορίες. Για να εγγραφείτε, στείλτε ένα στο Πανεπιστήμιο του Gulph, συμπεριλαμβανοντας τ σώμα του μυνήματος τις λέξεις subscribe epanet-users ακολουθούμενες από το όνομά σας. Λήψεις Τα ακόλουθα αρχεία EPANET μπορούν να μεταφορτωθούν, αντιγραφούν και διανεμηθούν ελεύθερα. Ημερομηνία Περιγραφή Αρχείου 3/5/08 Self-extracting installation program for EPANET (EXE) (1.5 MB) 9/11/00 EPANET 2 Users Manual (PDF) (200 pp, 1 MB) 3/20/08 EPANET 2 Programmer s Toolkit files (ZIP) (247 KB) 5/27/08 EPANET 2 source code files (ZIP) (553 KB) 2/25/08 List of EPANET 2 updates and bug fixes (TXT) (22 KB) 5/7/08 Multi-Species Extension 4. PIPE-FLO Επισκόπηση Το PIPE-FLO Professional προσφέρει μια καθαρή εικόνα ολόκληρου του συστήματος με την ενσωμάτωση των ακόλουθων λειτουργιών σε ένα πρόγραμμα: Τοπολογία σωληνώσεων, που δείχνει πως ενώνονται τα στοιχεία του συστήματος και οι σωληνώσεις. Μια ισχυρή μηχανή υπολογισμού, η οποία δείχνει τη λειτουργία του συστήματος. Εργαλεία επικοινωνίας βοηθούν να μοιραστείτε το σχέδιό σας με άλλους. Πρόσβαση σε υποστηρικτικά έγγραφα σε ηλεκτρονική μορφή. Το PIPE-FLO είναι ένα ολοκληρωμένο πακέτο λογισμικού για σχεδιασμό και ανάλυση σωληνώσεων, το οποίο σας προσφέρει μια καθαρή εικόνα ολόκληρου του συστήματος. Με το PIPE-FLO μπορείτε να: Σχεδιάσετε ένα σκαρίφημα του συστήματος σωληνώσεων σε FLO-Sheet, το οποίο δείχνει όλες τις αντλίες, στοιχεία, δεξαμενές, βαλβίδες ελέγχου και διασυνδεδεμένες σωληνώσεις. Σχεδιάσετε το σαρίφημα των σωληνώσεων σε μορφή 2-D ή ισομετρική μορφή.

144 Διαστασιολογήσετε τις ανεξάρτητες σωληνώσεις, χρησιμοποιώντας ηλεκτρονικούς πίνακες δεδομένων για σωλήνες, βαλβίδες και υγρά. Επιλέξετε αντλίες και βαλβίδες ελέγχου από τους ηλεκτρονικούς καταλόγους των κατασκευαστών, βελτιστοποιώντας τη λειτουργία των αντλιών και του συστήματος. Υπολογίσετε πως λειτουργεί το σύστημα, συμπεριλαμβανομένων πιέσεων, παροχών και διαθέσιμου καθαρού θετικού ύψους αναρρόφησης (NPSHa). Υπολογίσετε τις ετήσιαες λειτουργικές δαπάνες των αντλιών στο σύστημα. Καθιερώσετε έναν αμφίδρομο σύνδεσμο μεταξύ του PIPE-FLO Professional και της Microsoft Excel. Δημιουργήσετε FLO-Links για να αποκτήσετε άμεση πρόσβαση σε υποστηρικτικά έγγραφα απαραίτητα για το σχεδιασμό, δημιουργία και λειτουργία του συστήματος σωληνώσεων. Μοιραστείτε τις πληροφορίες για το σύστημα σωληνώσεων με άλλους, μέσω αναφορών και του PIPE-FLO Viewer. Υπολογιστής λειτουργικού κόστους Υπολογίστε και συγκρίνετε τις λειτουργικές δαπάνες διάφορων αντλιών για οποιαδήποτε διάταξη ή παράταξη. Γρήγορη εισαγωγή δεδομένων βαλβίδων ελέγχου Δημιουργήστε ολοκληρωμένα δεδομένα χαρακτηριστικής καμπύλης από ένα μόνο συντελεστή ροής και μια θέση βαλβίδας, με την επιλογή από μια λίστα σχεδίων βαλβίδων και χαρακτηριστικών τύπων ροής. Λειτουργίες βαλβίδων ελέγχου Αλλάξτε αυτόματα τις βαλβίδες ελέγχου, από μία δεδομένη παροχή, στην υπολογισμένη χειροκίνητη θέση. Υπολογιστής ατμοσφαιρικής πίεσης Υπολογίστε την ατμοσφαιρική πίεση σε οποιοδήποτε συγκεκριμένο υψόμετρο. Βελτιώσεις FLO-Sheet Τοποθετήστε οποιοδήποτε αριθμό εικόνων φόντου στο FLO-Sheet. Βελτιώσεις έντυπων αναφορών Προσθέστε μια εικόνα στο πάνω μέρος των έντυπων αναφορών και εξατομικεύστε τις τυποποιημένες αναφορές σας. Λειτουργία παρουσίασης Παρουσιάζει το FLO-Sheet σε άσπρο φόντο για καλύτερη προβολή. Βελτιώσεις Αντιγραφής & Επικόλλησης Αντιγράψτε και επικολλήστε χρησιμοποιώντας τυποποιημένα πλήκτρα συντόμευσης. Σύμβολα συσκευών Καινούρια σύμβολα για δεξαμενές και στοιχεία είναι διαθέσιμα, για να επιλέξετε.

145 Καινούριοι X-Link κωδικοί δεδομένων αποκτήστε πρόσβαση σε περισσότερα δεδομένα για μετρητές ροής, αντλίες, στοιχεία και σχεδιασμό βαλβίδων ελέγχου. Το PIPE-FLO κυκλοφορεί τόσο σε ανεξάρτητη έκδοση, όσο και σε έκδοση δικτύου. Οι ανεξάρτητες εκδόσεις εγκαθίστανται με το συνήθη τρόπο. Οι εκδόσεις δικτύου περιλαμβάνουν ειδικές επιλογές για άδεια χρήσης του λογισμικού και ρυθμίσεις. Τόσο οι ανεξάρτητες εκδόσεις, όσο και οι εκδόσεις δικτύου απαιτούν ένα ενσωματωμένο κλειδί, το οποίο πρέπει να συνδεθεί με τον υπολογιστή ή το διακομιστή που κατέχει την άδεια χρήσεις για να λειτουργήσει σωστά το PIPE-FLO. Το σύστημα βοήθειας του PIPE-FLO έχει σχεδιαστεί για να απαντά τους πιο συχνούς τύπους ερωτήσεων. Η αγορά ή αναβάθμιση του PIPE-FLO λογισμικού σας, περιλαμβάνει υπηρεσία τεχνικής υποστήριξης ενός έτους της Engineered Software s TechNet. Αυτή η υπηρεσία περιλαμβάνει: Όλες τις αναβαθμίσεις του προγράμματος Διαδικτυακή εκπαίδευση για το λογισμικό Εκπτώσεις για τα εκπαιδευτικά μαθήματα FLO-Master Απεριόριστη πρόσβαση στη βάση γνώσεων ( και σε άλλες υπηρεσίες υποστήριξης στο διαδίκτυο. Υποστήριξη μέσω τηλεφώνου και ηλεκτρονικού ταχυδρομείου για εγκατάσταση και θέματα επίλυσης προβλημάτων του προγράμματος. Υποστήριξη μέσω τηλεφώνου και ηλεκτρονικού ταχυδρομείου από τους μηχανικούς της Engineered Software για ερωτήσεις, όσον αφορά τα δικά σας μοντέλα συστημάτων σωληνώσεων. Πρόσβαση σε καινούρια δεδομένα καθώς αυτά προστίθενται στο MKS Fluid Compilation. Μετά τη λήξη της εγγραφής σας στο TechNet είναι διαθέσιμη περιορισμένη υποστήριξη για θέματα που σχετίζονται με τη λειτουργία του προγράμματος και πρόσβαση στη βάση γνώσεων με δίκτυο. Παροχή μιας καθαρής εικόνας Το FLO-Sheet του PIPE-FLO Professional σας παρέχει το γνωστό διάγραμμα ροής με όλες τις αντλίες, δεξαμενές, στοιχεία, ελέγχους, μαζί με τις διασυνδεδεμένες σωληνώσεις. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τη δική σας σύμβαση ονομασίας με το PIPE-FLO, δημιουργώντας μια γνωστή για σας όψη του συστήματος σωληνώσεων. Αγγίξτε ένα αντικείμενο στο FLO-Sheet και η προεπισκόπηση σας παρουσιάζει αμέσως τις σημαντικές πληροφορίες για περισσότερες λεπτομέρειες, κάντε διπλό κλικ στο αντικείμενο και το PIPE-FLO παρουσιάζει λεπτομερή οθόνη με τις ιδιότητες.

146 Το FLO-Sheet παρουσιάζει τα αποτελέσματα των υπολογισμών, δείχνοντάς σας τις πιέσεις και τις παροχές στο σύστημά σας. Το PIPE-FLO επισημαίνει προβληματικά σημεία στο σύστημά σας, όπως χαμηλό NPSHa στην αναρρόφηση της αντλίας, συμφορήσεις συστήματος και λάθος θέσεις βαλβίδων ελέγχου. Ενσωματωμένοι υπολογισμοί συστήματος Το PIPE - FLO πραγματοποιεί όλους τους απαραίτητους υπολογισμούς για τη διαστασιολόγηση των ανεξάρτητων σωληνώσεων, την επιλογή και αξιολόγηση αντλιών και βαλβίδων ελέγχου, τη διαστασιολόγηση μετρητών ροής και συσκευών εξισορρόπισης και την πραγματοποίηση πλήρους υδραυλικής ανάλυσης δικτύου ολόκληρου του συστήματος σωληνώσεων. Οι ανεξάρτητες σωληνώσεις διαστασιολογούνται με προδιαγραφές που καθορίζονται από το χρήστη, κάνοντας πιο αποδοτική τη διαδικασία σχεδίασης. Το PIPE - FLO ελέγχει τα μεγέθη των σωλήνων, τις ιδιότητες των βαλβίδων και των εξαρτημάτων και τις ιδιότητες των υγρών χρησιμοποιώντας πίνακες μηχανικών δεδομένων. Με πλήρη έλεγχο πάνω στον πίνακα μηχανικών δεδομένων, μπορείτε να τροποποιήσετε τη λειτουργία του PIPE - FLO για να ικανοποιήσετε τα πρότυπα της εταιρίας σας. Οι προδιαγραφές των σωλήνων μπορούν να αποθηκευτούν και να χρησιμοποιηθούν σαν πρότυπα στο ξεκίνημα μελλοντικών έργων. Το PIPE - FLO υπολογίζει τις τιμές των σημείων σχεδιασμού που χρειάζονται για την επιλογή των αντλιών και των βαλβίδων ελέγχου. Στη συνέχεια μπορεί να επιλέξει αντλίες και βαλβίδες έλεγχου από τους ηλεκτρονικούς καταλόγους των κατασκευαστών. Όταν επιλεχθεί ο εξοπλισμός, μπορεί να τοποθετηθεί στο σύστημα σωληνώσεων, δίνοντάς σας μια καθαρή εικόνα για τη λειτουργία του. Ένα σύστημα σωληνώσεων πρέπει να λειτουργεί κάτω από μια ποικιλία συνθηκών. Με το PIPE - FLO μπορείτε να ανοίξετε και να κλείσετε τις αντλίες, να ελευθερώσετε και να απομονώσετε σωληνώσεις, να αλλάξετε τις στάθμες στις δεξαμενές και να προσαρμόσετε τα σημεία ρύθμισης για τις βαλβίδες ελέγχου. Αυτές οι λειτουργικές πληροφορίες μπορούν να αποθηκευτούν κατά σειρά εκτέλεσης με το PIPE - FLO να υπολογίζει πως λειτουργεί το σύστημα. Αυτό σας παρέχει μια καθαρή εικόνα σε μια ποικιλία αναμενόμενων λειτουργικών συνθηκών. Επικοινωνία με άλλους Το PIPE - FLO ενσωματώνει πολλά εργαλεία επικοινωνίας και συνεργασίας βοηθώντας σας να μοιραστείτε το μοντέλο του συστήματος σωληνώσεων με άλλους σχεδιαστές, μηχανικούς, πελάτες και πωλητές εξοπλισμού, καθώς και μαζί με το προσωπικό λειτουργίας και συντήρησης της εγκατάστασης. Τα αρχεία σχεδίασης και οι προδιαγραφές των σωλήνων του PIPE - FLO λειτουργούν σαν πρότυπα,

147 προσφέροντας έλεγχο σχεδιασμού για έργα σωληνώσεων. Αρχίζοντας ένα έργο με τη χρήση ενός αρχείου σχεδιασμού, οι προδιαγραφές σας για τις σωλήνες είναι αμέσως διαθέσιμες για χρήση. Όταν επιλέγεται μια προδιαγραφή για σωλήνα, το υλικό, το πρόγραμμα, οι κανόνες διαστασιολόγησης και τα όρια σχεδίασης του σωλήνα καθορίζονται αυτόματα. Τροποποιώντας τους πίνακες σωλήνων, βαλβίδων και υγρών μπορείτε να τροποποιήσετε περαιτέρω το PIPE - FLO παίρνοντας τον πλήρη έλεγχο του σχεδιασμού. Τα αποτελέσματα των υπολογισμών μπορούν να προβληθούν μέσα στο πρόγραμμα, να σταλούν σε οποιοδήποτε εκτυπωτή ή σχεδιογράφο υποστηριζόμενο από Windows ή να σταλούν με ηλεκτρονικό ταχυδρομείο σαν αρχεία PDF, όλα μέσα από το PIPE - FLO. Μπορείτε να στείλετε με ηλεκτρονικό ταχυδρομείο μια, μόνο για ανάγνωση, εκδοχή του έργου σωληνώσεων σε ένα πελάτη, πωλητή ή συνεργάτη. Μπορούν να κατεβάσουν το πρόγραμμα PIPE - FLO Viewer (από την ιστοσελίδα Engineered Software http :// www. eng - software. com ), να ανοίξουν το αρχείο, να δουν και να εκτυπώσουν τα αποτελέσματα των υπολογισμών. Πρόσβαση σε πληροφορίες σχεδίασης Χρειάζεται μια τεράστια ποσότητα πληροφοριών για τη σχεδίαση, δημιουργία, έλεγχο, λειτουργία και διατήρηση ενός συστήματος σωληνώσεων. Τα FLO - Links προσφέρουν άμεση πρόσβαση σε απαραίτητα στοιχεία σχεδίασης. Για παράδειγμα, μπορείτε να δημιουργήσετε ένα FLO - Link για μια σωλήνωση που θα προβάλλει το ισομετρικό σχέδιο που δημιουργήθηκε στο πρόγραμμα CAD. Όταν κάνετε κλικ στο σύνδεσμο, τίθεται σε λειτουργία το πρόγραμμα CAD και προβάλλει το ισομετρικό σχέδιο. Το εν λόγω σχέδιο CAD μπορεί να βρίσκεται σε ένα Τοπικό Δίκτυο, ένα Δίκτυο Ευρείας Περιοχής ή στο Διαδίκτυο. Τα FLO - Links μπορούν να θέσουν σε λειτουργία άλλες εφαρμογές που χρησιμοποιούνται για να λειτουργούν ή να συντηρούν το σύστημα σωληνώσεων. Για παράδειγμα, μπορείτε να δημιουργήσετε ένα FLO - Link για μια αντλία και να έχετε ένα FLO - Link για να θέτει σε λειτουργία το λογισμικό σας για διαχείριση συντήρησης και να προβάλλει το ιστορικό συντήρησης της επιλεγμένης αντλίας. Μπορείτε να δημιουργήσετε διαδραστικά διαγράμματα ροής με το PIPE - FLO Professional μαζί FLO - Links και μετά να τα αποθηκεύσετε σαν αρχείο PVS. Στη συνέχεια, το PIPE - FLO Viewer προσφέρει ένα αποτελεσματικό ξεκίνημα για κάποιον που χρειάζεται πρόσβαση σε πληροφορίες για το σύστημα σωληνώσεων ή χρειάζεται να δει πως λειτουργεί αυτό το σύστημα. Μέθοδος ανώτερων υπολογισμών

148 Το PIPE - FLO Professional χρησιμοποιεί τη μέθοδο Colebrook - White, όταν υπολογίζει το συντελεστή απωλειών στις σωληνώσεις και πραγματοποιεί υπολογισμούς απώλειας ενέργειας χρησιμοποιώντας είτε τον τύπο Darcy - Weisbach ή τη μέθοδο Hazen - Williams. Η μέθοδος Darcy - Weisbach προσφέρει ακριβή αποτελέσματα για μη συμπιέσιμα υγρά, συμπεριλαμβανομένων των περισσότερων υγρών. Αυτή η μέθοδος προσφέρει επίσης ικανοποιητικά αποτελέσματα για συμπιέσιμα υγρά, όταν η πτώση της πίεσης στη σωλήνωσης είναι λιγότερη από 40%. Η μέθοδος Hazen - Williams χρησιμοποιείται συνήθως όταν προσομοιάζονται συστήματα συλλογής λυμάτων πόλεων ή όταν σχεδιάζονται συστήματα καταιονισμού για πυρκαγιές. Το πρόγραμμα υποστηρίζει όλους τους τύπους βαλβίδων και εξαρτημάτων που αναφέρονται στο Crane Technical Paper 410 και επιτρέπει την προσθήκη τροποποιημένων βαλβίδων και εξαρτημάτων. Το PIPE - FLO ρυθμίζει αυτόματα τη σειρά εκτέλεσης για κάθε υπολογισμό για το δίκτυο, αντιγράφοντας του βρόχους του συστήματος και δημιουργώντας τις εξισώσεις ροής και πίεσης που χρειάζονται για τους υπολογισμούς. Το πρόγραμμα υπολογίζει τις παροχές και τις πιέσεις σε μια σειρά σωληνώσεων, χρησιμοποιώντας τη μέθοδο προσαρμογής ταυτόχρονων διαδρομών που δημιουργήθηκε από το Δρ. Wood του Πανεπιστημίου του Κεντάκι. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί τη μέθοδο Hardy Cross μέχρι το πρόγραμμα να βρεθεί κοντά σε μια λύση. Τότε αλλάζει σε γραμμική μέθοδο για να ολοκληρώσει τη λύση. Όλοι οι υπολογισμοί για την επιλογή αντλιών πραγματοποιούνται χρησιμοποιώντας τη μέθοδο που παρουσιάζεται στα Πρότυπα του Υδραυλικού Ινστιτούτου για Φυγοκεντρικές, Εμβολοφόρες Περιστροφικές και Παλινδρομικές Αντλίες. Όλες οι υπολογισμένες τιμές βασίζονται στα λειτουργικά δεδομένα των αντλιών που βρίσκονται στους καταλόγους των κατασκευαστών. Ένας κατάλογος των κατασκευαστών που υποστηρίζουν το πρόγραμμα βρίσκεται στο http :// www. eng - software. com / pml /. Οι αντλίες μπορούν επίσης να εξομοιωθούν με την εισαγωγή με το χέρι των δεδομένων απόδοσης της αντλίας, που παρέχονται από μια τυπική καμπύλη αντλίας. Η διαστασιολόγηση των βαλβίδων ελέγχου γίνεται με τη χρήση της μεθόδου που παρουσιάζεται στο Instrument Society of America Standard ISA S Εξισώσεις Ροής για Διαστασιολόγηση Βαλβίδων Ελέγχου. Οι ηλεκτρονικοί κατάλογοι βαλβίδων ελέγχου προσφέρουν τις πληροφορίες που χρειάζονται για την επιλογή και αξιολόγηση των βαλβίδων ελέγχου. Οι βαλβίδες ελέγχου μπορούν να εισαχθούν με το χέρι στο μοντέλο του συστήματος σωληνώσεων, επιτρέποντας τη μοντελοποίηση βαλβίδων από οποιοδήποτε κατασκευαστή. Η διαστασιολόγηση μετρητών ροής πραγματοποιείται με τη χρήση της μεθόδου που παρουσιάζεται στο American Society of Mechanical Engineers Standard ASME MFC -

149 3 M Μέτρηση Ροής Υγρών σε Σωλήνες με τη Χρήση Στομίων, Ακροφυσίων και συσκευών Βεντούρι. Μηχανικοί πίνακες δεδομένων Το PIPE - FLO Professional καταγράφει ιδιότητες σωληνώσεων, υγρών, βαλβίδων και εξαρτημάτων σε πίνακες δεδομένων. Ο πελάτης μπορεί να τροποποιήσει το περιεχόμενο των πινάκων δεδομένων χρησιμοποιώντας το παρεχόμενο πρόγραμμα Διαχείρισης. Χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα μπορείτε να δημιουργήσετε τους δικούς σας πίνακες, να τροποποιήσετε υπάρχοντες πίνακες ή να εγκαταστήσετε τους πίνακες των κατασκευαστών. Το PIPE - FLO Professional υπολογίζει τα δεδομένα φυσικών ιδιοτήτων των υγρών χρησιμοποιώντας τις μεθόδους DIPPER και Yaws ή μια πολυωνυμική συνάρτηση. Ο χρήστης επιλέγει ένα υγρό από έναν κατάλογο εγκατεστημένων πινάκων και εισάγει μια θερμοκρασία και πίεση. Το πρόγραμμα καθορίζει την κατάσταση του υγρού (υγρό ή αέριο) μαζί με την πυκνότητα, ιξώδες και πίεση ατμού για τα υγρά και την πυκνότητα, ιξώδες και το λόγο ειδικής θερμότητας για τα αέρια. Το πρόγραμμα περιλαμβάνει μια ποικιλία πινάκων με υλικά σωλήνων, οι οποίοι περιέχουν την τραχύτητα του σωλήνα, πάχος τοιχωμάτων και τις διαθέσιμες διαμέτρους σωλήνων. Ο τυπικός πίνακας βαλβίδων και εξαρτημάτων που υπάρχει στο PIPE - FLO Professional περιέχει όλους τους τύπους βαλβίδων και εξαρτημάτων που αναφέρονται στο Crane Technical Paper 410. Μπορούν να δημιουργηθούν ειδικοί πίνακες για βαλβίδες και εξαρτήματα για διάφορα υλικά και προδιαγραφές σωλήνων. 5. SynerGEE Water Το SynerGEE Water είναι ένα πακέτο λογισμικού προσομοιώσεων, το οποίο χρησιμοποιείται για την ανάλυση κλειστών κυκλωμάτων σωλήνων, ρυθμιστών, βαλβίδων, αντλιών, ταμιευτήρων, δεξαμενών, πηγαδιών και γεωτρήσεων. Το SynerGEE όχι μόνο πραγματοποιεί μια σειρά χρήσιμων αναλύσεων, αλλά μπορεί να τις κάνει για εξαιρετικά μεγάλα συστήματα με περισσότερα από 100,000 στοιχεία, τα οποία αποτελούν όλα αγωγούς και λειτουργικό εξοπλισμό. Το SynerGEE είναι πολύ ευέλικτο. Είναι δυνατό να επιλέξετε το επίπεδο λεπτομέρειας από μια απλή υδραυλική ανάλυση μιας πιεζομετρικής ζώνης, μέχρι τη διπλή διάδοση ουσιών της ποιότητας νερού σε σύστημα πολλαπλών ζωνών. Επιπλέον, το SynerGEE μπορεί να προσομιώσει πολύπλοκες διατάξεις ελέγχου αντλιών, βαλβίδων και ρυθμιστών, σε οποιοδήποτε λειτουργικό σενάριο. Υπάρχουν διαθέσιμες προαιρετικές λειτουργίες για ανώτερες απαιτήσεις προσομοίωσης, όπως απομόνωση περιοχής, ανάλυση αξιοπιστίας, διαχείριση υποσυστημάτων και βαθμονόμηση (βλ. πιο κάτω για περισσότερες πληροφορίες).

150 Αυτοδύναμες μονάδες και εφαρμογές που ικανοποιούν τις επεκτεινόμενες ανάγκες των πελατών Το GL έχει ενσωματωμένη μια ποικιλία πρόσθετων μονάδων, που δημιουργήθηκαν για την ικανοποίηση συγκεκριμένων απαιτήσεων των πελατών. Αυτές οι μονάδες και οι εφαρμογές περιλαμβάνουν το Customer Management Module για σύνδεση του SynerGEE με υπάρχον Σύστημα Πληροφοριών Πελατών, το Model Builder, το οποίο σας επιτρέπει να εισάγετε, να φιλτράρετε και να επεξεργαστείτε δεδομένα από πολλαπλές εξωτερικές πηγές GIS και το CalPrep, το οποίο βελτιώνει την ταχύτητα και αξιοπιστία του τρόπου, με τον οποίο οι χρήστες βαθμονομούν μοντέλα νερού, υπολογίζουν διαρροές και εξάγουν τη μη μετρημένη κατανάλωση, με τη χρήση δεδομένων καταγραφέων και τηλεμετρίας. Πρόσθετες μονάδες και εφαρμογές Έχει δημιουργηθεί μια ποικιλία πρόσθετων μονάδων και συμπληρωματικών εφαρμογών για να βοηθήσουν τους πελάτες να εκμεταλλευτούν στο μέγιστο το SynerGEE Water και άλλα συστήματα. Μονάδα σχεδιασμού σωλήνων Η Μονάδα Σχεδιασμού Σωλήνων παρέχει τη δυνατότητα να επιλεγεί το στοιχείο με το χαμηλότερο κόστος σε συνδυασμό με περιορισμούς στην ποιότητα υπηρεσίας τόσο σε καινούρια δίκτυα, όσο και σε προγράμματα αποκατάστασης. Η Μονάδα Σχεδιασμού Σωλήνων επιτρέπει στους χρήστες να επιλέξουν γρήγορα τη διάταξη σωλήνων με το λιγότερο κόστος για σχεδιασμό καινούριων δικτύων ή προγράμματα αποκατάστασης. Η καινούρια μονάδα εφαρμόζει πολύπλοκες τεχνικές βελτιστοποίησης, για να επιλεχθεί το σχέδιο με το χαμηλότερο κόστος σε συνδυασμό με περιορισμούς στην ποιότητα υπηρεσίας. Ο χρήστης παρέχει έναν πίνακα με τους σωλήνες σχεδιασμού, καθορίζοντας για τον καθένα: διάμετρο σωλήνα, κόστος αντικατάστασης ανά μονάδα μήκους και χαρακτηριστικά τριβής. Οι χρήστες παρέχουν επίσης σχεδιαστικούς περιορισμούς, όπως μέγιστες κι ελάχιστες πιέσεις και ταχύτητες, οι οποίες πρέπει να διατηρηθούν στον τελικό σχεδιασμό. Κάθε περιορισμός πρέπει να σταθμίζεται, ούτως ώστε μερικοί περιορισμοί να λαμβάνονται υπόψη περισσότερο από άλλους στον καθορισμό του τελικού σχεδίου. Πέρα από τις μαθηματικές βασικές αρχές, η Μονάδα Σχεδιασμού Σωλήνων προσφέρει επίσης πρακτικούς ελέγχους πάνω στο αποτέλεσμα. Για παράδειγμα, το μαθηματικό βέλτιστο μπορεί να έχει σαν αποτέλεσμα μια σωλήνωση με αυξημένη διάμετρο. Ένας μηχανικός σπάνια θα αποδεχθεί αυτό το αποτέλεσμα, έτσι, οι χρήστες μπορούν να δώσουν οδηγίες κατά την ανάλυση για μείωση αυτού του φαινομένου. Παρομοίως, οι χρήστες, μπορούν να αποτρέψουν μείωση του μεγέθους πολλαπλών σωλήνων με ένα βήμα, το οποίο μπορεί να είναι άσκοπη και

151 ασύμφορη πρακτική, παρόλο που μαθηματικά προσφέρει μειωμένο κόστος. Με αυτές τις πληροφορίες, η Μονάδα Σχεδιασμού Σωλήνων θα ψάξει να βρει τη λύση σχεδιασμού σωλήνων με το χαμηλότερο κόστος για μια καθορισμένη ομάδα σωλήνων, η οποία θα ικανοποιεί τους δεδομένους περιορισμούς. Η ανάλυση σχεδιασμού σωλήνων μπορεί να πραγματοποιηθεί σε καθεστώς ομοιόμορφης ροής σε καθορισμένο χρόνο προσομοίωσης ή σε λειτουργία μεταβλητού χρόνου από ένα καθορισμένο χρονικό σημείο αρχής σε ένα χρονικό σημείο τέλους. Τυπικά, θα θέλετε να τρέξετε την ανάλυση τη στιγμή του φορτίου αιχμής στο μοντέλο σας. Καθορίζοντας μια ομάδα αναλύσεων, η μονάδα μπορεί να παρέχει ένα σετ διαφορετικών σχεδίων, από τα οποία μπορείτε να επιλέξετε, προσφέροντας στο μηχανικό εναλλακτικές, τις οποίες μπορεί να συγκρίνει και να αντιπαραβάλει επιτρέποντας την επιλογή της πιο πρακτικής εναλλακτικής. Με την αποθήκευση μιας ακολουθίας ρυθμίσεων σχεδιασμού και της ξεχωριστής εφαρμογής τους, οι χρήστες μπορούν να συγκρίνουν σχέδια που προκύπτουν από διαφορετικά δυνητικά πρότυπα σχεδιασμού. Η Μονάδα Σχεδιασμού Σωλήνων επιτρέπει τη γρήγορη εξέταση πολλών εναλλακτικών βελτιώνοντας με αυτό τον τρόπο την αποδοτικότητα σχεδιασμού και τις προσπάθειες σχεδιασμού αποκατάστασης. Μονάδα Απομόνωσης Περιοχής Η Μονάδα Απομόνωσης Περιοχής ( AIM ) σας παρέχει τα εργαλεία που χρειάζεστε για να προσομοιώσετε την απομόνωση περιοχών επιλεγμένων από τους χρήστες σε ένα δίκτυο νερού. Η Μονάδα Απομόνωσης Περιοχής ( AIM ) σας επιτρέπει να καθορίσετε γρήγορα τις συνέπειες απομόνωσης ενός αγωγού στο σύστημα διανομής. Χρησιμοποιώντας υπάρχουσες βαλβίδες και βαλβίδες καθορισμένες από τους χρήστες η ΑΙΜ σας επιτρέπει, επίσης, να εισάγετε πληροφορίες για βαλβίδες που δε βρίσκονται στο τρέχον μοντέλο ή από ένα Σύστημα Γεωγραφικών Πληροφοριών ( GIS ) για να αξιολογήσετε γρήγορα όλες τις διαθέσιμες επιλογές για απομόνωση. Πείτε στην ΑΙΜ ποια σημεία στο δίκτυο χρειάζονται απομόνωση και η ΑΙΜ αναγνωρίζει γεωγραφικά τις βαλβίδες που πρέπει να κλείσουν και προβάλλει την ολική περιοχή που επηρεάζεται από τη διακοπή της παροχής. Στην ανάλυση μπορούν να εξεταστούν συγκεκριμένα σετ βαλβίδων απομόνωσης. Όταν αναγνωριστούν οι περιοχές απομόνωσης, μπορούν να αποκλειστούν αυτόματα από την προσομοίωση, για να καθοριστούν οι υδραυλικές συνέπειες της απομόνωσης στο υπόλοιπο δίκτυο. Η AIM και η Μονάδα Διαχείρισης Πελατών ( CMM ), μπορούν να εργαστούν μαζί για να αναγνωρίσουν τους συνδρομητές που επηρεάζονται από ολική διακοπή παροχής ή μείωση στο επίπεδο της παροχής. Η ΑΙΜ προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα σε περιβάλλοντα μοντελοποίησης με ή χωρίς δίκτυο, συμπεριλαμβανομένων: Απομόνωση αγωγών για προγραμματισμένη συντήρηση. Πριν την πραγματοποίηση έργων συντήρησης ή αντικατάστασης σε αγωγούς, η ΑΙΜ μπορεί να χρησιμοποιηθεί

152 για να καθοριστούν οι βαλβίδες που πρέπει να κλείσουν για να απομονωθεί ο αγωγός. Απομόνωση αγωγών για έκτακτη ανάγκη. Μετά το σπάσιμο ενός αγωγού, η ΑΙΜ μπορεί να προσφέρει ένα κατάλογο με τις βαλβίδες που πρέπει να κλείσουν για να απομονωθεί η διαρροή. Αναγνώριση απομονωμένων σωλήνων και κόμβων. Όταν ένας σωλήνας είναι απομονωμένος σε ένα μοντέλο, η ΑΙΜ αναγνωρίζει άλλους σωλήνες και κόμβους, που είναι απομονωμένοι λόγω της τοποθέτησης βαλβίδων απομόνωσης σχετικές με το σωλήνα που πρέπει να απομονωθεί. Καθορισμός συνεπειών απομόνωσης στο επίπεδο υπηρεσιών του δικτύου Μετά την απομόνωση μιας περιοχής, η περιοχή μπορεί να αφαιρεθεί προσωρινά από το μοντέλο και μπορείτε να πραγματοποιήσετε μια ανάλυση ισορροπίας ή μεταβλητού χρόνου για να καθορίσετε τις συνέπειες της απομόνωσης στην υδραυλική του δικτύου και στην ποιότητα νερού. Αναγνώριση συνδρομητών που επηρεάζονται από την απομόνωση Χρησιμοποιώντας την AIM με την CMM, μπορείτε να αναγνωρίσετε τους συνδρομητές που επηρεάζονται από προγραμματισμένη απομόνωση και απομόνωση έκτακτης ανάγκης. Ένας κατάλογος συνδρομητών που επηρεάζονται μπορεί να μεταδοθεί σε άλλη εφαρμογή, όπως μια αυτόματη υπηρεσία μηνυμάτων. Μονάδα Βαθμονόμησης Η Μονάδα Βαθμονόμησης χρησιμοποιεί τεχνολογία πολύπλοκων γενετικών αλγορίθμων για να αξιολογήσει χιλιάδες πιθανά σενάρια βαθμονόμησης και να κινηθεί προς μια λύση. Η Μονάδα Βαθμονόμησης σας δίνει τη δυνατότητα να μειώσετε σημαντικά το χρόνο και το κόστος που χρειάζεται για να βαθμονομηθεί ένα μοντέλο. Η βαθμονόμηση της τριβής, τραχύτητας και διαμέτρου σωλήνων, καθώς και απαιτήσεις του συστήματος, συμπεριλαμβανομένων διαρροών, μπορεί να πραγματοποιηθεί για ομάδες, περιοχές ή ολόκληρα μοντέλα καθορισμένα από τους χρήστες. Τα δεδομένα πεδίου και SCADA μπορούν να εισαχθούν γρήγορα μέσω των ενισχυμένων δυνατοτήτων ανταλλαγής δεδομένων του SynerGEE. Δημιουργούνται σετ αναφοράς, τα οποία σας επιτρέπουν να ομαδοποιείτε τα δεδομένα χρονικά ή ανάλογα με περιοχή και να τα εφαρμόζετε ανεξάρτητα ή σε ομάδες για αναλύσεις βαθμονόμησης. Το SynerGEE κάνει εύκολη την εκτέλεση αναλύσεων βαθμονόμησης. Κάθε εκτέλεση διατηρείται σε ένα σενάριο, στο οποίο μπορείτε να επιστρέψετε, να το τροποποιήσετε και να επιστρέψετε αργότερα σε αυτό. Το SynerGEE σας παρέχει μια επιλογή μεθόδων βαθμονόμησης που σας

153 επιτρέπουν να αξιολογήσετε την ευαισθησία ενός συγκεκριμένου γνωρίσματος ή να πραγματοποιήσετε μακροβαθμονομήσεις, μικροβαθμονομήσεις και εξειδικευμένες βαθμονομήσεις διαρροών. Με κάθε βαθμονόμηση ελέγχετε την αποτελεσματικότητα της διαδικασίας, καθορίζετε την επίπτωση του υπολογισμού των μετρήσεων πεδίου και ορίζετε τα παράθυρα λύσης, που σταματούν τους υπολογισμούς όταν βρεθεί η κατάλληλη λύση. Οι εκτελέσεις βαθμονομήσεων μπορούν να γίνουν κατά παρτίδα για να μειωθεί η αλληλεπίδραση χρηστών. Ανεξάρτητα μοντέλα μπορούν να τρέξουν με διαφορετικές ρυθμίσεις ή πολλά μοντέλα να τρέξουν σε σειρά για μετέπειτα προβολή. Μπορείτε να συγκρίνετε γρήγορα διαφορετικές λύσεις βαθμονόμησης, με παρατηρημένα δεδομένα πεδίου, μέσω των νέων ισχυρών δυνατοτήτων γραφημάτων και αναφοράς του SynerGEE ' s. Όταν πάρετε μια αποδεκτή βαθμονόμηση, μπορείτε να υποβάλετε τα αποτελέσματα στο μοντέλο βάσης ή να τα αποθηκεύσετε σαν σενάριο για μελλοντική χρήση. CalPrep Το CalPrep είναι ένα πολύτιμο εργαλείο βαθμονόμησης, το οποίο εισάγει δεδομένα SynerGEE μαζί με δεδομένα πεδίου και τυπικά προφίλ ζητήσεων για να δημιουργηθούν καμπύλες διαρροών και μη μετρημένες οικιστικές καμπύλες με τη χρήση της μεθοδολογίας ελάχιστης νυχτερινής ροής. Το CalPrep βελτιώνει την ταχύτητα και την αξιοπιστία του τρόπου, με τον οποίο οι χρήστες του SynerGEE βαθμονομούν τα μοντέλα νερού, υπολογίζουν διαρροές και εξάγουν μη μετρημένη οικιστική κατανάλωση, χρησιμοποιώντας δεδομένα καταγραφέων και τηλεμετρίας. Υπάρχει η δυνατότητα να αντιμετωπιστούν διαρροές που προέρχονται από δύο αιτίες, έτσι, στοιχεία διαρροών βάσης και απωλειών θραύσεων μπορούν να εξομοιωθούν ανεξάρτητα για κάθε απόλυτα ελεγχόμενη υποζώνη (DMA). Εξαγωγή προφίλ μη μετρημένης οικιστικής ζήτησης και διαρροών με τη χρήση της τυπικής βιομηχανικής μεθοδολογίας ελάχιστης νυχτερινής ροής Δυνατότητα πρόσθεσης πολλαπλών DMA σε «ζώνες υπολογισμού», σε περιπτώσεις που λείπουν μετρημένες ροές στα ορια Τα αποτελέσματα μπορούν να εξαχθούν κατευθείαν στο SynerGEE μαζί με τυπικά προφίλ ζητήσεων και πιέσεων Δυνατότητα προσαρμογής τιμών διαρροών με βάση συνθήκες πίεσης ζώνης και ποιότητας υποδομής δικτύου, αυξάνοντας με αυτό τον τρόπο την ακρίβεια των αποτελεσμάτων Αποτελεσματική εισαγωγή, αποθήκευση και ταξινόμηση μεγάλων όγκων δεδομένων πεδίου πίεσης και ροής Τα δεδομένα πεδίου μπορούν να συνδεθούν εύκολα και διαισθητικά με τις DMAs και τους κόμβους μοντέλου με τη χρήση της λειτουργίας σύρω

154 και αφήνω, μειώνοντας με αυτό τον τρόπο το χρόνο που χρειάζεται για δημιουργία του μοντέλου Τα ρυθμισμένα μοντέλα CalPrep μπορούν να ξανατρέξουν περιοδικά με τα τελευταία δεδομένα πεδίου και μοντέλα SynerGEE, με αποτέλεσμα σημαντική εξοικονόμηση χρόνου Αυτο-δημιουργία δεδομένων αναφοράς και διαγραμμάτων βαθμονόμησης. Μονάδα Διαχείρισης Πελατών Η Μονάδα Διαχείρισης Πελατών ( CMM ) προσφέρει ένα σύνδεσμο μεταξύ του SynerGEE Water και του Συστήματος Πληροφοριών Πελατών σας ( CIS ). Όταν ο σύνδεσμος εγκατασταθεί, οι πληροφορίες πελατών μπορούν να προβάλλονται για ανεξάρτητους (ή ομάδες) σωλήνες και κόμβους μέσα στο SynerGEE. Με τις ανώτερες δυνατότητες υδραυλικής μοντελοποίησης και μοντελοποίησης ποιότητας νερού του SynerGEE και τις δυνατότητες ανάλυσης του CMM, μπορείτε να έχετε ένα σετ ισχυρών εργαλείων λειτουργιών δικτύου, που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε καθημερινή βάση για εκ των προτέρων ανάλυση και διαχείριση γεγονότων δικτύου, που επηρεάζουν τους συνδρομητές σας. Το CMM συνδιάζει τους συνδρομητές με σωλήνες ή κόμβους χρησιμοποιώντας συντεταγμένες ΧΥ. Το CMM θα εξετάσει τη διάμετρο ή το υλικό του σωλήνα κατά τη διαδικασία τοποθέτησης, αν η πληροφορία είναι διαθέσιμη από το CIS. Το CMM μπορεί να χρησιμοποιήσει τα δεδομένα για να αναγνωρίσει τον κατάλληλο αγωγό, στην περίπτωση που υπάρχουν πολλοί αγωγοί κοντά στις συντεταγμένες του συνδρομητή. Το CMM μπορεί επίσης να δεχτεί πληροφορίες τοποθέτησης συνδρομητών από άλλες πηγές, όπως ένα Σύστημα Γεωγραφικών Πληροφοριών ( GIS ), αν είναι διαθέσιμο. Το CMM σας επιτρέπει, επίσης, να μεταφέρετε γρήγορα πληροφορίες για τη ζήτηση από το CIS μοντέλο σας, στο SynerGEE μοντέλο σας. Χρησιμοποιώντας τη δυνατότητα μεταφοράς ζητήσεων του SMM, μπορείτε να τοποθετήσετε σε ένα μοντέλο τα σωστά σενάρια ζήτησης για να αυξήσετε την ταχύτητα μοντελοποίησης. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε προφίλ μεταβλητού χρόνου, για να διαχωρίσετε συνδρομητές με μεταβλητά πρότυπα χρήσης νερού και να κατανείμετε δεδομένα ζήτησης. Έχοντας πρόσβαση στη βάση δεδομένων του CMM στο περιβάλλον SynerGEE, μπορείτε να αποκτήσετε γρήγορα έναν κατάλογο με συνδρομητές τοποθετημένους σε σωλήνες και κόμβους. Όταν θα έχετε επιλέξει είτε ανεξάρτητους σωλήνες, είτε ομάδες σωλήνων (και κόμβων), το CMM σας παρέχει έναν κατάλογο με τους τοποθετημένους συνδρομητές. Η δυνατότητα προβολής δεδομένων πελατών σας δίνει ένα εργαλείο αναγνώρισης μεγάλων απαιτήσεων σε μια δεδομένη περιοχή καθώς και αναγνώρισης συνδρομητών που επηρεάζονται από διακοπή των υπηρεσιών ή αλλαγές στο σύστημα. Το CMM παρέχει ποικιλία προκαθορισμένων αναφορών που σας κρατούν ενήμερους για όλες τις διαδικασίες και τα αποτελέσματα. Το CMM σας επιτρέπει να δείτε ένα

155 σωλήνα ή κόμβο σε ένα μοντέλο, στον οποίο είναι τοποθετημένοι συνδρομητές, με την επισήμανση του συνδρομητή στο συντάκτη CMM και ζητώντας από το SynerGEE να εντοπίσει και να επισημάνει τον αντίστοιχο σωλήνα ή κόμβο στο μοντέλο. LIQT Το LIQT είναι ένα προηγμένο, διαδραστικό προϊόν λογισμικού προσομοίωσης, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την πραγματοποίηση παροδικών αναλύσεων δικτύων σωληνώσεων κλειστού κυκλώματος οποιασδήποτε πολυπλοκότητας. Το GL προσφέρει στους χειριστές διανομής ολοκληρωμένα εργαλεία λογισμικού και συμβουλευτικές υπηρεσίες για διαχείριση στοιχείων υπόγειας υποδομής. Μέσα από δεκαετίες εμπειρίας στην παροχή συμβουλευτικών υπηρεσιών σε εταιρίες διανομής νερού, μπορούμε να μοντελοποιήσουμε με ακρίβεια υδραυλικά μεταβατικά φαινόμενα. Το προϊόν LIQT, αναγνωρισμένο από τον κλάδο για την ακρίβεια και την ευελιξία του, παρέχει μια γρήγορη, αποδοτική λύση για συγκεκριμένα υδραυλικά προβλήματα. Μοντελοποιεί συστήματα σωληνώσεων για υγρά που αποτελούνται από σωληνώσεις, αντλίες, βαλβίδες, ταμιευτήρες, αντιπληγματικές συσκευές και άλλες τυπικές συσκευές σωληνώσεων. Η λύση LIQT σας βοηθά να διαχειριστείτε την κατάσταση των στοιχείων της υπόγειας υποδομής, να βελτιώσετε το σχεδιασμό του συστήματος σωληνώσεων, να πραγματοποιήσετε λειτουργικές μελέτες και μελέτες βελτιστοποίησης, να βελτιώσετε την αποδοτικότητα του συστήματος, να ελέγξετε αλλαγές στη διαδικασία και να προσομοιώσετε γεγονότα, να πραγματοποιήσετε αναλύσεις μεταβολής πίεσης στο δίκτυο και να προσομοιώσετε το φυσικό προφίλ του δικτύου σωληνώσεων. Η ανάλυση που παρέχεται από το LIQT σας δίνει τις απαραίτητες πληροφορίες για τη λήψη σωστών αποφάσεων, όσον αφορά υλικά, κόστος, λειτουργικές διαδικασίες και εναλλακτικές λύσεις κατασκευής, που οδηγούν σε αποφάσεις που θα βοηθήσουν να διασφαλιστεί η αξιόπιστη συντήρηση του συστήματος νερού. Τυπικές εφαρμογές του LIQT περιλαμβάνουν : Ανάλυση κανονικών ή επειγόντων διαδικασιών έναρξης και παύσης αντλιών Ανάλυση των συνεπειών ξαφνικής διακοπής λειτουργίας των αντλιών Μοντελοποίηση συνεπειών λειτουργίας βαλβίδων Σχεδίαση συστημάτων διαχείρισης απότομων μεταβολών στην πίεση Βελτιστοποίηση δυναμικών διαχειριστών συστήματος Αξιολόγηση αποδοτικότητας στοιχείων σωληνώσεων, όπως βαλβίδες εισροής/εκροής αέρος, συσσωρευτές, πύργοι ανάπαλσης ή εξαερωτές Δημιουργία ρεαλιστικών καταστάσεων πίεσης του συστήματος Καθορισμός πιθανών αιτιών βλαβών συστήματος κατά τη διάρκεια απρόβλεπτων συνθηκών

156 Εκπαίδευση χειριστών με προσομοιώσεις πραγματικών αντιδράσεων του συστήματος. Model Builder Το Model Builder προσφέρει μια ολοκληρωμένη σύνδεση μεταξύ του SynerGEE Water και του Γεωγραφικού σας Συστήματος Πληροφοριών ( GIS ). Η αυτοδύναμη και ευέλικτη δυνατότητά του για διαχείριση δεδομένων σας επιτρέπει να εισάγετε δεδομένα στο SynerGEE από μια ποικιλία εξωτερικών πηγών, συμπεριλαμβανομένων αρχείων αντικειμένου, αρχείων επικάλυψης CAD και ArcInfoT, καθώς και προσωπικών και εταιρικών βάσεων γεωγραφικών δεδομένων ArcGIS. Η εύκολη στη χρήση λειτουργικότητα του Model Builders μετατρέπει τα GIS δεδομένα σημείου, όπως βαλβίδες και ρυθμιστές, σε γραμμικά δεδομένα που δεν έχουν σχέση με σωληνώσεις. Η δυνατότητα του Model Builder για σύνδεση με GIS σας παρέχει μια αυτόματη διαδικασία για αποδοτική συντήρηση και αναθεώρηση μοντέλων. Το Model Builder σας επιτρέπει να φιλτράρετε και να ελέγξετε δεδομένα από εξωτερικές πηγές, για να μπορέσετε να δημιουργήσετε το μοντέλο σας χρησιμοποιώντας μόνο τα δεδομένα που χρειάζεστε από κάθε πηγή. Μπορείτε να εισάγετε πολλαπλά φύλλα μοντέλων πηγής σωληνώσεων και εγκαταστάσεων ταυτόχρονα, αντί να εισάγετε ένα φύλλο κάθε φορά. Μπορείτε επίσης να χαρτογραφήσετε τα γνωρίσματα των αρχείων προέλευσης σε δεδομένα εγκαταστάσεων SynerGEE και να συμπληρώσετε GIS γνωρίσματα που λείπουν ή δεν είναι ολοκληρωμένα με τα δεδομένα από το μοντέλο σας. Αυτό περιλαμβάνει λεπτομέρειες σταθμών ρύθμισης, εσωτερικές διαμέτρους σωλήνων, τιμές τραχύτητας σωλήνων, ιδιότητες κόμβων πηγής, απαιτήσεις συνδρομητών και συγκεκριμένα ονόματα κόμβων. Αποθηκεύστε τα γνωρίσματα και ρυθμίσεις που εισήγατε στο μοντέλο σας, για να δημιουργήσετε ξανά το μοντέλο σας όποτε εσείς το επιλέξετε, όπως εβδομαδιαίως και μηνιαίως. Το Model Builder επικυρώνει εισαχθέντα δεδομένα εγκαταστάσεων και κόμβων και σας επιτρέπει να κάνετε τις απαραίτητες διορθώσεις για να διασφαλιστεί η σωστή λειτουργικότητα. Τα χωρικά εργαλεία και τα εργαλεία του για τα στοιχεία του δικτύου, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να καθαριστεί η τοπολογία, να αναγνωριστούν συμφορήσεις και να αναφερθούν ελλιπή δεδομένα. Λάθη που έχουν αναφερθεί αποθηκεύονται σε ένα αρχείο φυλλομετρητή και μπορούν να προβληθούν και να διορθωθούν στο GIS. Το Model Builder μειώνει, επίσης, δραστικά το χρόνο που απαιτείται για τη δημιουργία των μοντέλων SynerGEE. Μετά την μετατροπή των αρχικών σας δεδομένων GIS, το SynerGEE Model Builder αποθηκεύει τις ρυθμίσεις σας, για να μπορείτε να δημιουργήσετε ξανά τα μοντέλα σας με ένα απλό κλικ. OnLine Module

157 Το OnLine Module ( OLM ) σας επιτρέπει να μεταφέρετε αυτόματα λειτουργικά δεδομένα και δεδομένα αναφοράς, από το σύστημα SCADA στο SynerGEE, για να πραγματοποιήσετε προσομοιώσεις μόνιμης ροής και μεταβλητού χρόνου στο δίκτυο. Αφήστε το OLM να σας βοηθήσει να: Παρέχετε στο χειριστή υποστήριξη για τις αποφάσεις του Δημιουργήσετε δεδομένα μοντέλου εκτεταμένου χρόνου Συμπληρώσετε τα δεδομένα SCADA Αυτοματοποιήσετε τις προσομοιώσεις και την δημιουργία των αποτελεσμάτων, με τη χρήση πολλών σετ λειτουργικών δεδομένων Το OLM ψάχνει για ένα ενημερωμένο σετ λειτουργικών δεδομένων και δεδομένων αναφοράς (συμπεριλαμβανομένων υδραυλικών παραμέτρων και παραμέτρων ποιότητας νερού) σε μια προκαθορισμένη τοποθεσία και συχνότητα. Τα δεδομένα φορτώνονται στο SynerGEE μέσω αρχείου εισαγωγής με τιμή διαχωρισμένη με κόμμα ( CSV ) και η προσομοίωση της καινούριας λειτουργικής συνθήκης γίνεται αυτόματα. Το OLM και το SynerGEE επικοινωνούν μεταξύ τους, ούτως ώστε το OLM να μπορεί να παίρνει αποφάσεις ελέγχου της προσομοίωσης με δίκτυο, με βάση την κατάσταση των μοντέλων μέσα στο SynerGEE. Τα αποτελέσματα του μοντέλου μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να δημιουργηθούν συναγερμοί και για να σας ειδοποιήσουν για ανωμαλίες στο σύστημα. Τα αποτελέσματα τόσο των επιτυχών, όσο και των ανεπιτυχών προσομοιώσεων αποθηκεύονται. Τα αποτελέσματα από το SynerGEE μπορούν να μεταφερθούν σε μια βάση δεδομένων. Μπορείτε να επιλέξετε και να δημιουργήσετε γραφικές παραστάσεις παραμέτρων του συστήματος μέσα στη βάση δεδομένων για να βοηθήσετε στην παρακολούθηση, λήψη αποφάσεων και πραγματοποίηση προβλέψεων του συστήματος. Τα λειτουργικά δεδομένα θα αποθηκευτούν σε κατάλληλη μορφή, ούτως ώστε οι λειτουργικές συνθήκες του παρελθόντος να μπορούν να χρησιμοποιηθούν σαν βάση για προσομοίωση χωρίς δίκτυο ενός συγκεκριμένου γεγονότος ή μιας εκτεταμένης περιόδου λειτουργίας δικτύου. Το OLM προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα σε περιβάλλοντα μοντελοποίησης με ή χωρίς δίκτυο, συμπεριλαμβανομένων: Γρηγορότερη αναγνώριση/ανταπόκριση σε ανωμαλίες και καταστάσεις έκτακτης ανάγκης του συστήματος Έλεγχος/ διασφάλιση ποιότητας δεδομένων SCADA Βελτιωμένα χρονοδιαγράμματα και εμπιστοσύνη στα δεδομένα μοντελοποίησης και βαθμονόμησης Βελτιωμένες λειτουργίες συστήματος μέσω καλύτερης πληροφόρησης και αναφορών Καλύτερος διατμηματικός συντονισμός δραστηριοτήτων προσωπικού

158 Μονάδα Ανάλυσης Αξιοπιστίας Η Μονάδα Ανάλυσης Αξιοπιστίας σας επιτρέπει να καθορίσετε την ανθεκτικότητα του συστήματός σας και το πως αυτό θα αντιδράσει σε βλάβη των σωλήνων και να καθορίσετε τις συνέπειες που θα έχει στην παροχή νερού του συστήματός σας. Μπορείτε να πραγματοποιήσετε αναλύσεις χρησιμοποιώντας την ανάλυση μόνιμης ροής ή ανάλυση μεταβλητού χρόνου για να καθορίσετε τις συνέπειες της βλάβης σε κάθε εγκατάσταση μέσα στο σύστημά σας ή μέσα σε ένα συγκεκριμένο υποσύστημα. Χρησιμοποιώντας αυτά τα αποτελέσματα, μπορείτε να καθορίσετε τη δυνατότητά σας να παρέχετε την απαιτούμενη ζήτηση σε κάθε κόμβο. Η Ανάλυση Αξιοπιστίας σας βοηθά επίσης να προσομοιώσετε τη σημασία των διάφορων σωλήνων στην ικανοποίηση της ζήτησης του συστήματος, επιτρέποντάς σας να αφαιρέσετε ένα σωλήνα (ένδειξη βλάβης) και να επιλύσετε το μοντέλο. Κάθε ανάλυση δημιουργεί μια βαθμολογία μεταξύ του 0 και του 100 για κάθε σωλήνα μέσα στο μοντέλο ή στο επιλεγμένο υποσύστημα και αναγνωρίζει αν ο κάθε σωλήνας «πέτυχε» ή «απέτυχε» στην ανάλυση. Η βαθμολογία της ανάλυσης σας επιτρέπει να μετρήσετε τη σημαντικότητα επιλεγμένων σωλήνων μέσα στο σύστημά σας. Τα αποτελέσματα τόσο για την ανάλυση μόνιμης ροής, όσο και την ανάλυση μεταβλητού χρόνου προβάλλονται αυτόματα στο μητρώο αποτελεσμάτων. Μπορείτε, επίσης, να δείτε επιλεγμένα δεδομένα της ανάλυσης αξιοπιστίας, όπως τον αριθμό των συνδρομητών που επηρεάζονται, το βαθμό αξιοπιστίας των σωλήνων, τα αναγνωριστικά επιτυχίας/αποτυχίας, και τους υπολογισμούς για ζητούμενες ή παρεχόμενες ζητήσεις ή τον όγκο, με τη χρήση σχολίων χαρτών, κωδικοποιήσεων με χρώματα και διαγραμμάτων του SynerGEE ' s. Η Μονάδα Ανάλυσης Αξιοπιστίας μειώνει σημαντικά το χρόνο που χρειάζεται για να εκτιμηθεί η συνέπεια των βλαβών των σωλήνων και να γίνουν οι αναφορές για τη στρατηγική αξία των σωλήνων μέσα στο σύστημά σας. Σας επιτρέπει να αξιολογήσετε τις υπηρεσίες των στοιχείων μέσα στο σύστημά σας και να δημιουργήσετε συνεπή, ελέγξιμα αποτελέσματα. Η Μονάδα Ανάλυσης Αξιοπιστίας προσφέρει μοναδική γνώση της απόδοσης και του ρίσκου του δικτύου, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αυξηθεί η αξία των περιουσιακών σας στοιχείων. Μονάδα Διαχείρισης Υποσυστημάτων Η Μονάδα Διαχείρισης Υποσυστημάτων ( SMM ) περιλαμβάνει δύο ισχυρές δυνατότητες. Οι χρήστες μπορούν τώρα να εξάγουν/συγχωνεύσουν υποσυστήματα τόσο χωρικά, όσο και υδραυλικά. Η μονάδα περιλαμβάνει επίσης σκελετοποίηση που σας επιτρέπει να αναπτύξετε ένα απλοποιημένο ή στρατηγικό μοντέλο. 6. WATER CAD WATER GEMS WaterCad

159 Το WaterCAD είναι μια εύκολη, στη χρήση, λύση προσομοίωσης υδραυλικής συμπεριφοράς και ποιότητας νερού για συστήματα διανομής νερού. Από τη ροή πυρκαγιάς και συστατικές αναλύσεις συγκέντρωσης, μέχρι την κατανάλωση ενέργειας και τη διαχείριση δαπανών κεφαλαίου, το WaterCAD βοηθά τους μηχανικούς και τις εταιρίες να αναλύουν, να σχεδιάζουν και να βελτιστοποιούν τα συστήματα διανομής νερού. Χωρίς επιπλέον τροποποιήσεις, οι χρήστες του WaterCAD μπορούν να εργαστούν με ανεξάρτητες και MicroStation πλατφόρμες, με διαθέσιμη ενσωμάτωση AutoCAD για να εργασθούν στο αγαπημένο τους περιβάλλον CAD. Ανεξάρτητα από την πλατφόρμα που χρησιμοποιείται, το WaterCAD διατηρεί μόνο μία ομάδα αρχείων επεξεργασίας, για πραγματική διαλειτουργικότητα σε πλατφόρμες. Η ανεξάρτητη διεπαφή προσφέρει ασύγκριτη ευελιξία με εύκολα στη χρήση εργαλεία διαμόρφωσης αρχείων, πολλαπλή υποστήριξη φόντου, λειτουργίες μετατροπής CAD, GIS και απεριόριστες δυνατότητες αναίρεσης και επανάληψης. Η διεπαφή MicroStation, η οποία συμπεριλαμβάνεται χωρίς επιπλέον χρέωση σε όλες τις εκδόσεις WaterCAD, προσφέρει ένα περιβάλλον χωρικού και μηχανικού σχεδιασμού με απαράμιλλα εργαλεία οπτικοποίησης και δημοσίευσης. Οι χρήστες του AutoCAD μπορούν, επίσης, να προσθέσουν στοιχεία ολοκλήρωσης AutoCAD, για το σχεδιασμό και δημιουργία ομοιωμάτων με μηχανική ακρίβεια μέσα σε ένα περιβάλλον μέσα στο οποίο αισθάνονται ήδη άνετα. Οι χωρικές λειτουργίες LoadBuilder και TRex βοηθούν τους μηχανικούς να κατανέμουν απαιτήσεις για νερό και υψόμετρα κόμβων, με βάση χωρικά δεδομένα, τα οποία βρίσκονται σε αρχεία αντικειμένου, DEMs ακόμα και σχέδια CAD, αποφεύγοντας πιθανά σφάλματα εισαγωγής με το χέρι και επιταχύνοντας τη διαδικασία κατασκευής μοντέλων. Οι χρήστες WaterCAD μπορούν να χρησιμοποιήσουν, επίσης, σχέδια CAD για να δημιουργήσουν κατευθείαν υδραυλικά συνδεδεμένα μοντέλα, να εισάγουν τοπολογία και δεδομένα από GIS και να δημιουργήσουν μόνιμες, αμφίδρομες συνδέσεις μεταξύ αρχείων αντικειμένου, βάσεων δεδομένων, λογιστικών φύλλων οθόνης και του μοντέλου WaterCAD. Τα ενσωματωμένα χαρακτηριστικά λειτουργίας ποιότητας νερού, βοηθούν τους χρήστες του WaterCAD να εκτελούν συστατικές αναλύσεις, αναλύσεις ηλικίας νερού, και αναλύσεις ανίχνευσης πηγής, για ανάπτυξη αναλυτικών προγραμμάτων χλωρίωσης, προσομοίωση επειγόντων περιστατικών ρύπανσης, οπτικοποίηση ζωνών επιρροής για διαφορετικές πηγές νερού και βελτίωση της θολότητας, γεύσης και οσμής, με την αναγνώριση προβλημάτων μίξης νερού στο σύστημα. Με τη χρήση του Fire Flow Navigator, οι χρήστες του WaterCAD μπορούν να καθορίσουν γρήγορα και εύκολα την ικανότητα του δικτύου τους να προσφέρει προστασία ενάντι πυρκαϊών. Το WaterCAD προσομοιώνει ταυτόχρονα πολλαπλά

160 συμβάντα πυρκαϊάς, αξιολογώντας παροχές και πιέσεις σε όλη την έκταση του συστήματος. Το Κέντρο Κρίσιμης Ανάλυσης είναι μια ολοκληρωμένη λειτουργία, η οποία αναγνωρίζει κρίσιμα στοιχεία στην υποδομή του συστήματος και αξιολογεί τον κίνδυνο που σχετίζεται με τη βλάβη τους. Επίσης, με τη χρήση λειτουργικών ελέγχων βασισμένων σε κανόνες, η άντληση μεταβλητής παροχής ( VSP ) και απαιτήσεις εξαρτώμενες από την πίεση ( PDD ), οι μηχανικοί μπορούν να εντοπίσουν λειτουργικές συμφορήσεις, να ελαχιστοποιήσουν την κατανάλωση ενέργειας και να προσομοιώσουν λειτουργίες πραγματικού χρόνου για να ελέγξουν, να τροποποιήσουν, να πραγματοποιήσουν, να αξιολογήσουν, να οπτικοποιήσουν και να συγκρίνουν, έναν απεριόριστο αριθμό «Τι αν» σεναρίων, μέσα σε ένα αρχείο. Οι μηχανικοί μπορούν να πάρουν εύκολα αποφάσεις με τη σύγκριση απεριόριστων σεναρίων, αναλύοντας εναλλακτικές συμπεριφορέςγια πολλαπλούς ορίζοντες σχεδιασμού, εκτιμώντας στρατιγηκές λειτουργίας αντλιοστασίων ή εναλλακτικών λύσεων καθαρισμού σε επείγοντα περιστατικά ρύπανσης. Διαλειτουργικότητα, διεπαφή και γραφική επεξεργασία: Τρέχει σε τρεις πλατφόρμες με ένα σετ αρχείων: o o o o Ανεξάρτητη Windows MicroStation AutoCAD (διαθέσιμο στο WaterCAD για AutoCAD) Εξετάζεται να τρέχει το WaterGEMS σε ArcGIS Συμβατότητα με WaterGEMS Απεριόριστη αναίρεση και επανάληψη Μορφομετατροπή, διαχωρισμός, επανασύνδεση στοιχείων Εργαλείο συγχώνευσης κόμβων που βρίσκονται κοντά Αυτόματη επισήμανση στοιχείων Κλιμακωτά, σχηματικά και υβριδικά περιβάλλοντα Πρωτότυπα στοιχείων Εναέρια προβολή και δυναμική μεγέθυνση Βιβλιοθήκη ονομαστικών προβολών Υποστήριξη πολλαπλών φύλλων υποβάθρου Υποστήριξη υποβάθρου εικόνας, CAD και GIS Υδραυλική, λειτουργίες και ποιότητα νερού: Προσομοίωση μόνιμης ροής Προσομοίωση εκτεταμένου χρόνου Ανάλυση συστατικών-συγκέντρωσης Ανάλυση κρισιμότητας

161 Ανίχνευση πηγής Ανάλυση ανάμιξης δεξαμενής Ανάλυση ηλικίας νερού Ανάλυση ροής πυρκαγιάς Λογικοί έλεγχοι ή έλεγχοι βασισμένοι σε κανόνες Άντληση μεταβλητής ταχύτητας, με επιλογή χρήσης του APEX (Automatic Parameter Estimation extension) Μοντελοποίηση διαρροών και καταιονισμού Απατήσεις εξαρτώμενες από την πίεση Μοντελοποίηση βαλβίδων Υποστηρίζεται καμπύλη φορτίου συστήματος για κλειστά συστήματα Σενάριο καθαρισμού μιας κατεύθυνσης βασισμένο σε μοντελοποίηση Στοιχείο βαλβίδας αερεξαγωγής Δημιουργία μοντέλων και σύνδεση δεδομένων: Συνδέσεις υπολογιστικών φύλλων, βάσεων δεδομένων και ODBC Μετατροπή πολύγραμμων σε σωλήνες από αρχεία DXF Αρχείο αντικειμένου, Βάσεις Γεωγραφικών Δεδομένων, Γεωγραφικά Δίκτυα και SDE Χωρική υποστήριξη Oracle Ιδιότητα GIS-ID για διατήρηση συνδέσμων μεταξύ αρχείων στην πηγή και στοιχείων στο μοντέλο Διαθέσιμο SCADAConnect για ζωντανές συνδέσεις δεδομένων Αυτόματη κατανομή ζητήσεων από γεωγραφικά δεδομένα Γεωγραφική κατανομή ζήτησης από μετρητές συνδρομητών Κατανομή ζήτησης από γεωγραφικά δεδομένα Προβολή κατανάλωσης νερού με βάση τη γεωγραφία Ημερήσια, εβδομαδιαία, μηνιαία και υπερτιθέμενα πρότυπα Εκτίμηση μη τιμολογουμένων ποσοτήτων νερού και διαρροών Γενική επεξεργασία σύνθετων ζητήσεων Φορτίο περιοχής, λογαριασμού, παροχής και με βάση τον πληθυσμό Φορτίο ζήτησης σωλήνα με βάση το μήκος Εξαγωγή υψομέτρων από DEM, TIN και αρχείων αντικειμένου Εξαγωγή υψομέτρων από σχέδια και επιφάνειες CAD Σκελετοποίηση σειριακών σωλήνων (διαθέσιμο) Σκελετοποίηση παράλληλων σωλήνων (διαθέσιμο) Σκελετοποίηση διαγραφής διακλαδώσεων (διαθέσιμο) Αυτόματη σκελετοποίηση πολλαπλών κριτηρίων (διαθέσιμο) Διαχείριση μοντέλων:

162 Απεριόριστα σενάρια και εναλλακτικές Ολοκληρωμένη διαχείριση σεναρίων Δενδροειδής διαχείριση σεναρίων και εναλλακτικών Κληρονομικές ιδιότητες σεναρίων και εναλλακτικών Διαχείριση πιεζομετρικών ζωνών Επεξεργασία πινάκων γενικών γνωρισμάτων Διαλογή και συνεχές φιλτράρισμα αναφορών σε πίνακες Στατιστική ανάλυση από αναφορές σε πίνακες Αυτόματη σκελετοποίηση μοντέλου (διαθέσιμο) Εξατομικευμένες βιβλιοθήκες Δυναμικά και στατικά σετ επιλογής Τοπική και σφαιρική διαχείριση μονάδων Διαχείριση υπό-μοντέλων Εργαλεία αναθεώρησης σχεδίων για συνέπεια στη συνδεσιμότητα Αυτόματη αναθεώρηση τοπολογίας Έλεγχος ορφανών κόμβων και σωλήνων τυφλών άκρων Υποστήριξη της ProjectWise / ProjectWise Geospatial Management Παρουσίαση αποτελεσμάτων: Θεματική χαρτογράφηση Δυναμικά, πολυ-παραμετρικά και πολυ-σεναριακά γραφήματα Σύγκριση σεναρίων και στοιχείων Δημιουργία σχεδιαγραμμάτων Shapefile Δημιουργία εξελιγμένων μηκοτομών Εξελιγμένες πινακοποιημένες αναφορές με το FlexTables Σχόλια με βάση τις ιδιότητες, κωδικοποίηση με βάση το χρώμα και σύστημα συμβόλων Δημιουργία αρχείων Google Earth ( KML ) Βελτιστοποίηση (με τη χρήση Γενετικού Αλγορίθμου): Αυτόματη βαθμονόμηση μοντέλου με τον Darwin Calibrator (διαθέσιμο) Βελτιστοποιημένη σχεδίαση και αποκατάσταση με τον Darwin Designer (διαθέσιμο) Βελτιστοποιημένος προγραμματισμός αντλιών με Darwin Scheduler (διαθέσιμο) Διαχείριση ενέργειας και κόστους κεφαλαίου: Ανάλυση κόστους ενέργειας Ανάλυση κόστους κεφαλαίου Αυτόματη σχεδίαση και αποκατάσταση (διαθέσιμο)

163 Αυτόματος προγραμματισμός αντλιών (διαθέσιμο) WaterGEMS Το WaterGEMS είναι μια λύση προσομοίωσης υδραυλικής συμπεριφοράς και ποιότητας νερού για συστήματα διανομής νερού με αυξημένη διαλειτουργικότητα, χωρικής δημιουργίας μοντέλων, βελτιστοποίησης και εργαλείων διαχείρισης στοιχείων. Από τη παροχή πυρκαγιάς και συστατικές αναλύσεις συγκέντρωσης μέχρι την κατανάλωση ενέργειας και τη διαχείριση κεφαλαιουχικού κόστους, το WaterGEMS προσφέρει στους μηχανικούς ένα περιβάλλον εύκολο στη χρήση, για ανάλυση, σχεδιασμό και βελτιστοποίηση συστημάτων διανομής νερού. Οι χρήστες του WaterGEMS απολαμβάνουν τη δύναμη και ευελιξία που παρέχεται με την εργασία διαμέσου πλατφορμών CAD, GIS και ανεξάρτητων πλατφορμών, έχοντας πρόσβαση σε μία μοναδική, κοινόχρηστη πηγή δεδομένων. Με τις λειτουργίες και τα εργαλεία WaterGEMS, οι εταιρίες και οι σύμβουλοι έχουν ενσωματωμένη υποστήριξη για τέσσερις διαλειτουργικές πλατφόρμες, όλα σε πακέτο για ένα μοναδικό προϊόν. Δεν υπάρχει η ανάγκη για επιλογή γιατί περιλαμβάνονται όλες οι πλατφόρμες: Windows ανεξάρτητη για ευκολία στη χρήση, προσβασιμότητα και απόδοση ArcGIS για ενσωμάτωση GIS, θεματική χαρτογράφηση και δημοσίευση MicroStation για γεφύρωση περιβαλλόντων χωρικής σχεδίασης και μηχανικού σχεδιασμού AutoCAD για εύκολο CAD σχεδιασμό και προσχεδιασμό. Οι εταιρίες και οι σύμβουλοι μπορούν να μοιράζονται τα ίδιο σετ δεδομένων χρησιμοποιώντας διαφορετικές διεπαφές και οι ομάδες προσομοίωσης μπορούν να χρησιμοποιούν τις ικανότητες των μηχανικών από διαφορετικά τμήματα. Οι μηχανικοί μπορούν να απλοποιήσουν την μάθηση, επιλέγοντας το περιβάλλον, το οποίο ήδη ξέρουν και να προσφέρουν αποτελέσματα, τα οποία μπορούν να οπτικοποιηθούν σε πολλές πλατφόρμες. Η διεπαφή WaterGEMS ArcGIS επιτρέπει στους επαγγελματίες των GIS να χρησιμοποιήσουν την αρχιτεκτονική της βάσης γεω-δεδομένων της ESRI για να είναι εγγυημένη η δημιουργία ενός μοναδικού σετ δεδομένων για μοντελοποίηση και GIS. Μπορούν να δημιουργήσουν, να τροποποιήσουν, να υπολογίσουν και να οπτικοποιήσουν μοντέλα WaterGEMS κατευθείαν από το ArcMap, με πλήρη πρόσβαση σε κάθε εργαλείο υδραυλικής προσομοίωσης, καθώς και σε χαρακτηριστικά γεω-επεξεργασίας, τα οποία εξορθολογούν τη διαδικασία δημιουργίας μοντέλων. Οι μηχανικοί μπορούν να χρησιμοποιήσουν χωρικά δεδομένα, σχέδια CAD, βάσεις δεδομένων και λογιστικά φύλλα για να δώσουν ώθηση στη διαδικασία δημιουργίας

164 του μοντέλου. Το WaterGEMS προσφέρει συνδέσεις συγχρονισμένων βάσεων δεδομένων, χωρικούς συνδέσμους και ανώτερες μονάδες δημιουργίας ομοιωμάτων που συνδέονται με κάθε, σχεδόν, μορφή ηλεκτρονικών δεδομένων. Οι μονάδες LoadBuilder και TRex που περιλαμβάνονται στο WaterGEMS βοηθούν τους μηχανικούς να κατανέμουν απαιτήσεις για νερό και υψόμετρα κόμβων, με βάση χωρικά δεδομένα που βρίσκονται σε αρχεία αντικειμένου, βάσεις γεω-δεδομένων, διάφορους τύπους DEMs ακόμα και σχέδια CAD. Αυτές οι μονάδες βοηθούν τους μηχανικούς να αποφύγουν πιθανά σφάλματα χειροκίνητης εισαγωγής και εξορθολογούν τη διαδικασία δημιουργίας μοντέλων. Το WaterGEMS προσφέρει, επίσης, εργαλεία σχεδίασης και ανασκόπησης συνδεσιμότητας για ένα εγγυημένα υδραυλικά συναφές μοντέλο. Το Skelebrator αφαιρεί αυτόματα την πολυπλοκότητα από το δίκτυο, διατηρώντας ταυτόχρονα την υδραυλική ισορροπία, για να αντιμετωπιστεί αποτελεσματικά ένα μεγαλύτερο εύρος εφαρμογών προσομοίωσης. Το WaterGEMS περιλαμβάνει μηχανές βελτιστοποίησης γενετικών αλγορίθμων τελευταίας τεχνολογίας, για αυτόματη βαθμονόμηση, σχεδιασμό και αποκατάσταση και λειτουργία των αντλιών. Το Darwin Calibrator επιτρέπει στους χρήστες να εντοπίσουν γρήγορα την υπόθεση βαθμονόμησης, η οποία ταιριάζει καλύτερα στις ροές που έχουν μετρηθεί, στις πιέσεις και στην κατάσταση των στοιχείων. Αυτό οδηγεί τους χρήστες στη λήψη αξιόπιστων αποφάσεων, βασισμένες σε ακριβή υδραυλική προσομοίωση του πραγματικού κόσμου το Darwin Calibrator αξιολογεί εκατομμύρια πιθανές λύσεις και προσφέρει την καλύτερη πιθανή υπόθεση βαθμονόμησης. Το Darwin Designer βρίσκει αυτόματα το μέγιστο όφελος ή τα σχέδια και στρατηγικές αποκατάστασης ελάχιστου κόστους, με βάση την επένδυση κεφαλαίου, το κόστος επανατοποθέτησης και τους περιορισμούς ταχύτητας και πίεσης. Οι μηχανικοί μπορούν, επίσης, να διαχειριστούν το κόστος κεφαλαίου της υποδομής και να αναλύσουν την κατανάλωση ενέργειας για να αναγνωρίσουν την πιο αποδοτική στρατηγική προγραμματισμού των αντλιών. Το Darwin Scheduler βελτιστοποιεί τις λειτουργίες των αντλιών σταθερής ταχύτητας και των αντλιών μεταβλητής ταχύτητας και της αποθήκευσης σε δεξαμενές, για να ελαχιστοποιηθεί η χρήση ή το κόστος ενέργειας, με βάση την πίεση, την ταχύτητα, την έναρξη λειτουργίας των αντλιών και τους περιορισμούς των δεξαμενών. Λογισμικό για ανάλυση υδραυλικού πλήγματος και κυματικών φαινομένων Το HAMMER απλοποιεί την πολύπλοκη επιστήμη του υδραυλικού πλήγματος και της ανάλυσης κυματικώνν φαινομένων και βάζει στα χέρια σας τη δύναμη να πραγματοποιήσετε αυτή την κρίσιμη εργασία. Εμπιστευτείτε την υπολογιστικά αυστηρή υδραυλική μηχανή και την εύκολη στη χρήση διεπαφή του HAMMER, για να αναγνωρίσετε, να διαχειριστείτε και να μετριάσετε αποτελεσματικά τους κινδύνους που σχετίζονται με τα κυματικά φαινόμενα.

165 Αναπτύξτε αποδοτικές στρατηγικές ελέγχου απότομων μεταβολών της πίεσης Αποτρέψτε δαπανηρές ζημιές στην υποδομή Μειώστε τους προϋπολογισμούς κατασκευής, λειτουργίας και συντήρησης Μοντελοποιήστε οποιαδήποτε συσκευή προστασίας από απότομες μεταβολές της πίεσης Ελαχιστοποιήστε τις φθορές στους σωλήνες Προσομοιώστε οποιαδήποτε παροδική κατάσταση Εξασφαλίστε τη μακροζωία του συστήματός σας Προετοιμαστείτε για διακοπές ρεύματος και ελαχιστοποιείστε τις διακοπές υπηρεσιών Αποτρέψτε καταστροφικές βλάβες Δημιουργήστε μέτρα ελέγχου απότομων μεταβολών της πίεσης Μειώστε τα λειτουργικά κόστη και τα κόστη συντήρησης Εξαλείψτε τη δαπανηρή υπέρ-σχεδίαση Ελαχιστοποιήστε τις διακοπές υπηρεσιών Καθορίστε με ακρίβεια τις δυνάμεις στους σωλήνες Το HAMMER σας επιτρέπει να έχετε άμεση διεπαφή με το WaterCAD και το WaterGEMS και να εισάγετε δεδομένα από το EPANET, εξαλείφοντας την ανάγκη για χρονοβόρα δημιουργία μοντέλων. GIS για Διαχείριση Στοιχείων Εταιριών Υδάτων Το Bentley Water είναι μια ολοκληρωμένη γεωγραφική μηχανική λύση για το σχεδιασμό και τη διαχείριση δημόσιων δικτύων νερού. Είναι ένα απλό, αλλά ολοκληρωμένο μοντέλο συνδεσιμότητας, που αποτελείται από βαλβίδες, σωλήνες, κατασκευές, αρχεία νερού και συνδέσεις, με βάση το έξυπνο μοντέλο δικτύου Bentley Water. Η ακριβής τοποθέτηση και οι εντολές έξυπνης επεξεργασίας, διατηρούν αυτόματα τη συνδεσιμότητα του δικτύου, ενώ δημιουργούν έξυπνα μέσα, διαμέσου μιας ισχυρής συμπερασματικής μηχανής. Το Bentley Water περιλαμβάνει μια ολοκληρωμένη πλατφόρμα GIS, το Bentley Map. Αυτό επιτρέπει στους χρήστες να εκμεταλλευτούν όλες του τις χαρακτηριστικές λειτουργίες, συμπεριλαμβανομένων χωρικών αναλύσεων, δημιουργίας ζώνης προσωρινού καταχωρητή, διαχείρισης χαρτών, χαρακτηριστικές λειτουργίες θεματικής και υπερθεματικής ανάλυσης, επιβολής επιχειρηματικών και τοπολογικών κανόνων και πολλά άλλα. Η υποστήριξη για Oracle Spatial σε περιβάλλοντα 2 και 3 επιπέδων προσφέρει ευελιξία για αποθήκευση δεδομένων του Bentley Water στην Oracle σε πρότυπα OpenGIS.

166 Οι καθορισμένες από το χρήστη «Τι εάν» αναφορές, σας επιτρέπουν να καθορίσετε πράγματα, όπως ποιοι λογαριασμοί υπηρεσιών θα επηρεαστούν από συγκεκριμένες αλλαγές στο σύστημα ή ποιες βαλβίδες πρέπει να κλείσουν για να απομονωθεί ένα συγκεκριμένο μέρος του δικτύου. Μια ισχυρή μηχανή ανίχνευσης ανα-συμβολίζει το δίκτυο, για να σας δείξει ποιες βαλβίδες πρέπει να διακόψουν τη ροή σε οποιοδήποτε σωλήνα σημειώνοντας τους σωλήνες και τις συνδέσεις που επηρεάζονται. Η λειτουργία ανάλυσης διαρροών του Bentley Water συνδέει αυτόματα γεωγραφικά τοποθετημένα αρχεία διαρροών με σωλήνες, παράγοντας λεπτομερείς αναφορές βασισμένες στη διάμετρο, το υλικό ή οποιοδήποτε άλλο γνώρισμα καθορισμένο από το χρήστη. Επειδή το Bentley Water ενσωματώνεται προφανώς με το λογισμικό υδραυλικής μοντελοποίησης και ανάλυσης Haestad Methods, οι χρήστες WaterGEMS, WaterCAD, HAMMER ακόμα και του EPANET μπορούν να μοιραστούν συνδεσιμότητα δικτύου, αρχεία συντήρησης και λειτουργικά δεδομένα, για να τρέξουν υδραυλικές προσομοιώσεις των συστημάτων τους για διανομή πόσιμου νερού. Το Bentley Water μπορεί να εξατομικευτεί εντελώς, από τους διαλόγους μέχρι τα στοιχεία, μέσω του XFM ( XML Feature Modeling ). Με το XFM μπορείτε να δημιουργήσετε το δίκτυό σας ακριβώς όπως υπάρχει, με τους σωλήνες, τις βαλβίδες, τις συνδέσεις και τις κατασκευές που χρησιμοποιούνται στην πραγματικότητα. Όταν χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με το Bentley Geo Web Publisher, οι χρήστες του Bentley Water μπορούν να δημοσιεύσουν τα δεδομένα τους για το δίκτυο νερού μέσω ενός προγράμματος περιήγησης στο διαδίκτυο, με προσαρμοσμένα επίπεδα πρόσβασης στα δεδομένα. Χάρτες, εκτυπώσεις εργασιών και άλλα έγγραφα μπορούν να εκτυπωθούν, να σχεδιογραφηθούν ή να δημοσιευτούν σε πολλές μορφές, συμπεριλαμβανομένων ανάμεσα σε άλλες PDF, DGN και DWG. Αποδοτικός, Ευφυής Σχεδιασμός Διανομής για Εταιρίες Υδάτων Το Bentley Expert Designer Water βελτιώνει την αποδοτικότητα και την ικανότητα διεκπεραίωσης του έργου του σχεδιασμού διανομής με τη συγχώνευση της σχεδίασης δικτύου και της διαχείρισης εργασίας σε ένα περιβάλλον. Το Bentley Expert Designer Water χρησιμοποιεί μια αρχιτεκτονική, η οποία είναι ανεξάρτητη από GIS και WMS, επιτρέποντας στις εταιρίες να το ενσωματώσουν εύκολα σε υπάρχοντα περιβάλλοντα εργασίας. Περιλαμβάνει πολύπλοκη λειτουργικότητα για σχεδίαση, διαχείριση σειράς εργασίας, εκτιμήσεις, βελτιστοποίηση, ολοκλήρωση εργασιών και μετρήσεις και ανίχνευση διεργασιών. Το Bentley Expert Designer Water έχει διεπαφή με ποικιλία συστημάτων

167 διαχείρισης εργασιών για να γίνεται πιο αποδοτική η διαδικασία διαχείρισης έργων, από τη σύλληψη, μέχρι την ολοκλήρωση. Το Bentley Expert Designer Water είναι η κατάλληλη εφαρμογή για τους σχεδιαστές, τους εκτιμητές και τους επόπτες τους. Προσφέροντας δομημένες ροές εργασίας ενσωματωμένες με διαχείριση εργασίας, το Bentley Expert Designer Water είναι η επιφάνεια εργασίας, που επιτρέπει στους σχεδιαστές να ελέγχουν και να εκπληρώνουν αιτήσεις εργασίας. Αυτόματη ειδοποίηση οποιασδήποτε αλλαγής στην κατάσταση μιας αίτησης εργασίας σε όλα τα εμπλεκόμενα μέρη μιας ροής εργασίας, δίνει σε όλους ειδοποίηση, όχι μόνο για την εργασία της ημέρας, αλλά για μελλοντική εργασία και εργασία που τελείωσε. Το Bentley Expert Designer Water λειτουργεί, χωρίς επιπλέον εγκατάσταση, με το Bentley Water. Απλά αντικαταστήστε τις δειγματικές κατασκευαστικές μονάδες και κόστη με τα δικά σας και είστε έτοιμοι. Πρόσθετες Μονάδες Darwin Calibrator Το Darwin Calibrator είναι μια από τις διαθέσιμες μονάδες για αποδοτικότητα και βελτιστοποίηση για το WaterCAD και περιλαμβάνεται στο WaterGEMS. Η ολοκληρωμένη, όλα-σε-μία, μονάδα Darwin Calibrator σας επιτρέπει να επιλέξετε αυτόματη βαθμονόμηση με τη χρήση γενετικού αλγορίθμου ή δια χειρός βαθμονόμηση για να επιλέξετε ή να τροποποιήσετε δια χειρός παραμέτρους του μοντέλου για ανάλυση ευαισθησίας των λύσεων βαθμονόμησης. Μπορείτε, επίσης, να διατηρήσετε ένα ανιχνεύσιμο αρχείο των επαναλήψεων βαθμονόμησης που πραγματοποιήθηκαν στο μοντέλο, για να μπορούν άλλοι χρήστες να αναγνωρίσουν γρήγορα τα βήματα που έγιναν και να συνεχίσουν τη δουλεία στο μικρότερο δυνατό χρονικό διάστημα. Η Διαχείριση Συνόλων Δεδομένων Πεδίου του Darwin Calibrator επιτρέπει εύκολη διαχείριση οποιουδήποτε αριθμού συνόλων δεδομένων πεδίου. Απλά επιλέξτε το σενάριο του μοντέλου πάνω στο οποίο θα βασίσετε η βαθμονόμησή σας και είστε έτοιμοι για δουλειά. Τα δεδομένα πεδίου από το SCADA ή άλλη πηγή δεδομένων μπορούν νε εισαχθούν εύκολα στο Darwin Calibrator. Η υδραυλική της βαθμονόμησης μπορεί να προσομοιωθεί με τον καθορισμό των σωστών ζητήσεων για την ώρα της μέρας και όλα τα σύνολα των δεδομένων πεδίου μπορούν να εξεταστούν στην ίδια επανάληψη βαθμονόμησης, διασφαλίζοντας ότι η βαθμονόμησή σας είναι ακριβής, κάτω από την ευρύτερη δυνατή ποικιλία συνθηκών φορτίου.

168 Καθορίστε ευέλικτα τις βέλτιστες τιμές για οποιοδήποτε συνδυασμό παραμέτρων του μοντέλου, όπως τραχύτητα σωλήνων, απαιτήσεις συμβολών και λειτουργική κατάσταση συνδέσμων (σωλήνες και βαλβίδες), ο οποίος ταιριάζει καλύτερα στην πραγματική κατάσταση που επικρατεί στο υδραυλικό σας σύστημα. Ομάδες τραχύτητας σωλήνα και προσαρμογής ζήτησης: Αυτές καθορίζονται για την εύκολη πρόσθεση των παραμέτρων του μοντέλου και τη μείωση της διάστασης προβλήματος για ταχείς υπολογισμούς. Πολλαπλές συνθήκες φορτίων ζήτησης: Βαθμονομήστε το μοντέλο για πολλαπλές συνθήκες φορτίων ζήτησης ταυτόχρονα, οι οποίες καταγράφουν με ακρίβεια τη μεταβολή της ζήτησης με το πέρασμα του χρόνου και επιτρέπουν σε αναδυόμενες συνθήκες ζήτησης, όπως έλεγχος ροής πυρκαγιάς, να λαμβάνονται υπόψη, για να διασφαλιστεί η ακρίβεια της βαθμονόμησης. Πολλαπλές οριακές συνθήκες: Ενεργοποιήστε συνεπείς πολλαπλές οριακές συνθήκες, όπως ταχύτητα αντλιών, στάθμη δεξαμενών και ρυθμίσεις βαλβίδων, οι οποίες αντιστοιχούν στον πραγματικό χρόνο των δεδομένων πεδίου, για αξιοσημείωτη ποιότητα λύσης. Έλεγχος παραμέτρων: Αποκτήστε πλήρη έλεγχο του τύπου αξιολόγησης καλής προσαρμογής, των συναρτήσεων ροών, των ροών έναντι πιέσεων. πιέσεων, για να βεβαιωθείτε ότι η βαθμονόμηση δίνει στις μετρήσεις πεδίου σας το σωστό επίπεδο σπουδαιότητας. Darwin Designer Το Darwin Designer είναι μια από τις διαθέσιμες μονάδες για αποδοτικότητα και βελτιστοποίηση για το WaterCAD και περιλαμβάνεται στο WaterGEMS. Η ολοκληρωμένη, όλα-σε-μία, μονάδα Darwin Designer σας επιτρέπει να επιλέξετε αυτόματη σχεδίαση με τη χρήση γενετικού αλγορίθμου ή δια χειρός σχεδίαση, όπου εφαρμόζετε συγκεκριμένες εναλλακτικές λύσεις για υπολογισμούς δοκιμής και σφάλματος. Μπορείτε επίσης να διατηρήσετε ένα ανιχνεύσιμο αρχείο των επαναλήψεων σχεδίασης που πραγματοποιήθηκαν στο μοντέλο, για να μπορούν άλλοι χρήστες να αναγνωρίσουν γρήγορα τα βήματα που έγιναν και να συνεχίσουν τη δουλεία στο μικρότερο δυνατό χρονικό διάστημα. Μια ή αρκετές επαναλήψεις σχεδίασης μπορούν να συμπεριληφθούν στις διαφορετικές μελέτες σχεδίασης που θα δημιουργούσατε για κάθε έργο σχεδίασης στη Διαχείριση Σχεδίων. Όλα τα δεδομένα του Darwin Designer υπάρχουν μέσα στις μελέτες. Μια μελέτη σχεδίασης περιλαμβάνει τα ακόλουθα στοιχεία:

169 Μια περιγραφή των γεγονότων που χρησιμεύουν σαν η βάση για σχεδίαση, όπου πρέπει να επιλέξετε το αντιπροσωπευτικό σενάριο Ένα σύνολο σωλήνων που διαστασιολογείται ή αποκαθίσταται Περιορισμούς, τους οποίους πρέπει να ικανοποιήσετε: σταθερές προσαρμογές ζήτησης, περιορισμοί πίεσης και/ή ροής και οριακές συνθήκες Ένα εύρος διαστάσεων σχεδίασης ή επιλογών αποκατάστασης μαζί με το αντίστοιχο κόστος Επιλογές γενετικού αλγορίθμου Ένας αριθμός επαναλήψεων για έλεγχο του σχεδίου Τα αποτελέσματα των επαναλήψεων σχεδίασης Μπορείτε να δημιουργήσετε τόσες μελέτες σχεδίασης, όσα είναι τα έργα σχεδίασης που έχετε στο σύστημα νερού. Θέστε τη γενική προτεραιότητα της σχεδίασης επιλέγοντας έναν από τους τρεις διαθέσιμους στόχους σχεδίασης: Ελαχιστοποίηση κόστους, θέτει τις τιμές σαν το πρωταρχικό ενδιαφέρον. Η βέλτιστη λύση θα είναι η πιο φθηνή δυνατή, στα πλαίσια της πίεσης που καθορίσατε και τους περιορισμούς ροής. Μεγιστοποίηση ωφελημάτων, θέτει την απόδοση του συστήματος (καθορισμένη από τις πιέσεις σε καθορισμένες συμβολές) σαν τη μέγιστη προτεραιότητα. Η βέλτιστη λύση θα διατηρηθεί στα πλαίσια του διαθέσιμου προϋπολογισμού που καθορίσατε. Η Ανταλλαγή Πολλαπλών Στόχων αφήνει το γενετικό αλγόριθμο να εξετάσει ποιος είναι ο καλύτερος συμβιβασμός μεταξύ ωφελημάτων κόστους και πίεσης. Μετά τον υπολογισμό των επαναλήψεων σχεδιασμού σας, δείτε τις βέλτιστες λύσεις που υπολογίστηκαν από τον Darwin Designer στο χώρο αποτελεσμάτων. Μπορείτε να δημιουργήσετε αναφορές για σύγκριση λύσεων, αποτελέσματα ομάδων σχεδίασης και αποκατάστασης και αποτελέσματα περιορισμών για πίεση και ροή. Για γρηγορότερη κατανόηση των αποτελεσμάτων σας, μπορείτε να δημιουργήσετε επίσης δύο είδη γραφημάτων: Γράφημα αποτελεσματικότητας Pareto, το οποίο δείχνει ωφελεια σε σύγκριση με το κόστος για τους υπολογισμούς σας. Γράφημα χρήσης μεγέθους σωλήνα, το οποίο δείχνει το ολικό μήκος του σωλήνα συγκεκριμένης διαμέτρου που χρησιμοποιείται από τη λύση.

170 Αφού επιλεγεί η βέλτιστη δυνατή λύση, εξάγετε τα αποτελέσματα της σχεδίασής σας πίσω στο μοντέλο βάσης σαν είτε καινούριο σενάριο, είτε καινούριες εναλλακτικές του μοντέλου. Skelebrator Μετά τη δημιουργία ενός μοντέλου διανομής νερού από ολοκληρωμένα σύνολα δεδομένων GIS και CAD, το Skelebrator σας βοηθά να το απλοποιήσετε σε διαφορετικά επίπεδα πολυπλοκότητας για να αντιμετωπίσετε αποτελεσματικά ένα εύρος εφαρμογών μοντελοποίησης. Ενώ ένα όλα-σε-ένα μοντέλο μπορεί να είναι κατάλληλο για την πραγματοποίηση μελετών ποιότητας νερού μεγάλης κλίμακας, περιλαμβάνει περιττή πολυπλοκότητα όσον αφορά την καθημερινή ανάλυση πιεζομετρικών ζωνών. Το Skelebrator αφαιρεί αυτόματα την πολυπλοκότητα από το δίκτυο ενώ διατηρεί τη συνδεσιμότητα, την υδραυλική ισορροπία και ανακατανέμει εκχωρημένες ζητήσεις σύμφωνα με τις οδηγίες σας. Το Skelebrator είναι μια από τις διαθέσιμες μονάδες για αποδοτικότητα και βελτιστοποίηση του WaterCAD και περιλαμβάνεται στο WaterGEMS. Ένα από τα καθοριστικά χαρακτηριστικά του Skelebrator είναι ο ευφυής αλγόριθμος δικτύου, ο οποίος αποτρέπει αυτόματα αποσυνδέσεις δικτύου που θα καθιστούσαν το μοντέλο άκυρο. Αυτή η προσέγγιση είναι πολύ ανώτερη από τους απλούς ελέγχους βάσεων δεδομένων που αφαιρούν σωλήνες με βάση μόνο τα γνωρίσματα που ικανοποιούν κριτήρια καθορισμένα από τους χρήστες, με κίνδυνο να διακοπεί η συνδεσιμότητα του δικτύου και να αφαιρεθούν κρίσιμες συνδέσεις και κόμβοι. Το Skelebrator σας επιτρέπει να πραγματοποιήσετε σκελετοποίηση μεγαλύτερου βαθμού, ενώ διατηρεί την υδραυλική συμπεριφορά του μεγαλύτερου, σαφέστερου μοντέλου. Αυτό επιτυγχάνεται επιτρέποντας στους σωλήνες με ποικίλα γνωρίσματα να συγχωνευτούν σε έναν καινούριο σωλήνα, που λαμβάνει υπόψη τα διαφορετικά γνωρίσματα, διατηρώντας με αυτό τον τρόπο τη συμπεριφορά εκείνης της περιοχής του δικτύου και κατ επέκταση του μοντέλου σαν σύνολο. SCADAConnect Με το SCADAConnect θα : Ενσωματώσετε τις λειτουργικές ροές εργασίας και τις ροές εργασίας μοντελοποίησης Δείτε μια απτή Απόδοση Επένδυσης για τα συστήματα πληροφοριών σας Παίρνετε πληροφορημένες και ακριβείς αποφάσεις με μοντελοποίηση πραγματικού χρόνου

171 Δημιουργήσετε γνώση και για τα δύο συστήματα μέσα στον οργανισμό σας Αυτοματοποιήσετε το ροή εργασίας εισαγωγής δεδομένων Λύσετε παλιά προβλήματα του συστήματος Πραγματοποιείτε ανάλυση δικανικής απόδοσης Δημιουργείτε συνεχώς βαθμονομημένα μοντέλα Το SCADAConnect υποστηρίζει τα περισσότερα εμπορικά συστήματα SCADA. 7. WATER NETWORKSTM Το Water Networks είναι ένα πλήρως δυναμικό πακέτο προσομοίωσης διανομής νερού, το οποίο βασίζεται στην EPANET. Μπορεί να αναλύσει ένα ολόκληρο σύστημα διανομής νερού ή επιλεγμένα τμήματα, σε μόνιμη ροή ή προσομοιώσεις εκτεταμένων περιόδων, με ανάλυση ποιότητας νερού, αν αυτή χρειάζεται. Το WaterNetworks μπορεί να χρησιμοποιηθεί για: Ανάλυση και αποκατάσταση της υπάρχουσας υποδομής διανομής νερού. Σχεδιασμό και σύγκριση προτεινόμενων επεκτάσεων σε υπάρχοντα συστήματα διανομής νερού. Ανάλυση ποιότητας νερού. Σχεδιασμό υποδιαιρέσεων του συστήματος διανομής νερού. Αυτόματη διαστασιολόγηση και σχεδιασμό δεξαμενών αποθήκευσης και αντλιοστασίων. Βαθμονόμηση μοντέλων, βάσει ημερήσιων και ετήσιων φορτίων. Σκελετοποίηση δικτύου, για αφαίρεση περιττής πολυπλοκότητας από το δίκτυο. Ενσωμάτωση SCADA, που επιτρέπει απευθείας σύνδεση με το πρότυπο διανομής νερού και προσφέρει προσομοιωτές συστήματος πραγματικού χρόνου και εργαλεία υποστήριξης αποφάσεων. Το WaterNetworks είναι το μόνο μοντέλο που συνδυάζει πολύπλοκη υδραυλική διανομής νερού και ποιότητας νερού, σε μια εντελώς γραφική, εύκολη στη χρήση διεπαφή. Υποστηρίζει τόσο μονάδες ΗΠΑ, όσο και μετρικές ( SI ) μονάδες. Εύκολη Δημιουργία Μοντέλων Το WaterNetworks είναι εύκολο στην εκμάθηση και τη χρήση. Τα μοντέλα WaterNetworks μπορούν να δημιουργηθούν γρήγορα με τη χρήση διαφορετικών πηγών. Για παράδειγμα, τα στοιχεία του δικτύου μπορούν να εισαχθούν κατευθείαν από AutoCAD, MicroStation και ArcGIS και μπορούν να δημιουργηθούν διαδραστικά με το ποντίκι, απλώς δείχνοντας και κάνοντας κλικ. Χρησιμοποιούνται γραφικά σύμβολα που αναπαριστούν στοιχεία δικτύου όπως σωλήνες, κόμβους

172 συμβολών, αντλίες, βαλβίδες ελέγχου, δεξαμενές και ταμιευτήρες. Το WaterNetworks σας επιτρέπει, σε οποιοδήποτε σημείο, να προσθέσετε, να εισάγετε, να διαγράψετε ή να μετακινήσετε διαδραστικά οποιοδήποτε στοιχείο του δικτύου, ενώ ενημερώνει αυτόματα τα βάση δεδομένων του προτύπου. Για παράδειγμα, αν επιλέξετε και μετακινήσετε έναν κόμβο, όλοι οι συνδεδεμένοι σωλήνες, βαλβίδες και αντλίες θα μετακινηθούν αυτόματα. Οι αγωγοί μπορούν να είναι καμπυλόγραμμοι και τα μήκη να υπολογίζονται αυτόματα. Σαρωμένες ορθοφωτογραφίες εικόνων και χαρτών TIFF, ορθοφωτογραφίες υψηλής ανάλυσης, αρχεία δρόμων, και κτιρίων από ArcGIS, AutoCAD και MicroStation, μπορούν να εισαχθούν και να παρουσιαστούν σαν εικόνες υποβάθρου. Αυτή η χαρακτηριστική λειτουργία επιτρέπει στο χρήστη να ψηφιοποιήσει γρήγορα ένα μοντέλο δικτύου, να επιβεβαιώσει το σχέδιο του δικτύου ή απλά να βελτιώσει το αποτέλεσμα της προσομοίωσης. Επιπλέον, ο χρήστης μπορεί να τοποθετήσει το δρομέα ή να κάνει κλικ σε οποιαδήποτε συμβολή, σωλήνα, αντλία, βαλβίδα ή δεξαμενή του δικτύου από την προβολή οριζόντιου σχεδίου, για να προσδιορίσει γρήγορα τα καθορισμένα εισαχθέντα δεδομένα και τα αποτελέσματα της μοντελοποίησης. Προηγμένη Υποστήριξη Μοντελοποίησης EPANET Οι γραφικές δυνατότητες του WaterNetworks είναι ασύγκριτες με την δυνατότητα δημιουργίας γραφημάτων πολλαπλών οριζοντιογραφιών, και μηκοτομών το κάθε ένα από τα οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για προσομοιώσεις εκτεταμένου χρόνου- και γραφήματα χρονοσειρών. Όλες οι γραφικές παραστάσεις μπορούν να εκτυπωθούν σε κλίμακα καθορισμένη από το χρήστη. Για τις οριζοντιογραφίες είναι δυνατή η παρουσίαση των αποτελεσμάτων της ανάλυσης, συμπεριλαμβανομένων υψομέτρων κόμβων, ενεργειακών υψομέτρων, πιέσεων, ζητήσεων οποιουδήποτε συστατικού ποιότητας νερού. Αυτό επιτρέπει στο μηχανικό να αντιληφθεί γρήγορα τα αποτελέσματα της επίλυσης και να αναγνωρίσει προβληματικά σημεία. Επιπλέον, μπορούν να χαραχτούν βέλη κατεύθυνσης ροής δίπλα από τους σωλήνες, για να δείχνουν την κατεύθυνση ροής κάθε χρονική στιγμή. Επίσης, το WaterNetworks προσφέρει αυτόματη κωδικοποίηση βάσει χρώματος για σωλήνες και κόμβους, με βάση οποιαδήποτε ιδιότητα εισροής ή εκροής- επιτρέποντας να κωδικοποιηθεί το δίκτυο βάσει χρωμάτων με βάση το μέγεθος των σωλήνων, τις πιεζομετρικές ζώνες, τις παροχές, τις ταχύτητες, τις απώλειες ενέργειας, τις πιέσεις των κόμβων, τις κομβικές ζητήσεις, τις υδραυλικές κλίσεις, τα υψόμετρα, την ηλικία νερού, το ποσοστό συνεισφοράς πηγής, τις συγκεντρώσεις ποιότητας νερού ή οποιοδήποτε άλλο γνώρισμα. Μπορούν, επίσης, να καθοριστούν αριθμητικά εύρη για τα χρώματα. Επιπλέον, οι σωλήνες μπορεί να σχεδιαστούν με μεταβλητό πάχος και οι κόμβοι με μεταβλητή ακτίνα, επιτρέποντας στο χρήστη να καθορίσει γρήγορα τις περιοχές του δικτύου όπου εμφανίζονται οι μεγαλύτερες παροχές, απώλειες ενέργειας κλπ. Το WaterNetworks θα δημιουργήσει, αυτόματα, κινούμενα γραφικά των προσομοιώσεων εκτεταμένου χρόνου, τόσο για τις οριζοντιογραφίες όσο και

173 για τις μηκοτομές, συμπεριλαμβανομένης της δημιουργίας αρχείων Microsoft AVI. Μπορούν να παρουσιαστούν ταυτόχρονα πολλά κινούμενα γραφικά, επιτρέποντας στο χρήστη να σχεδιάσει αρκετές διαφορετικές μηκοτομές και να παρακολουθεί όλα τα αποτελέσματα σε συγκεκριμένη μηκοτομή, το καθένα σε διαφορετικό παράθυρο. Οι κινούμενες γραφικές παραστάσεις των μηκοτομών δείχνουν τιμές που αλλάζουν ανάλογα με το χρόνο για προσομοιώσεις εκτεταμένου χρόνου. Επιπλέον, οι μηκοτομές μπορούν να έχουν δύο διαφορετικούς κάθετους άξονες, που επιτρέπουν τη δημιουργία γραφικών παραστάσεων με μεταβλητές από διαφορετικές παραμέτρους, όπως παροχή και πίεση. Οι μηκοτομές μπορούν να χαραχτούν κατά μήκος οποιασδήποτε διαδρομής επιλεγμένης από το χρήστη και να παρουσιαστούν σαν διαγράμματα γραμμών, ραβδογράμματα ή σύνθετα διαγράμματα, μαζί με πλήρη τροποποίηση των διαγραμμάτων. Για παράδειγμα, οι μηκοτομές μπορούν χαραχτούν με μία περιβάλουσα που δείχνει τις ελάχιστες και μέγιστες τιμές κατά τη διάρκεια μιας προσομοίωσης εκτεταμένου χρόνου. Γραφήματα πολλαπλών χρονοσειρών μπορούν να δημιουργηθούν για διάφορα στοιχεία του δικτύου, όπως παροχή σωλήνα, ταχύτητα, απώλεια ενέργειας, κομβική ζήτηση, πίεση, υδραυλική κλίση, ηλικία νερού, συστατική συγκέντρωση ποιότητας νερού, χαρακτηριστική λειτουργική καμπύλη αντλίας, στάθμη δεξαμενής, ολική και καθαρή ζήτηση συστήματος κλπ. Αποτελέσματα λύσεων από διάφορα σενάρια μπορούν να παρουσιαστούν στο ίδιο γράφημα, επιτρέποντας στο χρήστη να συγκρίνει γρήγορα τα αποτελέσματα της ανάλυσης. Επιπλέον, παρατηρημένα δεδομένα πεδίου μπορούν να συνδεθούν άμεσα με οποιοδήποτε γράφημα κάνοντας εύκολη τη βαθμονόμηση του ομοιώματος. Υποστήριξη AutoCAD Ενισχύστε την AutoCAD και Civil 3 D πλατφόρμα σας με την ανταλλαγή δεδομένων σχεδιασμού δικτύων διανομής νερού με το WaterNetworks. Αλλάξτε το μέγεθος ενός σωλήνα, το υψόμετρο πυθμένα ή το μήκος του σωλήνα μέσα στο WaterNetworks και στη συνέχεια περάστε την αλλαγή πίσω στο σχέδιο AutoCAD. Αυτό σας επιτρέπει να αυξήσετε κατά πολύ το επίπεδο της παραγωγικότητάς σας. Επιπλέον, τα υπάρχοντα AutoCAD και MicroStation σχέδια των δικτύων διανομής νερού μπορούν να μετατραπούν αυτόματα σε ένα λειτουργικό μοντέλο διανομής νερού. Διάμετροι σωλήνων, τραχύτητα σωλήνων, υψόμετρα κόμβων συμβολών και άλλα δεδομένα σχεδιασμού μπορούν να γεω-κωδικοποιηθούν από το αρχικό σχέδιο, μέσα στο πρότυπο. Προηγμένες Ικανότητες GIS Το WaterNetworks μπορεί να ανταλλάξει δεδομένα διανομής νερού με οποιαδήποτε βάση δεδομένων ArcGIS, επιτρέποντας στο WaterNetworks να αποτελεί μέρος της διαχείρισης της υποδομής και του συστήματος σχεδιασμού.

174 Αυτές οι ικανότητες μπορούν να βοηθήσουν τη διαδικασία λήψης αποφάσεων για την απογραφή των στοιχείων του δικτύου, τις απαιτήσεις αποκατάστασης και τον οικονομικό σχεδιασμό. Το WaterNetworks μπορεί να δημιουργήσει ευφυώς ένα σύνδεσμο με οποιαδήποτε δομή βάσης δεδομένων GIS, χρησιμοποιώντας χαρτογράφηση γνωρισμάτων και γεω-κωδικοποίηση. Για παράδειγμα, μια αντλία ή μια βαλβίδα μπορεί να παρουσιαστεί είτε σαν κόμβος, είτε σαν τόξο στην αρχική βάση δεδομένων GIS, ενώ συνεχίζει να είναι συνδεδεμένη με το WaterNetworks. Ισχυρή Δημιουργία Αναφορών Ολοκληρωμένες αναφορές δεδομένων εισαγωγής και ανάλυσης μπορούν να δημιουργηθούν αυτόματα, με τη χρήση των παρεχόμενων προτύπων αναφορών. Το WaterNetworks επιτρέπει πλήρη τροποποίηση των αναφορών εισαγωγής και εξαγωγής, με τη χρήση του ενσωματωμένου δημιουργού αναφορών. Αυτό το ισχυρό εργαλείο αναφοράς βάσεων δεδομένων και ερωτημάτων, το οποίο είναι ενσωματωμένο κατευθείαν μέσα WaterNetworks, προσφέρει μια αποδοτική προσέγγιση στη δημιουργία αναφορών. Αυτό επιτρέπει στο χρήστη απεριόριστη ευελιξία και λειτουργικότητα στη δημιουργία εξειδικευμένων, καθορισμένων από τον ιδιο αναφορών. Αυτές οι αναφορές μπορούν να τροποποιηθούν πλήρως, για να ικανοποιήσουν οποιοδήποτε συνδυασμό κριτηρίων μοντελοποίησης για οποιαδήποτε μεταβλητή και οποιαδήποτε χρονική περίοδο ή απλώς για την πρόσθεση του λογότυπου της εταιρίας κλπ. Επιπλέον, λόγω της μηχανής βάσεων δεδομένων ανοικτής αρχιτεκτονικής Microsoft Access του WaterNetworks, μπορεί να χρησιμοποιηθεί, σχεδόν, άλλο οποιοδήποτε εργαλείο αναφοράς για τη δημιουργία αναφορών από το WaterNetworks. Μηχανή Υπολογιστικής Ανάλυσης Η μηχανή υπολογιστικής ανάλυσης του WaterNetworks έχει εκτεταμένες ικανότητες προσωμοίωσης. Το πρόγραμμα υποστηρίζει οποιαδήποτε διάταξη δικτύου και πολλές κατηγορίες ζήτησης. Το WaterNetworks μπορεί να χειριστεί, πολύ αποδοτικά, μεγάλα δίκτυα και πολύπλοκα συστήματα με πολλαπλές πιεζομετρικές ζώνες για οποιαδήποτε υδραυλική κατάσταση. Το WaterNetworks είναι βασισμένο στο EPANET έκδοση 2.0, μοντέλο ποιότητας νερού και υπερβαίνει τα Πρότυπα για Καθαρό Νερό της ΕΡΑ. Χρησιμοποιεί την ακριβή Υβριδική Μέθοδο, η οποία είναι ισχυρή και υπολογιστικά αυστηρή μέθοδος ανάλυσης δικτύου. Οι υπολογισμοί απωλειών τριβής μπορούν να γίνουν με τη χρήση των εξισώσεων Hazen Williams, Darcy Weisbach ή Manning. Το WaterNetworks χρησιμοποιεί πολύπλοκες, βασισμένες σε κανόνες βαλβίδες ελέγχου, αντλίες και δεξαμενές (με βάση χρόνο, στάθμη νερού στις δεξαμενές και κομβικές πιέσεις), για να προσομοιώσει την ακριβή συμπεριφορά οποιουδήποτε συστήματος διανομής νερού. Το WaterNetworks θα ανιχνεύσει τη ροή και την ταχύτητα του νερού σε κάθε σωλήνα,

175 την πίεση και την κλίση φορτίου σε κάθε κόμβο, τη στάθμη του νερού σε κάθε δεξαμενή και την κίνηση και την τύχη των συστατικών ποιότητας νερού (όπως χλώριο, χλωραμίνη, τριαλομεθάνια, ολικά διαλυμένα στερεά, νιτρικά, σκληρότητα, φθόριο κλπ.) σε όλη την έκταση του δικτύου κατά τη διάρκεια μιας δυναμικής προσομοίωσης. Το WaterNetworks εξομοιώνει με ακρίβεια φαινόμενα, όπως αντιδράσεις πρώτης τάξης μέσα στον όγκο της ροής, στα τοιχώματα των σωλήνων και στις δεξαμενές αποθήκευσης. Ένας ενιαίος συντελεστής κίνησης μπορεί να εφαρμοστεί για ολόκληρο το δίκτυο ή μπορούν να εφαρμοστούν τιμές καθορισμένες από το χρήστη για επιλεγμένα στοιχεία. Μπορεί επίσης να πραγματοποιηθεί ανίχνευση ηλικίας νερού, χρόνου διαδρομής και πηγής συστατικών. Η μηχανή ανάλυσης επιτρέπει τη μοντελοποίηση «Τι εαν» σεναρίων, επιτρέποντας στο μηχανικό να καθορίσει πολλαπλές εναλλακτικές μοντελοποίησης στο ίδιο δίκτυο σωλήνων. Αυτές οι εναλλακτικές μπορούν να περιλαμβάνουν αλλαγές επιλεγμένες από το χρήστη στις ρυθμίσεις του δικτύου, συνθήκες φορτίου ζήτησης και αλλαγές στα φυσικά χαρακτηριστικά του συστήματος. Η μηχανή ανάλυσης του WaterNetworks s μπορεί να λειτουργεί διαδραστικά ή σε σύνθετη λειτουργία -τρέχοντας ταυτόχρονα αρκετά διαφορετικά σενάρια στο ίδιο δίκτυο. Οποιαδήποτε από τις δύο μεθόδους επιτρέπει γρήγορη και αποδοτική ανάλυση πολλαπλών εναλλακτικών προσομοίωσης. Προηγμένη Ανάλυση Ροής Πυρκαγιάς Το WaterNetworks μπορεί να πραγματοποιήσει αυτόματη ανάλυση ροής πυρκαγιάς, καθώς και χάραξη καμπυλών πίεσης-παροχής πυροσβεστικών κρουνών. Μπορούν να προσομοιωθούν είτε μία, είτε πολλαπλές ταυτόχρονες περιπτώσεις πυρκαγιάς. Αυτό επιτρέπει στο χρήστη να αξιολογήσει γρήγορα την επάρκεια του δικτύου διανομής νερού και να αναλύσει προτεινόμενες βελτιώσεις του συστήματος διανομής νερού, για να ικανοποιηθούν πυροσβεστικές απαιτήσεις. Μπορούν να εντιπιστούν αυτόματα οι κοντινοί κόμβοι κρίσιμης πίεσης ροής, στους οποίους η απαιτούμενη ελάχιστη πίεση δικτύου δεν διατηρείται. Επιπλέον, το σύνολο των πυροσβεστικών κρουνών ενός ολόκληρου δήμου μπορούν να μοντελοποιηθούν αυτόματα, ακόμα και αν οι κρουνοί δεν αποτελούν μέρος του μοντέλου δικτύου. Για να γίνει αυτό, το WaterNetworks θα συνδεθεί με μια βάση δεδομένων που περιέχει τις θέσεις των πυροσβεστικών κρουνών και στη συνέχεια θα πραγματοποιήσει αυτόματα μια ανάλυση ροής πυρκαγιάς σε κάθε κρουνό, αποθηκεύοντας συστηματικά τα αποτελέσματα της ανάλυσης ροής πυρκαγιάς πίσω στη βάση δεδομένων. Σκελετοποίηση Δικτύου Το WaterNetworks μπορεί να πραγματοποιήσει αυτόματη και/ή δια χειρός υποβοηθούμενη σκελετοποίηση ενός δικτύου διανομής νερού, επιτρέποντας στο

176 χρήστη να δημιουργήσει γρήγορα ένα απλοποιημένο μοντέλο για συγκεκριμένες συνθήκες λειτουργίας. Οι απαιτήσεις στις συμβολές του δικτύου προστίθενται αυτόματα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας σκελετοποίησης, εξασφαλίζοντας ότι το σκελετοποιημένο μοντέλο θα συνεχίσει να αποδίδει και να ανταποκρίνεται με παρόμοιο τρόπο όπως και το αρχικό μοντέλο δικτύου. Ανοικτή Αρχιτεκτονική Βάσεων Δεδομένων Το WaterNetworks χρησιμοποιεί μια εντελώς ανοιχτή αρχιτεκτονική βάσεων δεδομένων, που του επιτρέπει να είναι άμεσα συνδεδεμένο με μια εξωτερική χωρική βάση δεδομένων (όπως ArcGIS ή MapInfo ) ή μια εξωτερική συγκριτική βάση δεδομένων (όπως ένα Διακομιστή Oracle ή SQL ). Αυτό επιτρέπει στο WaterNetworks να αποτελεί μέρος ενός μεγαλύτερου συστήματος διαχείρισης υποδομής και σχεδιασμού. Επιπλέον, η δομή της βάσης δεδομένων του WaterNetworks s μπορεί να τροποποιηθεί ή να επεκταθεί. Για παράδειγμα, η βάση δεδομένων του WaterNetworks μπορεί να επεκταθεί, για να επιτρέψει σε δεδομένα συντήρησης του δικτύου σωλήνων και σχεδιασμού να συμπεριληφθούν άμεσα μέσα στα δεδομένα βάσης δικτύου. Αυτές οι ικανότητες μπορούν να βοηθήσουν πάρα πολύ στη διαδικασία λήψης αποφάσεων για την απογραφή των στοιχείων του δικτύου, τις απαιτήσεις συντήρησης και τον οικονομικό προγραμματισμό, επιτρέποντας στο χρήστη να ανακτήσει γρήγορα τις σχετικές πληροφορίες. Το WaterNetworks είναι 100% συμβατό με τις εκδόσεις EPANET 1.1 και 2.0 και τα υπάρχοντα ανταγωνιστικά μοντέλα διανομής νερού μπορούν να εισαχθούν, να ενημερωθούν και να αναλυθούν γρήγορα. Επιπλέον, το WaterNetworks μπορεί να εξάγει ένα ολοκληρωμένο μοντέλο σε ένα αρχείο δεδομένων συμβατό με EPANET. Επίσης, τα δεδομένα εισαγωγής και τα αποτελέσματα μπορούν να μεταφερθούν σε AutoCAD και MicroStation με ένα αρχείο DXF, επιτρέποντας στο σχέδιο του δικτύου και στα αποτελέσματα της ανάλυσης να εξαχθούν. Ισχυρή Διαχείριση Σεναρίων Το WaterNetworks προσφέρει μια, εύκολη στη χρήση, διαχείριση σεναρίων, τύπου γενεαλογικού δέντρου, επιτρέποντας τη γρήγορη εφαρμογή διαφορετικών «Τι εάν» σεναρίων στο βασικό μοντέλο διανομής νερού. Αυτό βοηθά το χρήστη να διατηρεί ένα μόνο πρότυπο του συστήματος διανομής νερού και στη συνέχεια να δημιουργεί, να εφαρμόζει και να αξιολογεί γρήγορα διαφορετικά σενάρια καθώς αυτά σχετίζονται με το μοντέλο. Τα σενάρια μπορούν να αποκοπούν, να αντιγραφούν και να επικολληθούν ανάμεσα σε διαφορετικά τμήματα του παραθύρου του γενεαλογικού δέντρου, επιτρέποντας στο χρήστη να συνδυάσει γρήγορα διαφορετικά σενάρια για ένα συγκεκριμένο πρότυπο λειτουργίας. Τα σενάρια είναι συσσωρευτικά καθώς εφαρμόζονται επιπρόσθετα σενάρια σε ένα τμήμα του παραθύρου του δέντρου, συμπεριλαμβάνονται οι αλλαγές στο βασικό

177 μοντέλο. Επιπλέον, προσφέρεται μια χαρακτηριστική λειτουργία ομαδικής ανάλυσης, επιτρέποντας στο χρήστη να επιλέξει ποιο/ποια σενάριο/σενάρια να αναλύσει και αφήνοντας μετά το λογισμικό να τρέξει τα διαφορετικά σενάρια αυτόματα. Η διαχείριση σεναρίων σας επιτρέπει, επίσης, να προσθέσετε και να διαγράψετε στοιχεία δικτύου, όπως σωλήνες, αντλιοστάσια, βαλβίδες, καθώς και να προσθέσετε και να διαγράψετε τμήματα του δικτύου για κάθε σενάριο. Αυτό επιτρέπει στον χρήστη να αναλύσει γενικά σχέδια έχοντας υπόψη μελλοντική ανάπτυξη και αλλαγές στη χρήση της γης. Η διαχείριση σεναρίων επιτρέπει αποδοτική εξέταση εναλλακτικών σεναρίων μοντελοποίησης, όπως: Αύξηση αγωγών κορμού και δικτύου Εναλλακτικές συνθήκες ζήτησης λόγω αύξησης πληθυσμών Εναλλακτικές οριακές συνθήκες σχεδιασμού Εναλλακτικοί λειτουργικοί κανόνες και κανόνες ελέγχου Εναλλακτικές συνθήκες ποιότητας νερού Κατασκευή νέων αγωγών για να ικανοποιηθεί καινούρια ανάπτυξη Μπορείτε να δημιουργήσετε έναν απεριόριστο αριθμό σεναρίων, που μοιράζονται δεδομένα με υπάρχουσες παραλλαγές και μετά να υποβάλετε ένα μεγάλο αριθμό σεναρίων για μαζικούς υπολογισμούς. Η διαχείριση σεναρίων δεν έχει όριο για το τι είδους αλλαγές μπορούν να γίνουν στις παραλλαγές, π.χ. μπορούν να γίνουν τοπολογικές αλλαγές (πρόσθεση και αφαίρεση στοιχείων) και δημιουργούνται αναφορές για αυτές τις αλλαγές. Αυτόματη Επεξεργασία Ζήτησης Δικτύου Το WaterNetworks επιτρέπει στο χρήστη να εκτιμήσει γρήγορα κομβικές ζητήσεις σε ολόκληρο το δίκτυο χρησιμοποιώντας την ικανότητα κατανεμημένων ζητήσεων του συστήματος. Επιπλέον, αρχεία GIS μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να γεωκωδικοποιήσουν κατανάλωση νερού καθώς και πολλαπλά πρότυπα ζητήσεων από αεροφωτογραφήσεις σχετικές με χρήσεις γης και πυκνότητας πληθυσμού. Πολλαπλές επικαλύψεις μπορούν να προστεθούν και στη συνέχεια να αποδοθούν στους κατάλληλους κόμβους συμβολών. Μια συνοπτική αναφορά όλων των ζητήσεων και των αντίστοιχων ημερήσιων καμπυλών και προτύπων φορτίου μπορεί να δημιουργηθεί, μαζί με στατιστικά στοιχεία ζήτησης. Ανάλυση Κατανάλωσης Ενέργειας Η χρήση ενέργειας και το κόστος για μια αντλία ή για ολόκληρο το δίκτυο μπορεί να καθοριστεί γρήγορα με το WaterNetworks. Ο χρήστης μπορεί να καθορίσει ή να εισάγει συγκεκριμένες, για την κάθε αντλία, καμπύλες αποδοτικότητας και προγραμματισμένες μεταβολές ηλεκτρικού φορτίου ή να επιλέξει από ένα σύνολο προεπιλεγμένων τιμών για αυτούς τους υπολογισμούς. Στη συνέχεια, το

178 WaterNetworks θα δημιουργήσει μια ολοκληρωμένη αναφορά που παρουσιάζει τη χρήση ενέργειας και το κόστος σε ωριαία ή ολική-ημερήσια βάση. Αυτό επιτρέπει στους χειριστές του δικτύου ευελιξία στην εξέταση διαφορετικών λειτουργικών διαδικασιών για μείωση των κοστών άντλησης και βελτίωση της αποδοτικότητας του συστήματος. 8. WATERPAC Το πακέτο WATERPAC περιλαμβάνει τα ακόλουθα προγράμματα λογισμικού που σχετίζονται με υδραυλικούς υπολογισμούς δικτύων παροχής νερού: - CROSS ( v. 8.2), υδραυλικός υπολογισμός δικτύων παροχής νερού - CROSSPLOT (V. 8.2), σχεδιασμός μηκοτομών - CROSSPLAN (v. 8.2), σχεδιασμός οριζοντιογραφίας δικτύου - WERTWASSER ( v. 8.0), οικονομική αξιολόγηση δικτύου παροχής νερού. Οι απαιτήσεις συστήματος που καταγράφονται είναι οι ελάχιστες. Υπολογιστής : Intel Pentium compatible Σκληρός δίσκος : 10 GB Μνήμη : 256 MB RAM Οθόνη : Color screen 1024x768 Λειτουργικό Σύστημα: Windows XP, SP 2 or later Λογισμικό : Internet Explorer 6, Microsoft word CROSS Περιγραφή Με το πρόγραμμα CROSS, μπορούν να υπολογιστούν τόσο κλειστά, όσο και ακτινωτά δίκτυα παροχής νερού. Το πρόγραμμα επεξεργάζεται τα ακόλουθα στοιχεία: κρουνός, βαλβίδα ελέγχου, συρταρωτή δικλίδα, εισρέουσες παροχές, θέσεις αποθήκευσης νερού, δεξαμενές πίεσης, υδατόπυργους και ρυθμιστές ροής. Η τροφοδοσία στο δίκτυο μπορεί να γίνει με φυγοκεντρικές αντλίες, εμβολοφόρες αντλίες, καθώς και με υπερυψωμένη δεξαμενή ή υδατόπυργο. Οι διαφορετικές πιεζομετρικές ζώνες εξετάζονται με ρυθμιστή πίεσης για αύξηση ή μείωση της πίεσης. Επιπλέον, είναι πιθανή 24ωρη προσομοίωση, η οποία προσφέρει ένα διάγραμμα διάταξης του συστήματος με προκαθορισμένες συντεταγμένες. Με το πρόγραμμα GraPS, το αποτέλεσμα των υπολογισμών μπορεί να αξιολογηθεί γραφικά για διάφορες συνθήκες.

179 Τα βασικά της σχεδίασης Η βάση του υπολογισμού είναι το φυλλάδιο GW 303 του DVGW «Υπολογισμός των δικτύων σωλήνων με ηλεκτρονικούς επεξεργαστές δεδομένων». Οι υδραυλικοί υπολογισμοί γίνονται σύμφωνα με τη μέθοδο Prandtl - Colebrook και την εξίσωση απωλειών του Darcy. Η επαναληπτική επίλύση των εξισώσεων των κόμβων και των βρόχων πραγματοποιείται στη διαδικασία «απωλειών ενέργειας» του Kirchhoff. Τα δεδομένα δικτύου αποτελούνται από Λίστα-Κόμβων, Λίστα-Σωλήνων, υπερυψωμένων δεξαμενών και Λίστα άντλησης και μεταβολής της πίεσης. Το δίκτυο μπορεί να διαιρεθεί σε διαφορετικά υπο-δίκτυα. Τα υπο-δίκτυα μπορούν να υπολογιστούν ανεξάρτητα ή σε συνδυασμό. Στη Λίστα-κόμβων πρέπει να υποδεικνύεται το υψόμετρο εδάφους και η παροχή κατανάλωσης. Στη Λίστασωλήνων είναι απαραίτητα ο αρχικός και τελικός κόμβος, η ονομαστική διάμετρος, η τιμή του συντελεστή τραχύτητας και το μήκος σωλήνα. Η διαδοχική σειρά εισαγωγής κόμβων και σωλήνων δεν έχει σημασία. Οι φυγοκεντρικές αντλίες καθορίζονται από τα χαρακτηριστικά των αντλιών. Μια αύξηση στην πίεση και/ή μείωση της πίεσης από ένα ρυθμιστή πίεσης καθορίζεται σαν η σχετική αλλαγή πίεσης σε m. Αντίθετα, μπορεί να δοθεί μια σταθερή πίεση σε m κατά τη διάρκεια ενός ελέγχου πίεσης. Μια υπερυψωμένη δεξαμενή καθορίζεται με την συνθήκη σταθερής στάθμης του νερού τροφοδοσίας σε ένα κόμβο. Αν το επιθυμείτε, μπορούν να καθοριστούν διαφορετικές περιπτώσεις (λειτουργικές συνθήκες). Ανεξάρτητα στοιχεία (π.χ. αντλίες) μπορούν να είναι ενεργά ή ανενεργά στην αντίστοιχη περίπτωση. Είναι πιθανές διαφορετικές παραλλαγές στον καθορισμό της παροχής νερού: παροχή Κόμβου, παροχή Σωλήνα ή συνδυασμός και των δύο. Επιπλέον σταθερές ποσότητες νερού, συμπεριλαμβανομένου νερού κατά τη διάρκεια πυρκαγιάς, μπορούν υπολογιστούν ξεχωριστά. Στη λίστα κόμβων, οι ποσότητες νερού για μια συγκεκριμένη περίπτωση μπορούν να μεταβληθούν από ένα γενικό συντελεστή πολλαπλασιασμού. Για την κατανάλωση στους κόμβους, η απόληψη νερού ( l / s ) τοποθετείται στη λίστα κόμβων σε κάθε θέση. Για παροχή εξ αποστάσεως, μια ζώνη παροχής (τιμή υδρομετρητή) μπορεί να αντιστοιχηθεί σε κάθε σωλήνα. Εκτός από τον συνήθη υπολογισμό, το πρόγραμμα CROSS κάνει επίσης δυνατή μια 24ωρη χρονική προσομοίωση. Προφίλ μεταβλητών φορτίων αντιστοιχούνται, επίσης, στα επί μέρους στοιχεία του δικτύου υπό τη μορφή καμπυλών υδρογραφημάτων (π.χ. συναρτήσει του χρόνου, μεταβλητή παροχή κόμβου, μεταβλητή αποδοτικότητα αντλίας, διακοπή λειτουργίας αντλιών, μεταβλητή στάθμη τροφοδοσίας νερού στην υψηλή δεξαμενή κλπ.). Το CROSS προσφέρει διαφορετικές παραλλαγές για την αξιολόγηση του συγκεκριμένου αποτελέσματος υπολογισμών της 24ωρης προσομοίωσης. Μετά τον ορισμό μιας πίεσης αναφοράς (χαμηλότερη επιτρεπτή λειτουργική πίεση στην περίπτωση πυρκαγιάς), καθώς και μια επιπρόσθετη παροχή υδροληψίας, τα οποία θέτονται διαδοχικά για κάθε κόμβο, μπορεί να πραγματοποιηθεί αυτόματα ένας υπολογισμός για περίπτωση πυρκαγιάς.

180 Δεδομένα εξόδου Μπορούν να αποθηκευτούν, όπως εσείς το επιθυμείτε, διαφορετικές συνθήκες λειτουργίας (περιπτώσεις φορτίων). Η έξοδος πραγματοποιείται σε σχέση με το περιεχόμενο και τη μορφή σε ελεύθερα καθορισμένες λίστες. Χρησιμοποιούνται οι ακόλουθες λίστες : Λίστα κόμβων Λίστα σωλήνων Λίστα υπερυψωμένων δεξαμενών Λίστα αντλιών Λίστα ρυθμιστών πίεσης Λίστα βιβλιοθηκών με στοιχεία σωλήνων Λίστα στατιστικών στοιχείων Περιορισμοί εφαρμογής Σε ένα έργο μπορείτε να καθορίσετε όσες περιπτώσεις θέλετε. Το δίκτυο παροχής μπορεί να διαιρεθεί σε όσα υπο-δίκτυα θέλετε (π.χ. διαφορετικές πιεζομετρικές ζώνες). Μεγ. 10,000 Κόμβοι Μεγ. 60 περιοχές παροχής Μεγ. 30 τύποι στοιχείων δικτύου (π.χ. Υπερυψωμένη δεξαμενή, Αντλία κλπ.) Διαγράμματα διεπαφής Τα δεδομένα αποθηκεύονται σε μορφή αρχείων Βάσης Δεδομένων. Είναι διαθέσιμες διαφορετικές λειτουργίες για εισαγωγή και εξαγωγή: ASCII διαβάζει δεδομένα από αρχείο ASCII. Η μορφή μπορεί να διαφέρει και μπορεί να καθοριστεί από την κάθε αρχική θέση και τον αριθμό των χαρακτήρων στην καθορισμένη αξία που θα εισαχθούν Excel Δεδομένα στη μορφή Excel μπορούν να εισαχθούν και να εξαχθούν από το τρέχον έργο. RTF, WMF, HTML Κάθε απορρέουσα λίστα μπορεί να εξαχθεί με την προεπισκόπηση σε μορφή RTF, HTML ή WMF. Query Generator Γίνονται δυνατές αυθαίρετες αξιολογήσεις για τη βάση δεδομένων του έργου με τη βοήθεια του Query generator Ανταλλαγή δεδομένων

181 Τα δεδομένα στο CROSS είναι διαθέσιμα στα ακόλουθα προγράμματα για περεταίρω επεξεργασία: GraPS Σύστημα Γραφικής Σχεδίασης για δίκτυα υπονόμων και ύδρευσης. CROSSPLOT σχεδιασμός μηκοτομών αγωγών CROSSPLAN Σχεδίαση οριζοντιογραφιών του δικτύου WERTWASSER Οικονομική αξιολόγηση δικτύων παροχής νερού CROSSPLAN Περιγραφή Με το CROSSPLAN, τα υπολογισμένα σχέδια δικτύου και τα σχεδιαγράμματα ετοιμάζονται για τα δίκτυα παροχής νερού. Το CROSSPLAN χρησιμοποιεί τα δεδομένα που υπολογίστηκαν από το πρόγραμμα CROSS. Στο υπολογισμένο σχέδιο δικτύου οι κόμβοι παρουσιάζονται συμβολικά σαν κύκλοι και οι σωληνώσεις σαν τόξα και είναι σημαδεμένα με το αποτέλεσμα του υπολογισμού. Το πάχος των γραμμών σύνδεσης μεταξύ των κόμβων είναι ανάλογο της παροχής. Τα διαμήκη τμήματα είναι σχεδιασμένα σύμφωνα με το DIN 2425 Part -1 και το REWas. Τα αποτελέσματα της προσομοίωσης μπορούν να αξιολογηθούν και να παρουσιαστούν με διαφορετικά χρώματα για τα υπο-δίκτυα. Γενικά Πριν σχεδιάσετε την οριζοντιογραφία του δικτύου χρησιμοποιώντας το CROSSPLAN, πρέπει να εισαχθούν οι συντεταγμένες για κάθε κόμβο σε μια λίστα κόμβων. Οι συντεταγμένες Gauss Krueger μπορούν να εισαχθούν είτε δια χειρός, είτε να μεταφερθούν στο CROSS από μια διεπαφή ASCII ή να παρέχονται από το πρόγραμμα GraPS. Οι κόμβοι του δικτύου αντιπροσωπεύονται από κύκλους, στους οποίους σημειώνεται ένας αριθμός κόμβου, λειτουργικής πίεσης και ποσότητας εξαγωγής νερού. Η περιγραφή της σωλήνωσης αποτελείται από τα ακόλουθα: αριθμός, διάμετρος και μήκος σωλήνα, παροχή νερού και ταχύτητα ροής. Το πάχος της γραμμής του σωλήνα (συνδετική γραμμή μεταξύ κόμβων) είναι ανάλογο της παροχής του νερού. Με αυτό τον τρόπο, είναι εύκολο να ξέρετε πως διανέμεται το νερό στο δίκτυο. Υπολογισμένα σχέδια δικτύου και σχεδιαγράμματα μπορούν να παρασχεθούν για ολόκληρο το δίκτυο, για ένα υπο-δίκτυο ή για έναν μεμονωμένο σωλήνα. Μέσω συντελεστών σχεδίασης, είναι πιθανόν να αλλάξετε το μέγεθος των κύκλων που αντιπροσωπεύουν τους κόμβους και/ή ανεξάρτητα το μέγεθος των τόξων των σωλήνων. Η υπογραφή της εταιρίας ( Stamp files ) μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μορφή DWG ή DXF. Στο CROSS οι μεμονωμένοι σωλήνες μπορούν να καθοριστούν ξεχωριστά από ένα ευρετήριο σχεδιασμού, υπάρχον ή τροποποιημένο. Στο CROSSPLAN, αυτοί οι σωλήνες μπορούν να διαφοροποιηθούν στο σχεδιάγραμμα βάσει χρώματος, τύπου γραμμής και πάχους γραμμής. Όλα τα

182 σύμβολα και οι τύποι γραμμών που χρησιμοποιούνται, περιγράφονται αυτόματα σε λεζάντες. Αυτή η λεζάντα μπορεί να σχεδιαστεί εναλλακτικά. Εξαγωγή δεδομένων Το τελικό σχέδιο μπορεί να σταλεί κατευθείαν στο σχεδιογράφο ή σαν Plotfile. Όσον αφορά το πρόγραμμα CADEX, το προφίλ υποδεικνύεται στην οθόνη στην προεπισκόπηση ή παρέχεται απευθείας AutoCAD ( AutoCAD 2000 ή μεταγενέστερες εκδόσεις). Το CADEX κάνει επίσης δυνατή τη μετατροπή του σχεδίου σε μορφή DXF. Περιορισμοί εφαρμογής Η απόδοση του CROSS μπορεί να είναι το μέγιστο 10,000 επεξεργασμένοι κόμβοι. Ανταλλαγή δεδομένων Για το σχέδιο, το CROSSPLAN χρησιμοποιεί δεδομένα από τα προγράμματα CROSS ή GraPS. CROSSPLOT Περιγραφή Το πρόγραμμα CROSSPLOT παρέχει μηκοτομές αγωγών. Ενώ σχεδιάζει, το CROSSPLOT χρησιμοποιεί τα δεδομένα από το πρόγραμμα CROSS. Η σωλήνωση, η μηκοτομή του εδάφους, καθώς και οι πιεζομετρικές γραμμές για μέχρι και τρεις συνθήκες λειτουργίας, παρουσιάζονται στην μηκοτομή. Τα αποτελέσματα για τη σειρά προσομοίωσης των 24 ωρών μπορούν να αξιολογηθούν. Γενικά Η μεταβολή της κλίσης της μηκοτομής ορίζεται σε έναν πίνακα. Οι κόμβοι εμφανίζονται διαδοχικά στην μηκοτομή. Περαιτέρω δεδομένα που αφορούν ενδιάμεσα σημεία και σύμβολα περιλαμβάνονται επίσης σε αυτή τη λίστα. Για απόκτηση δεδομένων από πίνακες υπάρχει η πιθανότητα γραφικής επεξεργασίας της μηκοτομής στην οριζοντιογραφία στο CROSSPLOT ή στο πρόγραμμα GraPS. Όταν απαιτείται, το CROSSPLOT μπορεί να σχεδιάσει την υδροστατική στάθμη του νερού, τη λεζάντα και ένα ελεύθερα καθορισμένο λογότυπο της εταιρίας. Σημειώνονται οι υδροστατικές γραμμές πίεσης, η παροχή του νερού, η ταχύτητα ροής, οι απώλειες ενέργειας, η κλίση της γραμμής ενέργειας και η στάθμη πίεσης. Σωλήνες που σχεδιάζεται να τοποθετηθούν και υπάρχοντες σωλήνες μπορούν να παρουσιαστούν διαφορετικά.

183 Το CROSSPLOT χρησιμοποιεί διαφορετικά σύμβολα (σύμφωνα με το DIN 2425, RH ) για το σχεδιασμό των μηκοτομών. Τα ακόλουθα σύμβολα είναι διαθέσιμα : Σημείο γωνίας Συρταρωτή δικλίδα Αεραγωγός Υπόγειος κρουνός επί του σωλήνα Υπόγειος κρουνός παρά τον σωλήνα Επιφανειακός κρουνός επί του σωλήνα Επιφανειακός κρουνός παρά τον σωλήνα με συρταρωτή δικλίδα διακοπής Κρουνός με στέλεχος Κρουνός κήπου Κατακόρυφος εκκενωτής Πλευρικός εκκενωτής Στάθμη υπόγειου νερού Ενδιάμεσα σημεία Εισαγωγή κειμένου με αυθαίρετη ρύθμιση Διασταύρωση γραμμών με δεδομένα κειμένου Οι γραμματοσειρές των κειμένωνμπορούν να καθοριστούν κατά την επιθυμία σας, όσον αφορά τη μορφή και το περιεχόμενό τους. Οι συγκεκριμένοι τύποι μπορούν να σχεδιαστούν ή να εισαχθούν σε μορφή DWG ή DXF. Το CROSSPLOT εναλλακτικά σχεδιάζει μια λεζάντα. Όλα τα σύμβολα και οι τύποι γραμμών που χρησιμοποιούνται στο προφίλ περιγράφονται στη λεζάντα. Δεδομένα εξόδου Το τελικό σχέδιο μπορεί να σταλεί κατευθείαν στο σχεδιογράφο ή να αποθηκευθεί σαν Plotfile. Σε συνεργασία με το πρόγραμμα CADEX, η μηκοτομή εμφανίζεται στην οθόνη σε προεπισκόπηση ή μπορεί να σχεδιαστεί απευθείας στο AutoCAD ( AutoCAD 2000 ή μεταγενέστερες εκδόσεις). Το CADEX κάνει επίσης δυνατή τη μετατροπή του σχεδίου σε μορφή DXF. Περιορισμοί εφαρμογής Σύμφωνα με το CROSS, ο μεγαλύτερος δυνατός αριθμός κόμβων είναι 10,000. Ανταλλαγή δεδομένων Για το σχέδιο, το CROSSPLOT χρησιμοποιεί δεδομένα από τα προγράμματα CROSS ή GraPS. Τα ενδιάμεσα σημεία, ανάμεσα σε άλλα, μπορούν να εισαχθούν από αρχεία ASCII ή να παραπεμφθούν σε υπάρχοντα DGM του GraPS.

184 WERTWASSER Περιγραφή Το πρόγραμμα WERTWASSER χρησιμοποιείται για την εκτέλεση ποσοτικών εκτιμήσεων και εκτιμήσεων κόστους, καθώς και για την αξιολόγηση της περιουσίας του δικτύου παροχής νερού. Το WERTWASSER παίρνει τα δεδομένα από τα προγράμματα CROSS και/ή GraPS. Γενικά Με το πρόγραμμα, μπορούν να εισαχθούν ξανά νέα δεδομένα ή τα υπάρχοντα δεδομένα του προγράμματος CROSS χρησιμοποιούνται για περαιτέρω επεξεργασία. Η παραγόμενη εκτίμηση αποθηκεύεται άμεσα όταν υπάρχουν έγγραφα λογαριασμού. Για παλαιότερους σωλήνες, για τους οποίους δε συμπεριλαμβάνονται τα βιομηχανικά κόστη, πραγματοποιούνται μετρήσεις και ένας υπολογισμός κόστους. Επιπλέον, παρέχονται πίνακες για κόστη κατασκευής, εκσκαφής σωληνώσεων, συρταρωτών δικλίδων, κρουνών, αποκατάστασης δρόμων, επένδυσης σωλήνων, σύνδεσης καταναλωτών καθώς και ευρετήριο κόστους κατασκευών. Οι πίνακες τιμών μπορούν να υπολογιστούν σε σχέση με το συγκεκριμένο έργο ή σφαιρικά. Το WERTWASSER οδηγεί σε ποσοτική εκτίμηση. Καθορίζονται, επίσης, επιφάνειες αποκατάστασης δρόμων, επιφάνειες επένδυσης και ποσότητες εκσκαφής εδάφους. Με βάση τους πίνακες τιμών, υπολογίζεται η τιμή παραγωγής για δρόμους, αντιστήριξη, εκσκαφή και τα κόστη για σύνδεση καταναλωτών και ρυθμιστικά, κρουνούς και βαλβίδες. Ο υπολογισμός του κόστους μπορεί να γίνει για υπάρχοντες σωλήνες ή σωλήνες που σχεδιάζεται να τοποθετηθούν. Το επιπλέον κόστος μελέτης λαμβάνεται επίσης υπόψη. Η απόσβεση καθορίζεται γραμμικά, είτε με την τιμή αγοράς, είτε με την τιμή αντικατάστασης. Εξαγωγή δεδομένων Δίπλα από λεπτομερείς λίστες υπολογισμού (σωλήνα ανά σωλήνα), μπορείτε να υπολογίσετε δρόμους και/ή ταξινομημένες λίστες έτους κατασκευής. Πρόγραμμα απόσβεσης: Μπορείτε να καθορίσετε απόσβεση για μεμονωμένους σωλήνες εισάγοντας επιπλέον ρυθμούς απόσβεσης, συμπεριλαμβανομένης της περιόδου έναρξης. Σε αυτή την περίπτωση μπορεί να δημιουργηθεί ένας κατάλογος με το πλήρες σχέδιο απόσβεσης. Έλεγχος περιουσιακών στοιχείων:

185 Όταν το επιθυμείτε, το πρόγραμμα παρέχει ένα έλεγχο περιουσιακών στοιχείων, ο οποίος δίνει λεπτομέρειες για το ποιοι σωλήνες πρέπει να παραμείνουν και ποιοι να αφαιρεθούν. Περίληψη: Η σύνταξη παρέχει έναν κατάλογο, στον οποίο συνοψίζονται εναλλακτικά τα αποτελέσματα των υπολογισμών και είναι διατεταγμένα πάνω σε όλους τους σωλήνες με την ίδια περιγραφή δρόμου ή το ίδιο έτος κατασκευής. Μετά το έτος κατασκευής, μπορεί να γίνει μια επιπρόσθετη διάταξη, στην οποία λαμβάνονται υπόψη οι ρυθμοί απόσβεσης. Περιορισμοί εφαρμογής Σε ένα έργο μπορούν να αποθηκευτούν μόνο 10,000 σωλήνες. Ανταλλαγή δεδομένων Δεδομένα μπορούν να ληφθούν από υδραυλικούς υπολογισμούς, για τους οποίους χρησιμοποιείται το πρόγραμμα CROSS. GraPS Γενικά Με το σύστημα γραφικού σχεδιασμού GraPS μπορείτε να εργαστείτε διαδραστικά, τόσο σε δίκτυα αποχετεύσεων, όσο και σε δίκτυα παροχής νερού. Εδώ, ο σχεδιασμός και η απογραφή γίνονται στις οριζοντιογραφίες ή στις μηκοτομές. Με το GraPS, μπορούν να συλλεχθούν όλα τα απαραίτητα δεδομένα για υδραυλικό υπολογισμό. Ο υδραυλικός υπολογισμός του δικτύου παροχής νερού είναι εφικτό να πραγματοποιηθεί γραφικά. Είναι διαθέσιμες πολλές λειτουργίες για οπτικοποίηση των υπολογισμένων αποτελεσμάτων. Μια προϋπόθεση για τη χρήση του GraPS είναι ότι είναι απαραίτητη η πλήρης έκδοση του AutoCAD R 2004 ή μεταγενέστερη έκδοση (συνιστάται: R 2008) ή AutoCAD MAP R 3 ή μεταγενέστερο. Το GraPS αποθηκεύει τη βάση δεδομένων του σε LISY, ένα αρχείο MS ACCESS. Το GraPS μπορεί να χρησιμοποιήσει ένα TIN / QRN (= Τριγωνικό/Τετραγωνικό Μη Κανονικό Δίκτυο) που δημιουργείται από ένα Ψηφιακό Εδαφικό Μοντέλο, για να καθοριστεί το υψόμετρο εδάφους των φρεατίων κλπ. Το GraPS επεκτείνει το Μενού του AutoCAD με την προσθήκη του Μενού του GraPS. Όλα τα υπάρχοντα Μενού παραμένουν αμετάβλητα, έτσι μαζί με το GraPS, τα Μενού άλλων υπαρχόντων εφαρμογών παραμένουν, επίσης, όπως συνήθως. Αντικείμενα που παράχθηκαν από το GraPS μπορούν να δημιουργηθούν και/ή

186 διαγραφούν με το Μενού περιεχομένων του AutoCAD (Δεξί κλικ). Με την πολλαπλή επιλογή στο AutoCAD, τα επιλεγμένα αντικείμενα μπορούν να τροποποιηθούν με το GraPS. Έτσι, τα δεδομένα μπορούν να μεταβληθούν σφαιρικά π.χ. αρκετές γραμμές αποχέτευσης, φρεάτια, σωληνώσεις κλπ. Για κάθε δραστηριότητα (συμπεριλαμβανομένης τροποποίησης συμβολής/κόμβου, σωλήνωσης, τεμαχίων καθώς και φρεατίων, αγωγών και ιδιοτικών συνδέσεων κλπ.), τροποποίηση περιεχομένου, μορφοποίηση, χρώμα κλπ., μαζί με τις βασικές τροποποιήσεις, μπορούν να γίνουν με τη χρήση του GraPS. Το δίκτυο παροχής νερού αποτελείται από τα αντικείμενα «Τμηματικά σημεία» και «Τμήματα», όπου ένα τμηματικό σημείο, το οποίο ονομάζεται και κόμβος, είναι απαραίτητο για τον υδραυλικό υπολογισμό. Ένα ή περισσότερα τμήματα συνδέονται για να δημιουργηθεί μια σωλήνωση, η οποία είναι επίσης απαραίτητη για τον υδραυλικό υπολογισμό. Επιπλέον, το GraPS παρέχει τη δυνατότητα τροποποίησης θαλάμων επιθεώρησης, θαλάμων παροχής νερού, ιδιωτικών συνδέσεων και υδρόμετρων. Τα τμήματα μπορούν να προσδιοριστούν με τους ακόλουθους τρόπους: γεωμετρικά, δομικά, οικονομικά, με βάση την κατάσταση, με βάση τον τύπο. Τα τμηματικά σημεία μπορούν να προσδιοριστούν γεωμετρικά, με βάση την κατάσταση και με βάση τη βαλβίδα (σύμφωνα με τα εξαρτήματα). Αν ένα τμηματικό σημείο καθοριστεί σαν κόμβος, πρέπει να υποδεικνύονται τι είδους εξαρτήματα συνδέονται με αυτό. Το GraPS προσφέρει τη δυνατότητα να καθοριστούν τα ακόλουθα στοιχεία: πυροσβεστικός κρουνός, δικλίδα, βαλβίδα αντεπιστροφής, πηγή τροφοδοσίας, Υδατόπυργος, Αυτόματος Ελεγκτής Ροής, φυγοκεντρική αντλία, εμβολοφόρος αντλία, Υπερυψωμένη αντλία, Βαλβίδα ελέγχου πίεσης, Βαλβίδες αύξησης και μείωσης της πίεσης. Η βάση δεδομένων LISY περιέχει έναν πίνακα συντεταγμένων, ο οποίος μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν σημείο αναφοράς για τις τιμές κατά την κατασκευή. Τα δεδομένα μπορούν να διαβάζονται κατευθείαν μέσα στο πλαίσιο του GraPS με μια διεπαφή GIF 10 και/ή από ένα αρχείο ASCII με αυθαίρετη δομή. Αν δεν υπάρχουν δεδομένα TIN και υπάρχουν ελλείποντα σημεία ερευνών, τότε πραγματοποιείται αυτόματη παρεμβολή των υψομέτρων μέσα στο GraPS. Σύμβολα για τα στοιχεία, τους κόμβους και τα εξαρτήματα είναι διαθέσιμα στο AutoCAD σαν μπλοκ που μπορούν να εισαχθούν σε οποιαδήποτε περίπτωση μέσα στο πρόγραμμα. Ο χρήστης μπορεί, επίσης, να δημιουργήσει τα δικά του/της σύμβολα. Μπορεί να διαφοροποιηθεί η παρουσίαση του σχεδιαγράμματος, μεταξύ της τυπικής παρουσίασης και ενός διαμορφωμένου μέρους σχεδίου. Τα σύμβολα του διαγράμματος για τα διάφορα εξαρτήματα μπορούν, επίσης, να δημιουργηθούν κατευθείαν από το χρήστη. Στο GraPS,μπορεί να δημιουργηθεί και να τύχει επεξεργασίας η μηκοτομή. Σχεδιάζονται όλες οι γραμμές που διασταυρώνονται (Νερό, Λύματα, Διήθηση και Συνδετική γραμμή). Η περιοχή επεξεργασίας, αν είναι διαθέσιμη, καθορίζεται από το ψηφιακό εδαφικό μοντέλο. Αν το δίκτυο παροχής, το οποίο μπορεί να σχεδιαστεί, είναι υδραυλικά υπολογισμένο, σχεδιάζεται πάνω στη μηκοτομή και η γραμμή πίεσης (κυανό χρώμα

187 στο προφίλ του στιγμιότυπου οθόνης 24). Για να εκτιμηθούν οι συνθήκες πίεσης, οι γραμμές της ελάχιστης πίεσης (κόκκινη γραμμή) και της μέγιστης πίεσης (πράσινη γραμμή) παρουσιάζονται στην οθόνη. Η μηκοτομή μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν λίστα για το πρόγραμμα CROSSPLOT. Αν υπάρχουν γραμμές που διασταυρώνονται, θεωρούνται αυτόματα σημεία διάσπασης της περιοχής από το ψηφιακό εδαφικό μοντέλο. Σαν βασική ρύθμιση, το εργαλείο επεξήγησης μπορεί να ρυθμιστεί για να παρουσιάζει τις πληροφορίες όταν ο δρομέας βρίσκεται πάνω από ένα αντικείμενο. Αυτό ισχύει για τα αντικείμενα του Δικτύου Παροχής Νερού και Ομβρίων. Το GraPS προσφέρει τη δυνατότητα καθορισμού του θέματος. Το δίκτυο παροχής νερού παρουσιάζεται με διαφορετικά χρώματα ανάλογα με την περίπτωση (Σωληνώσεις και/ή συνδέσεις, απώλειες τριβής, λειτουργικές πιέσεις ή πιέσεις ροής). Εκτός από αυτά, μπορούν να παρουσιαστούν η ποσότητα εξαγωγής και βέλος κατεύθυνσης της ροής. Για κάθε ζώνη παροχής και κάθε σωλήνωση από τη βιβλιοθήκη σωλήνων μπορεί να αντιστοιχηθεί ένα χρώμα και να οπτικοποιηθεί πάνω στο σχέδιο. Αναπαραστάσεις που εξαρτώνται από την εκάστοτε περίπτωση πραγματοποιούνται σε διαφορετικά επίπεδα, έτσι που αρκετές περιπτώσεις να μπορούν να παρουσιαστούν σαν θεματικά σχέδια μέσα στο σχεδιασμό. Εξαγωγή δεδομένων Εκτός από τις αρχικές λειτουργίες AutoCAD και/ή AutoCAD Map, είναι προσβάσιμες οι λειτουργίες του GraPS. Για παράδειγμα, το τμήμα σχεδιασμού μπορεί να εκτυπωθεί σε έναν εκτυπωτή ή ένα σχεδιογράφο. Περιορισμοί εφαρμογής Για ένα έργο, μπορείτε να εργαστείτε πάνω σε όσες σωληνώσεις αποχέτευσης (σύστημα αποχέτευσης)/ Κόμβους (Σύστημα Παροχής Νερού) θέλετε. Ο αριθμός των αγωγών/τμημάτων, όμως που μπορεί να υπολογιστεί σε μια εκτέλεση υπολογισμών δε μπορεί να ξεπερνά τις 10,000. CADEX Το πρόγραμμα είναι μια διεπαφή των προγραμμάτων σχεδίασης Rehm για τα προγράμματα CAD, τα οποία μπορούν να έχουν μια διεπαφή DXF και να αναγνωρίζουν τη μορφή σε π.χ. AutoCAD. Αρχίζοντας από την έκδοση AutoCAD Release 2002, τα προγράμματα Rehm, όπως το CADEX, μπορούν να δημιουργήσουν τα σχέδια κατευθείαν μέσα στο AutoCAD. Επιπλέον, το CADEX περιλαμβάνει μια νέα προεπισκόπηση σχεδίασης (δεν είναι απαραίτητο το CAD ) και ένα σύστημα αρχειοθέτησης. Αν ενεργοποιηθεί η προεπισκόπηση, εμφανίζεται πρώτα το ακριβές μέγεθος σχεδίασης. Το μέγεθος και η μορφή χαρτιού, που είναι ήδη γνωστά, εισάγονται στο

188 σχεδιογράφο. Στην προεπισκόπηση στην οθόνη, παράλειψη των παραμέτρων εισαγωγής ή εισηγήσεις για βελτιώσεις μπορούν να αναγνωριστούν και τα δεδομένα να διορθωθούν αναλόγως. Έτσι, αποφεύγονται περιττά έξοδα στο σχεδιογράφο. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό σε ένα περιβάλλον δικτύου, στο οποίο ο σχεδιογράφος χρησιμοποιείται ταυτόχρονο από πολλούς συνεργάτες. Ο χρήστης πρέπει να εκτυπώσει μόνο το τελικό σχέδιο, όταν είναι ευχαριστημένος από το αποτέλεσμα. Χρησιμοποιώντας το ποντίκι, μπορεί να σχεδιαστεί ένα παράθυρο, όπου φαίνεται με λεπτομέρεια οτιδήποτε υπάρχει μέσα σε αυτό. έτσι, οι λεπτομέρειες ενός σχεδίου μπορούν να εξεταστούν με ακρίβεια. Λόγω της δυνατότητας εκτύπωσης σε έντυπη μορφή στον εκτυπωτή, ο χρήστης μπορεί να αναθεωρήσει τα λεπτομερή σχέδια. Μια άλλη επιλογή χρήσης του σχεδιογράφου είναι επίσης διαθέσιμη. Για αυτήν, το μέγεθος του παραθύρου πρέπει να υποδειχτεί από το ποντίκι και αυτό το τμήμα στέλνεται στον προκαθορισμένο σχεδιογράφο. Πριν την εκτύπωση, μπορεί να εισαχθεί ένας συντελεστής κλίμακας, με τον οποίο μπορεί να τροποποιηθεί το μέγεθος του σχεδίου. Με το σύστημα αρχειοθέτησης, είναι δυνατό να αποθηκευτούν οι ρυθμίσεις για την εκτύπωση. Έτσι, το σχέδιο μπορεί να εμφανιστεί ξανά οποιαδήποτε στιγμή στην οθόνη ή να σταλεί σε ένα σχεδιογράφο. Η ρύθμιση του σχεδιογράφου δεν είναι απαραίτητο να επαναπροσδιοριστεί ξανά και ξανά. Αν χρησιμοποιείται το πρόγραμμα οδήγησης DXF, τα εξαγόμενα δεδομένα DXF μπορούν να εισαχθούν στο πρόγραμμα CAD για τη σχεδίαση. Εδώ τα σχέδια μπορούν να τροποποιηθούν ή να επεκταθούν όπως επιθυμείτε.

189 4.0 Αξιολόγηση απόδοσης συστήματος Περιγραφή Ενότητας Τίτλος Τομέας Κύριοι παραλήπτες ΕΝΟΤΗΤΑ 4 ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Προληπτική Συντήρηση για Εταιρείες Υδάτων Οι τελικοί χρήστες της ενότητας είναι μηχανικοί και προσωπικό συντήρησης υπεύθυνο για τη συντήρηση δικτύων εταιρειών υδάτων. Αυτή η ενότητα απευθύνεται σε ένα μεγάλο εύρος επαγγελματιών οι οποίοι είναι υπεύθυνοι για τη συντήρηση των δικτύων των εταιριών υδάτων και είναι δημιουργημένη για τις ενδιαφερόμενες ομάδες. Περιγραφή ενότητας και γενικοί στόχοι Χρόνος μάθησης και Διάρκεια Αυτή η ενότητα επιτρέπει στους συμμετέχοντες να μάθουν όλες τις πτυχές της αξιολόγησης των Απωλειών Νερού ή του Μη-Τιμολογημένου Νερού ( NRW ) και να καθιερώσουν τα διεθνή πρότυπα ισοζυγίου νερού, συμπεριλαμβανομένης της γνώσης των δεικτών απόδοσης. Οι συμμετέχοντες αναγνωρίζουν τη σημασία της γήρανσης των σωλήνων και μαθαίνουν για τις συνέπειες της γήρανσης. Αυτή η ενότητα παρουσιάζει αρκετά μέσα για βελτίωση της αντίληψης του κοινού για την ποιότητα των υπηρεσιών. Οι φυσικοί κίνδυνοι μπορούν να προκαλέσουν σημαντικές ζημιές στα συστήματα σωληνώσεων και να διακόψουν την παροχή υπηρεσιών στους συνδρομητές. Η διάρκεια της διακοπής εξαρτάται από το μέγεθος και την έκταση του κινδύνου. Μετά την ολοκλήρωση της ενότητας, οι συμμετέχοντες θα αναγνωρίζουν πλήρως τους διάφορους φυσικούς κινδύνους και τις συνέπειές τους για τις σωληνώσεις. Χρόνος μάθησης και μέγιστη διάρκεια εκπαίδευσης σχετικά με την ενότητα: 1 2 ώρες αναμενόμενου χρόνου αυτοεκπαίδευσης Απαραίτητα εργαλεία για πραγματοποίηση της ενότητας Ηλεκτρονικός υπολογιστής με σύνδεση στο Διαδίκτυο (IT, εξοπλισμός κλπ. ) Μαθησιακοί στόχοι Όταν κάποιος/α ολοκληρώσει την ενότητα θα είναι σε θέση να: ΜΣ-1: Γνωρίζει πώς να αξιολογήσει των όγκο των απωλειών

190 νερού και να δημιουργεί ένα ισοζύγιο νερού με βάση τα πρότυπα IWA ΜΣ-2: Εκτιμήσει, να αξιολογήσει το επίπεδο των απωλειών νερού και να δημιουργήσει ένα ισοζύγιο νερού για τον ίδιο τον οργανισμό. Μπορεί να υπολογίσει τις διαρροές μέσω της χρήσης νυχτερινών ροών. ΜΣ-3: Κατανοήσει τις διαφορές μεταξύ διαφορετικών Δεικτών Απόδοσης, ξέρει πώς να υπολογίζει και να εφαρμόζει τον κατάλληλο Δείκτη Απόδοσης στον οργανισμό. ΜΣ-4: Κατανοήσει τη γήρανση των σωληνώσεων και τους παράγοντες που επηρεάζουν τη γήρανση σωλήνων διαφορετικών τύπων. ΜΣ-5: Γνωρίζει διαφορετικές προσεγγίσεις για βελτίωση της αντίληψη του κοινού για την ποιότητα των υπηρεσιών. ΜΣ-6: κατανοήσει τους τύπους βλαβών στις σωληνώσεις που προκαλούνται από φυσικούς κινδύνους. Παιδαγωγικές μέθοδοι που χρησιμοποιούνται (ατομική μελέτη, ομαδική δουλειά, μάθηση εξ αποστάσεως κλπ.) Τύποι δραστηριοτήτων που θεωρούνται χρήσιμοι για εκπαίδευση σε αυτή την ενότητα: Συναντήσεις πρόσωπο με πρόσωπο Ατομική μελέτη Διαδικτυακές δραστηριότητες 4.1 Μη Τιμολογημένο νερό και τύποι Απωλειών Η Απώλεια Νερού (Water Loss) ή Μη Τιμολογημένο Νερό (Non-Revenue Water - NRW) αντιπροσωπεύει αναποτελεσματικές διαδικασίες παράδοσης και μέτρησης του νερού στα δίκτυα μεταφοράς και διανομής και σε μερικά δίκτυα ύδρευσης και μπορεί να αποτελεί ένα αρκετά μεγάλο ποσοστό της συνολικής παραγωγής νερού. Οι Απώλειες Νερού για ένα ολόκληρο δίκτυο ή για ένα τμήμα ενός δικτύου υπολογίζονται ως η διαφορά του Όγκου Εισόδου στο Σύστημα μείον την Εξουσιοδοτημένη Κατανάλωση. Οι Απώλειες Νερού αποτελούνται από τις Πραγματικές και τις Φαινομενικές Απώλειες: Πραγματικές Απώλειες είναι οι φυσικές απώλειες από διαρροές και υπερχειλίσεις στο υπό πίεση σύστημα, μέχρι τα σημεία που συνδέεται το δίκτυο με τον κάθε καταναλωτή (Σχήμα α)

191 Φαινομενικές Απώλειες αποτελούνται από όλους τους τύπους ανακριβών μετρητών (εισόδου, εξόδου και μετρητές πελατών) και από μη εξουσιοδοτημένη κατανάλωση (κλοπή και παράνομη χρήση). Ονομάζονται επίσης εμπορικές απώλειες (Σχήμα β). Απώλεια νερού εμφανίζεται σε όλα τα δίκτυα, μόνο ο όγκος διαφέρει σε κάθε περίπτωση και αυτός ο όγκος απεικονίζει την ικανότητα μιας εταιρείας ύδρευσης να διαχειρίζεται το δίκτυό της. Για να καταλάβουν τα στελέχη τους λόγους για τους οποίους υπάρχει απώλεια νερού, πώς και πού συμβαίνει, θα πρέπει να πραγματοποιήσουν μια αξιολόγηση των φυσικών χαρακτηριστικών του δικτύου και της τρέχουσας λειτουργικής πρακτικής του. Σε πολλές περιπτώσεις, το πρόβλημα της απώλειας νερού προκαλείται από άσχημη υποδομή, κακή πρακτική διαχείρισης, χαρακτηριστικά του δικτύου, λειτουργικές πρακτικές, τεχνολογίες, δεξιότητες και κοινωνικές και πολιτιστικές επιρροές. Ένα υψηλό επίπεδο πραγματικών ή φυσικών απωλειών μειώνει την ποσότητα του πολύτιμου νερού που φθάνει στους πελάτες, αυξάνει τις λειτουργικές δαπάνες της εταιρείας ύδρευσης και κάνει μεγαλύτερες τις κύριες επενδύσεις σε νέους πόρους. Ένα υψηλό επίπεδο φαινομενικών ή εμπορικών απωλειών μειώνει το κύριο ρεύμα εσόδων στην εταιρεία ύδρευσης. β) Εμπορικές απώλειες νερού (π.χ. α) Φυσικές απώλειες νερού παράνομη χρήση) Σχήμα Παραδείγματα απωλειών νερού (Pilcher et al., 2008) Πριν από δέκα χρόνια υπήρχε μεγάλη ποικιλία στον ορισμό και πολυμορφία στον υπολογισμό της απώλειας νερού. Στο τέλος της δεκαετίας του 1990, η Διεθνής Ένωση Υδάτων (IWA) αναγνώρισε την ανάγκη να υπάρχει μια πρακτική δομή ελέγχου του νερού με κοινή ορολογία και σαν αποτέλεσμα η Ομάδα Δράσης Απωλειών Νερού δημιούργησε ένα πρότυπο ισοζύγιο νερού. Αυτό το πρότυπο ισοζύγιο νερού έχει γίνει αποδεκτό και χρησιμοποιείται παγκόσμια, με ή χωρίς κάποιες μικρές μετατροπές (Σχήμα 4.1.2).

192 Κατανάλωση με Εξουσιοδοτημένη Χρέωση με Μετρητή Κατανάλωση με Κ ατανάλωση με Χρέωση Χωρίς Χρέωση Εξουσιοδοτημένη Μετρητή Κατανάλωση Χωρίς Κατανάλωση Εξουσιοδοτημένη Χρέωση με Μετρητή Κατανάλωση Χωρίς Κατανάλωση Χωρίς Έσοδα Νερό από Όγκος Εισόδου στο Σύστημα Απώλειες Νερού Χρέωση Φαινομενικές (Εμπορικές) Απώλειες Πραγματικές (Φυσικές) Απώλειες Χρέωση Χωρίς Μετρητή Μη Εξουσιοδοτημένη Κατανάλωση Ανακρίβειες Μετρητών Διαρροή στη Μεταφορά και/ή στους Μη Τιμολογημένο Κεντρικούς Αγωγούς Νερό Διανομή ς Διαρροή και Υπερχείλιση σε Δεξαμενές Αποθήκευσης της Εταιρείας Ύδρευσης Διαρροή στις Συνδέσεις μέχρι το Μετρητή Πελατών των

193 Σχήμα Πρότυπο ισοζύγιο νερού κατά IWA Το Σχήμα πιο κάτω δείχνει τα τυπικά στοιχεία ενός συστήματος μετάδοσης και διανομής νερού, χρησιμοποιώντας την ορολογία του IWA. Σχήμα Τυπικά στοιχεία όγκου εισόδου στο σύστημα διανομής Το NRW (Μη Τιμολογημένο Νερό) αντιπροσωπεύει ανεπάρκειες στα συστήματα μετάδοσης και διανομής νερού και ανακριβή μέτρηση του όγκου του νερού, που εισάγεται σε ένα σύστημα ή στο μετρητή του συνδρομητή. Το NRW έχει τεράστια σημασία για την παροχή υπηρεσιών νερού και ορίζει τα βασικά βήματα που απαιτούνται για την ανάπτυξη μιας στρατηγικής μείωσής του σε ένα αποδεκτό επίπεδο. Έχει γίνει σταδιακή αποδοχή της στρατηγικής σημασίας της απώλειας νερού από τις εταιρείες ύδρευσης. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα στην Ευρώπη, όπου πολλές χώρες αναπτύσσουν ή έχουν αναπτύξει πολιτικές και προγράμματα για τον περιορισμό και τον έλεγχο της απώλειας νερού. Αυτά τα προγράμματα περιέχουν ένα μίγμα δραστηριοτήτων μείωσης του μη τιμολογημένου νερού, ώστε να είναι κατάλληλα για την κάθε εταιρεία ύδρευσης. Ο όγκος του νερού που χάνεται μέσω φυσικών διαρροών εξαρτάται από την κατάσταση της υποδομής και την πολιτική εντοπισμού και επισκευής των διαρροών της συγκεκριμένης εταιρείας ύδρευσης. Οι παράγοντες που επηρεάζουν την ποσότητα του νερού που χάνεται είναι: Πίεση στο σύστημα Συχνότητα εμφάνισης διαρροών και ρυθμός ροής τους Χρονικό διάστημα ύπαρξης της διαρροής πριν εντοπιστεί και επισκευαστεί Επίπεδο μη ανιχνεύσιμων μικρών διαρροών (απώλειες στο υπόβαθρο) Το επίπεδο φαινομενικών απωλειών εξαρτάται από τα εξής: Πολιτική αλλαγής μετρητών των πελατών της εταιρείας ύδρευσης

194 Πολιτική επιβολής του νόμου από την εταιρεία ύδρευσης σε σχέση με τη μη εξουσιοδοτημένη χρήση Για να γίνει κατανοητή η απώλεια νερού σε οποιοδήποτε σύστημα, είναι σημαντικό να διαχωριστούν οι πραγματικές από τις φαινομενικές απώλειες. Οι πραγματικές ή φυσικές απώλειες από ένα δίκτυο αντιπροσωπεύουν έναν χαμένο πόρο. Συνεπώς, μια μείωση των διαρροών σημαίνει ότι μια εταιρεία ύδρευσης έχει πρόσθετο νερό, το οποίο μπορεί να παρέχει στους πελάτες της, ειδικά εάν προηγουμένως είχε έλλειψη σε νερό. Εάν μια εταιρεία ύδρευσης σκοπεύει να αναπτύξει μια νέα πηγή, τότε οι κύριες δαπάνες μπορούν να αναβληθούν ή να αποφευχθούν με τη μείωση των διαρροών από το σύστημα. Οι φαινομενικές ή εμπορικές απώλειες, όπως είναι περισσότερο γνωστές, είναι το νερό που λαμβάνεται από το σύστημα και χρησιμοποιείται, αλλά δεν πληρώνεται και επομένως, είναι μια απώλεια πιθανών εσόδων μιας εταιρείας ύδρευσης. Η μείωση των εμπορικών απωλειών θα παράγει περισσότερα έσοδα, αλλά δεν αντιπροσωπεύει αύξηση σε πόρους. Οι εμπορικές απώλειες εκτιμούνται στη λιανική τιμολόγηση, ενώ οι φυσικές απώλειες εκτιμούνται στο μεταβλητό κόστος παραγωγής και διανομής του νερού Δείκτες Απόδοσης Οι Δείκτες Απόδοσης (Performance Indicator - PI) έχουν διπλό σκοπό: χρησιμεύουν για να μετριούνται οι αλλαγές στην απόδοση του NRW με την πάροδο του χρόνου και βοηθούν την συγκριτική αξιολόγηση της απόδοσης διαφορετικών τμημάτων του δικτύου ύδρευσης, επιτρέποντας επίσης τη στοχοθέτηση επιθυμητών επιπέδων απόδοσης. Είναι σημαντικό να υπάρχουν τυποποιημένοι δείκτες απόδοσης, που να υπολογίζονται σύμφωνα με μια σαφώς ορισμένη μεθοδολογία και να χρησιμοποιούν τον ίδιο ορισμό. Υπάρχουν διάφοροι καθιερωμένοι Δείκτες Απόδοσης για τη μέτρηση των απωλειών ύδατος μέσα στα δίκτυα ύδρευσης, αλλά κάποιοι είναι καλύτεροι από κάποιους άλλους και μερικοί μπορεί να είναι ακατάλληλοι για συγκεκριμένες περιστάσεις Ποσοστό του όγκου εισόδου στο σύστημα: Υπολογίζεται εύκολα και αναφέρεται συχνά στη βιβλιογραφία. Εντούτοις, το IWA δεν συστήνει τη χρήση του για εκτίμηση της αποδοτικότητας της διαχείρισης των συστημάτων διανομής, επειδή οι σχετικές τιμές υπολογίζονται σαν ποσοστό % επί του NRW και δεν διαχωρίζουν τις Πραγματικές (διαρροές) από τις Φαινομενικές (εμπορικές) Απώλειες. Επίσης, αυτός ο Δείκτης Απόδοσης επηρεάζεται ιδιαίτερα από την κατανάλωση και είναι δύσκολο να υπολογιστεί για μη συνεχείς παροχές. Είναι χρήσιμος, ωστόσο, ως επικοινωνιακό εργαλείο που μπορεί να επιδείξει τη σημαντικότητα ενός προβλήματος Ανά τιμολογούμενη ιδιοκτησία, ανά μονάδα χρόνου:

195 Σε πολλές χώρες, μια μόνο σύνδεση μπορεί να εξυπηρετεί ένα μεγάλο αριθμό ιδιοκτησιών όπως, δηλαδή, ένα κτίριο διαμερισμάτων. Ο υπολογισμός της ισορροπίας νερού, συνήθως, βασίζεται στη διαρροή που υπάρχει μέχρι τον κύριο μετρητή της σύνδεσης. Επομένως, αυτός ο Δείκτης Απόδοσης δε συστήνεται Ανά μήκος αγωγών, ανά μονάδα χρόνου: Οι απώλειες στην διανομή που εκφράζονται σε m3/km κεντρικών αγωγών/ημέρα επηρεάζονται κατά πολύ από την πυκνότητα των συνδέσεων. Με βάση την υπάρχουσα εμπειρία, ο Δείκτης Απόδοσης μήκους είναι κατάλληλος όταν υπάρχουν λιγότερες από 20 συνδέσεις ανά km κεντρικού αγωγού, όπως π.χ. σε μια αγροτική περιοχή. Παρακάτω αναφέρονται μερικές ρεαλιστικές τιμές διαρροών από δίκτυα ύδρευσης σε συνηθισμένες συνθήκες, όπου η διαρροή εκφράζεται σε m3/km κεντρικών αγωγών/ημέρα: Καλή απόδοση < 10 m3/km αγωγών/ημέρα Μέτρια απόδοση m3/km αγωγών/ημέρα Κακή κατάσταση >20 m3/km αγωγών/ημέρα Ανά σύνδεση, ανά μονάδα χρόνου: Το IWA θεωρεί ότι, από όλους τους παραδοσιακούς Δείκτες Απόδοσης, αυτός εδώ είναι καταλληλότερος για δίκτυα με περισσότερες από 20 συνδέσεις/km κεντρικού αγωγού. Παρακάτω παρατίθεται ένα εύρος τυπικών τιμών που επιτυγχάνονται, όταν η διαρροή εκφράζεται σε λίτρα/σύνδεση/ημέρα, σε μια υποτιθέμενη μέση πίεση 50 μέτρων: Καλή απόδοση < 125 λίτρα/σύνδεση/μέρα Μέτρια απόδοση λίτρα/σύνδεση/μέρα Κακή απόδοση >250 λίτρα/απόδοση/μέρα Δείκτης Διαρροών Υποδομής - Infrastructure Leakage Index (ILI): Το ILI θεωρείται ο πιο χρήσιμος και πρακτικά εφαρμόσιμος δείκτης απόδοσης που αναπτύχθηκε από την Ομάδα Δράσης Απωλειών Νερού του IWA το Το ILI ορίζεται ως η αναλογία μεταξύ των Τρεχόντων Ετήσιων Πραγματικών (Φυσικών) Απωλειών (Current Annual Real (Physical) Losses - CARL) ως προς τις Αναπόφευκτες Ετήσιες Πραγματικές (Φυσικές) Απώλειες (Unavoidable Annual Real (Physical) Losses - UARL). Για τα περισσότερα δίκτυα, το UARL αντιπροσωπεύει το χαμηλότερο επίπεδο διαρροής που θα μπορούσε να επιτευχθεί τεχνικά. Το CARL αντιστοιχεί στο μεγάλο ορθογώνιο στο Σχήμα Καθώς εμφανίζονται νέες διαρροές κάθε έτος, ο όγκος των απωλειών θα αυξάνεται, εκτός και αν εφαρμοσθούν αποτελεσματικά και

196 οι τέσσερις τεχνικές διαχείρισης πίεσης, έλεγχου ενεργών διαρροών, γρήγορης και αποτελεσματικής επισκευής και καλής διαχείρισης των σωληνώσεων (που αντιστοιχούν στα 4 βέλη). Σχήμα Δείκτης Διαρροών Υποδομής Το Σχήμα παρουσιάζει μερικές τιμές ILI από εταιρείες ύδρευσης σε όλο τον κόσμο. Μερικές εταιρείες ύδρευσης επιτυγχάνουν τιμές ILI στο εύρος 1,5 έως 4,0. Στις περισσότερες περιπτώσεις, οι τιμές αυτές αντιστοιχούν στο οικονομικά βέλτιστο επίπεδο διαρροών (δηλαδή θα ήταν οικονομικά ασύμφορο να επενδύσουν στην περαιτέρω μείωση των διαρροών τους). Το ILI έχει κερδίσει βαθμιαία την αποδοχή ως ο πιο χρήσιμος Δείκτης Απόδοσης για φυσικές απώλειες και χρησιμοποιείται σε πολλές χώρες από τις εταιρείες ύδρευσης και τους ελεγκτές τους, επειδή, όπως και όλοι οι καλοί Δείκτες Απόδοσης, επιτρέπει στις Εταιρείες Ύδρευσης να παρακολουθούν την πρόοδο των ενεργειών τους για τη μείωση του NRW.

197 Σχήμα Τιμές ILI από όλο τον κόσμο (Seago et al., 2005) Το World Bank Institute στο ρόλο του για παροχή μεγαλύτερης κατανόησης για όλους τους τομείς του NRW ανέπτυξε ένα απλουστευμένο πίνακα στόχων για έλεγχο των πραγματικών ή φυσικών απωλειών. Ο πίνακας συγκρίνει διάφορες τιμές ILI, με τιμές του παραδοσιακού Δείκτη Απόδοσης, που είναι τα λίτρα/σύνδεση/ημέρα. Ο πίνακας παρουσιάζεται στον Πίνακα και είναι ένας σαφής, πρακτικός οδηγός για τα αποτελέσματα που μπορεί να πετύχει μια εταιρεία ύδρευσης. Μετά την ιδιωτικοποίηση των εταιρειών ύδρευσης στην Αγγλία και την Ουαλία το 1989, η Ελεγκτική Αρχή (το Offices of Water Services - OFWAT) παρουσίασε ένα σύστημα εκτίμησης της απόδοσης. Το σύστημα αυτό επιτρέπει τη σύγκριση και αξιολόγηση των μερών που συντελούν στον υπολογισμό της ισορροπίας νερού. Το OFWAT χρησιμοποιεί ένα σύστημα βαθμολογίας που αποτελείται από ζώνες αξιοπιστίας A D. Οι ζώνες αυτές παρουσιάζονται στον Πίνακα Το World Bank Institute υιοθέτησε, επίσης, το σύστημα ως τη μέθοδο σύγκρισης της απόδοσης μεταξύ εταιρειών ύδρευσης και το ενσωμάτωσε στον πίνακα των στόχων του (Πίνακας 4.2.1). Προτεινόμενη χρήση του ILI ως Δείκτη Απόδοσης σε ανεπτυγμένες και αναπτυσσόμενες χώρες Λίτρα/σύνδεση/μέρα Κατηγορία Τεχνικής ILI Απόδοσης (όταν το σύστημα μετράται) σε μια μέση πίεση: 10 m 20 m 30 m 40 m 50 m A 1 2 < 50 < 75 < 100 < 125 Ανεπτυγμένες Χώρες B C

198 Αναπτυσσόμενες Χώρες D > 8 >200 > 300 > 400 > 500 A 1 4 < 50 < 100 < 150 < 200 < 250 B C D > 16 > 200 > 400 > 600 > 800 > 1000 Πίνακας Ο απλοποιημένος πίνακας στόχων φυσικών απωλειών (Liemberger, 2005) Κατηγορία Αξιολόγηση απόδοσης A Καλή Περαιτέρω μείωση των απωλειών μπορεί να είναι ασύμφορη, απαιτείται προσεκτική ανάλυση για ανάλυση αποδοτικών βελτιώσεων B Μέτρια Εξέταση τρόπων διαχείρισης πίεσης, καλύτερες πρακτικές ελέγχου ενεργών διαρροών και καλύτερη συντήρηση C Κακή Ανεκτό μόνο αν το νερό είναι φθηνό και άφθονο και ακόμα και τότε πρέπει να εντατικοποιηθούν οι προσπάθειες μείωσης του NRW D Πολύ κακή Ανεπαρκής χρήση πόρων, απαραίτητη η δημιουργία προγράμματος μείωσης NRW και θα πρέπει να τεθεί ως προτεραιότητα Πίνακας Σύστημα βαθμολογίας για απόδοση NRW performance (Liemberger, 2005) Όσον αφορά τους Δείκτες Απόδοσης για τις φαινομενικές ή τις εμπορικές απώλειες, το IWA συστήνει m3/κεντρική σύνδεση/σύνδεση/έτος. Ωστόσο, σε δίκτυα όπου όλοι οι πελάτες έχουν μετρητές και η παράνομη χρήση είναι μικρή (σαν ποσοστό), ίσως να είναι καλύτερο να εκφραστούν οι εμπορικές απώλειες ως ποσοστό της εξουσιοδοτημένης κατανάλωσης, καθώς το μεγαλύτερο μέρος αυτών των απωλειών θα αντιπροσωπεύει λάθη των μετρητών των πελατών. Για τον υπολογισμό του χρηματοοικονομικού δείκτη απόδοσης, ο όγκος κάθε ενός από τα κύρια μέρη του NRW, υπολογίζεται σε τοπικό νόμισμα/ m3 και η τιμή του κάθε μέρους του NRW εκφράζεται ως ποσοστό του ετήσιου κόστους του δικτύου. Αυτός ο Δείκτης Απόδοσης μπορεί, επίσης, να χρησιμοποιηθεί σαν επικοινωνιακό εργαλείο, για να επιδείξει τη σημαντικότητα ενός δεδομένου προβλήματος. 4.3 Γήρανση σωλήνων Οι θαμμένοι σωλήνες ενός συστήματος διανομής νερού φθείρονται με την πάροδο του χρόνου, εξαιτίας της θερμοκρασίας, της υγρασίας του εδάφους, της διάβρωσης και άλλων παραγόντων γήρανσης. Η γήρανση των σωλήνων στα συστήματα διανομής νερού μπορεί να έχει τρία κύρια αποτελέσματα. Πρώτον, η γήρανση του

199 υλικού κατασκευής του σωλήνα προκαλεί μείωση της δύναμης του σωλήνα. Τότε, τα σπασίματα του σωλήνα αυξάνονται στις περιοχές του συστήματος με αυξημένη πίεση. Δεύτερο, η γήρανση του σωλήνα αυξάνει το συντελεστή τριβής του σωλήνα και έτσι αυξάνονται οι απώλειες ενέργειας στο συγκεκριμένο σωλήνα. Στη συνέχεια, αυξάνονται τα κόστη άντλησης και σε μερικές περιπτώσεις απαιτείται η χρήση αντλιών σε συστήματα που προηγουμένως λειτουργούσαν με βαρύτητα. Τέλος, η γήρανση του σωλήνα επηρεάζει την ποιότητα του νερού στο σύστημα και μπορεί να αποχρωματίσει το νερό. Η γήρανση των σωλήνων είναι αναπόφευκτη, αλλά η διαδικασία αυτή μπορεί να επιβραδυνθεί με τη λήψη κάποιων προφυλάξεων. Μερικές τεχνικές αντι-γήρανσης είναι η καθοδική προστασία για τους ατσάλινους σωλήνες, η επένδυση και η επικάλυψη για ατσάλινους σωλήνες και σωλήνες από όλκιμο χυτοσίδηρο. Στη φάση σχεδίασης του συστήματος διανομής νερού, η ανάλυση των μεταβολών στη θερμοκρασία της περιοχής, των τιμών της πίεσης στο σύστημα, των χημικών συστατικών του εδάφους και των υπόγειων υδάτων, βοηθά στην επιλογή υλικών κατασκευής σωλήνα που προσφέρουν μακροζωία και κατάλληλου βάθους θαψίματος για τους σωλήνες Πλαστικοί σωλήνες Οι πλαστικοί σωλήνες χρησιμοποιούνται τόσο για υπόγειες, όσο και για υπέργειες εφαρμογές. Ένα καλά εγκατεστημένο και σωστά συντηρημένο σύστημα πλαστικών σωλήνων υπό πίεση μπορεί να έχει κύκλο ζωής μέχρι και 50 χρόνια. Αυτό εξαρτάται από το μέσο, τη θερμοκρασία, τη χημική συνοχή, την πίεση και το είδος του πλαστικού συστήματος σωλήνων πίεσης που επιλέγεται. Τα πλαστικά συστήματα σωληνώσεων υπό πίεση χρησιμοποιούνται από το Τα πιο κοινά πλαστικά συστήματα σωληνώσεων υπό πίεση είναι: ABS (Ακρυλονιτρίλιο Βουταδιένιο Στυρένιο) PVC-U (Πολυβινυλοχλωρίδιο, Μη πλαστικοποιημένο) PVC-C (Πολυβινυλοχλωρίδιο, Χλωριωμένο) PP (Πολυπροπυλένιο) PE (Πολυαιθυλένιο) PVDF (Φθοριομένο Πολυβινύλιο) Γήρανση σωλήνων PE Μερικές πρόσφατες μελέτες έχουν δείξει ότι τα πιο κοινά απολυμαντικά, χλώριο, χλωραμίνες, υποχλωριούχο νάτριο και διοξείδιο του χλωρίου, οξειδώνουν σημαντικά την εσωτερική επιφάνεια των σωλήνων από πολυαιθυλένιο, με αποτέλεσμα σημαντική μείωση των αντιοξειδωτικών και αποδυνάμωση του

200 σωλήνα. Εμφανίζονται μικροθραύσεις και ενώνονται, σχηματίζοντας μεγαλύτερες ρωγμές, οι οποίες είναι δυνατό να μεταδοθούν διαμέσου των τοιχωμάτων του σωλήνα και να προκαλέσουν βλάβες (Sanchez et al., 2008). Το νερό δεν αντιδρά με το PE, αλλά, γενικά, περιέχει δύο αντιδραστικούς παράγοντες: οξυγόνο και απολυμαντικά. Η αυτοοξείδωση του ΡΕ είναι πολύ αργή σε χαμηλή θερμοκρασία, τυπικά T 80 o C, αλλά σε κλίμακα χρόνου μπορεί να γίνει σημαντική. Σε χαμηλότερες θερμοκρασίες, τα απολυμαντικά, ειδικότερα τα παράγωγα του χλωρίου, είναι γνωστό ότι καταστρέφουν τις οργανικές ενώσεις, συχνά, με ριζικές διαδικασίες. Το ΡΕ δεν παρουσιάζει ιδιαίτερα ψηλή ριζική αντιδραστικότητα, αλλά μηδενική αντιδραστικότητα θα ήταν έκπληξη, αφού οι ριζικές αντιδράσεις δεν είναι ποτέ εντελώς επιλεκτικές. Επιπλέον, το ΡΕ περιέχει αντιοξειδωτικά, ανάμεσα στα οποία και φαινόλες, που είναι πολύ αντιδραστικές στις ριζικές διαδικασίες. Για αυτό το λόγο, τα απολυμαντικά αναμένεται να έχουν επιβλαβή αποτέλεσμα στην ανθεκτικότητα του σωλήνα, τουλάχιστον όσον αφορά την αποσταθεροποίηση που προκαλούν (Colin et al., 2009) Γήρανση σωλήνων PVC Η χημική υποβάθμιση στο PVC σημαίνει το σπάσιμο των ομοιοπολικών δεσμών λόγω θερμοκρασίας, οξυγόνου ή άλλων παραγόντων. Η χημική υποβάθμιση μιας αλυσίδας PVC συχνά πηγάζει από αφυδροχλωρίωση. Ένα μικρό μέρος των ανωμαλιών θα ενσωματωθεί στην αλυσίδα PVC κατά τη διάρκεια του πολυμερισμού. Αυτές οι ανωμαλίες έχουν σαν αποτέλεσμα να είναι η αλυσίδα πιο ευαίσθητη στη χημική υποβάθμιση. Οι κρίσιμες παράμετροι για χημική υποβάθμιση είναι ψηλές θερμοκρασίες και δυνάμεις διάτρησης, που παρατηρούνται κατά την εξαγωγή της σκόνης PVC σε ιξώδες υγρό, το οποίο μετατρέπεται σε σωλήνα. Όταν κρυώσει σε θερμοκρασία περιβάλλοντος, ο σωλήνας PVC δε θα παρουσιάσει σημαντικό ρυθμό χημικής υποβάθμισης, με την προϋπόθεση ότι δε θα εκτεθεί σε υπεριώδη ηλιακή ακτινοβολία. Η χημική υποβάθμιση δεν περιορίζει τη ζωή των θαμμένων σωλήνων PVC για τα επόμενα 100 χρόνια (Breen and Boersma, 2005). Οι φυσικές αλληλεπιδράσεις, για παράδειγμα οι αλληλεπιδράσεις Vanderwaals ανάμεσα στις αλυσίδες PVC, καθορίζουν σε μεγάλο βαθμό τις μηχανικές ιδιότητες. Η αλλαγή, σαν συνάρτηση της ιστορίας του προϊόντος, ονομάζεται φυσική γήρανση. Οι αλυσίδες PVC παρουσιάζουν κίνηση κατά τη διεργασία σε ψηλές θερμοκρασίες που μπορεί να συγκριθεί με το σπαγγέτι. Εκτός από τις αλυσίδες PVC, κατά τη διεργασία, αναμιγνύονται πρόσθετα, ανάμεσα στα οποία και σταθεροποιητές. Η διάταξη των ψηλών θερμοκρασιών διατηρείται όταν το προϊόν από PCV ψυχθεί κάτω από τη θερμοκρασία υαλώδους μετάβασης. Κατά τη διάρκεια της ψύξης, από τη θερμοκρασία υαλώδους μετάβασης, στη θερμοκρασία αποθήκευσης και λειτουργίας, πραγματοποιείται μια αργή διεργασία, κατά την οποία ο

201 αναπροσανατολισμός των αλυσίδων PVC για να φτάσουν σε μια πυκνότερη κατάσταση με ψηλότερο. Ο βαθμός φυσικής γήρανσης εξαρτάται, ανάμεσα σε άλλα, από το βαθμό με τον οποίο ψύχεται το PVC αμέσως μετά την παραγωγή του. Η φυσική γήρανση είναι μια διαδικασία αργά εξελισσόμενη, η οποία μπορεί να επιταχυνθεί με την έκθεση σε ψηλές θερμοκρασίες (Breen and Boersma, 2005) Μεταλλικοί σωλήνες Τυπικά, οι μεταλλικές σωληνώσεις είναι κατασκευασμένες από ατσάλι ή σίδηρο όπως μη στιλβωμένο σίδηρο, βερνικωμένο χάλυβα, ανθρακούχο χάλυβα, ανοξείδωτο χάλυβα ή γαλβανισμένο χάλυβα, μπρούντζο και όλκιμο χυτοσίδηρο. Σωλήνες ή σωληνώσεις από αλουμίνιο μπορεί να χρησιμοποιηθούν όταν ο σίδηρος δεν είναι συμβατός με το υγρό που μεταφέρεται ή όταν το βάρος του σωλήνα αποτελεί πρόβλημα. Το αλουμίνιο χρησιμοποιείται επίσης για σωληνώσεις μεταφοράς θερμότητας, όπως ψυκτικά συστήματα. Οι χάλκινες σωληνώσεις είναι δημοφιλείς για υδραυλικά οικιστικά συστήματα νερού (πόσιμου). Ο χαλκός μπορεί να χρησιμοποιηθεί όταν είναι επιθυμητή η μεταφορά θερμότητας (δηλαδή, καλοριφέρ ή εναλλακτές θερμότητας). Τα inconel (κράματα σιδήρου), τα χρωμιομολυβδαινιούχα και τα τιτανιούχα κράματα χάλυβα χρησιμοποιούνται σε ψηλές θερμοκρασίες και σωληνώσεις υπό πίεση σε διεργασίες και εγκαταστάσεις παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Οι σωληνώσεις από μόλυβδο χρησιμοποιούνται ακόμα σε παλιά οικιστικά και άλλα συστήματα διανομής νερού (Wikipedia, 2010). Οι μεταλλικοί σωλήνες υποφέρουν, συνήθως, από διάβρωση (οξείδωση του μετάλλου). Όταν μια σωλήνωση είναι θαμμένη στο έδαφος, η υγρασία του εδάφους είναι σε όλες τις περιπτώσεις ο ηλεκτρολύτης. Οι περιοχές ανόδου και καθόδου βρίσκονται στην ίδια δομή σωλήνα και ο ίδιος ο σωλήνας παρέχει το κύκλωμα επιστροφής Καθοδική προστασία Η καθοδική προστασία (CP) είναι μια τεχνική που χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της διάβρωσης μιας μεταλλικής επιφάνειας, μετατρέποντάς την σε κάθοδο ενός ηλεκτροχημικού κυττάρου. Η πιο απλή μέθοδος εφαρμογής καθοδικής προστασίας είναι η ένωση του μετάλλου που θα προστατευθεί με ένα άλλο μέταλλο, το οποίο διαβρώνεται πιο εύκολα, για να δρα ως άνοδος για το ηλεκτροχημικό κύτταρο. Τα συστήματα καθοδικής προστασίας χρησιμοποιούνται, συνήθως, για την προστασία σωληνώσεων χάλυβα, νερού ή καυσίμων και δεξαμενών αποθήκευσης, χαλύβδινους πασσάλους προβλητών, σκαφών που βρίσκονται συνέχεια στο νερό, συμπεριλαμβανομένων θαλαμηγών και ταχύπλοων, υπεράκτιων πλατφόρμων πετρελαίου και περιβλημάτων χερσαίων πετρελαιοπηγών. Η καθοδική προστασία μπορεί, σε μερικές περιπτώσεις, να αποτρέψει τη διαβρωτική ρηγμάτωση από την

202 πίεση. Μια σχηματική όψη καθοδικής προστασίας σωλήνωσης δίνεται στο Σχήμα Σχήμα Καθοδική προστασία σωλήνωσης ( Σήμερα, κατασκευάζονται γαλβανικές ή θυσιαζόμενες άνοδοι σε διάφορα σχήματα με τη χρήση κραμάτων ψευδαργύρου, μαγνησίου και αλουμινίου. Η χωρητικότητα ηλεκτροχημικού δυναμικού ρεύματος και ο ρυθμός κατανάλωσης αυτών των κραμάτων είναι ανώτερος από του σιδήρου για την καθοδική προστασία. Οι γαλβανικές άνοδοι σχεδιάζονται και κατασκευάζονται για να έχουν πιο «ενεργή» τάση (πιο αρνητικό ηλεκτροχημικό δυναμικό),από ότι το μέταλλο της κατασκευής (τυπικά ο χάλυβας). Για αποτελεσματική καθοδική προστασία, το δυναμικό της χαλύβδινης επιφάνειας πολώνεται πιο αρνητικό μέχρι η επιφάνεια να έχει ομοιόμορφο δυναμικό. Σε αυτό το στάδιο, αφαιρείται η κινητήρια δύναμη για την αντίδραση διάβρωσης. Η γαλβανική άνοδος συνεχίζει να διαβρώνεται, καταναλώνοντας το υλικό κατασκευής της ανόδου μέχρι να πρέπει τελικά να αντικατασταθεί. Η πόλωση προκαλείται από τη ροή ηλεκτρονίων, από την άνοδο στην κάθοδο. Η κινητήρια δύναμη για το ρεύμα της καθοδικής προστασίας είναι η διαφορά του ηλεκτροχημικού δυναμικού μεταξύ της ανόδου και της καθόδου. Για μεγαλύτερες κατασκευές, οι γαλβανικές άνοδοι δε μπορούν να παρέχουν οικονομικώς αρκετό ρεύμα για να προσφέρουν πλήρη προστασία. Τα ηλεκτρονικά συστήματα καθοδικής προστασίας (ICCP) χρησιμοποιούν ανόδους συνδεδεμένες με μια πηγή συνεχούς ρεύματος (ανορθωτής καθοδικής προστασίας). Οι άνοδοι για τα

203 συστήματα ICCP έχουν σωληνοειδή και συμπαγή ραβδοειδή σχήματα ή είναι συνεχείς κορδέλες από διάφορα εξειδικευμένα υλικά. Αυτά συμπεριλαμβάνουν χυτοσίδηρο με ψηλή περιεκτικότητα σε σιλικόνη, γραφίτη, αναμιγμένο οξείδιο μετάλλου, πλατίνα, καλώδιο καλυμμένο με νιόβιο και άλλα. Ένα τυπικό σύστημα ICCP για σωλήνωση θα περιλαμβάνει έναν ανορθωτή που τροφοδοτείται από εναλλασσόμενο ρεύμα, με μέγιστη απόδοση συνεχούς ρεύματος μεταξύ 10 αμπέρ και 50 βολτ. Ο θετικός ακροδέκτης συνεχούς ρεύματος είναι συνδεδεμένος μέσω καλωδίων με τη συστοιχία ανόδων που είναι θαμμένες στο έδαφος (groundbed των ανόδων). Για πολλές εφαρμογές, οι άνοδοι εγκαθίστανται σε τρύπες βάθους 60 μέτρων και πλάτους 25 εκατοστών που επιχωματώνονται με αγώγιμο άνθρακα (ένα υλικό που βελτιώνει την απόδοση και τη διάρκεια ζωής των ανόδων). Ένα καλώδιο, το οποίο εξετάζεται για το αναμενόμενο ρεύμα εξόδου συνδέει τον αρνητικό ακροδέκτη του ανορθωτή με τη σωλήνωση. Η λειτουργική έξοδος του ακροδέκτη είναι προσαρμοσμένη στο βέλτιστο επίπεδο μετά τη διεξαγωγή διάφορων ελέγχων, συμπεριλαμβανομένων μετρήσεων του ηλεκτροχημικού δυναμικού. Ο γαλβανισμός, γενικά, αναφέρεται στον γαλβανισμό με εμβάπτιση εν θερμώ, που είναι ένας τρόπος επικάλυψης του χάλυβα με ένα στρώμα μεταλλικού ψευδαργύρου. Οι μεταλλικές επικαλύψεις είναι αρκετά ανθεκτικές στα περισσότερα περιβάλλοντα, γιατί συνδυάζουν τις ιδιότητες φραγμού της επικάλυψης με μερικά από τα πλεονεκτήματα της καθοδικής προστασίας. Αν η επικάλυψη ψευδαργύρου γρατσουνιστεί ή υποστεί άλλη τοπική ζημιά και το μέταλλο εκτεθεί, η γύρω περιοχή της επικάλυψης ψευδαργύρου δημιουργεί ένα γαλβανικό κύτταρο με το εκτεθειμένο ατσάλι και το προστατεύει από τη διάβρωση. Αυτή είναι μια μορφή τοπικής καθοδικής προστασίας ο ψευδάργυρος συμπεριφέρεται σαν θυσιαζόμενη άνοδος Επικάλυψη και επένδυση Μια άλλη τεχνική προστασίας των μεταλλικών σωλήνων είναι η επικάλυψη και η επένδυση. Η επικάλυψη είναι η απομόνωση του σωλήνα εναντίον των βλαβερών εξωτερικών δυνάμεων και η επένδυση είναι η εσωτερική επένδυση. Κοινά υλικά επένδυσης είναι οι εποξειδικές ρητίνες, η άσφαλτος και το σκυρόδεμα (τσιμεντοκονίαμα). Κοινά υλικά επικάλυψης είναι το πολυαιθυλένιο, η άσφαλτος, στρώμα λιθανθρακόπισσας και εποξειδικές ρητίνες. Τόσο η επένδυση, όσο και η επικάλυψη εφαρμόζονται στο σωλήνα στο στάδιο της κατασκευής του. Η επένδυση χρησιμοποιείται, επίσης, για την αποκατάσταση και την ανανέωση παλιών σωληνώσεων.

204 4.4 Αντίληψη του κοινού για την ποιότητα των υπηρεσιών Οι περισσότεροι καταναλωτές πίνουν το νερό της βρύσης, έτσι το κοινό ανησυχεί όλο και περισσότερο για την ασφάλεια του δημόσιου νερού και τη διαχείριση του συστήματος διανομής νερού. Για αυτό το λόγο, η απόκτηση καλύτερης κατανόησης για την αντίληψη των καταναλωτών για το νερό της βρύσης είναι ένα σημαντικό θέμα για τις αρχές υδάτων και τους διευθυντές των εταιρειών ύδρευσης. Χρόνο με το χρόνο αυξάνεται το ενδιαφέρον του κοινού για το σύστημα διανομής νερού. Στο παρελθόν, τα συστήματα διανομής νερού λειτουργούσαν απαρατήρητα. Τα τελευταία χρόνια όμως, τα προβλήματα σχετικά με την ποιότητα νερού, η αγωνία για την ασφάλεια και η ξηρασία οδήγησαν την προσοχή του κοινού στα συστήματα διανομής νερού. Σήμερα, οι δήμοι και οι εταιρίες ύδρευσης χρειάζονται περισσότερο τη βοήθεια του κοινού, ειδικά όσον αφορά την απώλεια νερού και θέματα που σχετίζονται με την ποιότητα νερού στα συστήματα διανομής νερού. Υπάρχουν μερικές τεχνικές που μπορούν να αυξήσουν την αντίληψη του κοινού για τα θέματα που σχετίζονται με το νερό, για τις αρχές υδάτων και τους διευθυντές εταιριών ύδρευσης, όπως αφίσες, ανακοινώσεις στο ραδιόφωνο ή στην τηλεόραση και εκπαιδευτική εργασία για μαθητές και ενήλικες κ.ά Αφίσες Οι αφίσες είναι μια από τις παλαιότερες τεχνικές εκπαίδευσης του κοινού.μερικά από τα πλεονεκτήματα των αφισών είναι ότι είναι εύκολο και φθηνό νακατασκευαστούν και να ανανεωθούν, είναι φορητές και μεταφερόμενες, μπορούν νατοποθετηθούν σε σημείο όπου θα τις βλέπει το κοινό και ευνοούν τηναλληλεπίδραση με το κοινό. Μερικά από τα μειονεκτήματα των αφισών είναι ότι είναιακατάλληλες για μεγάλες ομάδες, μπορούν να προκαλέσουν άγχος, ειδικά ανσυνδυαστούν με κακό γραφικό χαρακτήρα ή κακή ορθογραφία. Το Σχήμα 4.1 παρουσιάζει μερικές αφίσες από τις εκστρατείες εξοικονόμησης νερούτων Συμβουλίων Υδατοπρομήθειας του Ιζμίρ και της Κωνσταντινούπολης στην Τουρκίακαι της Λεμεσού στην Κύπρο Εκπαιδευτικές εκδρομές Οι εκδρομές για το κοινό και ειδικά για μαθητές, μπορεί να είναι μια καλή μέθοδος για αύξηση της αντίληψης του κοινού για μια αρχή υδάτων. Το Σχήμα παρουσιάζει μερικές φωτογραφίες από εκαιδευτικές εκδρομές μαθητών στις εγκαταστάσεις του Συμβουλίου Υδατοπρομήθειας του Δήμου Κωνσταντινουπόλεως.

205 4.4.3 Έρευνες Η έρευνα είναι μια μέθοδος για να συλλέξουν οι δήμοι ή οι εταιρίες ύδρευσης απόψεις καταναλωτών για την ποιότητα των υπηρεσιών τους και μια τεχνική για αύξηση της αντίληψης του κοινού. Το Σχήμα παρουσιάζει μια διαδικτυακή έρευνα του Συμβουλίου Υδατοπρομήθειας της Άγκυρας στην Τουρκία (ASKI) Ειδικές μέρες και διαγωνισμοί Οι ειδικές μέρες και οι διαγωνισμοί ή τα βραβεία είναι μερικές μέθοδοι αύξησης της αντίληψης του κοινού. Στις ειδικές μέρες, οι αρχές υδάτων οργανώνουν πολλά δρώμενα που έχουν σχέση με το νερό. Για παράδειγμα, το Μουσείο Νερού στη Λεμεσό είναι ο επίσημος τοπικός οργανωτής του «Stockholm Junior Water Prize», ο οποίος πραγματοποιείται κάθε χρόνο στο τέλος Αυγούστου στη Στοκχόλμη της Σουηδίας. Ο διαγωνισμός καθιερώθηκε το 1997 και είναι ένας ετήσιος διαγωνισμός που αφορά νέους ανθρώπους ηλικίας μεταξύ 15 και 20 χρονών που έχουν ασχοληθεί με το νερό σε θέματα τοπικής, περιφερειακής, εθνικής, παγκόσμιας περιβαλλοντικής, επιστημονικής, κοινωνικής ή τεχνολογικής σημασίας. Μέσω αυτού του διεθνούς διαγωνισμού, χιλιάδες νέοι άνθρωποι ανά το παγκόσμιο αναπτύσσουν προσωπικά ενδιαφέροντα, αναλαμβάνουν ακαδημαϊκές μελέτες και συχνά επιδιώκουν καριέρες στον τομέα του νερού ή του περιβάλλοντος. Ο διαγωνισμός στοχεύει στην ανάπτυξη της δέσμευσης των νέων ανθρώπων στο κοινό υδάτινο περιβάλλον, σε τοπικό και παγκόσμιο επίπεδο. Το Σχήμα παρουσιάζει την αφίσα του Stockholm Junior Water Prize.

206 Σχήμα Αφίσες της εκστρατείας εξοικονόμησης νερού των Συμβουλίων Υδατοπρομήθειας του Ιζμίρ, της Κωνσταντινούπολης και της Λεμεσού Ιστοσελίδες, παρουσιάσεις και βίντεο Σήμερα, ο περισσότερος κόσμος έχει υπολογιστές και σύνδεση με το διαδίκτυο, οπότε οι ιστοσελίδες και εργαλεία εκπαίδευσης όπως οι παρουσιάσεις και τα βίντεο είναι οι πιο σημαντικές τεχνικές για αύξηση της αντίληψης του κοινού.

207 Σχήμα Δραστηριότητες εκπαίδευσης μαθητών στο Συμβούλιο Υδατοπρομήθειας Κωνσταντινούπολης Περιοδικά και εφημερίδες Μερικοί δήμοι και εταιρίες ύδρευσης εκδίδουν εφημερίδες ή περιοδικά για το κοινό. Το Συμβούλιο Υδατοπρομήθειας της Αθήνας (ΕΥΔΑΠ) εκδίδει ένα περιοδικό, το οποίο ονομάζεται «Πηγή ενημέρωσης» (Σχήμα 4.4.5). Σχήμα Διαδικτυακή έρευνα του Συμβουλίου Υδατοπρομήθειας της Άγκυρας (ASKI) (

208 Σχήμα Η αφίσα του Stockholm Junior Water Prize Σχήμα Το εξώφυλλο του περιοδικού του Συμβουλίου Υδατοπρομήθειας της Αθήνας (ΕΥΔΑΠ) (

209 4.5 Ευπάθεια όσο αφορά φυσικούς κινδύνους Οι φυσικοί κίνδυνοι μπορούν να προκαλέσουν σημαντικές ζημιές σε συστήματα σωληνώσεων και να διακόψουν την παροχή υπηρεσιών σε συνδρομητές. Η διάρκεια της διακοπής εξαρτάται από το μέγεθος και την έκταση του κινδύνου. Οι κίνδυνοι μπορούν να εμφανιστούν σε διάφορες μορφές. Οι μορφές που παρουσιάζονται εδώ είναι: σεισμοί, πλημμύρες και κατολισθήσεις και η ροή κορημάτων. Δίνεται ιδιαίτερη έμφαση στους σεισμούς, που αποτελούν το κύριο θέμα αυτής της μελέτης Σεισμοί Οι σεισμοί που συνέβηκαν κοντά σε μεγάλες αστικές περιοχές προκάλεσαν μεγάλες ζημιές. Αυτό έγινε, κυρίως, λόγω του σχετικού μεγέθους των θαμμένων συστημάτων σωληνώσεων που εκτέθηκαν με το σεισμό και λόγω αδυναμιών στα συστήματα. Μερικά παραδείγματα αδυναμιών είναι η γήρανση των σωληνώσεων, η διάβρωση και οι δύσκαμπτες συνδέσεις. Πιο κάτω δίνονται μερικές επιλεγμένες περιπτώσεις θαμμένων σωληνώσεων που υπέστησαν ζημιά από σεισμούς. Κατά το 2008, ο σεισμός που έγινε στην επαρχία Σιτσουάν της Κίνας (Mw=8) προκάλεσε σημαντική ζημιά σε σωληνώσεις. Για παράδειγμα, στην Κομητεία Ανξιάν υπήρξαν 100 ζημιές, από τις οποίες 70% και 30% σε σωληνώσεις από σίδηρο και χάλυβα αντίστοιχα, σε μήκος σωληνώσεων 39.6 χιλιομέτρων, με διαμέτρους από 63 μέχρι 300 mm (Yifan et al., 2008). Υπήρξαν επίσης ζημιές σε χαλύβδινους αγωγούς αερίου. Οι δύο μεγαλύτεροι δήμοι, των οποίων τα συστήματα νερού επηρεάστηκαν σημαντικά από το σεισμό των Mw=6 της 23ης Οκτωβρίου 2004 στο Νιιγκάτα Κεν Τσούετσου Ιαπωνία, ήταν η Ναγκαόκα και η Οντζίγια. Όπως αναφέρεται από τους Scawthorn et al. (2006), το σύστημα παροχής νερού της Ναγκαόκα αποτελείται από περίπου 1,084 χιλιόμετρα κυρίων αγωγών και σωληνώσεων διανομής. Το ολικό μήκος του συστήματος αποτελείται από περίπου 66% σωλήνες όλκιμου χυτοσίδηρου, 21% σωλήνες μη πλαστικοποιημένου πολυβινυλοχλωριδίου (PVC), 7% χαλύβδινους σωλήνες, 6% σωλήνες χυτοσίδηρου και 0.5% σωλήνες αμιαντοτσιμέντου. Οι μεγαλύτερες κύριες σωληνώσεις δεν έπαθαν, γενικά, ζημιά. Οι σωλήνες μικρότερων διαμέτρων έπαθαν μεγάλες ζημιές. Η Ναγκαόκα έπαθε 287 ζημιές στο σύστημα μετάδοσης νερού και στους σωλήνες διανομής. Το σύστημα παροχής νερού της Οντζίγια αποτελείται από περίπου 328 χιλιόμετρα κυρίων αγωγών και σωλήνων διανομής. Το ολικό μήκος του συστήματος αποτελείται από περίπου 71% σωλήνες όλκιμου χυτοσιδήρου, 16% χαλύβδινους σωλήνες, 9% σωλήνες μη πλαστικοποιημένου PVC και 4% σωλήνες πολυαιθυλενίου.

210 Η πόλη υπέστη 120 βλάβες στο σύστημα μετάδοσης νερού και στους σωλήνες διανομής. Πολλές βλάβες εμφανίστηκαν σε σωλήνες σχετικά μικρών διαμέτρων. Ο σεισμός Τζι-Τζι (ή σεισμός Τσι-Τσι) που έγινε το 1999 στην Ταϊβάν, προκάλεσε εκτεταμένες ζημιές σε ζωτικής σημασίας συστήματα, συμπεριλαμβανομένων συστημάτων διανομής νερού και παροχής φυσικού αερίου. Οι Chen, et al. (2002) παρουσίασαν την απόδοση των αγωγών αερίου της πόλης Ταιτσούνγκ, η οποία είναι η μεγαλύτερη πόλη που βρίσκεται στο επίκεντρο του σεισμού Τζι-Τζι. Το μήκος των εγκατεστημένων σωληνώσεων ξεπερνά τα 979 χιλιόμετρα (χωρίς να υπολογίζονται οι σωλήνες που οδηγούν από τις γραμμές διανομής, στις οικίες των συνδρομητών). Το δίκτυο σωληνώσεων αποτελείτο κυρίως από τρία είδη υλικού πολυαιθυλένιο, χάλυβα και χυτοσίδηρο. Οι χαλύβδινοι σωλήνες περιλάμβαναν σωλήνες επικαλυμμένους με πολυαιθυλένιο, γαλβανισμένους σωλήνες και συνηθισμένους χαλύβδινους σωλήνες. Οι σωλήνες από χυτοσίδηρο χρησιμοποιούνταν για σωληνώσεις με μεγαλύτερες διαμέτρους αλλά χρησιμοποιούνταν σπάνια τα τελευταία χρόνια. Όσον αφορά τα μήκη των σωλήνων, οι χαλύβδινοι σωλήνες είχαν το μεγαλύτερο μήκος, 800 χιλιόμετρα, ενώ οι σωλήνες από ΡΕ αντιπροσώπευαν 152 χιλιόμετρα. Οι σωλήνες από χυτοσίδηρο κάλυπταν μόνο 27 χιλιόμετρα. Διάφορα μεγέθη σωληνώσεων, από 25 μέχρι 250mm, χρησιμοποιήθηκαν στην κατασκευή του συστήματος παροχής αερίου της πόλης Ταιτσούνγκ. Οι διάμετροι των σωλήνων που κάλυπταν περισσότερο από 100 χιλιόμετρα είναι 50, 80, 100 και 150 mm. Οι Chen, et al. αναγνώρισαν τις περιοχές των ζημιών με βάση δεδομένα που συλλέχτηκαν αμέσως μετά το σεισμό Τζι-Τζι, τα επαναξιολόγησαν για ακρίβεια και τελικά κατέληξαν σε 795 ζημιές. Για να μελετηθούν τα μοτίβα των ζημιών στις σωληνώσεις νερού και φυσικού αερίου στο σεισμό Τζι-Τζι, οι Chen, et al. δημιούργησαν μια βάση δεδομένων GIS και διαδικασίες ανάλυσης. Διενήργησαν, επίσης, στατιστική ανάλυση για να κατανοήσουν τη συσχέτιση μεταξύ του ρυθμού επιδιόρθωσης (RR) και σεισμικών παραμέτρων, όπως η μέγιστη εδαφική επιτάχυνση, η μέγιστη εδαφική ταχύτητα και η ένταση φάσματος, επιχειρώντας διαφορετικά μεγέθη πλεγμάτων και υπολογίζοντας τις παραμέτρους μεγεθών, όπως προτάθηκε από τον Toprak (1998). Οι Hwang et al. (2004) εκτίμησαν ειδικά την απόδοση των χαλύβδινων σωλήνων του δικτύου παροχής αερίου της πόλης Ταιτσούνγκ. Τόσοι οι Chen, et al. (2002), όσο και οι Hwang et al. (2004), χρησιμοποίησαν το λόγο ζημιών (ή το ρυθμό επιδιόρθωσης) στις συσχετίσεις τους. Οι καταστροφικοί σεισμοί του 1999 στην Τουρκία (Mw=7.4 στο Κοτσαελί και Mw=7.2 στο Ντούζτζε) προκάλεσαν σημαντικές ζημιές στα συστήματα παροχής νερού σε πολλές πόλεις και οι υπηρεσίες δε μπορούσαν να αποκατασταθούν, παρά μόνο πολλούς μήνες μετά το σεισμό. Ο Πίνακας συνοψίζει την απόδοση των σωληνώσεων σε μερικές περιοχές κατά τη διάρκεια των σεισμών του 1999 στο

211 Κοτσαελί και το Ντούζτζε. Χρειάστηκαν περίπου 3 με 6 μήνες για να αποκατασταθεί η παροχή νερού στα αρχικά της επίπεδα σε αυτές τις περιοχές. Οι σωληνώσεις αμιαντοτσιμέντου (AC), που θεωρούνται εύθραυστοι σωλήνες, ήταν ο τύπος σωλήνα που κυριαρχούσε στα συστήματα διανομής νερού στις πληγείσες περιοχές. Το Σχήμα παρουσιάζει ζημιά σε χαλύβδινο σωλήνα εξαιτίας ενεργής διάρρηξης κατά το σεισμό του 1999 στο Ιζμίτ. Ο σεισμός του 1994 στο Νόρθριτζ των ΗΠΑ παρείχε μια μοναδική ευκαιρία να αναπτυχθούν και να βελτιωθούν οι συσχετίσεις μεταξύ των ζημιών των σωληνώσεων και των σεισμικών παραμέτρων. Η έρευνα που περιγράφεται στους Toprak (1998), O Rourke et al. (1998), O Rourke και Toprak (1997), σηματοδοτεί την πρώτη φορά που πραγματοποιήθηκαν περιεκτικές αναλύσεις GIS για μεγάλα συστήματα παροχής νερού των ΗΠΑ, με εκτεταμένες ζημιές από σεισμούς και δεδομένα ισχυρών δονήσεων. Υπήρξε εκτεταμένη βλάβη στις σωληνώσεις και ανάπτυξη οργάνων ισχυρών δονήσεων σε όλη την έκταση της πόλης του Λος Άντζελες κατά τη διάρκεια του σεισμού. Οι βλάβες από τους σεισμούς περιλάμβαναν την επιδιόρθωση 15 γραμμών μετάδοσης, 74 πρωτευόντων γραμμών (ονομαστική διάμετρος 600 mm) και 1,013 γραμμών διανομής (διάμετρος < 600 mm). Επιπλέον, έχουν συλλεχθεί αξιόπιστες πληροφορίες για τα χαρακτηριστικά των σωληνώσεων, τις επιδιορθώσεις και μετρήσεις για ισχυρές δονήσεις. Σαν μέρος της έρευνας, όλο το μήκος των, περίπου, 10,750 χιλιομέτρων γραμμών διανομής και των 1,000 χιλιομέτρων πρωτευόντων γραμμών ψηφιοποιήθηκαν και ενσωματώθηκαν σε μια βάση δεδομένων GIS, η οποία περιλαμβάνει επίσης μητρώα επιδιορθώσεων και τα διορθωμένα μητρώα ισχυρών δονήσεων 165 σεισμογραφικών σταθμών. Η ζημιά από σεισμούς στις θαμμένες σωληνώσεις μπορεί να αποδοθεί σε μεταβατική παραμόρφωση του εδάφους (TGD) ή μόνιμη παραμόρφωση του εδάφους (PGD) ή και στα δύο. Η TGD είναι αποτέλεσμα των σεισμικών κυμάτων και συχνά δηλώνεται ως φαινόμενο διάδοσης κυμάτων ή ανατάραξης του εδάφους. Η PGD είναι αποτέλεσμα επιφανειακών ρηγμάτων, ρευστοποίησης, κατολισθήσεων και διαφορικής καθίζησης από ενοποίηση ψαθυρών εδαφών. Το Σχήμα 5.2 παρουσιάζει την αλληλεπίδραση εδάφους-σωλήνωσης κατά τη διάρκεια PGD που προκαλείται από σεισμό. Τα σχετικά μεγέθη των PGD και ΤGD καθορίζουν ποια θα έχει την κύρια επιρροή στην επιδιόρθωση των σωληνώσεων. Η ΤGD, γενικά, προκαλεί πολύ μικρότερα επίπεδα πίεσης και παραμόρφωσης στις σωληνώσεις από ότι η PGD. Παρόλα αυτά, επειδή η ΤGD καλύπτει μια ευρύτερη περιοχή από ότι η PGD, η ζημιά που προκαλεί στις σωληνώσεις είναι γενικά σημαντική (Toprak, 1998; Toprak και Taskin, 2007). Ένα καλό παράδειγμα για το πότε η PGD ήταν υπεύθυνη για ψηλούς ρυθμούς επιδιορθώσεων, είναι ο σεισμός του 1971 στο Σαν Φερνάντο. Ο Eguchi (1982)

212 αξιολόγησε τη ζημιά στις σωληνώσεις που προκλήθηκαν από το σεισμό του 1971 στη Βόρια Κοιλάδα του Σαν Φερνάντο. Σύγκρινε τη ζημιά που προκλήθηκε από ενεργές διαρρήξεις, αστοχία του εδάφους και δονήσεις του εδάφους. Κατέληξε ότι σχεδόν οι μισές από τις συνολικές ζημιές στις σωληνώσεις διανομής εμφανίστηκαν σε τοπικές περιοχές, όπου παρατηρήθηκαν ενεργές διαρρήξεις και αστοχία του εδάφους. Πίνακας Απόδοση σωληνώσεων σε μερικές περιοχές κατά τη διάρκεια των σεισμών του Κοτσαελί και του Ντούζτζε το 1999 (Toprak et al., 2007) Περιοχή Σεισμός Πληροφορίες Δικτύου Διανομής Νερού Ανταπαζαρί 1999 Πάνω από 500 km Κοτσαελί πρωτευόντων γραμμών ( πληθυσμός και γραμμών διανομής ήταν (κυρίως AC με σχετικά περίπου μικρές ποσότητες 184,000) χαλύβδινων σωλήνων) Gölcük 1999 Κοτσαελί 120 km πολυβινυλοχλωριδίου ( πληθυσμός ήταν περίπου 76,500) (PVC), χάλυβα, πολυαιθυλενίου ψηλής πυκνότητας (HDPE) και AC Sapanca ( 1999 Περίπου 90 km από πληθυσμός Κοτσαελί σχεδόν αποκλειστικά ήταν σωλήνες AC περίπου 17,000) Ντούζτζε 1999 Περίπου 780 km Κοτσαελί σωλήνων από PVC, ( πληθυσμός και χυτοσίδηρο ( CI ) και AC ήταν Ντούζτζε περίπου 76,000) 70 % των σωληνώσεων υπέστησαν ζημιά ενώ Ζημιά Πηγή εντοπίστηκαν μερικές διαρροές στο υπόλοιπο 30 % [αντικαταστάθηκε ολόκληρο το σύστημα σωληνώσεων με σωληνώσεις, κυρίως, HDPE (πολυαιθυλένιο ψηλής πυκνότητας) και μερικούς σωλήνες από συγκολλημένο χάλυβα και AC ] 45 % του συστήματος καταστράφηκε, ενώ ένα άλλο 25% υπέστη ζημιές 400 ζημιές έχουν καταγραφεί μετά το σεισμό (αντικαταστάθηκαν οι σωλήνες που υπέστησαν ζημιά με σωλήνες PVC ) O Rourke et al. (2000) O Rourke et al. (2000) Sarıkaya και Koyuncu (1999) Περίπου 500 με 800 επισκευές (η Tromans, ανάλυση χρονοσειρών των δεδομένων επισκευών σωληνώσεων μετά τους σεισμούς στο Κοτσαελί και το Ντούζτζε, χρησιμοποιήθηκε για τις επισκευές σωλήνων που et al. (2004)

213 υπέστησαν βλάβη από σεισμούς. Η ερμηνεία των ζημιών που προκλήθηκαν από το σεισμό του Ντούζτζε δυσχεραίνεται από τις συνέπειες του σεισμού του Κοτσαελί που προηγήθηκε) Ένα καλό παράδειγμα, όπου η TGD ήταν υπεύθυνη για ψηλά ποσοστά επιδιόρθωσης σωληνώσεων, ήταν στο σεισμό Μιτσοακάν το 1985, ο οποίος προκάλεσε εκτεταμένες ζημιές στο σύστημα παροχής νερού της πόλης του Μεξικού. Οι Ayala και O Rourke (1989) αναφέρουν ότι δεν υπήρξε ρευστοποίηση του εδάφους ή PGD στην περιοχή της πόλης του Μεξικού και απόδωσαν την αποδιοργάνωση του συστήματος νερού, πρωταρχικά, σε φαινόμενα μετάδοσης σεισμικών κυμάτων. Αν η PGD και η TGD έχουν παρόμοιο μέγεθος, η συμβολή τους στη ζημιά στις σωληνώσεις θα είναι σε συγκρίσιμα επίπεδα. Μεγάλη TGD παρατηρείται συχνά όταν υπάρχουν μεγάλοι παλμοί μέγιστης εδαφικής ταχύτητας κοντινού πεδίου ή όπου τα χαρακτηριστικά αντίδρασης της περιοχής έχουν σαν αποτέλεσμα ενισχυμένες μεταβατικές δονήσεις. Για παράδειγμα, οι Pease και O Rourke (1997) μελέτησαν ζημιές στις σωληνώσεις του Σαν Φρανσίσκο που προκλήθηκαν από το σεισμό Λόμα Πριέτα και ανακάλυψαν ότι, οι μεταβατικές πλευρικές διατμητικές πιέσεις σε ρευστοποιημένα εδάφη ήταν η πρωταρχική αιτία των οριζόντιων μετατοπίσεων και των σεισμικών ζημιών σε θαμμένες σωληνώσεις στη Μαρίνα.

214 Σχήμα Ζάρωμα σωλήνα νερού λόγω ενεργών διαρρήξεων κατά το σεισμό του 1999 στο Ιζμίτ (Eidinger et al., 2002) Σχήμα Αλληλεπίδραση εδάφους-σωλήνωσης κατά τη διάρκεια σεισμού προκαλεί μόνιμες παραμορφώσεις εδάφους (O Rourke, 1998) Κλονισμός εδάφους (Μεταβατική παραμόρφωση εδάφους-tgd) Η ζημιά στις σωληνώσεις λόγω συνεπειών TGD συσχετίζεται με διάφορες σεισμικές παραμέτρους, ενώ η ζημιά λόγω συνεπειών PGD συσχετίζεται με το βαθμό κίνησης ή παραμόρφωσης του εδάφους. Η ζημιά στις σωληνώσεις εκφράζεται συνήθως ως ρυθμός επισκευής, ο οποίος είναι ο αριθμός επισκευών σωληνώσεων σε μια περιοχή διαιρεμένος με το μήκος των σωληνώσεων στην ίδια περιοχή. Ο Toprak (1998) αξιολόγησε τις συσχετίσεις ζημιών στις σωληνώσεις που αναπτύχτηκαν πριν το σεισμό του 1994 στο Νόρθριτζ των ΗΠΑ και χρησιμοποίησε διάφορες σεισμικές παραμέτρους, για να εξερευνήσει καινούριες σχέσεις μεταξύ της σεισμικής έντασης και της ζημιάς στις σωληνώσεις. Οι σεισμικές παράμετροι που δοκίμασε είναι η Τροποποιημένη Ένταση Μερκάλι (ΜΜΙ), η Μέγιστη Εδαφική Επιτάχυνση (PGA), η Μέγιστη Εδαφική Ταχύτητα (PGV), η μέγιστη εδαφική μετατόπιση, η φασματική επιτάχυνση, η φασματική ταχύτητα, η φασματική ένταση και η ένταση Arias. Ανάμεσα στις διάφορες σεισμικές παραμέτρους, οι πιο στατιστικά σημαντικές συσχετίσεις βρέθηκαν για τη PGV (Toprak, 1998, O Rourke et al., 1998). Η PGV έχει πιο άμεση φυσική ερμηνεία όσον αφορά τις συνέπειές της στις θαμμένες

215 σωληνώσεις. Η PGV συσχετίζεται με αξονικές πιέσεις που παρουσιάζονται στο έδαφος, λόγω μετάδοσης σεισμικών κυμάτων, όπως παρουσιάζεται στην ακόλουθη γενική εξίσωση (Επιτροπή Γραμμών Αερίων και Υγρών Καυσίμων, 1984): (1) Σχήμα Σχέσεις Ζημιών θαμμένων σωληνώσεων (Toprak and Taskin, 2007) όπου ε g είναι η μέγιστη σεισμική καταπόνηση εδάφους, V max είναι η μέγιστη ταχύτητα εδάφους και C είναι η ταχύτητα μετάδοσης των σεισμικών κυμάτων. Ανάλογα με τη διολίσθηση που αναπτύχθηκε ανάμεσα σε μια σωλήνωση και στο περιβάλλον έδαφος, ένα συγκεκριμένο ποσοστό της καταπόνησης του εδάφους μεταφέρεται στη σωλήνωση. Εξαιτίας αυτής της σχέσης, πρέπει να αναμένεται μια καλή συσχέτιση μεταξύ της PGV και της ζημιάς των σωληνώσεων Ρευστοποίηση και πλευρική επέκταση Η ρευστοποίηση είναι μια μεγάλη ανησυχία για κατασκευές και συστήματα σωλήνων σε κορεσμένα αμμώδη εδάφη. Συχνά, αναφέρονται ζημιές που προκαλούνται από μειωμένες διατμητικές δυνάμεις, καθιζήσεις και πλευρικές επεκτάσεις σε ρευστοποιημένα εδάφη (π.χ. Hamada και O Rourke, 1992; Holzer και Toprak, 1999).

216 Η «απλοποιημένη διαδικασία» που αναπτύχθηκε από τους Seed και Idriss (1971) χρησιμοποιείται, συνήθως, για να αξιολογηθεί η προοπτική ρευστοποίησης αμμωδών εδαφών. Αυτή η διαδικασία αναθεωρήθηκε και επαυξήθηκε κατά τη διάρκεια των τελευταίων χρόνων (π.χ. Seed et al., 1983, Youd και Idriss, 1997). Η απλοποιημένη διαδικασία απαιτεί υπολογισμό ή εκτίμηση δύο μεταβλητών, συγκεκριμένα, του λόγου κυκλικού εντατικού μεγέθους (CSR) και του λόγου κυκλικής αντίστασης (CRR). Ο CSR αντιστοιχεί στη σεισμική ζήτηση που εφαρμόζεται σε ένα στρώμα εδάφους, ενώ ο CRR αντιστοιχεί στην ικανότητα του εδάφους να αντισταθεί στη ρευστοποίηση. Ο CSR μπορεί να υπολογιστεί με τη χρήση της ακόλουθης εξίσωσης (Seed και Idriss, 1971): CSR = (τ av /σ vo ) = 0.65 (a max /g)(σ vo /σ vo ) r d (2) Όπου, a max είναι η μέγιστη οριζόντια επιτάχυνση στην επιφάνεια του εδάφους που προκαλείται από το σεισμό, g είναι η επιτάχυνση της βαρύτητας, σ vo και σ vo είναι τα ολικά και ενεργά υπερκείμενα εντατικά μεγέθη αντίστοιχα και το r d είναι ένας συντελεστής μείωσης του εντατικού μεγέθους. Ο CRR καθορίζεται με τη χρήση εμπειρικών σχέσεων που αναπτύχθηκαν από δεδομένα παλαιότερων σεισμών (π.χ. Seed et al., 1983, Youd και Idriss, 1997). Οι εμπειρικές σχέσεις, οι οποίες βασίζονταν αρχικά σε SPT, έχουν επεκταθεί για να περιλαμβάνουν CPT (π.χ. Robertson και Campanella, 1985, Seed και DeAlba, 1986, Robertson και Wride, 1997). Μια πρόσφατη σύνοψη και ενημέρωση της απλοποιημένης διαδικασίας περιγράφεται στους Youd et al. (2001). Παρόλο που οι οριακές καμπύλες της απλοποιημένης διαδικασίας εκτιμούν την ύπαρξη ή μη ύπαρξη ρευστοποίησης σχετικά καλά, δεν αξιολογούν την ενδεχόμενη πιθανοτική ρευστοποίηση για μια συγκεκριμένη περιοχή. Οι αναλύσεις ρίσκου ή οι μελέτες αξιολόγησης κινδύνου απαιτούν σχέσεις ενδεχόμενης πιθανοτικής ρευστοποίησης. Για να ικανοποιηθεί αυτή η ανάγκη, ο Liao (1986) και οι Liao et al. (1988) εφάρμοσαν ανάλυση λογαριθμικής παλινδρόμησης (logit) για να εκτιμήσουν τις πιθανότητες ρευστοποίησης. Η μοντελοποίηση με λογαριθμική παλινδρόμηση είναι κατάλληλη, όταν η μεταβλητή εξόδου είναι δυαδική ή διχοτομική, όπως η ύπαρξη ρευστοποίησης (ναι ή όχι). Εφαρμογές αυτής της τεχνικής σε διαφορετικά πεδία μπορούν να βρεθούν στους Hosmer και Lemeshow (1989). Πρόσφατα, οι Noble και Youd (1998) και Liao και Lum (1998) παρουσίασαν νέες πιθανοτικές εξισώσεις ρευστοποίησης για SPT με τη χρήση ανάλυσης λογαριθμικής παλινδρόμησης. Μια από τις πιο πρόσφατες σχέσεις ενδεχόμενης πιθανοτικής ρευστοποίησης τόσο για SPT, όσο και για CPT μπορεί να βρεθεί στους Toprak et al. (1999).

217 Οι πλευρικές μετατοπίσεις εδάφους, που προκαλούνται από τη ρευστοποίηση, προκαλούν σημαντική αποδιοργάνωση σε συστήματα σωληνώσεων και ένας αριθμός συγγραφέων έχουν προτείνει εξισώσεις για την πρόβλεψη των πλευρικά επεκταμένων μετατοπίσεων των ρευστοποιημένων εδαφών (π.χ. Hamada et al. 1986, Bartlett και Youd 1995). Οι Youd et al. (2002), χρησιμοποίησαν πολυγραμμική παλινδρόμηση (MLR) μιας μεγάλης βάσης δεδομένων και πρότειναν δύο εξισώσεις: μια για συνθήκες εδάφους με ελαφρά κλίση και μια για σχετικά επίπεδες συνθήκες εδάφους όπου υπάρχει ελεύθερος χώρος και μπορούν να παρατηρηθούν πλευρικές μετατοπίσεις. Η εξίσωση για συνθήκες εδάφους με ελαφρά κλίση είναι: log D H = M log R * 0.012R log S log T log(100 F 15 ) log(d mm) (3) όπου D H : η εκτιμημένη πλευρική μετατόπιση σε μέτρα M : το μέγεθος ροπής του σεισμού R* : μια τροποποιημένη τιμή απόστασης πηγής που καθορίζεται ως R*=R+Ro, όπου Ro=ένας συντελεστής απόστασης που είναι συνάρτηση της έντασης του σεισμού και ορίζεται ως Ro=10 (0,89M-5,64) R : η κοντινότερη απόσταση ή απόσταση στο χάρτη, από την τοποθεσία, μέχρι την πηγή ενέργειας του σεισμού σε χιλιόμετρα T 15 : η συσσωρευτική πυκνότητα των κορεσμένων κοκκωδών στρωμάτων με μετρήσεις κρούσεων, (N 1 ) 60 λιγότερο από 15, σε μέτρα F 15 : το μέσο περιεχόμενο σε λεπτόκοκκα (το ποσοστό του δείγματος ιζήματος που περνά από κόσκινο No Σωματίδια <0.075 mm) για κοκκώδη υλικά που περιλαμβάνονται μέσα στο T 15, σε ποσοστό D50 15 : ο μέσος όρος μεγέθους κόκκου για τα κοκκώδη υλικά μέσα στο T 15, σε χιλιοστά S: η κλίση εδάφους σε ποσοστό. Εφαρμογή αυτής της ιδέας στο Ντενιζλί μπορεί να βρεθεί στους Toprak et al. (2009) Κατολισθήσεις που προκαλούνται από σεισμούς Οι θραύσεις πρανών ή κατολισθήσεις που προκαλούνται από τους σεισμούς παρατηρούνται, συνήθως, σε ανοικτές περιοχές πάνω σε πλαγιές λόφων κατά τη διάρκεια μεγάλων σεισμών και μπορούν να προκαλέσουν σημαντικές ζημιές. Η ευκαιρία για θραύση πρανών λόγω σεισμού, εξαρτάται από το ενδεχόμενο για αρκετά ψηλά επίπεδα εδαφικών δονήσεων, τα οποία θα προκαλέσουν κίνηση. Η ευαισθησία στη θραύση βασίζεται σε συνθήκες που προδιαθέτουν την πλαγιά για θραύση, συμπεριλαμβανομένων στατικής σταθερότητας, γεωλογίας, κλίση και ποσοστό πλαγιάς, συνθήκες υπόγειων υδάτων, αντοχή πετρωμάτων και ένταση και διάρκεια δονήσεων (Nisar, et al. 2006). Η κατολίσθηση λόγω σεισμού μιας πλαγιάς λόφου συμβαίνει όταν οι στατικές δυνάμεις συν τις δυνάμεις αδράνειας μέσα στη μάζα μετακίνησης μειώνουν το συντελεστή ασφάλειας, προσωρινά, κάτω από 1.0. Η τιμή της μέγιστης εδαφικής

218 επιτάχυνσης μέσα στη μάζα που μετακινείται, η οποία απαιτείται για να μειωθεί απλά ο συντελεστής ασφάλειας στο 1.0, ορίζεται ως κρίσιμη επιτάχυνση ή επιτάχυνση υποχώρησης, ac. Αυτή η τιμή της επιτάχυνσης καθορίζεται με βάση ψευδο-στατικές αναλύσεις σταθερότητας πλαγιάς και/ή βασίζεται σε εμπειρικές παρατηρήσεις της συμπεριφοράς των πλαγιών κατά τη διάρκεια περασμένων σεισμών (ALA, 2005). Για αυτό το σκοπό, προτάθηκε μια σχέση από τους Wilson και Keefer (1985) και δίνεται στους Πίνακες και Πλημμύρες Οι πλημμύρες μπορούν να υπονομεύσουν κατασκευές, να διαβρώσουν ακτογραμμές και ακροποταμιές, να ξεριζώσουν δέντρα, να πλημμυρήσουν οδούς πρόσβασης και να προκαλέσουν θανάτους και τραυματισμούς. Οι περιοχές που είναι ευάλωτες σε πλημμύρες και ειδικά σε υποσκαφή, είναι περιοχές στις οποίες προκαλείται μεγάλη ζημιά σε σωληνώσεις. Όταν σωληνώσεις διασχίζουν τέτοιες περιοχές, θα πρέπει να δίνεται ιδιαίτερη προσοχή σε δυνητικά προβλήματα. Οι σωλήνες και τα εξαρτήματα που βρίσκονται σε περιοχή που κινδυνεύει από πλημμύρες και υπόκειται σε μετακινήσεις μεγάλης ταχύτητας, δεν πρέπει να τοποθετούνται πάνω ή μέσα σε τοίχους που αναμένεται να καταρρεύσουν κάτω από το φορτίο των πλημμύρων. Πρέπει να γίνονται υπολογισμοί επίπλευσης όταν κατασκευάζονται σωλήνες σε περιοχές με κίνδυνο πλημμύρας. Αν ο σωλήνας είναι άδειος κάτω από την επιφάνεια του νερού, τότε παρατηρείται επίπλευση. Σε αυτή την περίπτωση, είναι απαραίτητο ένα ελάχιστο στρώμα εδάφους σαν προστασία έναντι στη δύναμη άνωσης, για να αποτραπεί η επίπλευση. Πίνακας Ευαισθησία των γεωλογικών ομάδων στις κατολισθήσεις

219 Πίνακας Κατώτερα όρια για γωνίες πλαγιών και κρίσιμες επιταχύνσεις για ευαισθησία στις κατολισθήσεις Κατολισθήσεις και ροή φερτών υλικών Μια κατολίσθηση ορίζεται ως «η κίνηση μιας μάζας πετρών, φερτών υλικών ή γης σε μια κατωφέρεια» (Cruden, 1991). Οι κατολισθήσεις είναι ένας τύπος «μετακίνησης μαζών» που περιγράφουν οποιαδήποτε κίνηση εδάφους και βράχων σε κατωφέρεια, κάτω από την άμεση επιρροή της βαρύτητας. Ο όρος κατολίσθηση περιλαμβάνει γεγονότα, όπως πτώσεις βράχων, ανατροπές, ολισθήσεις, επεκτάσεις και ροές, όπως ροές φερτών υλικών που συνήθως ονομάζονται ολισθήσεις λάσπης (Varnes, 1996). Οι κατολισθήσεις μπορούν να προκληθούν από βροχοπτώσεις, σεισμούς, ηφαιστειακή δραστηριότητα, αλλαγές στα υπόγεια ύδατα, αναταραχή και αλλαγή σε μια πλαγιά από οικοδομικές δραστηριότητες ή οποιοδήποτε συνδυασμό αυτών των παραγόντων. Οι κατολισθήσεις μπορούν επίσης να συμβούν κάτω από το νερό προκαλώντας κύματα τσουνάμι και καταστροφές σε παράκτιες περιοχές. Αυτές οι κατολισθήσεις ονομάζονται υποθαλάσσιες κατολισθήσεις ( Η θραύση πρανούς συμβαίνει όταν, η δύναμη που σπρώχνει την πλαγιά προς τα κάτω (βαρύτητα), υπερβαίνει τη δύναμη των γαιωδών υλικών που αποτελούν την

220 πλαγιά. Μπορεί να κινούνται αργά (χιλιοστά κάθε χρόνο) ή γρήγορα και καταστροφικά, όπως συμβαίνει με τις ροές φερτών υλικών. Οι ροές φερτών υλικών μπορούν να κινούνται σε μια κατωφέρεια με ταχύτητες που φτάνουν τα 320 χιλιόμετρα την ώρα (συνηθέστερα, χιλιόμετρα την ώρα), ανάλογα με τη γωνία της πλαγιάς, το περιεχόμενο σε νερό και τον τύπο γης και φερτών υλικών στη ροή. Αυτές οι ροές προκαλούνται από βαριές, συνήθως εκτεταμένες, περιόδους βροχοπτώσεων, αλλά μερικές φορές μπορούν να συμβούν ως αποτέλεσμα σύντομων συγκεντρωμένων βροχοπτώσεων σε ευαίσθητες περιοχές. Καμένες περιοχές, οι οποίες απογυμνώθηκαν από ανεξέλεγκτες πυρκαγιές, είναι ιδιαίτερα ευαίσθητες σε ροές φερτών υλικών, με δεδομένα κάποια χαρακτηριστικά του εδάφους και συνθήκες πλαγιών ( Όταν η σωλήνωση διασχίζει κάποια κατολίσθηση υπόκειται σε διατμητικές δυνάμεις στα πλευρικά άκρα της ολίσθησης. Αυτό μπορεί να έχει σαν αποτέλεσμα λύγισμα και σπάσιμο του σωλήνα. Όταν η σωλήνωση είναι ευθυγραμμισμένη με την κατολίσθηση, θα υπόκειται σε καταπονήσεις συμπίεσης και έντασης από το έδαφος που κινείται προς τα κάτω. Οι καταπονήσεις συμπίεσης προκαλούν λύγισμα και σπάσιμο. Το Σχήμα 5.4 παρουσιάζει τη Δυτική Σωλήνωση Αερίου Williams, πρώην Βορειοδυτική Σωλήνωση, που επηρεάστηκε από την κατολίσθηση στο Ντάγκλας Πας, στο Κολοράντο των ΗΠΑ. Σχήμα Δυτική Σωλήνωση Αερίου Williams, πρώην Βορειοδυτική Σωλήνωση, Ντάγκλας Πας, στο Κολοράντο των ΗΠΑ Ο κύριος δυνητικός κίνδυνος, που παρουσιάζουν οι ροές φερτών υλικών στις σωληνώσεις, είναι η σχετικά γρήγορη μετακίνηση του εδάφους γύρω από τη σωλήνωση και η συνεπακόλουθη εκτόπιση της σωλήνωσης. Η εκτόπιση της σωλήνωσης είναι πιο πιθανή στο πάνω παρά στο κάτω μέρος μια ροής φερτών υλικών (Nisar, et al. 2006).

221 4.6 Βιβλιογραφία Ayala, A. G.; O Rourke, M. J., (1989), Effect of the 1985 Michoacan Earthquake on water system and other buried lifelines in Mexico, Buffalo, NY, NCEER American Lifelines Alliance (ALA), (2005). Seismic Guidelines for Water Pipelines, Bartlett, S. F.; Youd, T. L., (1995), Empirical prediction of liquefaction induced lateral spread, Geotech Eng ASCE 121: Breen, J.; Boersma, A., (2005), Long term performance of existing PVC water distribution systems, 9th Int. Conf. PVC, Brighton. Chen, W. W., Shiha, B., Chen, Y., Hung, J., Hwang, H. H. (2002) Seismic Response of Natural Gas and Water Pipelines in the Ji-Ji Earthquake, Soil Dynamics and Earthquake Engineering 22 (2002) Colin, X.; Audouin, L.; Verdu, J.; Rozental-Evasque, M.; Rabaud, B.; Martin, F.; Bourgine, F., (2009), Aging of Polyethylene Pipes Transporting Drinking Water Disinfected by Chlorine Dioxide. I. Chemical Aspects, Polymer Engineering and Science, Wiley Interscience, DOI /pen.21258, Committee on gas and liquid fuel lifelines, (1984), Guidelines for the Seismic Design of Oil and Gas Pipeline Systems, ASCE, Newyork, NY. Cruden, D.M., (1991), A Simple Definition of a Landslide, Bulletin of the International Association of Engineering Geology, No. 43, pp Eguchi, R. T., (1982), Earthquake performance of water supply components during the 1971 San Fernando Earthquake, Technical Report a, Wiggins JH Company, Redondo Beach, CA. Eidinger, J. M., O Rourke, M., Bachhuber, J. (2002). Performance of a Pipeline at a Fault Crossing, Proceedings, Seventh U.S. National Conference on Earthquake Engineering, Theme: Urban Earthquake Hazard, No: 261, Boston, MA, U.S.A. Hamada, M.; O Rourke, T. D., (1992), Case studies of liquefaction and lifeline performance during past earthquakes, Technical Report NCEER Hamada, M.; Yasuda, S.; Isoyama, R.; Emoto, K., (1986), Study on liquefactioninduced permanent ground displacements, Association for the Development of

222 Earthquake Prediction, Japan. Holzer, T. L.; Toprak, S., (1999), Differential building settlements caused by liquefaction during the Izmit, Turkey, earthquake [abs], Transactions, American Geophysical Union, Fall Meeting Supplement, 80(46): F673. Hosmer, D. W., Jr., and Lemeshow, S., 1989, Applied logistic regression: New York, John Wiley & Sons, 307 p. Hwang H.,, Chiu, Y. H., Chen, W. Y., Shih, B. J. (2004) Analysis of Damage to Steel Gas Pipelines Caused by Ground Shaking Effects during the Chi-Chi, Taiwan, Earthquake, Earthquake Spectra, Volume 20, No. 4, pages , November Liao, S. S. C., 1986, Statistical modeling of earthquake-induced liquefaction [Ph.D. thesis]: Massachusetts Institute of Technology, 470 p. Liao, S. S. C., and Lum, K. Y., 1998, Statistical analysis and application of the magnitude scaling factor in liquefaction analysis, in Geotechnical earthquake engineering and soil dynamics III, Seattle, WA, ASCE Geotechnical Special Publication 75, p Liao, S. S. C., Veneziano, D., and Whitman, R. V., 1988, Regression models for evaluating liquefaction probability: Journal of Geotechnical Engineering, v. 114, no. 4, p Liemberger, R. (2005), Performance Indicators, World Bank Institute, NRW Training Module 6. Nisar, A.; Scawthorn, C.; Stillman, C.; Jasperse, J.; Gur, T.; Villet, W., (2006), Multihazard Reliability For A Major Water Utility Agency in the San Francisco Bay Area, Proceedings of the 8th U.S. National Conference on Earthquake Engineering, April 18-22, San Francisco, California, USA, Paper No: 928. Noble, S. K., and Youd, T. L., 1998, Probabilistic evaluation of soil liquefaction resistance [Master of Science thesis]: Brigham Young University, 77 p. O Rourke, T. D. and Jeon, S. S., "Seismic Zonation for Lifelines and Utilities, Invited Keynote Paper on Lifelines," Proceedings Sixth International Conference on Seismic Zonation, Palm Springs, CA, EERI CD ROM O Rourke, T. D., (1998), An Overview of Geotechnical and Lifeline Earthquake

223 Engineering, In Geotechnical Special Publication No. 75, ASCE (Pakoulis, P., Yegian, M., Holtz, D.(eds.)), Reston, VA, II, pp O Rourke, T. D.; Toprak, S., (1997), GIS assessment of water supply damage from the Northridge earthquake, In: J. D. Frost (ed.), Geotechnical Special Publication, ASCE, New York, NY, pp O Rourke, T. D.; Toprak, S.; Sano, Y., (1998), Factors affecting water supply damage caused by the Northridge earthquake, In: Proceedings of the 6th US National Conference on Earthquake Engineering, Seattle, WA, USA, pp Pease, J. W.; O Rourke, T. D., (1997), Seismic response of liquefaction sites, J. Geotechn. Geoenviron. Eng. 123, Pilcher, R.; Dizdar, A.; Toprak, S.; De Angelis, E.; Koç, A. C.; Dilsiz, C.; De Angelis, K.; Dikbaş, F.; Fırat, M.; Bacanlı, Ü. G., (2008), The Basic Water Loss Book, Leonardo Da Vinci Project TR/06/B/F/PP/ PROWAT. Robertson, P.K., and Campanella, R.G., 1985, Liquefaction potential of sands using the CPT: Journal of Geotechnical Engineering, v. 111, no. 3, p Robertson, P.K., and Wride, C.E., 1997, Cyclic liquefaction and its evaluation based on the SPT and CPT, in Youd, T.L., and Idriss, I.M., eds., Evaluation of liquefaction resistance of soils, Salt Lake City, UT, National Center for Earthquake Engineering and Research Technical Report , p Sanchez, M.; Louis, S.; Bruzek, C-E.; Rabaud, B.; Rozental-Evasque, M.; Glucina, K., (2008), Development of a "Nol-Ring" test to study polyethylene pipe degradation and its implementation on field house connection pipes, The European Corrosion Congress (EUROCORR 2008), 7 11 September 2008, Edinburgh, United Kingdom. Sarıkaya, H. Z. and Koyuncu, I., Evalution of the Effects of Kocaeli Earthquake on Water and Wastewater Systems, Proceedings, Proceedings of ITU-IAHS International Conference on the Kocaeli Earthquake, 17 August 1999, A Scientific Assessment and Recommendation for Re-Building, , Scawthorn C, Miyajima M, Ono Y, Kiyono J and Hamada M. (2006), "Lifeline Aspects of the 2004 Niigata Ken Chuetsu, Japan, Earthquake," Earthquake Spectra, EERI, 22, Issue S1, S89-S110, Seago, C.; McKenzie, R.; Liemberger, R. (2005), International Benchmarking from

224 Water Reticulation Systems, Leakage 2005 Conference, Halifax, Canada. Seed, H. B., DeAlba, P.A., 1986, Use of SPT and CPT tests for evaluating the liquefaction resistance of sands, in Clemence, S.P., ed., ASCE Geotechnical Special Publication No. 6, p Seed, H. B., Idriss, I. M., and Arango, I., 1983, Evaluation of liquefaction potential using field performance data: Journal of Geotechnical Engineering, v. 109, no. 3, p Seed, H. B.; Idriss, I. M., (1971), Simplified procedure for evaluating soil liquefaction potential, J Soil Mech Found Div 97: Toprak, S., (1998), Earthquake Effects on Buried Lifeline Systems, PhD Thesis. Cornell University, Ithaca, NY. Toprak, S.; Holzer, T.L.; Bennett, M. J.; Tinsley, J. C. III, (1999), CPT- and SPT-based probabilistic assessments of liquefaction potential, in O'Rourke, T.D., Bardet, J-P., and Hamada, M., eds., U.S. - Japan workshop on earthquake resistant design of lifeline facilities and countermeasures against liquefaction, 7th, Seattle, 1999, Proceedings, Multidisciplinary Center for Earthquake Engineering Research Technical Report MCEER , p Toprak, S.; Koç, A. C.; Taşkın, F., (2007), Evaluation of Water Distribution Pipeline Performance Against Earthquakes, Paper No: 1748, 4th International Conference on Earthquake Geotechnical Engineering, June 2007, Greece. Toprak, S.; Taskin, F., (2007), Estimation of earthquake damage to buried pipelines caused by ground shaking, Natural Hazards, 40:1 24. Toprak, S.; Taşkın, F.; Koç, A. C., (2009), Prediction Of Earthquake Damage To Urban Water Distribution Systems: A Case Study For Denizli, Turkey, The Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 68: Tromans, I., Marlow, D. and Bommer, J., "Spatial Distribution of Pipeline Damage in Düzce Caused By the 1999 Kocaeli and Düzce Earthquakes," Paper No. 2916, 13th World Conference on Earthquake Engineering, Vancouver, Canada, August 1-6, Varnes, D.J., (1996), Landslide Types and Processes, in Turner, A. K., and R.L. Schuster, Landslides: Investigation and Mitigation, Transportation Research Board Special Report 247, National Research Council, Wasington, D.C., National Academy

225 Press. Wikipedia, (2010), Wilson, R. C. and Keefer, D. K., (1985) Predicting areal limits of earthquake induced landsliding, evaluating earthquake hazards in the Los Angeles region, U.S. Geological Survey professional paper, Ziony, J. I., Editor, p , Youd, T. L., and Idriss, I. M. (eds.), 1997, Proceedings of the NCEER workshop on evaluation of liquefaction resistance of soils, Salt Lake City, UT, National Center for Earthquake Engineering and Research Technical Report , 276 p. Youd, T. L.; Hansen, C. M.; Bartlett, S. F., (2002), Revised multilinear regression equations for prediction of lateral spread displacement, ASCE J Geotech Geoenviron Eng 128: Youd, T. L.; Idriss, I. M.; Andrus, R. D.; Arango, I.; Castro, G.; Christian, J. T.; Dobry, R.; Liam Finn, W. D.; Harder, L. F.; Jr Hynes, M. E.; Ishihara, K.; Koester, J.P.; Liao, S. S. C.; Marcuson, W. F. III; Martin, G. R.; Mitchell, J. K.; Moriwaki, Y.; Power, M. S.; Robertson, P. K.; Seed, R. B.; Stokoe, K. H. I. I., (2001), Liquefaction resistance of soils: summary report from the 1996 NCEER and 1998 NCEER/NSF workshops on evaluation of liquefaction resistance of soils, J Geotechn Geoenviron Eng, ASCE, 127:

226 5.0 Κριτήρια και στόχοι Περιγραφή Ενότητας Τίτλος Τομέας Κύριοι παραλήπτες ΕΝΟΤΗΤΑ 5 Κριτήρια και Στόχοι Προληπτική Συντήρηση για Εταιρείες Υδάτων Οι τελικοί χρήστες της ενότητας είναι μηχανικοί και προσωπικό συντήρησης υπεύθυνο για τη συντήρηση δικτύων εταιρειών υδάτων. Αυτή η ενότητα απευθύνεται σε ένα μεγάλο εύρος επαγγελματιών οι οποίοι είναι υπεύθυνοι για τη συντήρηση των δικτύων των εταιριών υδάτων και είναι δημιουργημένη για τις ενδιαφερόμενες ομάδες. Περιγραφή ενότητας και γενικοί στόχοι Αυτή η ενότητα επιτρέπει στο συμμετέχοντα να λάβει πληροφορίες για τα κριτήρια και τους στόχους της αποδοτικής και βιώσιμης λειτουργίας ενός δικτύου διανομής νερού. Μετά την ολοκλήρωση της ενότητας, οι συμμετέχοντες θα μπορούν να συμμετέχουν στη λήψη αποφάσεων για τη σταθερότητα ενός δικτύου διανομής νερού μέσω προηγμένων γνώσεων για τις αρχές και τις έννοιες λειτουργίας ενός αποδοτικού δικτύου νερού. Επιπλέον, θα είναι ικανοί να συμμετέχουν σε οικονομικές αξιολογήσεις της απόδοσης του συστήματος. Χρόνος μάθησης και Διάρκεια Χρόνος μάθησης και μέγιστη διάρκεια εκπαίδευσης σχετικά με την ενότητα: 16 ώρες αναμενόμενου χρόνου αυτοεκπαίδευσης Απαραίτητα εργαλεία για πραγματοποίηση της ενότητας Ηλεκτρονικός υπολογιστής με σύνδεση στο Διαδίκτυο (IT, εξοπλισμός κλπ. ) Μαθησιακοί στόχοι Όταν κάποιος/α ολοκληρώσει την ενότητα θα είναι σε θέση να: ΜΣ-1: κατανοήσει τις αρχές αποδοτικότητας ενός δικτύου διανομής νερού και να αναπτύξει κρίσιμη κατανόηση στη λογική κατανομή νερού, αποκτώντας την ικανότητα ανάληψης ευθυνών για πολιτικές διανομής νερού. ΜΣ-2: Αποκτήσει θεωρητική γνώση για τις βασικές αρχές

227 αξιοπιστίας και ευρωστίας των δικτύων νερού. ΜΣ-3: Αποκτήσει εξειδικευμένη γνώση για τα θέματα ποιότητας νερού με την ικανότητα να διαχειρίζεται πολύπλοκες δραστηριότητες για την οργάνωση μετρήσεων ποιότητας. ΜΣ-4: κατανοήσει και να αξιολογήσει περιβαλλοντικές συνέπειες από τη λειτουργία του συστήματος παροχής νερού. ΜΣ-5: Αποκτήσει ολοκληρωμένη θεωρητική γνώση για τις οικονομικές και χρηματοοικονομικές πτυχές της βιωσιμότητας λειτουργιών ενός συστήματος διανομής νερού, συμπεριλαμβανομένων απαιτήσεων (π.χ. κατανάλωση ενέργειας, λειτουργικά κόστη κλπ.) με την ικανότητα να αξιολογεί την απόδοση άλλων και να διαχειρίζεται επαγγελματικές δραστηριότητες. Παιδαγωγικές μέθοδοι που χρησιμοποιούνται (ατομική μελέτη, ομαδική δουλειά, μάθηση εξ αποστάσεως κλπ.) Τύποι δραστηριοτήτων που θεωρούνται χρήσιμοι για εκπαίδευση σε αυτή την ενότητα: Συναντήσεις πρόσωπο με πρόσωπο Ατομική μελέτη Διαδικτυακές δραστηριότητες Εργαστήρια 5.1 Επάρκεια νερού Συνεχής και διαλείπουσα λειτουργία Η επάρκεια νερού μπορεί να οριστεί ως ο λόγος πραγματικών υδροληψιών προς τις διαθέσιμες ανανεώσιμες πηγές νερού ή με άλλα λόγια, ο λόγος του συνολικού όγκου γλυκού νερού, ο οποίος χρησιμοποιείται για την παραγωγή τροφίμων και υπηρεσιών, που καταναλώνονται από άτομα, προς τις συνολικές ανανεώσιμες πηγές νερού. Η επάρκεια νερού υποδηλώνει τη δυνατότητα παροχής του νερού που χρειάζεται για την ικανοποίηση της εγχώριας ζήτησης για την παραγωγή αγαθών και υπηρεσιών. Ένα δημόσιο σύστημα παροχής νερού δε μπορεί να εξυπηρετήσει τους πελάτες του αν δεν υπάρχει μια συνεχής παροχή νερού καλής ποιότητας, για την ικανοποίηση των εγχώριων απαιτήσεων κατανάλωσης στην ευρύτερη έννοια και το απαραίτητο νερό για πυροσβεστικούς σκοπούς. Η διατήρηση μιας συνεχούς ή αδιάλειπτης παροχής νερού για δημόσιες ζητήσεις αποτελεί μια μεγάλη πρόκληση για πολλούς δήμους λόγω των πιο κάτω συνθηκών :

228 συνεχείς ξηρασίες αυξανόμενες ζητήσεις που δε μπορούν να ικανοποιηθούν από το εργοστάσιο επεξεργασίας έλλειψη επαρκούς δυνατότητας αποθήκευσης άλλες κοινότητες μοιράζονται νερό από τις ίδιες πηγές (π.χ. λίμνη ή ποτάμι) μια μεγάλη αστική ή δασική πυρκαγιά που εξαντλεί τα αποθέματα νερού μη εντοπισμένη υπόγεια διαρροή στο σύστημα σωληνώσεων διανομής Ένας δήμος πρέπει να αναγνωρίσει ότι η ποσότητα διαθέσιμου νερού πρέπει να είναι τέτοια, ώστε οι μέγιστες ημερήσιες απαιτήσεις ημερήσιας κατανάλωσης να ικανοποιούνται ανά πάσα στιγμή, ακόμα και σε περιόδους ξηρασίας ή ακόμα και μετά από χρόνια ανάπτυξης της κοινότητας. Το σύστημα διανομής νερού πρέπει να επεκτείνεται καθώς επεκτείνεται και ο δήμος. Οι διακοπές στην παροχή πόσιμου νερού, είτε μέσω διαλειπόντων πηγών, είτε λόγω μηχανικών αναποτελεσματικοτήτων, αποτελούν καθοριστικό παράγοντα για την πρόσβαση και την ποιότητα του πόσιμου νερού. Η ανάλυση των δεδομένων που αφορά τη συνοχή της παροχής απαιτεί την εξέταση πολλών συνιστωσών. Η συνοχή μπορεί να ταξινομηθεί ως ακολούθως : υπηρεσία ετήσιας διάρκειας από αξιόπιστη πηγή χωρίς διακοπή ροής στη βρύση ή στην πηγή υπηρεσία ετήσιας διάρκειας με συχνές (ημερήσιες ή εβδομαδιαίες) διακοπές, οι πιο κοινές αιτίες των οποίων είναι: o o o o περιορισμένα προγράμματα άντλησης σε συστήματα με αντλίες, είτε λόγω προγραμματισμού, είτε λόγω απώλειας ενέργειας, είτε λόγω σποραδικής αστοχίας μέγιστη ζήτηση, η οποία υπερβαίνει τη δυνατότητα ροής των αγωγών διανομής ή τη χωρητικότητα του ταμιευτήρα υπέρμετρη διαρροή μέσα στα συστήματα διανομής υπέρμετρες ζητήσεις σε πηγές που ελέγχονται από την κοινότητα εποχιακή διακύμανση υπηρεσιών, λόγω διακύμανσης πηγής, η οποία, τυπικά, προκαλείται από τρεις αιτίες: o o φυσική διακύμανση στον όγκο της πηγής κατά τη διάρκεια του χρόνου περιορισμός του όγκου λόγω ανταγωνισμού με άλλες χρήσεις, όπως άρδευση

229 o περίοδοι ψηλής θολότητας, κατά τις οποίες η πηγή μπορεί να μη μπορεί να χρησιμοποιηθεί σύνθετη συχνή και εποχιακή ασυνέχεια. Αυτή η ταξινόμηση αντικατοπτρίζει τις γενικές κατηγορίες της συνοχής, οι οποίες είναι πιθανό να επηρεάσουν με διαφορετικούς τρόπους την υγιεινή. Η ημερήσια ή εβδομαδιαία ασυνέχεια έχει σαν αποτέλεσμα χαμηλές πιέσεις παροχής και επακόλουθο κίνδυνο επιμόλυνσης σωλήνα. Άλλες συνέπειες περιλαμβάνουν μειωμένη διαθεσιμότητα και χρήση κατώτερου όγκου, τα οποία επηρεάζουν δυσμενώς την υγιεινή. Μπορεί να απαιτείται επιπλέον αποθήκευση νερού και αυτό με τη σειρά του μπορεί να οδηγήσει σε αύξηση του κινδύνου μόλυνσης κατά την περίοδο αποθήκευσης και του συναφή χειρισμού. Η εποχιακή ασυνέχεια συχνά αναγκάζει τους χρήστες να προμηθεύονται νερό από κατώτερες και απομακρυσμένες πηγές. Σαν αποτέλεσμα, εκτός από την προφανή κατώτερη ποιότητα και λιγότερη ποσότητα, καταναλώνεται και χρόνος για τη συλλογή και μεταφορά νερού Περικοπές στην παροχή νερού Δεν υπάρχει κοινή πολιτική στην ΕΕ που να αφορά θέματα όπως οι περικοπές στις πόλεις. Για το λόγο αυτό, αυτό το θέμα βρίσκεται στα χέρια των τοπικών οργανισμών και της τοπικής κοινωνίας. Προφανώς, οι επανειλημμένες περικοπές στην παροχή νερού δημιουργούν δυσφορία και ταλαιπωρία στους χρήστες, η οποία μπορεί να μεταμορφωθεί σε πίεση για βελτιώσεις στην παροχή νερού και κατασκευή νέων έργων για απόκτηση νέων πηγών νερού Καταμερισμός Μια πιο οργανωμένη πολιτική διανομής νερού κάτω από συνθήκες (μόνιμες ή επαναλαμβανόμενες) έλλειψης νερού είναι η πολιτική του καταμερισμού. Η πολιτική χρησιμοποιείται συνήθως για αρδευτικούς σκοπούς, αλλά πολύ σπάνια (και κάτω από ακραίες συνθήκες), μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη διανομή πόσιμου νερού στους δήμους. 5.2 Ποιότητα νερού Απαιτήσεις ποιότητας Η ποιότητα νερού ελέγχεται από φυσικούς και ανθρωπογενείς παράγοντες που περιλαμβάνουν τη γεωλογική δομή και την ορυκτολογία των λιθολογικών σχηματισμών που εμφανίζονται στη λεκάνη απορροής και τον υδροφορέα, το χρόνο παραμονής, τις γεωχημικές αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα μέσα στα υλικά που φέρουν νερό, καθώς και τον τύπο των χρήσεων γης.

230 Τα κριτήρια ποιότητας νερού μπορούν να οριστούν ως προτάσεις που αφορούν τα οριακά επίπεδα συγκέντρωσης ή έντασης σημαντικών παραμέτρων ποιότητας που καθορίστηκαν από την προοριζόμενη χρήση του νερού. Τα πρότυπα ποιότητας νερού, από την άλλη πλευρά, μπορούν να οριστούν ως κανονισμοί που αφορούν τα οριακά επίπεδα συγκέντρωσης ή έντασης σημαντικών παραμέτρων ποιότητας που θεσπίστηκαν από τη ρυθμιστική αρχή με στόχο την προστασία ή την προετοιμασία μιας πηγής νερού για μία ή περισσότερες χρήσεις. Η Οδηγία του Συμβουλίου 98/83/ E Κ της 3 ης Νοεμβρίου 1998 αφορά την ποιότητα του νερού που προορίζεται για ανθρώπινη κατανάλωση. Ο στόχος αυτής της Οδηγίας είναι να προστατευτεί η ανθρώπινη υγεία από τις δυσμενείς συνέπειες της ρύπανσης του νερού, διασφαλίζοντας ότι το νερό είναι κατάλληλο για πόση. Για το σκοπό αυτής της Οδηγίας, «νερό κατάλληλο για ανθρώπινη κατανάλωση» σημαίνει : (α) όλο το νερό, είτε στην αρχική του κατάσταση, είτε μετά από επεξεργασία, το οποίο προορίζεται για πόση, μαγείρεμα, προετοιμασία φαγητού ή για άλλους οικιστικούς σκοπούς, ανεξάρτητα από την προέλευσή του και από το αν παρέχεται από δίκτυο διανομής, δεξαμενόπλοιο, μπουκάλια ή δοχεία (β) όλο το νερό που χρησιμοποιείται στην παραγωγή οποιωνδήποτε τροφίμων και γίνεται χρήση του για παραγωγή, επεξεργασία, διατήρηση ή προώθηση αγαθών ή ουσιών που προορίζονται για ανθρώπινη κατανάλωση, εκτός και αν οι αρμόδιες εθνικές αρχές είναι ικανοποιημένες ότι η ποιότητα του νερού δε μπορεί να επηρεάσει την υγιεινότητα της τροφής στην τελική της μορφή. Για το σκοπό των ελαχίστων απαιτήσεων αυτής της Οδηγίας, το νερό που προορίζεται για ανθρώπινη κατανάλωση θα είναι κατάλληλο αν: (α) είναι απαλλαγμένο από μικροοργανισμούς και παράσιτα και από οποιεσδήποτε ουσίες, οι οποίες σε μεγάλο αριθμό ή συγκεντρώσεις, αποτελούν πιθανό κίνδυνο για την ανθρώπινη υγεία (β) ικανοποιεί τις ελάχιστες απαιτήσεις που περιγράφονται στο Παράρτημα «Παράμετροι και Παραμετρικές Αξίες», Μέρος Α: Μικροβιολογικές Παράμετροι Μέρος Β: Χημικές Παράμετροι. Όσον αφορά τις παραμέτρους που αναφέρονται στο Μέρος Γ: Παράμετροι Δεικτών, οι τιμές μπορούν να καθοριστούν μόνο για σκοπούς παρακολούθησης και για την εκπλήρωση των υποχρεώσεων που επιβάλλονται στο Άρθρο 8 της Οδηγίας. Η Οδηγία της Επιτροπής 2003/40/ E Ε της 16 ης Μαΐου 2003 θεσπίζει τη λίστα συστατικών των φυσικών μεταλλικών νερών, τα οποία μπορούν να αποτελέσουν

231 κίνδυνο για την ανθρώπινη υγεία, τα όρια για τα επιτρεπόμενα επίπεδα αυτών των συστατικών, τις προθεσμίες για αιτήσεις για αυτά τα όρια και τις απαιτήσεις επισήμανσης για κάποια συστατικά. Η γνώση των συστατικών του νερού είναι πολύ σημαντική για την αξιολόγηση της ποιότητας του νερού. Αυτά τα συστατικά πρέπει να βρίσκονται στο νερό με φυσικό τρόπο και να μην είναι αποτέλεσμα ανθρωπογενών εστιών μολύνσεων. Καθορίζει επίσης τις συνθήκες χρήσης οζονοποιημένου αέρα για το διαχωρισμό ενώσεων σιδήρου, μαγνησίου, θείου και αρσενικού από φυσικά μεταλλικά νερά ή νερά πηγών και τις απαιτήσεις επισήμανσης για νερά που έχουν υποστεί τέτοια επεξεργασία. Τα συστατικά μπορεί να βρίσκονται στη φυσική κατάσταση του νερού σε συγκεκριμένα μεταλλικά νερά εξαιτίας της υδρογεωλογικής τους προέλευσης και να αποτελούν κίνδυνο για τη δημόσια υγεία σε αυξημένες συγκεντρώσεις. Για αυτό το λόγο, θεωρείται απαραίτητο να θεσπιστούν όρια συγκεντρώσεων για αυτά τα συστατικά στα φυσικά μεταλλικά νερά. Η επεξεργασία με οζονοποιημένο αέρα δε θα πρέπει να τροποποιεί τη σύνθεση σε σχέση με τα χαρακτηριστικά των συστατικών ή να έχει απολυμαντική δράση ή να δημιουργεί υπολείμματα επεξεργασίας, τα οποία μπορεί να έχουν δυσμενείς επιπτώσεις στη δημόσια υγεία. Δείτε τον Πίνακα του Παραρτήματος «Συστατικά που βρίσκονται με φυσικό τρόπο στα φυσικά μεταλλικά νερά και μέγιστα όρια που αν υπερβληθούν μπορούν να αποτελέσουν κίνδυνο για τη δημόσια υγεία». Τα φυσικά μεταλλικά νερά με συγκεντρώσεις φθορίου που υπερβαίνουν το 1,5 mg / L πρέπει να φέρουν στην ετικέτα τη σήμανση «περιέχει περισσότερο από 1,5 mg/l φθορίου: ακατάλληλο για συνήθη κατανάλωση από βρέφη και παιδιά κάτω από 7 ετών». Η ετικέτα των φυσικών μεταλλικών νερών, που υπέστησαν επεξεργασία με οζονοποιημένο αέρα, θα φέρει επισήμανση κοντά στην αναλυτική σύσταση των χαρακτηριστικών συστατικών «νερό το οποίο υποβλήθηκε σε εξουσιοδοτημένη τεχνική οξείδωσης με οζονοποιημένο αέρα. Δείτε τον Πίνακα του Παραρτήματος «Μέγιστα όρια υπολειμμάτων από την επεξεργασία των φυσικών μεταλλικών νερών και των νερών πηγών με οζονοποιημένο αέρα» Μετρήσεις ποιότητας και οργανωτικές απαιτήσεις Οι αποφάσεις που σχετίζονται με τη διαχείριση των πηγών νερού υποστηρίζονται, ανάμεσα σε άλλα κριτήρια, από σύνολα δεδομένων ποιότητας νερού, τα οποία παρέχονται από εργαστήρια. Δεδομένα κακής ποιότητας μπορούν να οδηγήσουν σε λάθος αποφάσεις με σοβαρές οικονομικές και κοινωνικές συνέπειες. Τα εργαστήρια, στα οποία αναλύονται τα δείγματα, πρέπει να έχουν ένα σύστημα αναλυτικού ελέγχου ποιότητας, το οποίο υφίσταται, σε τακτά διαστήματα, έλεγχο από άτομο, το οποίο δε βρίσκεται κάτω από τον έλεγχο του εργαστηρίου και το οποίο εγκρίνεται για αυτό το σκοπό από την αρμόδια αρχή. Οι προδιαγραφές για

232 την ανάλυση των παραμέτρων περιλαμβάνονται στο Παράρτημα ΙΙΙ της Οδηγίας του Συμβουλίου 98/83/EΚ. Πρέπει να διενεργείται συχνή παρακολούθηση του νερού που προορίζεται για ανθρώπινη κατανάλωση, για να ελέγχεται ότι το νερό που διατίθεται στους καταναλωτές ικανοποιεί τις απαιτήσεις και ειδικά τις παραμετρικές τιμές. (i) Δοκιμαστική παρακολούθηση Σύμφωνα με την Οδηγία του Συμβουλίου 98/83/EΚ, σκοπός της δοκιμαστικής παρακολούθησης είναι να παρέχονται, σε τακτική βάση, στοιχεία για την οργανοληπτική και μικροβιολογική ποιότητα του νερού που διατίθεται για ανθρώπινη κατανάλωση καθώς και πληροφορίες για την αποτελεσματικότητα της επεξεργασίας του πόσιμου ύδατος (ιδίως της απολύμανσης) εφόσον γίνεται, ώστε να διαπιστωθεί κατά πόσον το νερό ανθρώπινης κατανάλωσης τηρεί τις σχετικές παραμετρικές τιμές της Οδηγίας. Οι ακόλουθες παράμετροι υπόκεινται σε δοκιμαστική παρακολούθηση. Οι χώρες-μέλη μπορούν να προσθέτουν και άλλες παραμέτρους σε αυτή τη λίστα εάν το κρίνουν σκόπιμο: Αλουμίνιο (απαραίτητο μόνο όταν χρησιμοποιείται ως κροκιδωτικό, σε όλες τις άλλες περιπτώσεις η παράμετρος είναι στη λίστα για ελεγκτική παρακολούθηση), Αμμώνιο, Χρώμα, Αγωγιμότητα, Clostridium perfringens (συμπεριλαμβανομένων σπορίων) (απαραίτητα μόνο όταν το νερό προέρχεται ή επηρεάζεται από επιφανειακό νερό, σε όλες τις άλλες περιπτώσεις η παράμετρος βρίσκεται στη λίστα για ελεγκτική παρακολούθηση), Escherichia coli (E. coli), Συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου, Σίδηρος (απαραίτητο μόνο όταν χρησιμοποιείται ως κροκιδωτικό, σε όλες τις άλλες περιπτώσεις η παράμετρος είναι στη λίστα για ελεγκτική παρακολούθηση), Νιτρώδη άλατα (απαραίτητα μόνο όταν η χλωραμίνωση χρησιμοποιείται ως απολυμαντικό, σε όλες τις άλλες περιπτώσεις η παράμετρος βρίσκεται στη λίστα της ελεγκτικής παρακολούθησης), Οσμή, Pseudomonas aeruginosa (απαιτείται μόνο όταν το νερό διατίθεται για πώληση σε φιάλες ή δοχεία), Γεύση, Αριθμός αποικιών σε 22 C και 37 C (απαιτείται μόνο όταν το νερό διατίθεται για πώληση σε φιάλες ή δοχεία), Κολοβακτηριοειδή, Θολότητα. (ii) Ελεγκτική παακολούθηση Σύμφωνα με την Οδηγία του Συμβουλίου 98/83/ E Κ, σκοπός της ελεγκτικής παρακολούθησης είναι να παρέχονται τα στοιχεία που απαιτούνται για να διαπιστωθεί κατά πόσον τηρούνται όλες οι παραμετρικές τιμές της Οδηγίας. Η δειγματοληψία ορίζεται ως η πράξη, διαδικασία ή τεχνική επιλογής μιας κατάλληλης μερίδας υλικού, αρκετά μικρού σε όγκο για να μπορεί να μεταφερθεί

233 εύκολα και να τύχει χειρισμού σε ένα εργαστήριο, ενώ εξακολουθεί να αντιπροσωπεύει με ακρίβεια το μέρος του περιβάλλοντος από το οποίο λαμβάνεται το δείγμα. Οι κύριες δυσκολίες στη δειγματοληψία είναι η αντιπροσωπευτικότητα και η ακεραιότητα. Τα δείγματα θα πρέπει να λαμβάνονται με τρόπο που να είναι αντιπροσωπευτικά της ποιότητας του νερού που καταναλώνεται σε όλη τη διάρκεια του χρόνου. Για οποιοδήποτε τύπο ανάλυσης νερού, πρέπει να αναπτυχθεί μια καλά καθορισμένη τεχνική δειγματοληψίας πριν λάβει χώρα η πραγματική δειγματοληψία. Η στρατηγική είναι το σχέδιο το οποίο τίθεται σε εφαρμογή, προκειμένου να βεβαιωθεί ότι το δείγμα που χρησιμοποιείτε στην ερευνητική εργασία αντιπροσωπεύει τον πληθυσμό από τον οποίο λήφθηκε το δείγμα. Οι μέθοδοι που χρησιμοποιούνται για έλεγχο των παραμέτρων θα συμμορφώνονται με τα διεθνή πρότυπα που αναφέρονται ή με παρόμοια εθνικά ή διεθνή πρότυπα, τα οποία διασφαλίζουν την παροχή δεδομένων ισοδύναμης επιστημονικής ποιότητας και συγκρισιμότητας. Σε γενικούς όρους, αυτές οι κατευθυντήριες γραμμές θέτουν τις αρχές που θα εφαρμοστούν για το σχεδιασμό των προγραμμάτων δειγματοληψίας, των τεχνικών δειγματοληψίας και το χειρισμό των διαφορετικών δειγμάτων που περιλαμβάνονται στα προγράμματα παρακολούθησης νερού (ποτάμια και ρυάκια, θαλάσσια ιζήματα, θαλασσινό νερό και παλιρροιακά ύδατα). Αυτές οι κατευθυντήριες γραμμές βασίζονται σε συμβατικές τεχνικές δειγματοληψίας και χρησιμοποιούνται από τα περισσότερα άτομα που ασχολούνται με προγράμματα παρακολούθησης νερού. Η κάθε μια από αυτές τις κατευθυντήριες γραμμές έχει δημιουργηθεί για ένα συγκεκριμένο είδος δείγματος νερού και δε μπορεί να χρησιμοποιηθεί για άλλο. ISO :2006 Ποιότητα νερού -- Δειγματοληψία -- Μέρος 1: Καθοδήγηση για το σχεδιασμό προγραμμάτων δειγματοληψίας και τεχνικών δειγματοληψίας Το ISO :2006 καθορίζει τις γενικές αρχές και προσφέρει καθοδήγηση για το σχεδιασμό προγραμμάτων και τεχνικών δειγματοληψίας για όλες τις πτυχές της δειγματοληψίας του νερού (συμπεριλαμβανομένων λυμάτων, λασπών, αποβλήτων και ιζημάτων). ISO :2003 Ποιότητα νερού -- Δειγματοληψία -- Μέρος 3: Καθοδήγηση για τη διατήρηση και το χειρισμό δειγμάτων νερού Το ISO :2003 δίνει γενικές κατευθυντήριες γραμμές για τις προφυλάξεις που πρέπει να λαμβάνονται για τη διαφύλαξη και τη μεταφορά όλων των δειγμάτων

234 νερού, συμπεριλαμβανομένων αυτών που προορίζονται για βιολογική ανάλυση, αλλά όχι αυτών που προορίζονται για μικροβιολογική ανάλυση. Αυτές οι κατευθυντήριες γραμμές είναι ιδιαίτερα κατάλληλες όταν στιγμιαία ή σύνθετα δείγματα δε μπορούν να τύχουν ανάλυσης επιτόπου και πρέπει να μεταφερθούν σε ένα εργαστήριο για ανάλυση. ISO :1987 Ποιότητα νερού -- Δειγματοληψία -- Μέρος 4: Καθοδήγηση για δειγματοληψία από λίμνες, φυσικές και τεχνητές Παρουσιάζει λεπτομερείς αρχές που πρέπει να εφαρμόζονται στο σχεδιασμό προγραμμάτων, τεχνικών και στο χειρισμό και στη διατήρηση των δειγμάτων νερού. Οι κύριοι στόχοι είναι μετρήσεις χαρακτηρισμών ποιότητας, ελέγχου ποιότητας και συγκεκριμένων λόγων. Δεν περιλαμβάνονται οι μικροβιολογικές εξετάσεις. ISO :2006 Ποιότητα νερού -- Δειγματοληψία -- Μέρος 5: Καθοδήγηση για τη δειγματοληψία πόσιμου νερού από έργα επεξεργασίας και συστήματα σωληνώσεων διανομής Το ISO :2006 θεσπίζει τις αρχές που πρέπει να εφαρμόζονται στις τεχνικές δειγματοληψίας νερού, το οποίο προορίζεται για ανθρώπινη κατανάλωση. Για τους σκοπούς του ISO :2006, το νερό που προορίζεται για ανθρώπινη κατανάλωση περιλαμβάνει: όλο το νερό, είτε στην αρχική του κατάσταση, είτε μετά από επεξεργασία, το οποίο προορίζεται για πόση, μαγείρεμα, προετοιμασία φαγητού ή για άλλους οικιστικούς σκοπούς, συν, όλο το νερό που χρησιμοποιείται στην παραγωγή οποιωνδήποτε τροφίμων και γίνεται χρήση του για παραγωγή, επεξεργασία, διατήρηση ή προώθηση αγαθών ή ουσιών που προορίζονται για ανθρώπινη κατανάλωση, εκτός και αν οι αρμόδιες εθνικές αρχές έχουν διασφαλίσει ότι η ποιότητα του νερού δε μπορεί να επηρεάσει την υγιεινότητα της τροφής στην τελική της μορφή. Η καθοδήγηση που δίνεται στο ISO :2006 περιορίζεται στις συνθήκες όπου το νερό λαμβάνεται από δημόσια ή παρόμοια συστήματα διανομής (συμπεριλαμβανομένων ανεξάρτητων συστημάτων), όπου προηγούμενη επεξεργασία και/ή ποιοτική αξιολόγηση είχε σαν αποτέλεσμα να ταξινομηθεί το νερό σαν κατάλληλο για πόση ή για διεργασίες επεξεργασίας πόσης. Συγκεκριμένα, το ISO :2006 μπορεί να εφαρμοστεί σε νερό, το οποίο βρίσκεται σε συνεχή παροχή, σε σχέση με οποιοδήποτε στάδιο χρήσης μέχρι και συμπεριλαμβανομένου του σημείου κατανάλωσης μέσα σε ένα σύστημα διανομής. Αυτό περιλαμβάνει διανομή μέσα σε μεγάλα κτίρια, μέσα στα οποία μπορεί να είναι εφαρμόσιμη πρόσθετη διαχείριση ποιότητας νερού. Το ISO :2006 είναι επίσης εφαρμόσιμο σε περιπτώσεις δειγματοληψίας που μπορούν να εγερθούν σε σχέση

235 με την αναζήτηση ατελειών του συστήματος ή σε περιπτώσεις έκτακτης ανάγκης όπου η ασφάλεια της ενεργής δειγματοληψίας δε διακινδυνεύεται. Το ISO :2006 δεν παρέχει καθοδήγηση για πηγές νερού ή για προϊόντα που δημιουργούνται από τη χρήση πόσιμου νερού. Τα ακόλουθα παραδείγματα αποτελούν περιπτώσεις που δεν καλύπτονται από το παρόν έγγραφο: η δειγματοληψία νερού πηγής, για παράδειγμα κατακρατήσεις υπόγειων υδάτων και επιφανειακού νερού, δειγματοληψία αποθεμάτων πόσιμου νερού που παίρνονται από μη συνεχείς πηγές (για παράδειγμα, από φορτηγά μεταφοράς νερού), δειγματοληψία μεγάλου όγκου αποθηκευμένου νερού σε αεροπλάνα, τρένα και πλοία, δειγματοληψία ποτών (συμπεριλαμβανομένου εμφιαλωμένου νερού) ή φαγητών που περιέχουν πόσιμο νερό, το οποίο χρησιμοποιήθηκε κατά την προετοιμασία του, δειγματοληψία αυτόματων μηχανών πώλησης ποτών, οι οποίες διανέμουν μη σφραγισμένα ποτήρια ποτών. ISO :2005 Ποιότητα νερού -- Δειγματοληψία -- Μέρος 6: Καθοδήγηση για δειγματοληψία από ποτάμια και ρεύματα Το ISO :2005 θέτει τις αρχές που πρέπει να εφαρμόζονται για τη σχεδίαση προγραμμάτων και τεχνικών δειγματοληψίας και κατά το χειρισμό δειγμάτων νερού από ποτάμια και ρεύματα για φυσική και χημική ανάλυση. Δε μπορεί να εφαρμοστεί σε δειγματοληψία εκβολών ποταμών ή παράκτιων υδάτων και έχει περιορισμένη εφαρμογή σε μικροβιολογική δειγματοληψία. Δε μπορεί, επίσης, να εφαρμοστεί στην εξέταση ιζημάτων, αιωρημένων στερεών ή ζώντων οργανισμών. ISO :2009 Ποιότητα νερού -- Δειγματοληψία -- Μέρος 11: Καθοδήγηση για τη δειγματοληψία υπόγειων υδάτων Το ISO :2009 προσφέρει καθοδήγηση για τη δειγματοληψία υπόγειων υδάτων. Πληροφορεί το χρήστη για τους απαραίτητους παράγοντες κατά το σχεδιασμό και την πραγματοποίηση δειγματοληψίας υπόγειων υδάτων για εξέταση της ποιότητας των αποθεμάτων υπόγειου νερού, για να εντοπιστεί και να αξιολογηθεί η μόλυνση των υπόγειων υδάτων και να βοηθηθεί η διαχείριση, προστασία και αποκατάσταση των υπόγειων υδάτινων πόρων. Το ISO :2009 δε μπορεί να εφαρμοστεί σε δειγματοληψία που σχετίζεται με τον καθημερινό λειτουργικό έλεγχο των αναλήψεων των υπόγειων υδάτων για σκοπούς πόσης. Η καθοδήγηση περιλαμβάνει δειγματοληψία τόσο από την κορεσμένη (κάτω από τον υδροφόρο ορίζοντα) ζώνη, όσο και από την ακόρεστη (πάνω από τον υδροφόρο ορίζοντα) ζώνη.

236 ISO :1998 Ποιότητα νερού -- Δειγματοληψία -- Μέρος 14: Καθοδήγηση για διασφάλιση της ποιότητας στην περιβαλλοντική δειγματοληψία νερού και στο χειρισμό του ISO :2008 Ποιότητα νερού -- Δειγματοληψία -- Μέρος 20: Καθοδήγηση στη χρήση δεδομένων δειγματοληψίας για τη λήψη αποφάσεων Συμμόρφωση με κατώτατα όρια και συστήματα ταξινόμησης Το ISO :2008 θεσπίζει αρχές, βασικές απαιτήσεις και επεξηγηματικές μεθόδους που ασχολούνται με τη χρήση των δειγματικών δεδομένων για τη λήψη αποφάσεων, με βάση την εκτίμηση ότι η ποιότητα του νερού: επιτυγχάνει τους στόχους και ικανοποιεί τα κατώτατα όρια, έχει αλλάξει και/ή βρίσκεται σε μια συγκεκριμένη τάξη σε ένα σύστημα ταξινόμησης. Το ISO :2008 καθορίζει, επίσης, τις μεθόδους για προκαταρκτική εξέταση των αποφάσεων για ευαισθησία σε σφάλματα και αβεβαιότητα, παρόλο που δεν καλύπτει όλο το φάσμα των στατιστικών τεχνικών. Το ISO :2008 προσφέρει γενικές συμβουλές για τη λήψη αποφάσεων που σχετίζονται με το σχηματισμό περιορισμών για έκφραση κατώτατων ορίων και στόχων και τη μορφή και κλίμακα των προγραμμάτων δειγματοληψίας. ISO :2010 Ποιότητα νερού -- Δειγματοληψία -- Μέρος 21: Καθοδήγηση για τη δειγματοληψία πόσιμου νερού που διανέμεται από δεξαμενόπλοια ή άλλα μέσα εκτός των σωλήνων διανομής Το ISO :2010 θεσπίζει τις αρχές που πρέπει να εφαρμόζονται στις τεχνικές δειγματοληψίας νερού που παρέχεται για σκοπούς πόσης και χρήσης στη βιομηχανία τροφίμων και ποτών. Η καθοδήγηση που δίνεται στο ISO :2010 περιορίζεται, γενικά, στις περιστάσεις όπου γίνεται ανάληψη νερού από δημοτικό ή παρόμοιο δημόσιο ή ιδιωτικό σύστημα ανάληψης, επεξεργασίας ή διανομής, το οποίο προηγούμενη επεξεργασία ή αξιολόγηση ποιότητας κατέταξε ως κατάλληλο για σκοπούς πόσης ή για σκοπούς διεργασιών πόσης. Συγκεκριμένα, το ISO :2010 μπορεί να εφαρμοστεί σε νερό το οποίο παρέχεται από δεξαμενόπλοια ή άλλα μη συνεχόμενα μέσα μαζικής μεταφοράς νερού, αλλά όχι συνεχόμενα, σαν μέρος ενός συστήματος διανομής με σωληνώσεις. Το ISO :2010 μπορεί, επίσης, να εφαρμοστεί στη διανομή και στην αποθήκευση νερού σε αεροσκάφη, φορτηγά, τρένα, πλοία και σε άλλα σκάφη και οχήματα, καθώς και σε περιπτώσεις δειγματοληψίας που μπορούν να εγερθούν κατά τη διερεύνηση ατελειών του συστήματος, την εισαγωγή νέων συστημάτων, την επαναεισαγωγή συστημάτων τα

237 οποία έμειναν αχρησιμοποίητα για μεγάλες περιόδους ή τις περιόδους έκτακτης ανάγκης όπου η ασφάλεια της ενεργής δειγματοληψίας δε διακινδυνεύεται. Το ISO :2010 δεν προσφέρει καθοδήγηση για: α) τη δειγματοληψία νερών πηγής π.χ. υπόγεια ύδατα και κατακρατήσεις, β) τη δειγματοληψία αποθεμάτων πόσιμου νερού που προέρχονται από συνεχή συστήματα σωληνώσεων τα οποία καλύπτονται από το ISO , γ) τη δειγματοληψία ποτών (συμπεριλαμβανομένου εμφιαλωμένου νερού) ή τροφίμων που περιέχουν πόσιμο νερό, το οποίο χρησιμοποιήθηκε στην παρασκευή τους, δ) τη δειγματοληψία αυτόματων μηχανών πώλησης ποτών. ISO :2010 Ποιότητα νερού -- Δειγματοληψία -- Μέρος 22: Καθοδήγηση στο σχεδιασμό και εγκατάσταση σημείων παρακολούθησης υπόγειων υδάτων Το ISO :2010 δίνει κατευθυντήριες γραμμές για το σχεδιασμό, την κατασκευή και την εγκατάσταση σημείων παρακολούθησης ποιότητας των υπόγειων υδάτων για να βοηθήσει στη διασφάλιση απόκτησης αντιπροσωπευτικών δειγμάτων υπόγειων υδάτων. Στο πλαίσιο της καθοδήγησης δίνεται έμφαση: α) στην επίπτωση που θα έχουν τα υλικά εγκατάστασης στο περιβάλλον, β) στην επίπτωση που θα έχει η εγκατάσταση στην ακεραιότητα του δείγματος, γ) στην επίπτωση που θα έχει το περιβάλλον στην εγκατάσταση και τα υλικά που χρησιμοποιήθηκαν στην κατασκευή της. Αυτές οι κατευθυντήριες γραμμές επιτρέπουν να ληφθούν υπόψη και να εξεταστούν οι επιπτώσεις όταν σχεδιάζεται ένα πρόγραμμα δειγματοληψίας υπόγειων υδάτων. Επιτρέπουν επίσης μια πληροφορημένη αξιολόγηση των δεδομένων και των αποτελεσμάτων που εξασφαλίζονται από υπάρχουσες εγκαταστάσεις, η κατασκευή των οποίων μπορεί να έχει δυνητική επίπτωση στην ακεραιότητα του δείγματος. Αυτές οι κατευθυντήριες γραμμές προορίζονται για εγκαταστάσεις και παρακολούθηση σε διαφορετικά περιβάλλοντα, συμπεριλαμβανομένων αυτών στα οποία οι συνθήκες υποβάθρου ή οι συνθήκες αρχικών τιμών των υπόγειων υδάτων θεσπίζονται ή παρακολουθούνται και αυτών στα οποία ερευνώνται οι συνέπειες από τη μόλυνση. EN 27828:1994 Ποιότητα νερού Μέθοδοι βιολογικής δειγματοληψίας Καθοδήγηση για δειγματοληψία βενθικών μακροασπονδύλων με τη χρήση απόχης EN 28265:1994

238 Ποιότητα νερού Μέθοδοι βιολογικής δειγματοληψίας Καθοδήγηση για το σχεδιασμό και τη χρήση ποσοτικών δειγματοληπτών για βενθικά μακροασπόνδυλα σε πετρώδη υποστρώματα σε ρηχά νερά EN ISO 9391:1995 Ποιότητα νερού Δειγματοληψία σε βαθιά νερά για μακροασπόνδυλα καθοδήγηση για τη χρήση του αποικισμού και των ποσοτικών και ποιοτικών δειγματοληπτών EN ISO :1999 Βιολογική ταξινόμηση ποταμών ΜΕΡΟΣ I : Καθοδήγηση στην ερμηνεία βιολογικών ποιοτικών δεδομένων από εξέταση βενθικών μακροασπόνδυλων σε τρεχούμενα νερά EN ISO :1999 Βιολογική ταξινόμηση ποταμών ΜΕΡΟΣ II : Καθοδήγηση στην παρουσίαση βιολογικών ποιοτικών δεδομένων από εξέταση βενθικών μακροασπόνδυλων σε τρεχούμενα νερά Μπορούν να οριστούν τέσσερις τύποι δειγμάτων, συγκεκριμένα, αντιπροσωπευτικό, επιλεκτικό, τυχαίο ή σύνθετο ( Quevauviller, 2002). ( i ) Το αντιπροσωπευτικό δείγμα, είναι ένα τυπικό δείγμα του μέσου που θα χαρακτηριστεί. Μπορούν να οριστούν τέσσερις τύποι αντιπροσωπευτικών δειγμάτων: Ομοιογενές π.χ. ένα δείγμα διηθημένου νερού Ετερογενές π.χ. ένα δείγμα ακατέργαστου λύματος Στατικό σύστημα (μέσο σταθερό στο χώρο και στο χρόνο) π.χ. νερά λίμνης Δυναμικό σύστημα (μέσο που αλλάζει με το χρόνο) π.χ. νερά εκβολών ποταμών. ( ii ) Το επιλεκτικό δείγμα είναι ένα δείγμα το οποίο επιλέγεται επίτηδες ανάλογα με ένα σχέδιο δειγματοληψίας το οποίο προβάλλει ζώνες με συγκεκριμένα χαρακτηριστικά. ( iii ) Το τυχαίο δείγμα επιλέγεται από μια τυχαία διαδικασία για να εξαλειφθεί το θέμα της υποκειμενικότητας στην επιλογή και/ή να προσφερθεί μια βάση για στατιστική ερμηνεία των δεδομένων μέτρησης. Μπορούν να οριστούν τρεις τύποι τυχαίου δείγματος :

239 Απλή τυχαία δειγματοληψία. Οποιοδήποτε δείγμα έχει την ίδια πιθανότητα να επιλεγεί. Στρωματοποιημένη τυχαία δειγματοληψία. Η στήλη νερού διαχωρίζεται/στρωματοποιείται και επιλέγεται ένα απλό τυχαίο δείγμα από κάθε στρώμα. Συστηματική δειγματοληψία. Το πρώτο δείγμα επιλέγεται τυχαία και τα ακόλουθα δείγματα λαμβάνονται ανάλογα με το προηγουμένως διατεταγμένο διάστημα, δηλαδή, ανάλογα με ένα κατάλληλο πλέγμα. ( iv ) Σύνθετο δείγμα. Η σύνθετη δειγματοληψία επιτρέπει μείωση στο κόστος ανάλυσης μεγάλων αριθμών στιγμιαίων δειγμάτων. Ένα σύνθετο δείγμα αποτελείται από αρκετά αντιπροσωπευτικά μέρη (δύο ή περισσότερα) ενός συγκεκριμένου μέσου ή μιας ζώνης, τα οποία συλλέγονται ταυτόχρονα και στη συνέχεια αναμιγνύονται. Ένα υπό-δείγμα είναι ένα τμήμα του δείγματος, το οποίο λαμβάνεται με τέτοιο τρόπο, ώστε η συγκέντρωση στο τμήμα μπορεί να υπολογιστεί ότι είναι ισοδύναμη με αυτή που βρίσκεται στο αρχικό δείγμα. Ένα δείγμα εργαστηρίου μπορεί να είναι ένα υπο-δείγμα. Η τοποθεσία της δειγματοληψίας είναι σημαντική για τη στρατηγική δειγματοληψίας νερού. Η περιοχή δειγματοληψίας πρέπει να αντιπροσωπεύει το περιβάλλον το οποίο εξετάζεται. Ένας μεγάλος αριθμός περιοχών θα προσφέρει πάντα περισσότερες πληροφορίες από ότι ένας μικρότερος αριθμός. Εκτός και αν καθοριστεί διαφορετικά, οι τοποθεσίες των σημείων δειγματοληψίας θα είναι, στο σημείο που αυτό μπορεί να προβλεφθεί, αντιπροσωπευτικές του πόσιμου νερού που παρέχεται από τον προμηθευτή νερού. Για να επιτευχθεί αυτό, ο προμηθευτής νερού μπορεί να αναθέσει πολλαπλά σημεία δειγματοληψίας με συσκευές πρόληψης αντίστροφης ροής όπου είναι απαραίτητο. Τα σημεία δειγματοληψίας μπορεί να περιλαμβάνουν βρύσες ή συσκευές συνδεδεμένες με το δίκτυο διανομής νερού, συστήματα σωληνώσεων στις εγκαταστάσεις όπου παρέχεται πόσιμο νερό και σημεία εισόδου στα συστήματα διανομής και τοποθεσίες, όπου το πόσιμο νερό είναι αντιπροσωπευτικό της πηγής του (ή των πηγών αν υπάρχει συνδυασμός) μετά από την επεξεργασία. Η συχνότητα δειγματοληψίας είναι ένας πολύ σημαντικός παράγοντας όσον αφορά την αντιπροσωπευτικότητα. Χαμηλή συχνότητα δειγματοληψίας είναι δυνατό να υποεκτιμήσει την παροδική παρουσία δειγμάτων με ψηλή συγκέντρωση αναλυτών. Σύμφωνα με την Οδηγία των Συμβουλίου 98/83/ E Κ, η ελάχιστη συχνότητα δειγματοληψίας και ανάλυσης νερού, το οποίο προορίζεται για ανθρώπινη κατανάλωση και παρέχεται από δίκτυο διανομής ή δεξαμενόπλοιο ή χρησιμοποιείται στην παρασκευή τροφίμων, δίνεται στον πιο κάτω πίνακα. Οι

240 χώρες-μέλη πρέπει να λαμβάνουν δείγματα στα σημεία συμμόρφωσης, όπως καθορίζονται στο Άρθρο 6(1) για να διασφαλιστεί ότι το νερό που προορίζεται για ανθρώπινη κατανάλωση ικανοποιεί τις απαιτήσεις της Οδηγίας. Παρόλα αυτά, στην περίπτωση των δικτύων διανομής, μια χώρα-μέλος μπορεί να πάρει δείγματα από τη ζώνη παροχής ή τις εγκαταστάσεις επεξεργασίας για μια συγκεκριμένη παράμερο, αν μπορεί να αποδειχθεί ότι δε θα υπάρξει δυσμενής αλλαγή στην τιμή που μετράται για τις συγκεκριμένες παραμέτρους. Πίνακας 5.1. Ελάχιστη συχνότητα δειγματοληψίας για νερό που παρέχεται από δίκτυο διανομής Σημείωση 1: Μια ζώνη παροχής είναι μια γεωγραφικά καθορισμένη περιοχή μέσα στην οποίο το νερό το οποίο προορίζεται για ανθρώπινη κατανάλωση προέρχεται από μια ή περισσότερες πηγές και μέσα στην οποία η ποιότητα νερού μπορεί να θεωρηθεί περίπου ομοιόμορφη. Σημείωση 2: Οι όγκοι υπολογίζονται σαν μέσοι όροι που παίρνονται μέσα στο ημερολογιακό έτος. Μια χώρα-μέλος μπορεί να χρησιμοποιήσει τον αριθμό των κατοίκων σε μια ζώνη παροχής αντί για τον όγκο του νερού για να καθορίσει την ελάχιστη συχνότητα, υποθέτοντας μια κατανάλωση νερού 200 λίτρα/μέρα/κατά κεφαλή. Σημείωση 3: Στην περίπτωση διαλείπουσας βραχυπρόθεσμης προσφοράς η συχνότητα παρακολούθησης του νερού που διανέμεται με δεξαμενόπλοια θα αποφασίζεται από την εν λόγω χώρα-μέλος. Σημείωση 4: Για τις διαφορετικές παραμέτρους στο Παράρτημα Ι, μια χώρα-μέλος μπορεί να μειώσει τον αριθμό των δειγμάτων που καθορίζονται στον πίνακα αν: Η ελάχιστη συχνότητα δειγματοληψίας και ανάλυσης για νερό που τοποθετείται σε φιάλες και δοχεία και προορίζεται για πώληση γίνεται στον ακόλουθο πίνακα.

241 (α) οι τιμές των αποτελεσμάτων που εξασφαλίζονται από τα δείγματα κατά τη διάρκεια μιας περιόδου τουλάχιστον δύο συνεχών ετών, είναι σταθερά και σημαντικά καλύτερα από τα όρια που παρουσιάζονται στο Παράρτημα Ι και (β) κανένας παράγοντας δεν είναι πιθανό να προκαλέσει επιδείνωση της ποιότητας νερού. Η χαμηλότερη συχνότητα που εφαρμόζεται δεν πρέπει να είναι μικρότερη από το 50% του αριθμού των δειγμάτων που καθορίζονται στον πίνακα, εκτός από τη συγκεκριμένη περίπτωση της σημείωσης 6. Σημείωση 5: Όσο αυτό είναι δυνατό, ο αριθμός των δειγμάτων πρέπει να διανέμεται ισοδύναμα στο χρόνο και στο χώρο. Σημείωση 6: Η συχνότητα θα αποφασίζεται από την εν λόγω χώρα-μέλος. Πίνακας 5.2. Ελάχιστη συχνότητα δειγματοληψίας για νερό που τοποθετείται σε φιάλες ή δοχεία (1) Οι όγκοι υπολογίζονται ως μέσοι όροι που παίρνονται κατά τη διάρκεια ενός ημερολογιακού έτους. Μια από τις μεγαλύτερες δυσκολίες στη δειγματοληψία είναι η διατήρηση του δείγματος. Η αρχική σύνθεση του δείγματος πρέπει να διατηρηθεί από τη δειγματοληψία μέχρι την ανάλυση. Αν δε γίνει αυτό, τα τελικά συμπεράσματα δε θα αντιπροσωπεύουν την αρχική κατάσταση. Για όλα αυτά, ο χειρισμός και η αποθήκευση των συλλεγμένων δειγμάτων έχει τεράστια σημασία κατά τη δειγματοληψία. Ξεχωριστή σημασία στη δειγματοληψία έχει και η φύση των δοχείων των δειγμάτων. Το υλικό πρέπει να είναι ανθεκτικό στις συνθήκες διατήρησης και να μην αντιδρά με τους αναλυτές, καθώς αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε μόλυνση του δείγματος κι απώλεια αναλυτών. Η επιρροή του δοχείου αυξάνεται καθώς μειώνεται το επίπεδο συγκέντρωσης. Υπάρχουν διαθέσιμα αρκετά υλικά: γυαλί (όχι για ιχνοστοιχεία εκτός από υδράργυρο, καθώς είναι πολύ εύθραυστο και πολύ βαρύ στη μεταφορά του), πλαστικό (το πολυαιθυλένιο μπορεί να αντιδράσει με οργανικούς διαλύτες και δεν είναι κατάλληλο για παρασιτοκτόνα) και πολυτετραφλουοροαιθυλένιο (Τεφλόν).

242 5.3 Απαιτήσεις ενέργειας Κατανάλωση ενέργειας Η παραγωγή, επεξεργασία, διανομή και τελική χρήση του νερού απαιτούν ενέργεια για την άντληση, τη μεταφορά, την επεξεργασία του ακατέργαστου νερού και την αφαλάτωση. Πιο κάτω δίνονται οι απαιτήσεις σε ενέργεια για τις διεργασίες αφαλάτωσης (βλ. Κεφάλαιο ). Με γνωστές τις προδιαγραφές της διεργασίας, θεωρητικά, είναι πιθανό να υπολογίσθεί η ελάχιστη εργασία ή ενέργεια που χρειάζεται για το διαχωρισμό του γλυκού από το θαλασσινό νερό. Όσον αφορά την πραγματική διεργασία όμως, η εργασία που θα χρειαστεί είναι πιθανό να είναι αρκετές φορές περισσότερη από το θεωρητικά πιθανό ελάχιστο. Ο λόγος είναι ο όγκος εργασίας που θα χρειαστεί για να συνεχίσει η διεργασία να λειτουργεί με ένα πεπερασμένο ρυθμό αντί να επιτευχθεί απλά ο διαχωρισμός. Η ελάχιστη εργασία που απαιτείται είναι ίση με τη διαφορά σε ελεύθερη ενέργεια μεταξύ της εισερχόμενης τροφοδοσίας (δηλαδή του θαλασσινού νερού) και των εξερχόμενων ροών (δηλαδή παραγόμενο νερό και άλμη). Για το κανονικό θαλασσινό νερό (3.45 τοις εκατό αλάτι) σε μια θερμοκρασία των 25 C, έχει υπολογιστεί η ελάχιστη εργασία, για κανονική ανάκτηση, σε περίπου 0.86 kwh m -3. Ο Πίνακας 5.3 παρουσιάζει την επιθυμητή σύγκριση. Πίνακας 5.3. Απαιτήσεις ενέργειας τεσσάρων βιομηχανικών διεργασιών φαλάτωσης GOR: Λόγος Κέρδους Εκροής (Gain Output Ratio) # 1 Μπορεί να εφαρμοστεί χαμηλότερη τιμή μόνο αν η ενέργεια θέρμανσης είναι εξαιρετικά ακριβή π.χ. σε συνδυασμό με την θέρμανση από ηλιακή ενέργεια. # 2 Το ηλεκτρικό ισοδύναμο είναι η ηλεκτρική ενέργεια που δε μπορεί να παραχθεί σε ένα στρόβιλο εξαιτίας της εξαγωγής του ατμού θέρμανσης # 3 Υποθέτοντας ότι η πίεση στο συμπιεστή ενός μεγάλου βιομηχανικού ατμοστροβίλου διατηρείται στα 0.1 bara σε μια θερμοκρασία θαλασσινού νερού 35 C και η πίεση εξαγωγής ατμού είναι περίπου 3.5 bara (η απώλεια είναι 475 kj /kg ατμού) # 4 Υποθέτοντας ότι η πίεση στο συμπιεστή ενός μεγάλου βιομηχανικού ατμοστροβίλου διατηρείται στα 0.1 bara σε μια θερμοκρασία θαλασσινού νερού 35 C και η πίεση εξαγωγής ατμού είναι περίπου 15 bara (η απώλεια είναι 737 kj/kg ατμού)

243 # 5 Υποθέτοντας ότι η πίεση στο συμπιεστή ενός μεγάλου βιομηχανικού ατμοστροβίλου διατηρείται στα 0.1 bara σε μια θερμοκρασία θαλασσινού νερού 35 C και η πίεση εξαγωγής ατμού είναι περίπου 0.5 bara (η απώλεια είναι 258 kj/kg ατμού) Σημείωση: Σε αυτή την περίπτωση το GOR περιλαμβάνει Ατμό/θέρμανση για το σύστημα κενού. Δεν υπάρχουν μεγάλα τεχνικά εμπόδια για την αφαλάτωση σαν μέσο παροχής απεριόριστων ποσοτήτων γλυκού νερού, αλλά οι μεγάλες απαιτήσεις ενέργειας αυτής της διαδικασίας αποτελούν μεγάλη πρόκληση. Θεωρητικά απαιτείται περίπου 0.86 kwh ενέργειας για να αφαλατωθεί 1 m 3 θαλασσινού νερού ( ppm). Αυτό ισοδυναμεί με 3 kj kg -1. Τα σύγχρονα εργοστάσια αφαλάτωσης χρησιμοποιούν 5 μέχρι 26 φορές περισσότερο από αυτό το θεωρητικό ελάχιστο, ανάλογα με τον τύπο διεργασίας που χρησιμοποιείται. Προφανώς, είναι αναγκαίο να γίνουν οι διεργασίες αφαλάτωσης όσο πιο ενεργειακά αποδοτικές γίνεται, μέσω βελτιώσεων στην τεχνολογία και οικονομιών κλίμακας. Εκτός από την αφαλάτωση, απαιτείται ενέργεια για τα αντλιοστάσια και γενικά σε κάθε προσπάθεια για αύξηση του πιεζομετρικού ύψους σε τμήματα των δικτύων διανομής. Η κατανάλωση ενέργειας των αντλιοστασίων μπορεί να αντιπροσωπεύει ένα μεγάλο ποσοστό των ετήσιων εξόδων. Για το λόγο αυτό απαιτείται προσεκτική λειτουργία και διαχείριση των αντλιοστασίων. Τα ετήσια έξοδα για την κατανάλωση ενέργειας (C) υπολογίζονται από την ακόλουθη εξίσωση: ( /y) (5.1) στην οποία: N είναι ο αριθμός των ωρών εργασίας ανά έτος p είναι η τιμή της κάθε kwh ( /kwh) Q είναι η εκφόρτιση (m 3 /s) H είναι το μανομετρικό ύψος (m) και n είναι ο γενικός συντελεστής αποδοτικότητας του αντλιοστασίου ( ) Παρακολούθηση της κατανάλωσης ενέργειας Εξαιτίας του σημαντικού κόστους της ενέργειας σε σχέση με το ολικό λειτουργικό κόστος στα συστήματα υπό πίεση, απαιτείται συστηματική παρακολούθηση για εξορθολογισμό της λειτουργίας καθενός από αυτά τα συστήματα. Η ανάλυση δεδομένων κατανάλωσης ενέργειας που προέρχονται από συνεχή παρακολούθηση, μπορεί να βοηθήσει στη βέλτιστη λειτουργία των συστημάτων

244 υπό πίεση και στις στρατηγικές ρύθμισης πίεσης που στοχεύουν στην ενίσχυση της αποδοτικότητας και της αξιοπιστίας του συστήματος Εναλλακτικές πηγές ενέργειας Η Οδηγία 2009/28/EΚ του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και του Συμβουλίου (23 Απριλίου 2009, Οδηγία Ανανεώσιμης Ενέργειας) για την προώθηση της χρήσης ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές, θεσπίζει ένα κοινό πλαίσιο για την προώθηση ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές. Θέτει υποχρεωτικούς εθνικούς στόχους για το συνολικό μερίδιο ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές στην ακαθάριστη τελική κατανάλωση ενέργειας και για το μερίδιο ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές στην ολική κατανάλωση. Θέτει κανόνες που σχετίζονται με στατιστικές μεταφορές μεταξύ χωρών-μελών, κοινά έργα μεταξύ χωρών-μελών και τρίτων χωρών, εγγυάται την προέλευση, τις διοικητικές διαδικασίες, τις πληροφορίες και την εκπαίδευση και την πρόσβαση στο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας για ενέργεια από ανανεώσιμες πηγές. Καθορίζει κριτήρια αειφορίας για βιοκαύσιμα και βιοϋγρά. Για τους σκοπούς αυτής της Οδηγίας, ισχύουν οι πιο κάτω ορισμοί: «ενέργεια από ανανεώσιμες πηγές» σημαίνει ενέργεια από ανανεώσιμες μη απολιθωμένες πηγές, συγκεκριμένα, αιολική, ηλιακή, αεροθερμική, γεωθερμική, υδροθερμική και ενέργεια των ωκεανών, υδροηλεκτρική ενέργεια, βιομάζα, βιοαέριο, εργοστάσια επεξεργασίας αποβλήτων και βιοαερίων, «αεροθερμική ενέργεια» σημαίνει ενέργεια αποθηκευμένη σε μορφή θερμότητας στον ατμοσφαιρικό αέρα, «γεωθερμική ενέργεια» σημαίνει ενέργεια αποθηκευμένη σε μορφή θερμότητας στην επιφάνεια συμπαγούς εδάφους, «υδροθερμική ενέργεια» σημαίνει ενέργεια αποθηκευμένη σε μορφή θερμότητας στα επιφανειακά ύδατα, «βιομάζα» σημαίνει το βιοδιασπώμενο τμήμα των προϊόντων, αποβλήτων και υπολειμμάτων βιολογικής προέλευσης από τη γεωργία (συμπεριλαμβανομένων φυτικών και ζωικών ουσιών), τη δασοκομία και τις σχετικές βιομηχανίες συμπεριλαμβανομένης αλιείας και υδατοκαλλιέργειας, καθώς και το βιοδιασπώμενο τμήμα των βιομηχανικών και δημοτικών αποβλήτων, «βιοϋγρά» σημαίνει υγρά καύσιμα για σκοπούς ενέργειας εκτός μεταφορών συμπεριλαμβανομένου ηλεκτρισμού, θέρμανσης και ψύξης που παράγονται από τη βιομάζα, «βιοκαύσιμα» σημαίνει υγρά ή αέρια καύσιμα για μεταφορές που παράγονται από τη βιομάζα.

245 Ο έλεγχος της Ευρωπαϊκής κατανάλωσης ενέργειας και η αυξημένη χρήση ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές, σε συνδυασμό με την εξοικονόμηση ενέργειας και την αυξημένη αποδοτικότητα της ενέργειας αποτελούν σημαντικά μέρη του πακέτου μέτρων που είναι απαραίτητα για τη μείωση των εκπομπών αερίων θερμοκηπίου. Όπως αναφέρεται στο Άρθρο 3 της Οδηγίας, αυτοί οι υποχρεωτικοί γενικοί εθνικοί στόχοι είναι συμβατοί με το στόχο του τουλάχιστον 20% μεριδίου ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές στην ακαθάριστη τελική κατανάλωση της Ευρωπαϊκής Κοινότητας το Κάθε χώρα-μέλος πρέπει να υιοθετήσει ένα εθνικό σχέδιο δράσης για ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (NREAP). Τα εθνικά σχέδια δράσης για τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας θα θέσουν τους εθνικούς στόχους των χωρών-μελών για το μερίδιο από ανανεώσιμες πηγές που θα καταναλώνεται για τις μεταφορές, τον ηλεκτρισμό, τη θέρμανση και τη ψύξη το 2020, λαμβάνοντας υπόψη άλλα μέτρα πολιτικής που σχετίζονται με την αποδοτικότητα της ενέργειας στην τελική κατανάλωση της ενέργειας και τη λήψη επαρκών μέτρων για επίτευξη αυτών των γενικών εθνικών στόχων, συμπεριλαμβανομένης συνεργασίας μεταξύ τοπικών, περιφερειακών και εθνικών αρχών, σχεδιασμένες στατιστικές μεταφορές ή κοινά έργα, εθνικές πολιτικές για ανάπτυξη υπαρχουσών πηγών βιομάζας και δημιουργία νέων πηγών βιομάζας για διαφορετικές χρήσεις και τα μέτρα που πρέπει να ληφθούν για να ικανοποιηθούν οι απαιτήσεις των Άρθρων 13 μέχρι 19. Το Παράρτημα Ι της Οδηγίας 2009/28/EΚ για την προώθηση της χρήσης ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές αποτελείται από δύο μέρη. Το Μέρος Α καθορίζει τους γενικούς εθνικούς στόχους για το έτος 2020 και μια τιμή αναφοράς για το έτος Το Μέρος Β καθορίζει, μέσω τύπων, μια σχετική τροχιά για κάθε χώρα μέλος, η οποία πρέπει να επιτευχθεί ή να υπερβληθεί στα έτη αναφοράς που καθορίζονται. Όπως έχει αναφερθεί στο Άρθρο 3 της Οδηγίας, αυτοί οι υποχρεωτικοί γενικοί εθνικοί στόχοι είναι συμβατοί με το στόχο του τουλάχιστον 20% μερίδιο από ανανεώσιμες πηγές στην ακαθάριστη τελική κατανάλωση ενέργειας της Ευρωπαϊκής Κοινότητας το Ο Πίνακας 5.4 συγκρίνει τα δεδομένα του 2005 και του 2020 από το Παράρτημα Ι με τις τιμές από τα έγγραφα NREAP. Τόσο οι τιμές του 2005 όσο και του 2020 μπορεί να διαφέρουν οι πρώτες λόγω δυσκολιών στην αναπαραγωγή ιστορικών τιμών και οι δεύτερες, για παράδειγμα, με τη μη επίτευξη ή με την υπέρβαση του στόχου. Δεδομένα από τον Πίνακα 5.4 παρουσιάζονται γραφικά στο Σχήμα 5.1. Πίνακας 5.4. Μερίδια από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας σύμφωνα με το Παράρτημα Ι της Οδηγίας 2009/28/EΚ και σύμφωνα με τα έγγραφα NREAP

246 Σχήμα 5.1. Γραφική παρουσίαση μεριδίων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας

247 5.3.4 Κατευθηντήριες γραμμές για εξοικονόμηση ενέργειας Η Οδηγία 2006/32/EΚ του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και του Συμβουλίου της 5ης Απριλίου 2006, για την αποδοτικότητα της τελικής χρήσης ενέργειας και των υπηρεσιών ενέργειας, ορίζει τις «αποταμιεύσεις ενέργειας» ως ένα ποσό ενέργειας που εξοικονομήθηκε και καθορίστηκε από τη μέτρηση και/ή την εκτίμηση της κατανάλωσης πριν και μετά την εφαρμογή ενός ή περισσότερων μέτρων βελτίωσης της αποδοτικότητας της ενέργειας, ενώ διασφαλίζεται η κανονικοποίηση των εξωτερικών συνθηκών που επηρεάζουν την κατανάλωση ενέργειας. Οι κυριότερες κατευθυντήριες γραμμές για εξοικονόμηση ενέργειας παρουσιάζονται συνοπτικά πιο κάτω: 1. Θέσπιση και λειτουργία ενός συνεχούς συστήματος παρακολούθησης ενέργειας 2. Θέσπιση των συνθηκών αναφοράς και των πιθανών στόχων σε συγκεκριμένους χρονικούς ορίζοντες 3. Δημιουργίας ενός Προγράμματος Μέτρων που στοχεύει στη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας 4. Στατιστική ανάλυση των δεδομένων του συστήματος παρακολούθησης 5. Αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας των μέτρων που εξετάζονται 6. Καταληκτικές πράξεις και πρακτικές 5.4 Αξιοπιστία Οποιοδήποτε σύστημα παροχής νερού υποβάλλεται σε πολλές καταπονήσεις. Η αντοχή ή δύναμη ενός τέτοιου συστήματος είναι η ικανότητά του να επιτυγχάνει την προοριζόμενη αποστολή ικανοποιητικά, χωρίς αποτυχία, όταν υποβάλλεται σε φορτία, ζητήσεις ή εξωτερικές πιέσεις. Η ανάλυση αξιοπιστίας μπορεί να εφαρμοστεί σε πολλούς τύπους μηχανικών προβλημάτων. Η αξιοπιστία είναι η πιθανότητα ασφάλειας, ότι το φορτίο δε θα υπερβεί την αντίσταση. Η αποτυχία μπορεί να ταξινομηθεί σε δομική αποτυχία και αποτυχία απόδοσης. Μια κοινή πρακτική μέτρησης της αξιοπιστίας είναι η περίοδος επιστροφής ή το διάστημα επανάληψης. Ανάμεσα στους πολλούς τύπους μέτρων αξιοπιστίας, τα δύο που χρησιμοποιούνται συχνά είναι: το περιθώριο ασφάλειας που καθορίζεται ως η διαφορά μεταξύ της αντίστασης και του αναμενόμενου φορτίου και ο συντελεστής ασφάλειας που καθορίζεται ως o λόγος αντίστασης προς το φορτίο. Πολλά συστήματα περιλαμβάνουν υποσυστήματα, των οποίων η απόδοση επηρεάζει με τη σειρά της την απόδοση του συστήματος σαν σύνολο. Η αξιοπιστία ολόκληρου του συστήματος επηρεάζεται όχι μόνο από την αξιοπιστία των ανεξάρτητων υποσυστημάτων και των εξαρτημάτων, αλλά επίσης από την αλληλεπίδραση και τη

248 διάταξη των υποσυστημάτων και των εξαρτημάτων. Κανένα σύστημα δεν είναι εντελώς αξιόπιστο. Οι εκτιμήσεις αξιοπιστίας των συστημάτων διανομής νερού αποτελούν αναπόσπαστο μέρος όλων των αποφάσεων που αφορούν τις φάσεις του σχεδιασμού, της σχεδίασης και της λειτουργίας. Ένα μεγάλο πρόβλημα στην ανάλυση αξιοπιστίας των συστημάτων διανομής νερού είναι ο καθορισμός μέτρων αξιοπιστίας, τα οποία είναι ουσιαστικά και κατάλληλα, ενώ εξακολουθούν να είναι υπολογιστικά εφικτά. Μια ανασκόπηση της βιβλιογραφίας αποκαλύπτει ότι δεν υπάρχει ένα γενικά αποδεκτό μέτρο αξιοπιστίας για τα συστήματα διανομής νερού. Αυτό συμβαίνει επειδή η ανάλυση αξιοπιστίας απαιτεί την ποσοτικοποίηση των μέτρων αξιοπιστίας, τα οποία πρέπει να είναι ουσιαστικά και κατάλληλα, ενώ παράλληλα πρέπει να είναι υπολογιστικά εφικτά- ένα γνώρισμα το οποίο εξαρτάται από το σύστημα. Η αξιολόγηση της αξιοπιστίας ενός πολύπλοκου συστήματος διανομής είναι, γενικά, δύσκολη. Για μερικά συστήματα είναι πιθανό να συνδυαστούν τα εξαρτήματα σε ομάδες, ενώ για άλλα πρέπει να αναπτυχθούν ειδικές τεχνικές. Μια εξαιρετική αναφορά, που συνοψίζει τις μεθόδους αξιολόγησης της αξιοπιστίας των συστημάτων διανομής νερού, εκδόθηκε από το ASCE. (Mays, 1989). Η αξιοπιστία είναι ένα έμφυτο γνώρισμα κάθε συστήματος και αναφέρεται στην ικανότητά του να πραγματοποιήσει μια αποστολή ικανοποιητικά, κάτω από δεδομένες περιβαλλοντικές συνθήκες για ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. Σε κάθε σύστημα, ανεπιθύμητα γεγονότα π.χ. βλάβες, μπορούν να προκαλέσουν ύφεση ή διακοπή στην απόδοση του συστήματος. Οι βλάβες έχουν στοχαστική φύση και είναι αποτέλεσμα απρόβλεπτων γεγονότων που συμβαίνουν στο σύστημα και/ή στις γύρω περιβαλλοντικές συνθήκες. Η αξιοπιστία του συστήματος παροχής νερού μπορεί να καθοριστεί σε όρους διακοπών που είναι αποτελέσματα βλαβών των εξαρτημάτων του συστήματος. Μπορεί να επιλεχτεί ένας συντελεστής αξιοπιστίας για κάθε βλάβη ή για μια επιλεγμένη χρονική περίοδο σε όρους χωρητικότητας που χάνεται κατά τη διάρκεια της βλάβης, η οποία μετράται σαν τμήμα του ποσοστού ζήτησης ή του όγκου ζήτησης. Αφού η χαμένη χωρητικότητα είναι τυχαία μεταβλητή, το ίδιο είναι και ο συντελεστής αξιοπιστίας. Η αξιοπιστία καθορίζεται ως η πιθανότητα ότι να επιτευχθεί ένας δεδομένος συντελεστής αξιοπιστίας μπορεί να αυξηθεί με την προσθήκη εγκαταστάσεων, αποθήκευσης, δυνατότητας άντλησης και σωληνώσεων (Shamir and Howard. 1981). Η αξιοπιστία ενός συστήματος διανομής νερού ορίζεται ως η πιθανότητα ικανοποίησης κομβικών ζητήσεων και υδραυλικών φορτίων κατά τη διάρκεια διάφορων πιθανών βλαβών στα συστήματα διανομής νερού (Mays, 1989). Ένας παρόμοιος ορισμός της αξιοπιστίας στα συστήματα διανομής νερού είναι: η ικανότητα ενός συστήματος διανομής να ικανοποιεί τις ζητήσεις που

249 τοποθετούνται σε αυτό, όπου οι πιέσεις καθορίζονται σε όρους των ροών που πρέπει να παρέχονται και σε εύρος των πιέσεων, στο οποίο αυτοί οι ρυθμοί ροής πρέπει να παρέχονται και η ικανότητα του συστήματος να παρέχει υπηρεσία με ένα αποδεκτό επίπεδο διακοπής παρά τις μη κανονικές συνθήκες (Cullinane et al. 1992). Η αξιοπιστία της παροχής νερού χαρακτηρίζεται από το ποσοστό των χρόνων μηκαταγραφής βλαβών στην εν λόγω περίοδο. Παρόλο που αυτή η περίοδος, που ονομάζεται βεβαιότητα, τείνει σε μια σταθερή αξία καθώς αυξάνεται το μήκος της περιόδου (στην περίπτωση πεπερασμένου ταμιευτήρα και στάσιμων διεργασιών εισόδου και εξόδου), μεταβάλλεται σημαντικά στις βραχυπρόθεσμες περιόδους. Η αξιοπιστία του συστήματος, όπως και η ανθεκτικότητα και η ευελιξία του συστήματος, επηρεάζει την ικανότητα ανάκτησης του κόστους. Η διαχείριση και ο σχεδιασμός για πάγια παίζουν σημαντικό ρόλο στη διασφάλιση της αξιοπιστίας. Η αξιοπιστία δεν πρέπει να συγχέεται με το ρίσκο. Το ρίσκο είναι μια δήλωση των πιθανοτήτων πραγματοποίησης γεγονότων και των συνεπειών αυτών των γεγονότων, ενώ η αξιοπιστία περιγράφει το πώς ένα σύστημα ανταποκρίνεται ή αντιδρά στα γεγονότα. Δεν υπάρχει γενικά αποδεκτό πρότυπο για το τι αποτελεί αποδεκτό επίπεδο αξιοπιστίας ή μέθοδοι υπολογισμού αυτής της αξιοπιστίας, ειδικά αν ληφθεί υπόψη το πλήρες εύρος των πιθανοτικών συνεισφερόντων στην αξιοπιστία. 5.5 Ανθεκτικότητα Τέσσερα στοιχεία μπορούν να θεωρηθούν σημαντικά στην παροχή πόσιμού νερού καλής ποιότητας. Αυτά είναι: ασφαλής πηγή, επαρκής επεξεργασία, ασφαλής διανομή και συνεχής παρακολούθηση και κατάλληλη ανταπόκριση σε δυσμενή αποτελέσματα παρακολούθησης. Ένα σύστημα πόσιμου νερού πρέπει να είναι όσο πιο ανθεκτικό γίνεται, όσον αφορά το κάθε ένα από τα πιο πάνω στοιχεία. Ένα σύστημα είναι πιο ανθεκτικό από κάποιο άλλο αν αποδίδει σχετικά καλά όταν οι συνθήκες αποκλίνουν από το ιδανικό. Οποιαδήποτε εταιρεία ύδρευσης πρέπει να συμμορφώνεται με τουλάχιστον δύο στόχους: να ελαχιστοποιεί τον κίνδυνο ελλείμματος νερού και να ελαχιστοποιεί το κόστος νερού για τους καταναλωτές. Η ανθεκτικότητα ενός συστήματος πόσιμου νερού μπορεί να οριστεί γενικά ως η ικανότητα του συστήματος να προσαρμόσει τη λειτουργία του για να περιλάβει αλλαγές στις συνθήκες σχεδιασμού. Η ανθεκτικότητα μπορεί, επίσης, να οριστεί ως η αντίσταση στη ζημιά από οποιαδήποτε αιτία, σκόπιμη ή τυχαία (π.χ. ακραίες θερμοκρασίες, υγρασία και ξηρασία, βανδαλισμός, κακή χρήση, μη κατανόηση της τεχνολογίας, ανειδίκευτες επισκευές κλπ.) ή ως η ικανότητα του συστήματος να διατηρήσει την απόδοσή του όταν υποβάλλεται σε εσωτερικές ή εξωτερικές

250 διαταράξεις. Με το πέρασμα των χρόνων έχουν εκδοθεί πολλοί άλλοι ορισμοί: (α) Hashimoto et al. (1982) όρισαν την ανθεκτικότητα ενός συστήματος ως την ικανότητά του να προσαρμόσει την τελική του διάταξη ή τις λειτουργικές του πολιτικές στις πραγματικές συνθήκες καθώς εξελίσσεται, έτσι ώστε το κόστος ευκαιρίας μιας αρχικής λανθασμένης υπόθεσης για μελλοντικές συνθήκες ζήτησης να μειώνεται. Αυτός ο ορισμός της ανθεκτικότητας είναι παρόμοιος με τον ορισμό της οικονομικής ευελιξίας του Stigler (1939), σύμφωνα με τον οποίο είναι η ικανότητα του συστήματος να προσαρμόζεται σε ένα μεγάλο εύρος πιθανών συνθηκών ζήτησης με μικρό επιπρόσθετο κόστος. Μπορεί να μην είναι κατάλληλο, όμως, να οριστεί η ανθεκτικότητα του συστήματος, ειδικά για επενδύσεις σε υδάτινους πόρους, οι οποίες αποτελούν, στις περισσότερες περιπτώσεις, δημόσιες επενδύσεις, σε όρους κόστους συστήματος. Είναι, πιθανώς, πιο κατάλληλο να οριστεί σε όρους ευαισθησίας της απόδοσης του συστήματος όσον αφορά την ικανοποίηση των στόχων σχεδιασμού των δημόσιων επενδύσεων (μέγιστα καθαρά ωφελήματα, ανακατανομή εισοδήματος, δικαιοσύνη κλπ.). (β) Οι Fiering και Holling (1974) και οι Matalas και Fiering (1977) καθόρισαν την ανθεκτικότητα του συστήματος ως: αν συμβεί ένα απίθανο γεγονός, μια απόφαση (βέλτιστες παράμετροι σχεδιασμού) έχει μεγάλες πιθανότητες να είναι σωστή ή τουλάχιστον αρκετά καλή. Αλλά, όπως υποδείχθηκε από τους Hashimoto, Loucks, and Stedinger (1982), οι βέλτιστες παράμετροι σχεδιασμού μπορεί να είναι πολύ ευαίσθητες σε υποθετικές μελλοντικές συνθήκες και αυτό μπορεί να μην περιλαμβάνει μεγάλο οικονομικό κόστος ευκαιρίας (σημαντική υποβάθμιση της απόδοσης του συστήματος). Έτσι, ο καθορισμός της ανθεκτικότητας του συστήματος σε όρους ευαισθησίας του σχεδιασμού του συστήματος μπορεί να μην είναι κατάλληλος. Ένας δεδομένος βαθμός γενικής ανθεκτικότητας του συστήματος μπορεί να επιτευχθεί με διάφορους τρόπους. Σαν ένα μέτρο της ανθεκτικότητας του συστήματος, οι Hashimoto et al. (1982) πρότειναν την πιθανότητα το πραγματικό κόστος του συστήματος να μην υπερβεί κάποιο κλάσμα του ελάχιστου δυνατού κόστους κάποιου συστήματος, το οποίο σχεδιάστηκε για τις πραγματικές συνθήκες που θα επικρατούν στο μέλλον. Ο Fiering (1982) πρότεινε τη μερική παράγωγο της ανταπόκρισης του συστήματος όσον αφορά μια μεταβλητή απόφασης σαν μέτρο ανθεκτικότητας του συστήματος, προς μια αλλαγή σε αυτή την απόφαση. Δυστυχώς αυτά τα δύο μέτρα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να συγκρίνουν εναλλακτικό σχεδιασμό ή σχέδια συστήματος όσον αφορά τη σχετική τους ανθεκτικότητα, όχι να καθορίσουν αν ένα συγκεκριμένο σχέδιο είναι ανθεκτικό ή όχι. Για το λόγο αυτό, μπορεί να έχουν σαν αποτέλεσμα να προτιμηθεί ένα σύστημα έναντι κάποιου άλλου, ενώ κανένα από τα συστήματα δεν είναι ανθεκτικά. Η σύγκρουση μεταξύ απόδοσης και ανθεκτικότητας δεν είναι η μόνη σύγκρουση, η οποία μπορεί να αντιμετωπιστεί στην περίπτωση των πολλαπλών πηγών αβεβαιότητας. Οι εναλλακτικές μπορεί να βρίσκονται σε σύγκρουση εξαιτίας των δεικτών ανθεκτικότητάς τους όσον αφορά τις πηγές αβεβαιότητας. Όταν συγκριθεί ένα

251 σχέδιο με άλλες εναλλακτικές, μπορεί να είναι πιο ανθεκτικό όσον αφορά αλλαγές σε κάποιους πόρους, αλλά λιγότερο ανθεκτικό όσον αφορά αλλαγές σε άλλους πόρους. Αυτή η σύγκρουση στην ανθεκτικότητα θα μπορούσε να αποφευχθεί, αν οριστεί ένα γενικό μέτρο ανθεκτικότητας, το οποίο να αντικατοπτρίζει την ανθεκτικότητα του συστήματος όσον αφορά τις διάφορες πηγές αβεβαιότητας. Σαν δείκτης για τη γενική ανθεκτικότητα ενός συστήματος θα μπορούσε να θεωρηθεί ένας γραμμικός συνδυασμός των δεικτών ανθεκτικότητας όσον αφορά τις διάφορες εισροές πόρων και/ή τις συνθήκες ζήτησης. Με δεδομένη τη φυσική μεταβλητότητα και τις αβεβαιότητες στις μακροπρόθεσμες προβλέψεις, η αξιοπιστία είναι ένας κρίσιμος παράγοντας σχεδιασμού για τα συστήματα παροχής νερού. Παρόλα αυτά, η μεγάλη κλίμακα του προβλήματος και η συσχετισμένη φύση των εν λόγω αβεβαιοτήτων έχουν σαν αποτέλεσμα μοντέλα τα οποία είναι συχνά δύσχρηστα. Η βελτιστοποίηση ανθεκτικότητας στοχεύει στην εύρεση μιας λύσης, η οποία παραμένει εφικτή κάτω από αβεβαιότητα δεδομένων. Τέτοια συστήματα μπορεί να είναι πολύ συντηρητικά και πολύ δαπανηρά. Η κλασική υπόθεση στον ντετερμινιστικό μαθηματικό προγραμματισμό είναι ότι όλες οι παράμετροι (δεδομένα εισόδου) είναι γνωστές με ακρίβεια. Αυτό σπάνια συμβαίνει στις πραγματικές εφαρμογές, αφού πολλές παράμετροι περιλαμβάνουν αβεβαιότητες, όπως για παράδειγμα μελλοντικές προβλέψεις ή μετρήσεις. Ένας τρόπος να αντιμετωπιστεί η αβεβαιότητα είναι ο σχεδιασμός ενός συστήματος, το οποίο είναι «ανθεκτικό» στις αλλαγές των παραμέτρων. Δηλαδή, το σύστημα παραμένει εφικτό και λειτουργεί με σχεδόν βέλτιστο τρόπο σε ένα εύρος τιμών, το οποίο μπορούν να πάρουν οι αβέβαιες παράμετροι. 5.6 Περιβαλλοντικές συνέπειες Είναι γενικά αποδεκτό ότι τα τεχνικά έργα μπορούν να έχουν συνέπειες σε όλο το εύρος των περιβαλλοντικών στοιχείων, συμπεριλαμβανομένου του αέρα, του νερού, του εδάφους, της οικολογίας και του θορύβου, καθώς και στις φυσικές διεργασίες που πραγματοποιούνται στο περιβάλλον (CIRIA, 1994). Η εμπειρία υποδεικνύει ότι έργα μεγάλης κλίμακας πρέπει να εξετάζονται σε τρεις χρονικές κλίμακες: α) κατά την κατασκευή, β) κατά την ολοκλήρωση και γ) κατά την περίοδο εκμετάλλευσης και σε διάφορες κλίμακες χώρου: α) άμεσο περιβάλλον, β) γειτονιά και γ) ευρύτερες, πιθανά επηρεαζόμενες περιοχές. Επιπλέον, οι συνέπειες μπορεί να είναι άμεσα αποδοτέες στο έργο (π.χ. μείωση της στάθμης των υπόγειων υδάτων λόγω ανάληψης νερού) ή να προκαλούνται έμμεσα (π.χ. υποβάθμιση της γης λόγω εκσκαφής οικοδομικού υλικού). Παρόλο που οι περιβαλλοντικές συνέπειες ενός τεχνικού έργου αφορούν την τοποθεσία και το έργο, η μελέτη του Συνδέσμου Έρευνας Βιομηχανίας Κατασκευών και Πληροφοριών (Construction Industry Research and Information Association) (Ηνωμένο Βασίλειο) δίνει μια καλή

252 επισκόπηση για τις πιθανές περιβαλλοντικές συνέπειες των συστημάτων παροχής νερού στον αέρα, το νερό, το έδαφος και την οικολογία (βλ. τους πιο κάτω Πίνακες). Πίνακας 5.5. Συνέπειες των συστημάτων παροχής νερού στη γη Θέμα Πιθανά αίτια Τυπικές συνέπειες Αποστείρωση Πλημμύρα, Απώλεια της άμμου και κτίσιμο σε γη ορυκτών πόρων των αποθέσεων ορυκτών εδάφους Απότομη Ευστάθεια πλαγιά, πίεση πρανών νερού ψηλών Αστοχία πρανών πόρων Απώλεια Βροχοπτώσεις εδάφους, Διάβρωση κατά τις ψηλότεροι εδάφους εκσκαφές ρυθμοί απόθεσης Αυξημένη πίεση Αυξημένα Σεισμολογία και λίπανση των σεισμικά ρηγμάτων επεισόδια Αξιολόγηση συνεπειών Μελέτες εδάφους Γεωτεχνικές μελέτες Υδρολογικές μελέτες Γεωλογικές μελέτες Αμβλυνση συνεπειών Αποφυγή ορυκτά πλούσιων περιοχών Εξέταση τοποθεσίας, σχεδιασμός φράγματος Έλεγχος απορροών, προστασία εδάφους Αποφυγή τεκτονικά ασταθών περιοχών Πίνακας 5.6 Συνέπειες συστημάτων παροχής νερού στην ποιότητα του αέρα Θέμα Πιθανές αιτίες Τυπικές συνέπειες Αξιολόγηση συνεπειών Αμβλυνση συνεπειών Παρασύρεται Βρέξιμο Σκόνη κατά την σκόνη από Παρενόχληση Μοντελοποίηση δρόμων, κατασκευή δρόμους και του κοινού ποιότητας αέρα κάλυψη αποθέματα αποθεμάτων Ομίχλη και υδρονεφώσεις Αυξημένοι υδρατμοί στην ατμόσφαιρα Αυξημένες ομίχλες και υδρονεφώσεις Υπολογισμός ισορροπίας νερού Πίνακας 5.7. Συνέπειες συστημάτων παροχής νερού στην ποσότητα και ποιότητα νερού

253 Θέμα Πιθανές αιτίες Μείωση στάθμης Υπερ-άντληση υπόγειων υδάτων Αλλαγή Πρόσληψη ποτάμιων ποταμού συστημάτων Υπεράρδευση Ταμιευτήρας Κατάντη Κατώτερες ποιότητα νερού ροές ποταμού Συσσώρευση Ποιότητα νερού θρεπτικών, στους ανάπτυξη ταμιευτήρες φυκιών Τυπικές συνέπειες Απώλεια πηγών υγροτόπων, ροών ποταμών Μείωση ροών ποταμών (ελαχ. ροές) Τοπική αύξηση στους υδροφόρους ορίζοντες Αυξημένες συγκεντρώσεις σε ρύπους Ευτροφισμός, κατάντη ρύπανση Αξιολόγηση Αμβλυνση συνεπειών συνεπειών Όρια, Υδρογεωλογικές ανακατανομή μελέτες υδροληψίας Κανόνες Υδρολογικές λειτουργίας, μελέτες καλύτερη κατασκευή Επένδυση Υδρογεωλογικές στρώματος, μελέτες έλεγχος στάθμης Μελέτες Συμμόρφωση με ποιότητας νερού το σύστημα ροής Μείωση Μελέτες θρεπτικών, ποιότητας νερού αποστρωμάτωση Πίνακας 5.8. Συνέπειες συστημάτων παροχής νερού στα φυσικά περιβάλλοντα Θέμα Πιθανές αιτίες Τυπικές συνέπειες Αξιολόγηση συνεπειών Αμβλυνση συνεπειών Μόνιμη πλημμύρα συσσώρευση Απώλεια φυσικών περιβαλλόντων Οικολογικές μελέτες Αλλαγές στα Απώλεια Υποβάθμιση υγροτόπων συστήματα υπόγειων υδάτων και στις χλωρίδας και πανίδας, συσσώρευση Οικολογικές μελέτες Διατήρηση του φυσικού καθεστώτος ροές ποταμών θρεπτικών Αλλαγές στην οικολογία των ποταμών Υδροληψία από Απώλεια αριθμού ποταμούς, και ποικιλίας φυσικά εμπόδια ειδών Μελέτες φυσικών περιβαλλόντων ποταμών Διατήρηση επαρκών ροών Υποβάθμιση Αλλαγές στην Αλλαγές στην Μελέτες Διατήρηση στις εκβολές ποσότητα και τροφική αλυσίδα φυσικών ελάχιστων των ποταμών ποιότητα και στην περιβαλλόντων ροών

254 Νέα φυσικά περιβάλλοντα ποταμών κατανομή ειδών ποταμών Προσελκύουν Δημιουργία άγρια ζωή, Οικολογικές νέων μαζών χρησιμοποιούνται μελέτες νερού για αλιεία Πρέπει να ληφθεί υπόψη η άγρια ζωή Με βάση αυτή τη μελέτη οι πιο κοινές περιβαλλοντικές συνέπειες των έργων παροχής νερού συνοψίζονται στα ακόλουθα. Η ποιότητα του αέρα στο γειτονικό περιβάλλον ενός συστήματος παροχής νερού μπορεί να επηρεαστεί παροδικά, κατά την κατασκευή, από τη σκόνη που παρασύρεται από συσσωρευμένα αποθέματα και δρόμους μεταφοράς εμπορευμάτων ή να επηρεαστεί μόνιμα από την αλλαγή του μικροκλίματος γύρω από συσσωρεύσεις, όπως αποθήκες ακατέργαστου νερού. Επιπλέον, τέτοιες ανοικτές επιφάνειες νερού αυξάνουν τους ρυθμούς εξατμοδιαπνοής, οι οποίοι μπορούν να επηρεάσουν τη βλάστηση στην περιοχή ή να αυξήσουν τη συχνότητα ομιχλών ή υδρονεφώσεων. Οι δυνητικές επιπτώσεις αξιολογούνται συνήθως με τον υπολογισμό της ισορροπίας νερού με και χωρίς συσσώρευση. Η υδροληψία από υδροφορείς υπόγειων υδάτων και ποταμών μειώνει το ποσό νερού, το οποίο είναι διαθέσιμο σε αυτά τα συστήματα και σε ακραίες περιπτώσεις μπορεί να οδηγήσει σε εξάντληση του υδροφορέα, απώλεια της βασικής ροής του ποταμού και στην καταστροφή των υγροτόπων και άλλων οικοσυστημάτων. Επιπλέον, η μειωμένη ποσότητα νερού σε φυσικά συστήματα επηρεάζει την ποιότητα και προωθεί την ανάπτυξη ψηλών συγκεντρώσεων ρύπων και θρεπτικών. Εκτός από αυτό, οι πλημμύρες των ποταμών και οι συσσωρεύσεις των αποθεμάτων νερού μπορούν να επηρεάσουν, όχι μόνο το καθεστώς ροής του ποταμού, αλλά και να αυξήσουν τη στάθμη των υπόγειων υδάτων και να επηρεάσουν τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των επιφανειακών μαζών και των μαζών των υπογείων υδάτων. Η εφαρμογή τυπικών υδρολογικών και υδρογεωλογικών μεθόδων για την εξισορρόπηση των υδάτινων πόρων είναι ο πιο συχνός τρόπος καθορισμού των επιτρεπόμενων ποσοτήτων ανάληψης νερού. Η κατασκευή συσσωρεύσεων και αντικειμένων, καθώς και η εγκατάσταση σωληνώσεων προκαλούν απώλεια χερσαίων πόρων και μπορούν να επηρεάσουν οικολογικές τοποθεσίες και την τιμή τέρψης του ανοικτού χώρου. Οι μεγάλες πλημμύρες και συσσωρεύσεις νερού μπορούν, επιπλέον, να προκαλέσουν αστοχία πρανών ή να αυξήσουν την πίεση σε ζώνες γεωλογικών ρηγμάτων. Αντίθετα, οι τοποθεσίες πρόσληψης παροχής νερού προστατεύονται, συνήθως, από ζώνες περιορισμένης ανθρώπινης δραστηριότητας, στις οποίες προστατεύεται η φυσική κατάσταση των πόρων.

255 Οι συσσωρεύσεις νερού προκαλούν όχι μόνο μόνιμες απώλειες των πλημμυρισμένων φυσικών περιβαλλόντων, αλλά επηρεάζουν σημαντικά ανάντη και κατάντη γεωμορφολογικές διεργασίες και συνθήκες φυσικών περιβαλλόντων. Μείωση ή αύξηση στην ταχύτητα του ποταμού μπορεί να ευνοήσει μερικά είδη εις βάρος άλλων και τα φυσικά εμπόδια και η απώλεια ψηλών ροών μπορούν να αποτρέψουν τη μετανάστευση μερικών ειδών ψαριών. Μείωση στο διαθέσιμο ποσό υπόγειων υδάτων και στο ποτάμιο νερό και μείωση στις φυσικές τους μεταβολές, μπορεί να οδηγήσει σε αλλαγές στην οικολογία των διαδρόμων του ποταμού, των εκβολών και των υγροτόπων. Οι μελέτες φυσικών περιβαλλόντων και οι οικολογικές μελέτες μπορούν να αξιολογήσουν σε κάποιο βαθμό αυτές τις αλλαγές. Οι συνέπειες της υπερ-άντλησης στους υδάτινους πόρους μεταβάλλονται σημαντικά ανάλογα με τον όγκο και την εποχικότητα της άντλησης, τον όγκο και την τοποθεσία του επιστρεφόμενου νερού, την ευαισθησία του οικοσυστήματος και τις τοπικές και περιφερειακές συνθήκες. Κρίσιμη σημασία έχει ο συγχρονισμός της άντλησης σε σχέση με τον όγκο διαθέσιμου νερού. Για παράδειγμα, η μέγιστη άντληση για τη γεωργία και τον τουρισμό (κυρίως μέσω δημόσιας παροχής νερού) συμβαίνει, τυπικά, τους καλοκαιρινούς μήνες, όταν η διαθεσιμότητα νερού βρίσκεται, γενικά, στο ελάχιστο. Σαν αποτέλεσμα, οι δυνητικές επιζήμιες συνέπειες πάνω στην οικολογία του γλυκού νερού, για παράδειγμα, μεγιστοποιούνται. Η ανισορροπία μεταξύ ζήτησης και διαθεσιμότητας νερού γίνεται πιο έντονη όταν πραγματοποιείται υδροληψία κατά τη διάρκεια παρατεταμένων ξηρών περιόδων ή ξηρασίας. Επιπλέον, κάτω από αυτές τις συνθήκες, η γενικά χαμηλή διαθεσιμότητα νερού μπορεί, χωρίς κατάλληλη διαχείριση των υδάτινων πόρων, να οδηγήσει σε επιπλέον αντλήσεις, ειδικά για τη γεωργία. Η ισορροπία μεταξύ της άντλησης νερού και της διαθεσιμότητας έχει φτάσει σήμερα σε ένα κρίσιμο σημείο σε πολλές περιοχές στην Ευρώπη και όπως φαίνεται και από τα παραδείγματα του Ευρωπαϊκού Περιβαλλοντικού Οργανισμού (EEA) 2009, οι αιτιώδεις παράγοντες είναι, τυπικά, ένας συνδυασμός ξηρασίας και υπερ-άντλησης από τουλάχιστον ένα οικονομικό τομέα. Τα ποτάμια απαιτούν επαρκή ποσότητα νερού, η οποία ονομάζεται «περιβαλλοντική ροή», για να διατηρήσουν ένα υγιές υδρόβιο οικοσύστημα. Ενώ όλες οι πτυχές του καθεστώτος ροής είναι σημαντικές για την υγεία των ποτάμιων οικοσυστημάτων, οι χαμηλές ροές αντιπροσωπεύουν συγκεκριμένο κίνδυνο για τα ψάρια που μεταναστεύουν, τα οποία χρειάζονται επαρκείς ροές για να αρχίσουν την ανάντη μετακίνηση και να φτάσουν τους χώρους ωοτοκίας. Επιπλέον, τα νεαρά σαλμονιδή ψάρια χρειάζονται ροές με επαρκή ταχύτητα και προτιμούν να αποφεύγουν τα ρηχά νερά καθώς τρέφονται. Οι περιβαλλοντικές ροές όμως, δεν επηρεάζουν μόνο τα ψάρια αλλά ολόκληρο το υδρόβιο οικοσύστημα, συμπεριλαμβανομένων των ασπόνδυλων του γλυκού νερού, της βλάστησης και των

256 παρόχθιων πουλιών. Η ροή επηρεάζει, επίσης, σημαντικά την ποιότητα νερού όσο πιο χαμηλή είναι η ροή, τόσο λιγότερη είναι η ικανότητα του ποταμού να διαλύει του ρύπους και τυπικά, τόσο πιο χαμηλή είναι η συγκέντρωση διαλυμένου οξυγόνου στο νερό σε ένα συγκεκριμένα ελάχιστο επίπεδο, η έλλειψη οξυγόνου γίνεται κρίσιμη για την υδρόβια ζωή. Η αντοχή των υδρόβιων ζώντων οργανισμών σε αλλαγές στη ροή των ποταμών, στην ταχύτητα, στο βάθος, καθώς και στην ποιότητα του νερού, στην κάλυψη και στο υπόστρωμα μεταβάλλεται από το ένα είδος στο άλλο. Αυτές οι πληροφορίες συχνά ενσωματώνονται μέσα στα μοντέλα καταλληλότητας φυσικού περιβάλλοντος γλυκού νερού, τα οποία καθορίζουν τις βέλτιστες συνθήκες ροής και βοηθούν στην ποσοτικοποίηση των συνεπειών άντλησης πάνω στο υδρόβιο φυσικό περιβάλλον. Παρά την κρίσιμη σημασία της ροής στην υδρόβια ζωή, η άντληση νερού από τους ποταμούς είναι συχνά υπερβολική, ενώ κοινή είναι και η αποτυχία επίτευξης και διαχείρισης περιβαλλοντικής ροής, ειδικά κατά τους καλοκαιρινούς μήνες, όταν η διαθεσιμότητα του νερού βρίσκεται στο ελάχιστο. Σαν αποτέλεσμα, αναφέρονται συχνά σε όλη την έκταση της Ευρώπης αρνητικές οικολογικές συνέπειες που σχετίζονται με χαμηλές ροές. Οι λίμνες και οι ταμιευτήρες χρειάζονται, επίσης, ένα ελάχιστο επίπεδο νερού για υγιή λειτουργία του οικοσυστήματος και η υπερβολική άντληση μπορεί να προκαλέσει αρνητικές συνέπειες στο ανοικτό οικοσύστημα νερού και στις περιθωριακές του ζώνες. Από την υπερβολική άντληση μπορούν να επηρεαστούν, επίσης, και τα χερσαία οικοσυστήματα, με αποτέλεσμα ξήρανση των δασωδών περιοχών, των δασών, των ερεικώνων, των αμμόλοφων και των βάλτων, κάνοντάς τα λιγότερο κατάλληλα για ένα εύρος χαρακτηριστικών φυτών και πανίδας. Η υπερβολική άντληση υπόγειων υδάτων από ένα παράκτιο υδροφορέα προκαλεί μείωση της στάθμης του γλυκού νερού και εισδοχή αλμυρού νερού στον υδροφορέα, μια διαδικασία που είναι γνωστή ως υφαλμύρινση. Αυτή η υφαλμύρινση των παράκτιων υδροφορέων υπονομεύει την ποιότητά τους και αποτρέπει την μετέπειτα χρήση του υπόγειου νερού, ειδικά αφού οι συμβατικές μέθοδοι επεξεργασίας δεν αφαιρούν το αλάτι. Επιπλέον, το, τυπικά, μεγάλο διάστημα παραμονής των υπόγειων υδάτων σημαίνει ότι η μόλυνση από αλάτι μπορεί να παραμείνει για δεκαετίες. Τυπικά, η υφαλμύρινση των υπόγειων υδάτων έχει σαν αποτέλεσμα η ζήτηση για γλυκό νερό να ικανοποιείται από άλλες πηγές, συμπεριλαμβανομένης της αφαλάτωσης παράκτιων υδάτων. Μεγάλες περιοχές των ακτών της Μεσογείου έχουν επηρεαστεί από την υφαλμύρινση, που προκαλείται από την άντληση νερού για αρδευτική και αστική

257 χρήση, με τη ζήτηση για αστική χρήση να αυξάνεται σημαντικά λόγω τουρισμού. Ενώ το πρόβλημα είναι ιδιαίτερα έντονο στις παράκτιες περιοχές της Μεσογείου, υφαλμύρινση παρατηρείται και στη Βόρεια Ευρώπη. Οι παραδοσιακές προσεγγίσεις από πλευρά προσφοράς, όσον αφορά τη διαχείριση νερού, σχετίζονται με ένα αριθμό αρνητικών συνεπειών στο υδρόβιο περιβάλλον. Συγκεκριμένα, ταμιευτήρες, μεταφορά ανάμεσα σε λεκάνες απορροών και αφαλάτωση το κάθε ένα από αυτά προκαλεί συγκεκριμένα προβλήματα που σχετίζονται με την τροποποίηση της ποσότητας νερού, της ποιότητας νερού ή και τα δύο. Οι ταμιευτήρες προκαλούν ένα αριθμό περιβαλλοντικών προβλημάτων κατά τη φάση κατασκευής (η οποία μπορεί να διαρκέσει δεκαετίες) και μετά την ολοκλήρωση. Καθώς η στάθμη του νερού μέσα στον ταμιευτήρα ανεβαίνει μετά το κλείσιμο του φράγματος, συμβαίνουν συχνά μεγάλες αλλαγές στην περιοχή που πλημμυρίζει: μπορούν να χαθούν χωράφια, χερσαία και παρόχθια φυσικά περιβάλλοντα, οικισμοί μπορεί να πλημμυρίσουν και η στάθμη των υπόγειων υδάτων να ανέβει. Όταν κατασκευασθεί ο ταμιευτήρας, τα περιβαλλοντικά προβλήματα μπορούν να χωριστούν σε δύο ομάδες: αυτά που καταστούν τον ταμιευτήρα ακατάλληλο για το σκοπό του, για παράδειγμα, παρουσία φυκών και τοξικών ενώσεων σε ταμιευτήρες που χρησιμοποιούνται για πόσιμο νερό και αυτά που προκαλούν αλλοίωση του ποτάμιου συστήματος, ειδικά κατάντη του ταμιευτήρα. Αφού τα φράγματα διακόπτουν τη φυσική συνέχεια του ποταμού, παρατηρείται κατακερματισμός του ποτάμιου οικοσυστήματος, που συχνά συνοδεύεται από οικολογικές συνέπειες. Συγκεκριμένα, μπορεί να αποτραπεί η πρόσβαση στις τοποθεσίες ωοτοκίας των μεταναστευτικών ψαριών, με το πρόβλημα να είναι ιδιαίτερα έντονο σε ψάρια όπως ο σολομός, η πέστροφα, το χέλι και η μουρούνα. Μεγάλο μέρος των ιζημάτων που μεταφέρεται στον ταμιευτήρα κατακαθίζει στον πυθμένα. Το ίζημα όχι μόνο μειώνει τη διάρκεια ζωής του ταμιευτήρα, αλλά το νερό που απελευθερώνεται από τον ταμιευτήρα έχει μειωμένο περιεχόμενο σε ιζήματα και οργανικό υλικό, τα οποία σε διαφορετική περίπτωση θα συνεισέφεραν στην ευφορία των κοιλάδων πλημμύρων και των εκβολών κατάντη. Αυτή η μείωση οδηγεί επίσης σε μείωση στην ποιότητα και στην έκταση του κατάντη υδρόβιου φυσικού περιβάλλοντος. Η ανάλυση από τον WWF έχει αναγνωρίσει αρκετά μειονεκτήματα, τα οποία σχετίζονται με τη μεταφορά νερού μεγάλης κλίμακας μεταξύ λεκανών απορροών ποταμών. Αυτά περιλαμβάνουν την απώλεια νερού μέσω εξάτμισης και διαρροών από κανάλια κατά τη μεταφορά (μέχρι και 50%) και από την πλευρά του δότη, μειωμένη ροή ποταμού, αυξημένη συγκέντρωση ρύπων, λόγω μειωμένης δυνατότητας διάλυσης του ποταμού και αλλαγές στα μοτίβα διάβρωσης και

258 ιζηματοποίησης. Επιπλέον, τέτοιες μεταφορές έχουν τη δυνατότητα να εισαγάγουν ξένα είδη στη λεκάνη-αποδέκτη. Η αφαλάτωση, ενώ μειώνει την ανάγκη για περαιτέρω άντληση γλυκού νερού, έχει συσχετιστεί με μερικά περιβαλλοντικά θέματα. Συγκεκριμένα, μεταξύ της άντλησης υφάλμυρου ή θαλασσινού νερού και της τελικής παραγωγής γλυκού νερού χρησιμοποιούνται σημαντικά ποσά ενέργειας για την εξάτμιση του νερού ή για τη διέλευση του διαμέσου μεμβρανών. Επιπλέον, μεγάλα ποσά υγρών ή στερεών αποβλήτων (άλμη) απελευθερώνονται μέχρι το τέλος της διαδικασίας. Για να ελαχιστοποιηθεί η περιβαλλοντική ζημιά κατά την πρόσληψη, τα εργοστάσια αφαλάτωσης δεν πρέπει να βρίσκονται σε ευαίσθητα θαλάσσια και παράκτια περιβάλλοντα και είναι απαραίτητη η παρακολούθηση της πρόσληψης. Το αν η απόρριψη της άλμης έχει επίδραση σε μεγάλη κλίμακα στην αλμυρότητα της θάλασσας συνεχίζει να παραμένει ένα άλυτο θέμα, αλλά οι τοπικές συνέπειες των λυμάτων άλμης είναι καλά τεκμηριωμένες. Όντας βαρύτερα από τη συνηθισμένη θαλάσσια άλμη, τα λύματα άλμης τείνουν να εξαπλώνονται στο βυθό της θάλασσας και οι οργανισμοί που βρίσκονται στο βυθό της θάλασσας, οι οποίοι είναι ευαίσθητοι στην αλμυρότητα, απειλούνται από την αυξημένη αλμυρότητα. Μια λύση στο πρόβλημα της άλμης είναι η μείωσή της σε μια στερεή ή συμπυκνωμένη μορφή και η μετέπειτα χρήση της ως πρώτη ύλη στην χημική βιομηχανία. Η περιβαλλοντική αξιολόγηση είναι μια διαδικασία, η οποία διασφαλίζει ότι οι περιβαλλοντικές συνέπειες των αποφάσεων λαμβάνονται υπόψη πριν ληφθούν οι αποφάσεις. Περιβαλλοντικές αξιολογήσεις μπορούν να γίνουν για ανεξάρτητα έργα, όπως ένα φράγμα με βάση την Οδηγία 85/337/EEΚ, όπως διορθώθηκε από τις Οδηγίες 97/11/EΚ και 2003/35/EΚ (γνωστή ως «Αξιολόγηση Περιβαλλοντικών Συνεπειών» Οδηγία EIA) ή για δημόσια σχέδια ή προγράμματα στη βάση της Οδηγίας 2001/42/EΚ (γνωστή ως «Στρατηγική Περιβαλλοντική Αξιολόγηση» Οδηγία SEA). Η κοινή αρχή και των δύο Οδηγιών είναι να διασφαλιστεί ότι σχέδια, προγράμματα και έργα που πιθανό να έχουν σημαντική επίδραση στο περιβάλλον θα υπόκεινται σε περιβαλλοντική αξιολόγηση, πριν την έγκριση ή την εξουσιοδότησή τους. Η διαβούλευση με το κοινό είναι ένα σημαντικό στοιχείο των διαδικασιών περιβαλλοντικής αξιολόγησης. Οι Οδηγίες για την Περιβαλλοντική Αξιολόγηση στοχεύουν στην παροχή ενός υψηλού επιπέδου προστασίας του περιβάλλοντος και στη συνεισφορά για ενσωμάτωση περιβαλλοντικών ανησυχιών στην προετοιμασία έργων, σχεδίων και προγραμμάτων, με στόχο τη μείωση των περιβαλλοντικών συνεπειών τους. Διασφαλίζουν τη συμμετοχή του κοινού στη λήψη αποφάσεων, ενδυναμώνοντας με αυτό τον τρόπο την ποιότητα των αποφάσεων. Τα έργα και τα προγράμματα που συγχρηματοδοτούνται από την ΕΕ (Πολιτικές Συνοχής, Γεωργίας και Αλιείας) πρέπει να συμμορφώνονται με τις Οδηγίες EIA και SEA για να λάβουν έγκριση για οικονομική βοήθεια. Με αυτό τον

259 τρόπο οι Οδηγίες για την Περιβαλλοντική Αξιολόγηση είναι σημαντικά εργαλεία για την αειφόρο ανάπτυξη. 5.7 Οικονομικά και χρηματοδοτικά μέτρα Οδικός χάρτης οικονομικής εκτίμησης συστημάτων παροχής νερού Στην αναφορά σκοπιμότητας οποιουδήποτε έργου ανάπτυξης τα κύρια κριτήρια τα οποία εξετάζονται αναφέρονται σε: Αποδοτικότητα του έργου Ισότητα μεταξύ των χρηστών και Καταλληλότητα όλων των λειτουργιών που σχετίζονται με το έργο Σε αυτή την παράγραφο, συγκεντρωνόμαστε στο κριτήριο αποδοτικότητας των συστημάτων παροχής νερού, δίνοντας τα ορόσημα του απαραίτητου οδικού χάρτη για την οικονομική τους αξιολόγηση. Ο ακρογωνιαίος λίθος της ανάλυσης κόστους-οφέλους βασίζεται στη μεταφορά όλων των εξόδων και των ωφελημάτων στην ίδια κλίμακα χρόνου με τη χρήση ισοδύναμων συντελεστών. Το κρίσιμο πρόβλημα σε αυτή τη διαδικασία είναι ο χρονικός ορίζοντας της ανάλυσης και το επιτόκιο το οποίο θα υιοθετηθεί. Οι μέθοδοι που χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση της αποδοτικότητας των λειτουργιών που σχετίζονται με ένα έργο είναι: α) οικονομική-χρηματοδοτική αξιολόγηση β) οικονομική αξιολόγηση γ) κοινωνική αξιολόγηση δ) ανάλυση κόστους και ωφελημάτων Αφού τα έργα παροχής νερού για τη μεταφορά και διανομή πόσιμου νερού επηρεάζονται σε μεγάλο βαθμό από την υποχρέωση των αρχών να διασφαλίσουν αυτό το θεμελιώδες κοινωνικό αγαθό για τη ζωή και τη δημόσια υγεία των πολιτών, η πιο κατάλληλη μέθοδος είναι η κοινωνική αξιολόγηση. Στο επίπεδο της εταιρίας ύδρευσης, όμως, (που θεωρείται επιχείρηση) όλες οι άλλες μέθοδοι θα μπορούσαν να είναι χρήσιμες και θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν σε σχέση με τις περιφερειακές και συγκεκριμένες συνθήκες του δήμου. Η κοινωνική αξιολόγηση αναφέρεται στην εκτίμηση της συνεισφοράς του έργου που επιθεωρείται στη(ν): ανάπτυξη απασχόληση προστασία του περιβάλλοντος

260 κοινωνική αποδοχή προστασία των φτωχών συνεισφορά στην περιφερειακή και εθνική οικονομική ισορροπία κλπ. Για λεπτομερή περιγραφή των Μεθόδων Αξιολόγησης, ο αναγνώστης θα πρέπει να συμβουλευτεί τις εξειδικευμένες εκδόσεις Χρηματοδοτικά μέτρα για επίτευξη αειφόρων λειτουργιών Δεν χρειάζεται να ειπωθεί ότι οι χρηματοδοτικές συνθήκες μιας εταιρίας ύδρευσης σχετίζονται άμεσα με την πιθανότητα έναρξης και εφαρμογής προγραμμάτων βελτιώσεων για αντιστάθμιση της γήρανσης των συστημάτων και των επαναλαμβανόμενων βλαβών όλων των ειδών. Για το λόγο αυτό, η επίτευξη αειφόρων λειτουργιών στηρίζεται στην έρευνα επιλογών χρηματοδότησης. Ο τύπος επιλογών που είναι κατάλληλος για κάθε εταιρία εξαρτάται, ουσιαστικά, από τον τύπο της επιχείρησης και το γενικό χρηματοδοτικό και οικονομικό σύστημα με το οποίο λειτουργεί η εταιρία ύδρευσης. Υπάρχει μια μακρόχρονη δημόσια διαφωνία για τις επιλογές, τις οποίες μπορεί να ακολουθήσει μια εταιρία ύδρευσης αν, σύμφωνα με συστηματικές μελέτες και προβολές, δεν είναι σε θέση να πετύχει αειφορία λειτουργιών και βελτίωση των παρεχόμενων υπηρεσιών. Το θέμα είναι τεράστιο και δεν μπορεί να καλυφθεί σε αυτή την παράγραφο ακόμα και σε επιφανειακό επίπεδο. Αν, όμως, ο ιδιωτικός τομέας κληθεί για να παρέχει χρηματοδοτική βοήθεια σε μια εταιρεία ύδρευσης (εκτός από δάνειο), υπάρχει ένας αριθμός επιλογών για συνεργασία δημόσιου και ιδιωτικού τομέα, οι πιο δημοφιλείς των οποίων είναι: B.O.T. (Build Operate Transfer)-(Κατασκευή - Λειτουργία - Μεταφορά) B.O.O.T. (Build Operate Own Transfer)-(Κατασκευή Λειτουργία Ιδιοκτησία - Μεταφορά) D.B.F.O. (Design Build Finance Operate)-(Σχεδιασμός Κατασκευή Χρηματοδότηση - Λειτουργία) B.T.O. (Build Transfer Operate)-(Κατασκευή Μεταφορά - Λειτουργία) B.O.O. (Build Own Operate)-(Κατασκευή Ιδιοκτησία - Λειτουργία) B.B.O. (Buy Build Operate)-(Αγορά Κατασκευή - Λειτουργία) L.R.O. (Lease Rehabilitate Operate)-(Ενοικιαγορά Αποκατάσταση - Λειτουργία)

261 B.O.L.T. (Build Own Lease Transfer)-(Κατασκευή Ιδιοκτησία Ενοικιαγορά - Μεταφορά) O. M. ( Private Services Contract : Operation & Maintenance )- (Συμβόλαιο Ιδιωτικών Υπηρεσιών: Λειτουργία & Συντήρηση) O. M. M. ( Private Services Contract : Operation & Maintenance & Management )-( Συμβόλαιο Ιδιωτικών Υπηρεσιών: Λειτουργία & Συντήρηση & Διαχείριση) Οικονομικά κίνητρα για εξοικονόμηση νερού Όπως είναι γνωστό, όσον αφορά τη διαχείριση των συστημάτων παροχής νερού, οι εταιρείες ύδρευσης θα έπρεπε να στρέψουν την προσοχή τους από την πλευρά της παροχής προς την πλευρά της ζήτησης. Υπάρχουν αρκετοί τρόποι να επιτευχθεί χαμηλότερη ζήτηση νερού σε ένα δήμο. Ανάμεσα σε αυτούς, είναι η βελτιωμένη αποδοτικότητα του δικτύου (προσπάθεια εταιρίας ύδρευσης) και η ευαισθητοποίηση και τα εκπαιδευτικά προγράμματα που στοχεύουν στην αύξηση της συνεισφοράς του κοινού στην όλη προσπάθεια μείωσης της ζήτησης νερού. Για να διευκολυνθεί η μείωση στην κατανάλωση, μπορούν να θεωρηθούν αποτελεσματικά αρκετά οικονομικά κίνητρα. Η πιο κοινά χρησιμοποιούμενη διαδικασία θα μπορούσε να είναι η βασισμένη σε κίνητρα τιμολόγηση. Πριν όμως εφαρμόσει ένα τέτοιο μέτρο, η εταιρία ύδρευσης θα πρέπει να εξετάσει την αποτελεσματικότητά του. Αν η τιμή ανά μονάδα νερού είναι χαμηλή, η αποτελεσματικότητα του μέτρου είναι μάλλον φτωχή. Σε μαθηματικούς όρους, αυτό εξετάζεται μέσω της ανάλυσης ελαστικότητας της ζήτησης νερού/κατανάλωσης προς την ποσοστιαία αύξηση της τιμής του νερού. Ένα άλλο, ίσως πιο αποτελεσματικό οικονομικό μέτρο, θα μπορούσε να είναι το πρόγραμμα κινήτρων με στόχο τη διατήρηση της κατανάλωσης σε χαμηλά επίπεδα. Αν υιοθετηθεί αυτό το πρόγραμμα, οι κανόνες και οι σχετικές ανακοινώσεις θα πρέπει να είναι ξεκάθαρες, συνεπείς και να διαφημίζονται σωστά. Μια ποικιλία οικονομικών κινήτρων είναι διαθέσιμα από ιστορίες επιτυχίας σε διάφορους δήμους. Το πρόγραμμα τέτοιων μέτρων, όμως, θα πρέπει να είναι κατασκευασμένο ανάλογα με την κάθε συγκεκριμένη περίπτωση και να αντιπροσωπεύει τις τοπικές οικονομικές και δημογραφικές συνθήκες και τη νοοτροπία των χρηστών νερού.

262 5.8 Βιβλιογραφία Allam, M. N., Abu-Riziaiza, O. S Quantification of robustness in water resources systems. Water Resources Management 2, Kluwer Academic Publishers. CIRIA Environmental Assessment. Construction Industry Research and Information Association, Special Publication 96, London. Cullinane, M., Lansey, K. and Mays, L Optimization-availability based design of water distribution networks. Journal of Hydraulic Engineering. ASCE, 118(3), European Environment Agency (EEA) Water resources across Europe confronting water scarcity and drought. Report No 2. Copenhagen. Fiering, M. B., A screening model to quantify resilience. Water Resources Research 18, Fiering, M. B. and Hollling, C. S Management and standards for perturbed ecosystems. Agro-Ecosystems 1, 20l-321. Goulter, I. C Reliability and risk in a water supply system emphasizing drought periods, in E. Cabrera and Garcia-Serra (eds), Drought management planning in water supply systems. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, Hashimota, T., Loucks, D. P., and Stedinger,.J. R Robustness of water resource systems. Water Resources Research 18, Huck, P. M., Coffey, B. M The importance of robustness in drinking-water systems. Journal of Toxicology and Environmental Health, part A, volume 62, issue 60-62, Madrid, Y., Zayas, Z. P Water sampling: Traditional methods and new approaches in water sampling strategy. Trends in Analytical Chemistry, Vol. 26, No 4, Matalas, N. C. and Fiering, M. B Water-resource systems planning, in Climate, Climate Change und Water Supply, National Academy of Sciences, Washington, D.C. Mays, L.W., editor Reliability analysis of water distribution systems. ASCE,

263 Washington, DC. Mays L.W., editor Water resources handbook. Mc-Graw Hill. National Environment Agency Singapore Code of Practice on Piped Drinking Water Sampling and Safety Plans. First Edition. Ostfeld, O Reliability analysis of water distribution systems. Journal of Hydroinformatics, IWA Publishing. Quevauviller, Ph Quality assurance for water analysis. Water Quality Measurements Series, John Willey & Sons. Rich, L. G Environmental systems engineering. Mc Graw-Hill. Shamir, U. and Howard, C.D.D Water supply reliability theory. Journal of the American Water Works Association, 73(3) Stigler, G., Production and distribution in the short run. Journal of Political Economy 47, Trifković, A., Multi-objective and Risk-based Modelling Methodology for Planning, Design and Operation of Water Supply Systems, Mitteilungen / Institut fuer Wasserbau der Universitaet Stuttgart, Heft 163, ISBN U.S. Department of Energy Enegy demands on water resources. Report to Congress on the interdependency of energy and water. U.S. Environmental Protection Agency Edition of the Drinking Water Standards and Health Advisories. EPA 822-R , Washington, DC. WHO Guidelines for Drinking-water Quality. Third edition incorporating the first and second addenda. Volume 1: Recommendations. Geneva. ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Συμβουλευτικός Πίνακας Πόσιμου Νερού ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Οδηγία Συμβουλίου 98/83/EΚ της 3ης Νοεμβρίου 1998 ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΚΑΙ ΠΑΡΑΜΕΤΡΙΚΕΣ ΤΙΜΕΣ

264 ΜΕΡΟΣ Α. Μικροβιολογικές παράμετροι Παράμετρος Παραμετρική τιμή ( αριθμός /100 ml) Escherichia coli (E. coli) 0 Εντερόκοκκοι 0 Για νερό που πωλείται σε φιάλες ή δοχεία ισχύουν τα ακόλουθα: Παράμετρος Escherichia coli (E. coli) Εντερόκοκκοι Pseudomonas aeruginosa Αριθμός αποικιών σε 22 C Αριθμός αποικιών σε 37 C Παραμετρική τιμή 0/250 ml 0/250 ml 0/250 ml 100/ml 20/ml ΜΕΡΟΣ Β. Χημικές παράμετροι Παράμετρος Παραμετρική τιμή Μονάδα Σημείωση Ακρυλαμίδιο 0.10 μ g/l Σημείωση 1 Αντιμόνιο 5.0 μ g/l Αρσενικό 10 μ g/l Βενζόλιο 1.0 μ g/l Βενζο ( α ) πυρένιο μ g/l Βόριο 1.0 μ g/l Βρωμικά άλατα 10 μ g/l Σημείωση 2 Κάδμιο 5.0 μ g/l Χρώμιο 50 μ g/l Χαλκός 2.0 mg/l Σημείωση 3 Κυανιούχα άλατα 50 μ g/l 1,2- διχλωροαιθάνιο 3.0 μ g/l

265 Επιχλωροϋδρίνη 0.10 μ g/l Σημείωση 1 Φθοριούχα άλατα 1.5 mg/l Μόλυβδος 10 μ g/l Σημειώσεις 3 και 4 Υδράργυρος 1.0 μ g/l Νικέλιο 20 μ g/l Σημείωση 3 Νιτρικά άλατα 50 mg/l Σημείωση 5 Νιτρώδη άλατα 0.50 mg/l Σημείωση 5 Παρασιτοκτόνα 0.10 μ g/l Σημειώσεις 6 και 7 Παρασιτοκτόνα Ολικά 0.50 μ g/l Σημειώσεις 6 και 8 Πολυκυκλικοί αρωματικοί υδρογονάνθρακες 0.10 μ g/l Άθροισμα συγκεντρώσεων συγκεκριμένων ενώσεων Σημείωση 9 Σελήνιο 10 μ g/l Τετραχλωροαιθένιο και τριχλωραιθένιο Τριαλογονομεθάνια Ολικά 10 μ g/l 100 μ g/l Άθροισμα συγκεντρώσεων και συγκεκριμένων παραμέτρων Άθροισμα συγκεντρώσεων συγκεκριμένων ενώσεων, Σημείωση 10 Βινυλοχλωρίδιο 0.50 μ g/l Σημείωση 1 Σημείωση 1 Η παραμετρική τιμή αναφέρεται στη συγκέντρωση κατάλοιπων μονομερούς, όπως υπολογίζεται σύμφωνα με τις προδιαγραφές περί μεγίστης μετανάστευσης εκ του αντιστοίχου πολυμερούς, όταν βρίσκεται σε επαφή με το νερό. Σημείωση 2 Όπου είναι δυνατό, τα κράτη-μέλη πρέπει να επιδιώκουν χαμηλότερη τιμή χωρίς να θίγεται η απολύμανση. Για το νερό που αναφέρεται στο Άρθρο 6(1)(α), (β) και (δ), η τιμή πρέπει να έχει επιτευχθεί το αργότερο δέκα ημερολογιακά έτη μετά την ημερομηνία έναρξης ισχύος αυτής της Οδηγίας. Η παραμετρική τιμή για τας βρωμικά άλατα πέντε ημερολογιακά έτη μετά την έναρξη ισχύος αυτής της Οδηγίας και μέχρι δέκα έτη μετά την έναρξη ισχύος της είναι 25 μg/l. Σημείωση 3 Η τιμή ισχύει για δείγμα νερού, το οποίο προορίζεται για ανθρώπινη κατανάλωση που λαμβάνεται με κατάλληλη μέθοδο δειγματοληψίας(1) στη βρύση

266 και κατά τρόπο ώστε να είναι αντιπροσωπευτικό του εβδομαδιαίου μέσου όρου που πίνουν οι καταναλωτές. Εφόσον ενδείκνυται, οι μέθοδοι δειγματοληψίας και παρακολούθησης εφαρμόζονται με εναρμονισμένο τρόπο, ο οποίος καθορίζεται σύμφωνα με το Άρθρο 7(4). Οι χώρες-μέλη πρέπει να λαμβάνουν υπόψη τα περιστατικά μεγίστων επιπέδων που ενδέχεται να έχουν δυσμενείς επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία. (1) Θα προστεθεί ανάλογα με τα αποτελέσματα της προς το παρόν διεξαγόμενης μελέτης. Σημείωση 4 Για το νερό που αναφέρεται στο Άρθρο 6(1)(α), (β) και (δ), η τιμή πρέπει να επιτευχθεί το αργότερο 15 ημερολογιακά έτη μετά την ημερομηνία έναρξης ισχύος αυτής της Οδηγίας. Η παραμετρική τιμή για το μόλυβδο πέντε ημερολογιακά έτη μετά την έναρξη ισχύος της Οδηγίας και μέχρι 15 έτη μετά την έναρξη ισχύος της είναι 25 μg/l. Οι χώρες-μέλη μεριμνούν ώστε να λαμβάνονται όλα τα δέοντα μέτρα για την όσο το δυνατό μεγαλύτερη μείωση της συγκέντρωσης του μολύβδου στο νερό που προορίζεται για ανθρώπινη κατανάλωση κατά την περίοδο που απαιτείται για να επιτευχθεί η συμμόρφωση με την παραμετρική τιμή. Όταν εφαρμόζουν τα μέτρα για την επίτευξη της τήρησης της τιμής αυτής, οι χώρεςμέλη δίνουν προοδευτικά την προτεραιότητα όπου υπάρχουν οι υψηλότερες συγκεντρώσεις μολύβδου στο νερό που προορίζεται για ανθρώπινη κατανάλωση. Σημείωση 5 Οι χώρες-μέλη πρέπει να εξασφαλίσουν ότι τηρείται ο όρος [νιτρικά άλατα]/50 + [νιτρώδη άλατα]/3 1, όπου οι αγκύλες υποδηλώνουν συγκέντρωση σε mg/l για τα νιτρικά άλατα (NO3) και για τα νιτρώδη άλατα (NO2), καθώς και ότι η τιμή 0,10 mg/l τηρείται για το νερό που προέρχεται από εγκαταστάσεις επεξεργασίας. Σημείωση 6 «Παρασιτοκτόνα» σημαίνει οργανικά εντομοκτόνα, οργανικά ζιζανιοκτόνα, οργανικά μυκητοκτόνα, οργανικά νηματωδοκτόνα, οργανικά ακαριοκτόνα, οργανικά φυκοκτόνα, οργανικά τρωκτικοκτόνα, οργανικά γλινοκτόνα, συναφή προϊόντα (ανάμεσα σε άλλα, ρυθμιστές αύξησης) και οι σχετικοί μεταβολίτες, προϊόντα υποβάθμισης και αντίδρασης. Ελέγχονται μόνο τα παρασιτοκτόνα των οποίων πιθανολογείται η παρουσία σε μια δεδομένη παροχή νερού. Σημείωση 7 Η παραμετρική τιμή ισχύει για κάθε επιμέρους παρασιτοκτόνο. Για το αλντρίν, το ντιελντρίν, το επταχλώρ και το εποξικό επταχλώρ, η παραμετρική τιμή είναι 0,030 μg/l. Σημείωση 8 «Παρασιτοκτόνα - Ολικά» σημαίνει το άθροισμα όλων των επιμέρους παρασιτοκτόνων που ανιχνεύονται και προσδιορίζονται ποσοτικώς κατά τη διαδικασία παρακολούθησης. Σημείωση 9 Οι συγκεκριμένες ενώσεις είναι βενζο(β)φθορανθένιο,

267 βενζο(λ)φθορανθένιο, βενζο(ηθι)περυλένιο, ινδενο(1,2,3-γδ)πυρένιο. Σημείωση 10 Όπου είναι δυνατό, οι χώρες-μέλη πρέπει να επιδιώκουν χαμηλότερη τιμή χωρίς να θίγεται η απολύμανση. Οι συγκεκριμένες ενώσεις είναι το χλωροφόρμιο, το βρωμοφόρμιο, το διβρωμοχλωρομεθάνιο, το βρωμοδιχλωρομεθάνιο. Για το νερό που αναφέρεται στο Άρθρο 6(1)(α), (β) και (δ), η τιμή πρέπει να επιτευχθεί το αργότερο 10 ημερολογιακά έτη μετά την ημερομηνία έναρξης ισχύος αυτής της Οδηγίας. Η παραμετρική τιμή για τα ολικά THMs 5 ημερολογιακά έτη μετά την έναρξη ισχύος αυτής της Οδηγίας και μέχρι 10 μετά την έναρξη ισχύος της είναι 150 μg/l. Οι χώρες-μέλη μεριμνούν ώστε να λαμβάνονται όλα τα δέοντα μέτρα για την όσο το δυνατό μεγαλύτερη μείωση της συγκέντρωσης THMs στο νερό που προορίζεται για ανθρώπινη κατανάλωση κατά την περίοδο που απαιτείται για να επιτευχθεί η συμμόρφωση με την παραμετρική τιμή. Όταν εφαρμόζουν τα μέτρα για την επίτευξη της τήρησης της τιμής αυτής, οι χώρεςμέλη δίνουν προοδευτικά την προτεραιότητα όπου υπάρχουν οι υψηλότερες συγκεντρώσεις THMs στο νερό που προορίζεται για ανθρώπινη κατανάλωση. ΜΕΡΟΣ Γ. Ενδεικτικές παράμετροι Παράμετρος Παραμετρική τιμή Μονάδα Σημειώσεις Αργίλιο 200 μ g/l Αμμώνιο 0.50 mg/l Χλωριούχα άλατα 250 mg/l Σημείωση 1 Clostridium perfringens ( συμπεριλαμβανομένων σπορίων ) Χρώμα 0 Αριθμός /100 ml Σημείωση 2 Αποδεκτό στους καταναλωτές και χωρίς ασυνήθη μεταβολή Αγωγιμότητα μ S cm-1 στους 20 C Σημείωση 1 Συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου 6.5 και 9.5 Μονάδες ph Σημειώσεις 1 και 3 Σίδηρος 200 μ g/l

268 Μαγγάνιο 50 μ g/l Οσμή Αποδεκτό στους καταναλωτές και χωρίς ασυνήθη μεταβολή Οξειδωσιμότητα 5.0 mg/l O2 Σημείωση 4 Θειικά άλατα 250 mg/l Σημείωση 1 Νάτριο 200 mg/l Γεύση Αριθμός αποικιών στους 22 Αποδεκτό στους καταναλωτές και χωρίς ασυνήθη μεταβολή Χωρίς ασυνήθη μεταβολή Κολοβακτηριοειδή 0 Αριθμός /100 ml Σημείωση 5 Ολικός οργανικός άνθρακας (TOC) Θολότητα Χωρίς ασυνήθη μεταβολή Αποδεκτό στους καταναλωτές και χωρίς ασυνήθη μεταβολή ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ Σημείωση 6 Σημείωση 7 Παράμετρος Παραμετρική τιμή Μονάδα Σημειώσεις Τρίτιο 100 Bq/l Σημειώσεις 8 και 10 Ολική ενδεικτική δόση 0.10 msv/ έτος Σημειώσεις 9 και 10 Σημείωση 1 Το νερό δεν πρέπει να είναι διαβρωτικό. Σημείωση 2 Αυτή η παράμετρος δε χρειάζεται να μετράται εκτός και αν το νερό προέρχεται ή επηρεάζεται από επιφανειακά ύδατα. Σε περίπτωση μη τήρησης αυτής της παραμετρικής τιμής, οι χώρες-μέλη εξετάζουν την παροχή νερού για να διασφαλίσουν ότι δεν υπάρχει ενδεχόμενος κίνδυνος για την ανθρώπινη υγεία λόγω της παρουσίας παθογόνων μικροοργανισμών π.χ. Cryptosporidium. Οι χώρεςμέλη πρέπει να περιλαμβάνουν τα αποτελέσματα όλων αυτών των εξετάσεων στις αναφορές που υποβάλλουν σύμφωνα με το Άρθρο 13(2). Σημείωση 3 Για το στάσιμο νερό που τοποθετείται σε φιάλες ή δοχεία, η κατώτατη

269 τιμή μπορεί να μειώνεται σε 4.5 μονάδες ph. Για νερό που τοποθετείται σε φιάλες ή δοχεία και έχει φυσική περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα ή είναι τεχνητά εμπλουτισμένο με διοξείδιο του άνθρακα, η ελάχιστη τιμή μπορεί να είναι κατώτερη. Σημείωση 4 Αυτή η παράμετρος δε χρειάζεται να μετρηθεί αν αναλυθεί η παράμετρος ολικού οργανικού άνθρακα. Σημείωση 5 Για νερό που τοποθετείται σε φιάλες ή δοχεία η μονάδα είναι αριθμός/250 ml. Σημείωση 6 Αυτή η παράμετρος δε χρειάζεται να μετρηθεί για παροχές μικρότερες των m³ ανά ημέρα. Σημείωση 7 Στην περίπτωση επεξεργασίας των επιφανειακών υδάτων, οι χώρεςμέλη πρέπει να επιδιώκουν μια παραμετρική τιμή, η οποία να μην ξεπερνά την 1.0 NTU (νεφελομετρική μονάδα θολότητας) στο νερό που προέρχεται από μονάδες επεξεργασίας. Σημείωση 8 Οι συχνότητες παρακολούθησης θα περιληφθούν αργότερα στο Παράρτημα ΙΙ. Σημείωση 9 Εξαιρούνται το τρίτιο, το κάλιο -40, το ραδόνιο και τα προϊόντα διάσπασης του ραδονίου. Οι συχνότητες ελέγχου, οι μέθοδοι παρακολούθησης και οι πλέον κατάλληλες θέσεις για τα σημεία παρακολούθησης θα καθοριστούν αργότερα στο Παράρτημα ΙI. Σημείωση Οι απαιτούμενες από τη Σημείωση 8 προτάσεις για τη συχνότητα παρακολούθησης και τη Σημείωση 9 για τη συχνότητα παρακολούθησης, τις μεθόδους παρακολούθησης και τις πλέον κατάλληλες θέσεις για τα σημεία παρακολούθησης στο Παράρτημα ΙΙ εγκρίνονται σύμφωνα με τη διαδικασία που προβλέπεται στο Άρθρο 12. Κατά την κατάρτιση των προτάσεων αυτών, η Επιτροπή θα λάβει υπόψη της, μεταξύ άλλων, τις σχετικές διατάξεις δυνάμει της υφιστάμενης νομοθεσίας ή τα κατάλληλα προγράμματα παρακολούθησης, συμπεριλαμβανομένων των αποτελεσμάτων παρακολούθησης που προκύπτουν από αυτά. Η Επιτροπή θα υποβάλει τις προτάσεις αυτές το αργότερο εντός 18 μηνών μετά την ημερομηνία που προβλέπεται από το Άρθρο 18 της Οδηγίας. 2. Μια χώρα-μέλος δεν υποχρεούται να ελέγχει το πόσιμο νερό για τρίτιο ή ραδιενέργεια για να καθορίσει ολική ενδεικτική δόση εφόσον, βάσει άλλης παρακολούθησης, είναι ικανοποιημένη από το γεγονός ότι τα επίπεδα τριτίου ή η ολική ενδεικτική δόση στο νερό είναι αρκετά κάτω από την παραμετρική τιμή. Σε αυτή την περίπτωση, ανακοινώνει τους λόγους της απόφασής της στην Επιτροπή, συμπεριλαμβανομένων των αποτελεσμάτων αυτής της άλλης παρακολούθησης. Συστατικά που είναι παρόντα με φυσικό τρόπο στα φυσικά μεταλλικά νερά και ανώτατες οριακές τιμές των οποίων η υπέρβαση μπορεί να παρουσιάζει κίνδυνο για τη δημόσια υγεία Συστατικά Ανώτατες οριακές τιμές ( mg / l )

270 Αντιμόνιο Αρσενικό ( συνολικά ) Βάριο 1.0 Βόριο Το μέγιστο όριο για το βόριο θα οριστεί, εάν είναι αναγκαίο, ύστερα από γνωμοδότηση της Ευρωπαϊκής Αρχής για την Ασφάλεια των Τροφίμων και βάσει πρότασης της Επιτροπής πριν από την 1η Ιανουαρίου 2006 Κάδμιο Χρώμιο Χαλκός 1.0 Κυανιούχα άλατα Φθοριούχα άλατα 5.0 Μόλυβδος Μαγγάνιο 0.50 Υδράργυρος Νικέλιο Νιτρικά άλατα 50 Νιτρώδη άλατα 0.1 Σελήνιο Ανώτατες οριακές τιμές για τα κατάλοιπα κατεργασίας των φυσικών μεταλλικών νερών και των νερών πηγής με εμπλουτισμένο με όζον αέρα Κατάλοιπα κατεργασίας Ανώτατες οριακές τιμές (*) (μ g / l ) Διαλυμένο όζον 50 Βρωμικά άλατα 3 Βρωμοφόρμια 1 (*) Η συμμόρφωση με τις ανώτατες οριακές τιμές ελέγχεται από τις αρμόδιες αρχές των χωρών-μελών σε επίπεδο εμφιάλωσης ή άλλης συσκευασίας που προορίζεται για τον τελικό καταναλωτή.

271 Έκδοση της Υπηρεσίας περιβαλλοντικής προστασίας των ΗΠΑ για τα Πρότυπα Πόσιμου Νερού και τα Συμβουλευτικά Υγείας Οι ακόλουθοι ορισμοί για τους όρους που χρησιμοποιούνται στους Πίνακες δεν είναι σφαιρικοί και δεν πρέπει να θεωρηθούν ως επίσημοι ορισμοί. Στοχεύουν στο να βοηθήσουν το χρήστη στην κατανόηση των όρων που περιέχονται στις ακόλουθες σελίδες. Επίπεδο Δράσης: Η συγκέντρωση ενός ρύπου που, αν υπερβληθεί, πυροδοτεί επεξεργασία ή άλλες απαιτήσεις, τις οποίες πρέπει να ακολουθήσει το σύστημα. Είναι το επίπεδο μολύβδου ή χαλκού, το οποίο αν υπερβληθεί σε περισσότερο από το 10% των υποστατικών που εξετάζονται πυροδοτεί επεξεργασία για έλεγχο της διάβρωσης. Ταξινόμηση καρκίνου: μια περιγραφική, υπό το βάρος των αποδείξεων, απόφαση ως προς την πιθανότητα μια ένωση να αποτελεί καρκινογόνα ουσία για τον άνθρωπο και οι συνθήκες κάτω από τις οποίες μπορούν να εκφραστούν τα καρκινογόνα αποτελέσματα. Οι προτεινόμενοι περιγραφικοί όροι είναι οι πιο κάτω: Καρκινογόνο για τον άνθρωπο ( H ) Πιθανό καρκινογόνο για τον άνθρωπο ( L ) Πιθανό να είναι καρκινογόνο σε πάνω από μια συγκεκριμένη δόση, αλλά δεν αποτελεί καρκινογόνο κάτω από αυτή τη δόση, γιατί ένα σημαντικό γεγονός στο σχηματισμό όγκων δεν πραγματοποιείται κάτω από αυτή τη δόση ( L / N ) Υποδηλωτικά στοιχεία πιθανότητας καρκινογένεσης ( S ) Ανεπαρκείς πληροφορίες για αξιολόγηση της πιθανότητας καρκινογένεσης ( I ) Δεν είναι πιθανό να είναι καρκινογόνο για τον άνθρωπο ( N ) Κατηγορία ομαδοποίησης A Καρκινογόνο για τον άνθρωπο B Πιθανό καρκινογόνο για τον άνθρωπο: B1 Υποδηλώνει περιορισμένα ανθρώπινα τεκμήρια B2 Υποδηλώνει επαρκή τεκμήρια στα ζώα και ανεπαρκή ή καθόλου τεκμήρια στον άνθρωπο C Πιθανό καρκινογόνο για τον άνθρωπο D Δε μπορεί να κατηγοριοποιηθεί όσον αφορά την καρκινογένεση τον άνθρωπο E Τεκμήρια μη καρκινογένεσης στον άνθρωπο Κίνδυνος Καρκίνου: Η συγκέντρωση ενός χημικού στο πόσιμο νερό που αντιστοιχεί σε υπέρβαση του κινδύνου καρκίνου κατά τη διάρκεια της ζωής σε 1 στις Συμβουλευτικό Πόσιμου Νερού : Μια μη υποχρεωτική από το νόμο συγκέντρωση ενός ρύπου στο νερό, η οποία είναι πιθανό να μην έχει δυσμενείς συνέπειες στην υγεία και την αισθητική. DWEL : Ισοδύναμο επίπεδο πόσιμου νερού. Η ισόβια έκθεση σε συγκέντρωση προστατευτική των δυσμενών, μη καρκινικών συνεπειών στην υγεία, η οποία υιοθετεί όλη τη συγκέντρωση από ένα ρύπο στο πόσιμο νερό. HA : Συμβουλευτικό Υγείας. Μια εκτίμηση των αποδεκτών επιπέδων για μια χημική ουσία στο πόσιμο νερό με βάση πληροφορίες για τις συνέπειες στην υγεία. Ένα

272 Συμβουλευτικό Υγείας δεν είναι ένα νομικά εφαρμόσιμο ομοσπονδιακό πρότυπο, αλλά χρησιμεύει σαν τεχνική καθοδήγηση για Ομοσπονδιακούς, Κρατικούς και τοπικούς αξιωματούχους. Ημερήσιο HA : Η συγκέντρωση μιας χημικής ουσίας στο πόσιμο νερό, η οποία δεν αναμένεται να προκαλέσει οποιεσδήποτε δυσμενείς μη καρκινογόνες συνέπειες για μέχρι και μία μέρα έκθεσης. Το Ημερήσιο Συμβουλευτικό Υγείας σχεδιάζεται συνήθως για να προστατεύει ένα παιδί 10-kg που καταναλώνει ένα λίτρο νερού τη μέρα. HA Δέκα Ημερών : Η συγκέντρωση μιας χημικής ουσίας στο πόσιμο νερό, η οποία δεν αναμένεται να προκαλέσει οποιεσδήποτε δυσμενείς μη καρκινογόνες συνέπειες για μέχρι και δέκα μέρες έκθεσης. Το Δεκαήμερο Συμβουλευτικό Υγείας σχεδιάζεται συνήθως για να προστατεύει ένα παιδί 10-kg που καταναλώνει ένα λίτρο νερού τη μέρα. Ισόβιο HA : Η συγκέντρωση μιας χημικής ουσίας στο πόσιμο νερό, η οποία δεν αναμένεται να προκαλέσει οποιεσδήποτε δυσμενείς μη καρκινογόνε συνέπειες με ισόβια έκθεση. Το Ισόβιο Συμβουλευτικό Υγείας βασίζεται στην έκθεση ενός ενήλικα 70-kg που καταναλώνει 2 λίτρα νερού τη μέρα. Το Ισόβιο Συμβουλευτικό Υγείας για τα καρκινογόνα της Ομάδας C περιλαμβάνει μια τροποποίηση για πιθανή καρκινογένεση. MCLG : Στόχος μέγιστου επιπέδου μόλυνσης. Ένας μη νομικά εφαρμόσιμος στόχος υγείας, ο οποίος τίθεται σε ένα επίπεδο, στο οποίο δε παρατηρούνται γνωστές ή αναμενόμενες δυσμενείς συνέπειες στην υγεία των ατόμων και επιτρέπει επαρκές περιθώριο ασφάλειας. MCL : Μέγιστο επίπεδο ρύπου. Το ανώτατο όριο ενός ρύπου, το οποίο είναι επιτρεπτό στο πόσιμο νερό. Τα MCLs τίθενται όσο πιο κοντά στα MCLG είναι εφικτό με τη χρήση της καλύτερης αναλυτικής τεχνολογίας και τεχνολογίας επεξεργασίας και λαμβάνοντας υπόψη το κόστος. Τα MCLs είναι νομικά εφαρμόσιμα πρότυπα. RfD : Δόση αναφοράς. Μια εκτίμηση (με την αβεβαιότητα να εκτείνεται, πιθανώς, σε τάξη μεγέθους) της ημερήσιας έκθεσης από του στόματος του ανθρώπινου πληθυσμού (συμπεριλαμβανομένων ευαίσθητων υποομάδων), η οποία είναι πιθανό να μην έχει αξιόλογο κίνδυνο δυσμενών επιπτώσεων κατά τη διάρκεια της ζωής. SDWR : Δευτερεύοντες κανονισμοί πόσιμου νερού. Μη εκτελεστές ομοσπονδιακές κατευθυντήριες γραμμές που αφορούν αισθητικές συνέπειες (όπως αποχρωματισμός δοντιών ή δέρματος) ή αισθητικές συνέπειες (όπως γεύση, οσμή ή χρώμα) στο πόσιμο νερό. TT : Τεχνική Επεξεργασίας. Μια απαραίτητη επεξεργασία που στοχεύει στη μείωση του επιπέδου ενός ρύπου στο πόσιμο νερό. Πρότυπα πόσιμου νερού και Συμβουλευτικά Υγείας Χημικά ( σελίδα 1) Πρότυπα Συμβουλευτικά Υγείας Ταξινό Παιδί 10-kg μηση καρκίν

273 MCL G (mg/ L) MCL (mg/l ) Ημερήσ ιο (mg/l) Δεκαήμε ρο (mg/l) RfD (mg/k g/ μέρα ) DWF L (mg/ L) Ισόβι α (mg/ L) Mg / L σε 10-4 Κίνδυνο καρκίνου ου (1) ΟΡΓΑΝΙΚΑ Ακεναφθένιο Acifluorfen ( νάτριο ) L/N Ακρυλαμίδιο μηδέ ν TT(2) B2 Ακρυλονιτρίλιο B1 Αλαχλώρ μηδέ B2 ν Αλντικάρμπ (3) D Αλντικάρμπ σουλφόνη (3) D Αλντικάρμπ σουλφοξείδιο (3) D Αλντρίν B2 Αμετρίν D Σουλφαμικό αμμώνιο D Ανθρακένιο (ΠΑΥ)(4) D Ατραζίνη N Μπεϊγκόν C Μπενταζόν E Βενζο [ α ] ανθρακένιο (ΠΑΥ) B2

274 Βενζόλιο μηδέ H ν Βενζο [ α ] πυρένιο (ΠΑΥ) μηδέ ν B2 Βενζο [ β ] φθορανθένιο Βενζο [ ηθι ] περυλένιο (ΠΑΥ) Βενζο [ λ ] φθορανθένιο (ΠΑΥ) Διχλωροϊσοπροπυλαι θέρας B D B D Βρωμακίλη C Βρωμοβενζόλιο I (1) Τα χημικά που αξιολογήθηκαν κάτω από τις Κατευθυντήριες Γραμμές για τον Καρκίνο του 2005 ή τα προσχέδια του 1996 ή του 1999 είναι υποβιβασμένα με μια συντομογραφία για την περιγραφή τους υπό το βάρος των στοιχείων (βλ. σελίδα iii). Αν η Υπηρεσία δεν έχει πραγματοποιήσει μια νέα αξιολόγηση για το χημικό, στη στήλη για την Ταξινόμηση Καρκίνου δίνεται ο προσδιορισμός των Ομάδων Κατευθυντήριων Γραμμών του 1986 (βλ. σελίδα iii). (2) Όταν χρησιμοποιείται το Ακρυλαμίδιο στα συστήματα πόσιμου νερού, ο συνδυασμός (ή προϊόν) δόσης και το επίπεδο μονομερούς δεν πρέπει να υπερβαίνει το ισοδύναμο σε πολυακρυλαμίδιο μονομερές, το οποίο περιέχει 0.05% μονομερούς σε δοσολογία 1 mg/l. (3) Η τιμή MCL για οποιοδήποτε συνδυασμό δύο ή περισσότερων από αυτά τα τρία χημικά δεν πρέπει να υπερβαίνει τα mg/l λόγω παρόμοιου τρόπου δράσης. (4) ΠΑΥ = Πολυκυκλικός αρωματικός υδρογονάνθρακας Πρότυπα Συμβουλευτικά Υγείας Χημικά ( σελίδα 2) MCL G (mg/ L) MCL (mg/ L) Παιδί 10-kg Ημερήσ ιο (mg/l) Δεκαήμε ρο (mg/l) RfD (mg/k g/ μέρα ) DWF L (mg/ L) Ισόβι α (mg/ L) Mg / L σε 10-4 Κίνδυν ο Ταξινόμη ση Καρκίνου

275 Καρκίν ου Βρωμοχλωρομεθά νιο D Βρωμοδιχλωρομεθ άνιο (THM) Μηδ έν 0.08( 1) L Βρωμοφόρμιο (THM) Μηδ έν 0.08( 1) L Βρωμομεθάνιο D Φθαλικό βουτύλιο βενζύλιο C Βουτύλιο D Καρβαρύλιο L Ανθρακοφουράνιο N Τετραχλωριούχος άνθρακας Μηδ έν B2 Καρμποξίν D Χλωραμπέν D Χλωρντέιν Μηδ έν B2 Χλωροφόρμιο (THM) ( 1) L/N Χλωρομεθάνιο D Χλωροφαινόλη (2-) D Chlorothalonil B2 Χλωροτολουόλιο o- Χλωροτολουόλιο p D D

276 Χλωρπυριφός D Χρυσένιο (ΠΑΥ) B2 Κυαναζίνη (1) 1998 Τελικός Κανόνας για Απολυμαντικά και Παραπροϊόντα Απολύμανσης: το σύνολο των τριαλογονομεθανίων (THM) είναι 0.08 mg/l. Πρότυπα Συμβουλευτικά Υγείας Παιδί 10-kg Χημικά ( σελίδα 3) MCL G (mg/ L) MCL (mg/ L) Ημερή σιο (mg/l) Δεκαήμ ερο (mg/l) RfD (mg/k g/ μέρα ) DWF L (mg/ L) Ισόβ ιο (mg/ L) Mg / L σε 10-4 Κίνδυν ο Καρκίν ου ΤαξινόμησηΚαρ κίνου Χλωριούχο κυανογόνο (1) Διχλωροφαινοξυο ξικό οξύ D D DCPA (Dacthal) C Νταλαπόν ( άλας νατρίου ) Δυαδιπικός (2- αιθυλεξυλεστέρας ) D C Δυαφθαλικός (2- μηδ αιθυλεξυλεστέρας έν ) B2 Διάζινον E Διβρωμοχλωρομε θάνιο (THM) ( 2) S

277 Διβρωμοχλωροπρ οπάνιο (DBCP) μηδ έν B2 Φθαλικό διβουτύλιο D Ντικάμπα N Διχλωροοξεικό οξύ μηδ έν 0.06( 3) L Διχλωροβενζόλιο o- Διχλωροβενζόλιο (4) D D Διχλωροβενζόλιο p C Διχλωροδιφθορομ εθάνιο D Διχλωροαιθάνιο (1,2-) μηδ έν B2 Διχλωροαιθυλένιο (1,1-) S Διχλωροαιθυλένιο (cis-1,2-) D Διχλωροαιθυλένιο (trans-1,2-) D Διχλωρομεθάνιο μηδ έν B2 Διχλωροφαινόλη (2,4-) E Διχλωροπροπάνιο (1,2-) μηδ έν B2 Διχλωροπροπένιο (1,3-) L Ντιελντρίν B2

278 05 2 Φθαλικός διαιθυλεστέρας D (1) Υπό διερεύνηση. (2) 1998 Τελικός Κανόνας για Απολυμαντικά και Παραπροϊόντα Απολύμανσης: το σύνολο των τριαλογονομεθανίων είναι 0.08 mg/l. (3) 1998 Τελικός Κανόνας για Απολυμαντικά και Παραπροϊόντα Απολύμανσης: το σύνολο για πέντε αλογονομένα οξέα είναι 0.06 mg/l. (4) Οι τιμές για το m-διχλωροβενζόλιο είναι βασισμένες στα δεδομένα για το o- διχλωροβενζόλιο. Πρότυπα Συμβουλευτικά Υγείας Χημικά ( σελίδα 4) MCL G (mg/ L) MCL (mg/l) Παιδί 10-kg Ημερήσ ιο (mg/l) Δεκαήμε ρο (mg/l) RfD (mg/k g/ μέρα ) DWF L (mg/ L) Ισόβι ο (mg/ L) Mg / L σε 10-4 Κίνδυν ο Καρκίν ου Ταξινόμη ση Καρκίνου Μεθυλοφωσφο νικό Διισοπροπύλιο D Dimethrin D Μεθυλοφωσφο νικό διμεθύλιο Φθαλικό διμεθύλιο C D Δινιτροβενζόλιο (1,3-) D Δινιτροτολουόλι ο (2,4-) Δινιτροτολουόλι L L

279 ο (2,6-) Δινιτροτολουόλι ο (2,6 & 2,4)(1) B2 Dinoseb D Διοξάνιο p B2 Diphenamid D Diquat E Δισούλφοτον E Διθειάνειο (1,4-) D Δίουρον L Endothall N Ενδρίνη D Επιχλωροϋδρίνη μηδέ ν TT B2 Αιθυλοβενζόλιο D Διβρωμιούχο αιθυλένιο (EDB)3 μηδέ ν L Αιθυλενογλυκόλ η D Αιθυλενοθειουρ ία (ETU) B2 Φαιναμιφώς E (1) Τεχνική τάξη. (2) Όταν χρησιμοποιείται η επιχλωροϋδρίνη στα συστήματα πόσιμου νερού, ο συνδυασμός (ή προϊόν) δόσης και το επίπεδο μονομερούς δεν πρέπει να υπερβαίνει το ισοδύναμο σε ή επιχλωροϋδρίνη μονομερές, το οποίο περιέχει 0.01%

280 μονομερούς σε δοσολογία 20 mg/l. (3) 1,2-διβρωμοαιθάνιο Πρότυπα Συμβουλευτικά Υγείας Παιδί 10-kg Χημικά ( σελίδα 5) MCL G (mg/ L) MCL (mg/ L) Ημερή σιο (mg/l) Δεκαήμ ερο (mg/l) RfD (mg/ kg/ μέρα ) DWF L (mg/ L) Ισόβ ιο (mg /L) Mg / L σε 10-4 Κίνδυν ο Καρκίν ου ΤαξινόμησηΚα ρκίνου Φλουομετουρόν D Φλουορένιο (ΠΑΥ) D Φόνοφως D Φορμαλδεΰδη B11 Glyphosate D Επταχλώρ μηδ έν B2 Εποξεικό επταχλώρ μηδ έν B2 Εξαχλωροβενζόλιο μηδ έν B2 Εξαχλωροβουταδιέ νιο L Εξαχλωροκυκλοπεν ταδιένιο N Εξαχλωροαιθάνιο C Εξάνιο (n-) I Εξαζινόνη D

281 HMX D Ινδενο [1,2,3,- γ, δ ] πυρένιο B2 Ισοφορόνη C Μεθυλοφωσφονικό Ισοπροπύλιο Ισοπροπυλοβενζόλι ο D D Λινδάνιο S Μαλαθείον S Μηλεϊνικό υδραζίδιο D MCPA N Μεθομύλιο E Μεθοξυχλώριο D Μεθυλοαιθυλοκετό νη D Μεθυλοπαραθείον N 1 Η πιθανότητα καρκινογένεσης βασίζεται στην έκθεση από εισπνοή. 2 Υποστηρικτικό Έγγραφο Κανονιστικού Καθορισμού Επιπτώσεων Υγείας για το Εξαχλωροβουταδιένιο. 3 HMX = οκταϋδρο-1,3,5,7-τετρανιτρο-1,3,5,7-τετραζωκίνη. 4 Λινδάνιο = γ εξαχλωροκυκλοεξάνιο. 5 MCPA = 4 (χλωρο-2-μεθοξυφαινοξυ) οξικό οξύ. Πρότυπα Συμβουλευτικά Υγείας Παιδί 10-kg Χημικά ( σελίδα 6) MCL G (mg/ L) MCL (mg/ L) Ημερή σιο (mg/l) Δεκαήμ ερο (mg/l) RfD (mg/k g/ μέρα DWF L (mg/ L) Ισόβ ιο (mg/ L) Mg / L σε 10-4 Κίνδυν ΤαξινόμησηΚαρ κίνου

282 ) ο Καρκίν ου Μετολαχλώρ C Μετριβουζίνη D Μονοχλωροοξικό οξύ I Μονοχλωροβενζ όλιο D Ναφθαλίνη I Νιτροκυτταρίνη Νιτρογουανιδίνη D Νιτροφαινόλη p D N- Νιτρωδοδιμεθυλ αμίνη B2 Oxamyl (Vydate) N Παρακουάτ E Πενταχλωροφαιν όλη μηδ έν B2 PFOA PFOS Φαινανθρένιο (ΠΑΥ) D Φαινόλη D Πιχλωράμ D Πολυχλωροδιφαι νύλια (PCBs) μηδ έν B2

283 Prometon N Pronamide B2 Προπαχλώρ L Προπαζίνη N Propham D Πυρένιο (ΠΑΥ) D RDX C Σιμαζίνη N Στυρένιο C 2,4,5-T ( Τριχλωροφαινοξ υ - οξικό οξύ ) D (1) 1998 Τελικός Κανόνας για Απολυμαντικά και Παραπροϊόντα Απολύμανσης: το σύνολο για πέντε αλογονομένα οξικά οξέα είναι 0.06 mg/l. (2) Το Συμβουλευτικό Υγείας για τη νιτροκυτταρίνη δεν περιλαμβάνει τιμές ΗΑ και περιγράφει αυτή την ένωση ως, σχετικά, μη τοξική. (3) Υπερφθοροοκτανοϊκό οξύ. Προσωρινή βραχυχρόνια τιμή mg/l. (4) Σουλφονικό υπερφθοροοκτάνιο. Προσωρινή βραχυχρόνια τιμή mg/l. (5) RDX = εξαϋδρο -1,3,5-τρινιτρο-1,3,5-τριαζίνη Πρότυπα Συμβουλευτικά Υγείας Παιδί 10-kg Χημικά ( σελίδα 7) MCL G (mg/ L) MCL (mg/ L) Ημερήσ ιο (mg/l) Δεκαήμε ρο (mg/l) RfD (mg/k g/ μέρα ) DWF L (mg/ L) Ισόβι ο (mg/ L) Mg / L σε 10-4 Κίνδυν ο Καρκίν ου Ταξινόμη ση Καρκίνου 1E-06 1E-07 1E-09 2,3,7,8-TCDD ( μηδέ 3E- 4E- - 2E-08 B2

284 Διοξίνη ) ν Tebuthiuron D Terbacil E Terbufos D Τετραχλωροαιθάνιο (1,1,1,2-) Τετραχλωροαιθάνιο (1,1,2,2-) C L Τετραχλωροαιθυλέν μηδέ 0.00 ιο 1 ν Τετραχλωροτερεφθ αλικό οξύ Τριχλωροφθορομεθ άνιο I D Τολουόλιο I Τοξαφαίνιο μηδέ ν B2 2,4,5-TP (Silvex) D Τριχλωροοξικό οξύ S Τριχλωροβενζόλιο (1,2,4-) Τριχλωροβενζόλιο (1,3,5-) Τριχλωροαιθάνιο (1,1,1-) D D I Τριχλωροαιθάνιο (1,1,2-) C Τριχλωροαιθυλένιο 1 μηδέ ν B2

285 Τριχλωροφαινόλη (2,4,6-) B2 Τριχλωροπροπάνιο (1,2,3-) L Τριφθοραλίνη C Τριμεθυλοβενζόλιο (1,2,4-) Τριμεθυλοβενζόλιο (1,3,5-) D D Τρινιτρογλυκερόλη Τρινιτροτολουόλιο (2,4,6-) C Βινυλοχλωρίδιο μηδέ ν H Ξυλένια I (1) Υπό διερεύνηση. (2) 1998 Τελικός Κανόνας για Απολυμαντικά και Παραπροϊόντα Απολύμανσης: το σύνολο για πέντε αλογονομένα οξέα είναι 0.06 mg/l. Πρότυπα Συμβουλευτικά Υγείας Παιδί 10-kg Χημικά ( σελίδα 8) MCLG (mg/l ) MCL (mg/l ) Ημερήσι ο (mg/l) Δεκαήμερ ο (mg/l) RfD (mg/kg / μέρα ) DWFL (mg/l ) Ισόβι ο (mg/l ) Mg / L σε 10-4 Κίνδυνο Καρκίνο υ Ταξινόμησ η Καρκίνου ΑΝΟΡΓΑΝΑ Αμμωνία D Αντιμόνιο D Αρσενικό μηδέ ν A

286 Αμίαντος ( ίνες /l>10fm μήκος ) 7 MFL1 7 MFL MFL A2 Βάριο N Βηρύλλιο Βόριο I Βρωμικά ιόντα μηδέ ν B2 Κάδμιο D Χλωραμίνη Χλώριο D Διοξείδιο χλωρίου D Χλωριώδες D Χρώμιο ( ολικό ) Χαλκός ( στη βρύση ) Κυανιούχα άλατα D 1.3 TT D D Φθόριο Μόλυβδος μηδέ (στη βρύση) ν TT B2 Μαγγάνιο D Υδράργυρος ( ανόργανος D ) Μολυβδαίνι ο D

287 Νικέλιο (1) MFL = εκατομμύρια ίνες ανά λίτρο. (2) Η πιθανότητα καρκινογένεσης βασίζεται στην έκθεση από εισπνοή. (3) Μονοχλωραμίνη μετριέται ως υπολειμματικό χλώριο. (4) 1998 Τελικός Κανόνας για Απολυμαντικά και Παραπροϊόντα Απολύμανσης: MRDLG=Στόχος Μέγιστου Επιπέδου Υπολείμματος Απολύμανσης και MRDL= Μέγιστο Επίπεδο Υπολειμματικής Απολύμανσης. (5) Τιμή IRIS για το χρώμιο VI. (6) Επίπεδο δράσης χαλκού 1.3 mg/l επίπεδο δράσης μολύβδου mg/l. (7) Αυτή η RfD είναι για το υδροκυάνιο. (8) Σε περίπτωση υπερτροφοδοσίας του χημικού φθορίωσης, διαβάστε τις Κατευθυντήριες Γραμμές CDC στις Μηχανικές και Διοικητικές Συστάσεις για τη Φθορίωση του Νερού. Αυξημένα επίπεδα F 10mg/L απαιτούν δράση από το χειριστή του συστήματος νερού. (9) Βασισμένο στην οδοντική φθορίωση σε παιδιά, μια αισθητική συνέπεια. Το MCLG βασίζεται στη φθορίωση του σκελετού. (10) Διαιτητικό μαγγάνιο. Το Ισόβιο Συμβουλευτικό Υγείας περιλαμβάνει έναν παράγοντα που τροποποιεί εις τριπλούν, για να ληφθεί υπόψη η αυξημένη βιοδιαθεσιμότητα από το πόσιμο νερό. Πρότυπα Συμβουλευτικά Υγείας Παιδί 10-kg Χημικά ( σελίδα 9) MCL G (mg/ L) MCL (mg/l) Ημερή σιο (mg/l) Δεκαήμ ερο (mg/l) RfD (mg/k g/ μέρα ) DWF L (mg/ L) Ισόβ ιο (mg/ L) Mg / L σε 10-4 Κίνδυν ο Καρκίν ου ΤαξινόμησηΚαρ κίνου Νιτρικό ( ως N) Νιτρώδες ( ως N) Νιτρικό+Νιτρ ώδες (και τα δύο ως N ) Υπερχλωρικό L/N

288 2 5 5 Σελήνιο D Άργυρος D Στρόντιο D Θάλλιο I Λευκός φώσφορος D Ψευδάργυρο ς I ΡΑΔΙΟΝΟΥΚΛ ΕΙΔΙΑ Δραστικότητα σωματιδίων βήτα και φωτονίων (πρώην τεχνητά ραδιονουκλεί δια) μηδέ 4mrem ν /yr mrem /yr A Δραστικότητα μηδέ σωματιδίων ν άλφα 15 pci/l 15 pci/l A Σύνθετο Ράδιο 226 & 228 μηδέ ν 5 pci/l A Ραδόνιο μηδέ ν 300 pci/l AMCL pci/l 150 pci/l A Ουράνιο μηδέ ν A

289 (1) Αυτές οι τιμές είναι υπολογισμένες για ένα βρέφος 4-kg και προστατεύουν όλες τις ηλικιακές ομάδες. (2) Υποχρόνια τιμή για έγκυες γυναίκες. (3) Με βάση αισθητικές συνέπειες. (4) AMCL = Εναλλακτικό Μέγιστο Επίπεδο Ρύπων. (5) Διαλυόμενα άλατα ουρανίου. Κανόνας ραδιονουκλειδίων. Δευτερεύοντες κανονισμοί πόσιμου νερού Χημικά Αριθμός CAS Status SDWR Αργίλιο F 0.05 μέχρι 0.2 mg/l Χλωριούχα άλατα F 250 mg/l Χρώμα NA F 15 μονάδες χρώματος Χαλκός F 1.0 mg/l Διαβρωσιμότητα NA F Μη διαβρωτικό Φθόριο F 2.0 mg/l Παράγοντες αφροδιόγκωσης NA F 0.5 mg/l Σίδηρος F 0.3 mg/l Μαγγάνιο F 0.05 mg/l Οσμή NA F 3 αριθμοί οσμής κατώτατου ορίου ph NA F Άργυρος F 0.1 mg/l Θειικά άλατα F 250 mg/l Ολικά διαλυμένα στερεά (TDS) NA F 500 mg/l Ψευδάργυρος F 5 mg/l Μικροβιολογία Status Reg. Έγγραφο Κατάστασης MCLG MCL HA Τεχνική επεξεργασίας

290 Cryptosporidium F F 01 - TT Τα συστήματα διήθησης πρέπει να αφαιρούν 99% των Cryptosporidium. Giardia lamblia F F 98 - TT Λεγιωνέλα F1 F 01 μηδέν TT 99.9% σκοτώνονται/αδρανοποιούνται. Δεν υπάρχει όριο η ΥΠΠ πιστεύει ότι αν αδρανοποιούνται τα Giardia και οι ιοί, θα ελέγχεται επίσης και η Λεγιωνέλα. Ολικά ετεροτροφικά βακτήρια (HPC) F1 - NA TT Όχι περισσότερες από 500 βακτηριακές αποικίες ανά χιλιοστόλιτρο. Μυκοβακτηρίδια - F Ολικά Κολοβακτηρίδια F - μηδέν 5% Όχι περισσότερα από 5.0% των δειγμάτων να είναι θετικά σε Ολικά Κολοβακτηρίδια κατά τη διάρκεια ενός μήνα. Κάθε δείγμα, το οποίο περιέχει ολικά κολοβακτηρίδια πρέπει να αναλύεται για κολοβακτηριοειδή κοπράνων δεν επιτρέπεται να υπάρχουν καθόλου κολοβακτηριοειδή κοπράνων. Θολότητα F - NA TT Ιοί F1 - μηδέν TT Σε καμία περίπτωση δεν πρέπει η θολότητα να υπερβαίνει τις 5 NTU (νεφελομετρικές μονάδες θολότητας) % σκοτώνονται/αδρανοποιούνται. Ελέγχεται σύμφωνα με τον Κανόνα επεξεργασίας επιφανειακών υδάτων Συμβουλευτικός Πίνακας Πόσιμου Νερού Χημικά Status Τιμή με βάση την Υγεία Κατώτατο Όριο Γεύσης Κατώτατο Όριο Οσμής Αμμωνία D 92 Μη διαθέσιμο 30 mg/l Μεθυλοτριτοβουτυλαιθέρας F 98 Μη διαθέσιμο 40 μg/l 20 μg/l

291 (MtBE) Νάτριο F mg / L (για άτομα που βρίσκονται σε διατροφή με mg/l περιορισμένη ποσότητα νατρίου 500 mg /μέρα). Θειικά άλατα F mg/l 250 mg/l Κατώτατο όριο γεύσης: συγκέντρωση στην οποία η πλειοψηφία των καταναλωτών δεν παρατηρεί οποιαδήποτε δυσμενή γεύση στο πόσιμο νερό, παρόλο που αναγνωρίζεται ότι μερικά ευαίσθητα άτομα μπορεί να διακρίνουν κάποιο χημικό σε επίπεδα χαμηλότερα από αυτό το κατώτατο όριο. Κατώτατο όριο οσμής: συγκέντρωση στην οποία η πλειοψηφία των καταναλωτών δεν παρατηρεί οποιαδήποτε δυσμενή οσμή στο πόσιμο νερό, παρόλο που αναγνωρίζεται ότι μερικά ευαίσθητα άτομα μπορεί να διακρίνουν κάποιο χημικό σε επίπεδα χαμηλότερα από αυτό το κατώτατο όριο. ΠΟΥ 2008 Κατευθυντήριες γραμμές για την ποιότητα πόσιμου νερού που ενσωματώνουν τις 1ες και 2ες προσθήκες, Τόμος 1, Συστάσεις, 3η Έκδοση Κατευθυντήριες γραμμές για τις τιμές των χημικών που είναι σημαντικά για την υγεία στο πόσιμο νερό Χημικό Προτεινόμενη τιμή a (mg/ λίτρο ) Παρατηρήσεις Ακρυλαμίδιο b Αλαχλώρ 0.02b Αλντικάρμπ 0.01 Αλντρίν και ντιελντρίν Ισχύει για το Αλντικάρμπ σουλφοξείδιο και το Αλντικάρμπ σουλφόνη Για συνδυασμό αλντρίν και ντιελντρίν Αντιμόνιο 0.02 Αρσενικό 0.01 (P) Ατραζίνη 0.002

292 Βάριο 0.7 Βενζόλιο 0.01b Βενζο [ α ] πυρένιο b Βόριο 0.5 (T) Βρωμικά ιόντα 0.01b (A T) Βρωμοδιχλωρομεθάνιο 0.06b Βρωμοφόρμιο 0.1 Κάδμιο Ανθρακοφουράνιο Τετραχλωριούχος άνθρακας Χλωρικά άλατα 0.7 (D) Χλωρντέιν Χλώριο Χλωριώδη άλατα 5 (C) 0.7 (D) Για αποτελεσματική χλωρίωση θα πρέπει να υπάρχει μια υπολειμματική συγκέντρωση ελεύθερου χλωρίου 0.5 mg /λίτρο, μετά από τουλάχιστον 30 λεπτά χρόνου επαφής σε ph <8.0 Χλωροφόρμιο 0.3 Χλωροτολουρόνιο 0.03 Χλωρπυριφός 0.03 Χρώμιο 0.05 (P) Για το ολικό χρώμιο Χαλκός 2 Μπορεί να παρατηρηθεί λέκιασμα των ρούχων και των ειδών υγιεινής ακόμα και κάτω από την προτεινόμενη τιμή Κυαναζίνη Κυανιούχα άλατα 0.07

293 Χλωριούχο κυανογόνο 0.07 Για τα κυανιούχα ως ολικές κυανογονικές ενώσεις 2 4-D (2 4- διχλωροφαινοξυοξικό οξύ 0.03 Ισχύει για το ελεύθερο οξύ 2 4-DB 0.09 DDT και μεταβολίτες Φθαλικός Δι (2- αιθυλοεξυλο ) εστέρας Διβρωμοακετονιτρίλιο 0.07 Διβρωμοχλωρομεθάνιο Διβρωμο -3- χλωροπροπάνιο 0.001b 1 2- Διβρωμοαιθάνιο b (P) Διχλωροφαινοξυοξικό οξύ 0.05b (T D) Διχλωροακετονιτρίλιο Διχλωροβενζόλιο 1 2- Διχλωροβενζόλιο (P) 1 (C) 0.3 (C) Διχλωροαιθάνιο b Διχλωροαιθάνιο Διχλωρομεθάνιο Διχλωροπροπάνιο (1 2-DCP) 0.04 (P) 1 3- Διχλωροπροπένιο 0.02b Διχλωπρόπ 0.1 Dimethoate Διοξάνιο b Εδετικό οξύ (EDTA) 0.6 Ισχύει για το ελεύθερο οξύ Ενδρίνη Επιχλωροϋδρίνη (P)

294 Εθυλοβενζόλιο 0.3 (C) Φαινοπρόπ Φθόριο 1.5 Ο όγκος νερού που καταναλώνεται και η πρόσληψη από άλλες πηγές πρέπει να λαμβάνονται υπόψη όταν τίθενται εθνικά πρότυπα Εξαχλωροβουταδιένιο Ισοπροτουρόν Μόλυβδος 0.01 Λινδάνιο Μαγγάνιο 0.4 (C) MCPA Μεκοπρόπ 0.01 Υδράργυρος Για ανόργανο υδράργυρο Μεθοξυχλώρ 0.02 Μετολαχλώρ 0.01 Μικροκυστινη -LR (P) Για ολική μικροκυστίνη- LR (ελεύθερη συν κυτταρικά δεσμευμένη) Molinate Μολυβδαίνιο 0.07 Μονοχλωραμίνη 3 Μονοχλωροφαινοξυοξικό οξύ 0.02 Νικέλιο 0.07 Νιτρικά ( ως NO3-) 50 Βραχυχρόνια έκθεση Νιτριλοτριοξικό οξύ (NTA) 0.2 Νιτρώδη ( ως NO2 - ) 3 Βραχυχρόνια έκθεση Νιτρώδη ( ως NO2 - ) 0.2 (P) Μακροχρόνια έκθεση

295 N - Νιτρωδοδιμεθυλαμίνη (NDMA) 0.1 Πεντιμεθαλίν 0.02 Πενταχλωροφαινόλη 0.009b (P) Περμεθρίν 0.3 Μόνο όταν χρησιμοποιείται ως προνυμφοκτόνο για σκοπούς δημόσιας υγείας Πυριπροξυφέν 0.3 Πυριπροξυφέν 0.3 Αυτό δεν πρέπει να χρησιμοποιείται ως προτεινόμενη τιμή όπου το πυριπροξιφέν προστίθεται στο νερό για σκοπούς δημόσιας υγείας. Σελήνιο 0.01 Σιμαζίνη Διχλωροϊσοκυανουρικό νάτριο 50 Ως διχλωροϊσοκυανουρικό νάτριο Διχλωροϊσοκυανουρικό νάτριο 40 Ως κυανουρικό οξύ Στυρένιο 0.02 (C) T Terbuthylazine Τετραχλωροαιθένιο 0.04 Τολουόλιο 0.7 (C) Τριχλωροφαινοξυοξικό οξύ 0.2 Τριχλωροαιθένιο 0.02 (P) Τριχλωροφαινόλη b (C) Τριφθοραλίνη 0.02 Τριαλογονομεθάνια Το άθροισμα του λόγου της συγκέντρωσης του καθενός με την αντίστοιχη προτεινόμενη τιμή δεν πρέπει να ξεπερνά το 1

296 Ουράνιο (P T) Λαμβάνονται υπόψη μόνο οι χημικές όψεις του ουρανίου Βινυλοχλωρίδιο b Ξυλένια 0.5 (C) α P = προσωρινή προτεινόμενη τιμή καθώς δεν υπάρχουν τεκμήρια κινδύνου αλλά οι διαθέσιμες πληροφορίες για τις συνέπειες στην υγεία είναι περιορισμένες, T = προσωρινή προτεινόμενη τιμή γιατί η υπολογισμένη προτεινόμενη τιμή είναι κάτω από το επίπεδο, το οποίο μπορεί να επιτευχθεί μέσω πρακτικών μεθόδων επεξεργασίας, προστασίας πηγής κλπ. A = προσωρινή προτεινόμενη τιμή γιατί η υπολογισμένη προτεινόμενη τιμή βρίσκεται κάτω από το επιτεύξιμο επίπεδο ποσοτικοποίησης, D = προσωρινή προτεινόμενη τιμή γιατί η απολύμανση είναι πιθανό να έχει σαν αποτέλεσμα υπέρβαση της προτεινόμενης αξίας, C = συγκεντρώσεις της ουσίας πάνω στην ή κάτω από την προτεινόμενη τιμή με βάση την υγεία, μπορεί να επηρεάσει την εμφάνιση, τη γεύση ή την οσμή του νερού, οδηγώντας σε παράπονα των καταναλωτών. β Για ουσίες που θεωρούνται καρκινογόνες, η προτεινόμενη τιμή είναι η συγκέντρωση στο πόσιμο νερό που σχετίζεται με τα ανώτερα όρια 10-5 επιπλέον κινδύνου καρκίνου κατά τη διάρκεια της ζωής (ένας επιπλέον καρκίνος ανά του πληθυσμού που καταναλώνει πόσιμο νερό για 70 χρόνια, το οποίο περιέχει την ουσία στην προτεινόμενη τιμή). Συγκεντρώσεις που σχετίζονται με το ανώτερο όριο 10-4 και 10-6 επιπλέον κινδύνου καρκίνου κατά τη διάρκεια της ζωής, μπορούν να υπολογιστούν με τον πολλαπλασιασμό και τη διαίρεση, αντίστοιχα, της προτεινόμενης τιμής με το 10.

297 6.0 Τεχνικές επιλογές Περιγραφή Ενότητας Τίτλος Τομέας Κύριοι παραλήπτες ΕΝΟΤΗΤΑ 6 ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΕΠΙΛΟΓΕΣ Προληπτική Συντήρηση για Εταιρείες Υδάτων Οι τελικοί χρήστες της ενότητας είναι μηχανικοί και προσωπικό συντήρησης υπεύθυνο για τη συντήρηση δικτύων εταιρειών υδάτων. Αυτή η ενότητα απευθύνεται σε ένα μεγάλο εύρος επαγγελματιών οι οποίοι είναι υπεύθυνοι για τη συντήρηση των δικτύων των εταιριών υδάτων και είναι δημιουργημένη για τις ενδιαφερόμενες ομάδες. Περιγραφή ενότητας και γενικοί στόχοι Αυτή η ενότητα επιτρέπει στους συμμετέχοντες να μάθουν όλες τις πτυχές της καταστροφικής και της προληπτικής διαχείρισης, της διαχείρισης πίεσης, της αναγνώρισης και ποσοτικοποίησης διαρροών, της αντικατάστασης σωλήνων και παρελκόμενων, ανάπτυξης των λειτουργιών και της παρακολούθησης και αυτοματοποίησης. Μετά την ολοκλήρωση αυτής της ενότητας, οι μαθητές θα κατανοούν πλήρως τον κύκλο διαχείρισης βλαβών, τα πλεονεκτήματα της διαχείρισης πίεσης και πώς να την εφαρμόζουν. Οι συμμετέχοντες θα μάθουν επίσης για: διαφορετικές μεθόδους αναγνώρισης και ποσοτικοποίησης διαρροών, βήματα στην ανάπτυξη ενός πετυχημένου προγράμματος αντικατάστασης σωλήνων σε μια εταιρεία διανομής νερού, στρατηγικές για λειτουργίες και συντήρηση, αποτελεσματική παρακολούθηση και αυτοματοποίηση των δικτύων διανομής νερού. Χρόνος μάθησης και Διάρκεια Χρόνος μάθησης και μέγιστη διάρκεια εκπαίδευσης σχετικά με την ενότητα: 30 ώρες αναμενόμενου χρόνου αυτοεκπαίδευσης Απαραίτητα εργαλεία για πραγματοποίηση της ενότητας Ηλεκτρονικός υπολογιστής με σύνδεση στο Διαδίκτυο (IT, εξοπλισμός κλπ. ) Μαθησιακοί στόχοι Όταν κάποιος/α ολοκληρώσει την ενότητα θα είναι σε θέση να: ΜΣ-1: Ερμηνεύει τα πλεονεκτήματα της προληπτικής

298 διαχείρισης και τον κύκλο διαχείρισης βλαβών σωλήνων ΜΣ-2: κατανοήσει τη σημασία της διαχείρισης πίεσης και τη σχέση μεταξύ της πίεσης και του ρυθμού διαρροών από ένα δίκτυο και να ξέρει πώς να σχεδιάζει και να αναπτύσσει σχέδια διαχείρισης πίεσης και να πραγματοποιεί αναλύσεις κόστους-ωφελημάτων ΜΣ-3: Έχει γνώση των τεχνικών τοπικής προσαρμογής και εντοπισμού διαρροών και του πώς να τις εφαρμόζει ΜΣ-4: Κατανοεί τα στοιχεία ενός σχεδίου προγράμματος ακεραιότητας διανομής ( DIMP ) που σχετίζεται με την αντικατάσταση σωλήνων ΜΣ-5: Κατανοεί διαφορετικές στρατηγικές για λειτουργίες και συντήρηση και οργάνωση περιουσιακών στοιχείων ΜΣ-6: Κατανοεί την παρακολούθηση και αυτοματοποίηση των δικτύων διανομής νερού, ειδικά τα συστήματα SCADA. Παιδαγωγικές μέθοδοι που χρησιμοποιούνται (ατομική μελέτη, ομαδική δουλειά, μάθηση εξ αποστάσεως κλπ.) Τύποι δραστηριοτήτων που θεωρούνται χρήσιμοι για εκπαίδευση σε αυτή την ενότητα: Συναντήσεις πρόσωπο με πρόσωπο Ατομική μελέτη Διαδικτυακές δραστηριότητες 6.1 Διορθωτική vs. Προληπτική Διαχείριση Τα αστικά συστήματα παροχής νερού κατασκευάζονται και αναπτύσσονται εδώ και περισσότερο από εκατό χρόνια. Η γήρανση της υποδομής επιβάλλει μια νέα πρόκληση στις εταιρείες ύδρευσης: να διατηρήσουν και να αποκαταστήσουν το σύστημα με τον πιο αποδοτικό τρόπο. Η γρήγορη ανάπτυξη σε άλλους τομείς της αστικής υποδομής (τηλεπικοινωνίες, μεταφορές κλπ.) δημιουργεί πίεση στη βιομηχανία ύδατος για βελτίωση της λειτουργίας στα συστήματα παροχής νερού με αύξηση της αξιοπιστίας, της διαθεσιμότητας, της ασφάλειας και της αποδοτικότητας. Είναι απαραίτητη μια συνεχής βελτίωση της λειτουργικής πρακτικής. Σαν αποτέλεσμα, η βιομηχανία ύδατος είναι αναγκασμένη να αναζητήσει νέες, σύγχρονες μεθόδους για διαχείριση βλαβών και πάγιων στοιχείων (Misiunas, 2008). Αφού οι βλάβες των σωλήνων έχουν γίνει ένα συχνό γεγονός στα αστικά συστήματα

299 παροχής νερού, η διαχείριση των βλαβών είναι μέρος της καθημερινής λειτουργίας των σωληνώσεων και των δικτύων σωλήνων. Στη βιβλιογραφία έχει περιγραφεί ένα εύρος μεθοδολογιών ο αριθμός των τεχνικών διαχείρισης βλαβών, όμως, ο οποίος εφαρμόζεται σήμερα στη βιομηχανία ύδατος δεν είναι μεγάλος. Ανάλογα με το συγχρονισμό των δραστηριοτήτων διαχείρισης της βλάβης, σε σχέση με την ίδια τη βλάβη, μπορούν να οριστούν δύο τύποι στρατηγικής διαχείρισης βλαβών: Προληπτική διαχείριση βλαβών: Όταν οι αποφάσεις για επιδιόρθωση/αντικατάσταση του σωλήνα λαμβάνονται πριν από το συμβάν της βλάβης, για να αποτρέψουν τη βλάβη, Διαχείριση βλαβών «εξ αντιδράσεως» (Διορθωτική διαχείριση): Όταν η επιδιόρθωση/αντικατάσταση γίνεται μόνο μετά τη βλάβη. Ο κύκλος διαχείρισης βλαβών παρουσιάζεται στο Σχήμα Το κόστος διαχείρισης βλαβών στους σωλήνες εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον τύπο των τεχνικών και των πρακτικών που χρησιμοποιούνται. Η επιλογή του τύπου της τεχνικής διαχείρισης της βλάβης στους σωλήνες, εξαρτάται από ποιο στάδιο στη διαδικασία αλλοίωσης του σωλήνα θα εφαρμοστεί. Γενικά, όσο πιο αρχικό θεωρείται το στάδιο αλλοίωσης του σωλήνα, τόσο πιο πολύπλοκη και ακριβή τεχνική επιθεώρησης πρέπει να εφαρμοστεί (Misiunas, 2008). Η αντικατάσταση ενός σωλήνα πριν πραγματοποιηθεί η βλάβη δημιουργεί κόστη αντικατάστασης και οποιαδήποτε μελλοντικά κόστη, τα οποία σχετίζονται με τον καινούριο σωλήνα, αλλά η διατήρηση του παλιού σωλήνα περιέχει μεγαλύτερους κινδύνους για βλάβες, αυξάνοντας τα κόστη για επισκευή, διακοπή των υπηρεσιών και ζημιές (Christodoulou et al., 2010). Σχήμα Ο κύκλος διαχείρισης βλαβών σωλήνων (Misiunas, 2008) 6.2 Διαχείριση πίεσης Οι ειδικοί στον έλεγχο απωλειών νερού συμφωνούν ότι η ενεργός διαχείριση της πίεσης αποτελεί τη βάση μιας αποτελεσματικής πολιτικής διαχείρισης των

300 διαρροών. Γιατί λοιπόν είναι τόσο σημαντική; Ο ρυθμός με τον οποίο διαφεύγει το νερό από ένα δίκτυο είναι μια συνάρτηση της πίεσης που εφαρμόζεται από αντλίες ή από το ύψος της βαρύτητας. Υπάρχει μια φυσική σχέση μεταξύ της πίεσης και του ρυθμού ροής διαρροών. Αυτή η αρχή μπορεί να αποδειχτεί εύκολα και να εφαρμοστεί στα συστήματα παροχής νερού. Γεμίστε ένα πλαστικό μπουκάλι των δύο λίτρων με νερό. Αν κάνετε μια τρύπα στο πλάι, κοντά στον πάτο του μπουκαλιού, θα αρχίσει να αναβλύζει νερό. Αν κάνετε ακόμα μια τρύπα στο μέσο του μπουκαλιού, το νερό θα ρέει ομαλά. Τώρα, κάντε ακόμα μια τρύπα κοντά στο πάνω μέρος και θα δείτε ότι το νερό που ρέει από την τρύπα μειώνεται σε σταγόνες. Αυτή η απλή επίδειξη φαίνεται στο Σχήμα Σχήμα Η βασική αρχή της πίεσης (Pilcher et al., 2008) Τα συστήματα διανομής νερού πρέπει να λειτουργούν ανάμεσα σε δύο όρια πίεσης, το ανώτατο όριο, το οποίο εξαρτάται από τη βαθμολογία πίεσης των σωλήνων και των εξαρτημάτων και το κατώτατο όριο, το οποίο διασφαλίζει ότι το νερό φθάνει στους καταναλωτές σε ένα αποδεκτό ρυθμό. Στη συνέχεια, αυτό παρέχει ένα εύρος πιέσεων για το δίκτυο ή για ένα μέρος του δικτύου. Η ελαχιστοποίηση της πίεσης μέσα σε αυτό το εύρος (ενώ ταυτόχρονα διατηρείται οποιοδήποτε επίπεδο υπηρεσιών) μπορεί να προσφέρει μερικά σημαντικά πλεονεκτήματα, συγκεκριμένα, μειωμένες διαρροές και σπασίματα σωλήνων.

301 Στο Σχήμα 6.2.2, η γκρίζα σκιασμένη περιοχή αντιπροσωπεύει τις υπερβολικές πιέσεις, πάνω από ένα κατώτατο όριο υπηρεσιών, (σε αυτό το παράδειγμα 15 μέτρα υδραυλικού φορτίου), κατά τη διάρκεια μιας τυπικής μέρας. Σχήμα Υπερβολικές πιέσεις χωρίς έλεγχο πίεσης Πλεονεκτήματα της διαχείρισης της πίεσης Είναι πιθανώς σκόπιμο να σκιαγραφηθούν τα πρακτικά πλεονεκτήματα της διαχείρισης της πίεσης. Η μείωση των υπερβολικών πιέσεων (και των μεταβολών των υπερβολικών πιέσεων) και των απότομων μεταβολών στην πίεση θα: Μειώσει τον αριθμό των νέων διαρροών και σπασιμάτων και τα κόστη επισκευής Μειώσει τους ρυθμούς ροής όλων των υπαρχουσών διαρροών Μειώσει τις διαρροές στο «υπόβαθρο» (μη ανιχνεύσιμες διαρροές) (αναπόφευκτες απώλειες) Μειώσει την εξαρτώμενη από την πίεση κατανάλωση Βοηθήσει στην αναβολή της αντικατάστασης αγωγών και σωλήνων (βελτίωση της ποιότητας των πάγιων στοιχείων) Διασφαλίσει την επίτευξη των ελάχιστων προτύπων υπηρεσιών Αναγνωρίσει και ελαχιστοποιήσει τις απότομες μεταβολές στην πίεση για να μειώσει τη συχνότητα νέων σπασιμάτων σωλήνων.

302 Μια μείωση της πίεσης της τάξης του 1% θα μειώσει τον τρέχοντα ρυθμό διαρροών μεταξύ 0.55% και 1.5% και το πιο σημαντικό, η αποδοτική διαχείριση της πίεσης διασφαλίζει πλήρη εκμετάλλευση των πλεονεκτημάτων από ενεργό έλεγχο διαρροών (Thornton, 2003) Διαχείριση της πίεσης και Κατανάλωση με μετρητές Η πλειοψηφία των μηχανικών διανομής νερού κατανοούν το γεγονός ότι η μείωση της πίεσης θα μειώσει τη συχνότητα νέων σπασιμάτων σωλήνων και πιθανό να επηρεάσει ροές από υπάρχουσες διαρροές, αλλά μπορεί να είναι αβέβαιοι για το αν η μείωση της πίεσης θα έχει οποιαδήποτε επιρροή στη μείωση της κατανάλωσης και συνεπώς, στα έσοδα της εταιρείας ύδρευσης. Οποιαδήποτε κατανάλωση από συσκευές, οι οποίες είναι άμεσα συνδεδεμένες με αγωγούς, θα δίνει μειωμένους ρυθμούς ροής σε μειωμένες πιέσεις. Είναι σημαντικό να λαμβάνονται υπόψη οποιεσδήποτε πρακτικές ανησυχίες πριν από την εισαγωγή ενός έργου διαχείρισης της πίεσης. Για παράδειγμα: Πιθανές αλλαγές στην κατανάλωση και στα έσοδα της εταιρείας ύδρευσης Ελάχιστες απαιτήσεις για πυρόσβεση και αυτόματα συστήματα ψεκαστήρων Δυνατότητα συστήματος άρδευσης, πιθανά τυφλά άκρα και προβλήματα ποιότητας νερού Σχέσεις Πίεσης/Ρυθμού διαρροής Η έννοια FAVAD Το πιο πάνω παράδειγμα για την πίεση γίνεται εύκολα κατανοητό, αλλά τα μαθηματικά που αφορούν τα σχέση μεταξύ πίεσης και διαρροών δεν είναι τόσο απλά. Η υδραυλική εξίσωση για το ρυθμό ροής (L) διαμέσου μιας τρύπας στην επιφάνεια A, κάτω από πίεση P είναι: L = C d A (2 g P) 0.5 C d είναι ο συντελεστής εκφόρτισης και g είναι η επιτάχυνση της βαρύτητας. Παρόλα αυτά, οι αποτελεσματικές περιοχές (C d * A) μερικών μονοπατιών εκφόρτισης (τόσο διαρροών όσο και κατανάλωσης), μπορούν να διαφέρουν ανάλογα με την πίεση. Αυτή η έννοια, η οποία αναπτύχθηκε από τον John May το 1994, είναι γνωστή ως η αρχή FAVAD (Fixed and Variable Area Discharge paths Σταθερές και Μεταβλητές Περιοχές Μονοπατιών Εκφόρτισης). Αυτή η αρχή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να εξηγηθεί η διαφορετική φύση των σχέσεων μεταξύ πίεσης/ρυθμού διαρροών (Thornton, 2003).

303 Για πρακτική εφαρμογή της FAVAD υπάρχει η «προσέγγιση Ν1», όπου η σχέση μεταξύ ρυθμού διαρροής/πίεσης ορίζεται από τις εξισώσεις: Το L διαφέρει ανάλογα με το P N1 και τα L 1 / L 0 = (P 1 / P 0 ) N1 Όπου, L 1 και L 0 είναι εκφορτίσεις από διαρροές κάτω από πιέσεις P 1 και P 0 αντίστοιχα. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι στην προγνωστική εξίσωση είναι σημαντικός ο λόγος των πιέσεων (P 1 /P 0 ) και όχι η διαφορά στην πίεση. Η τιμή Ν1, τυπικά, μεταβάλλεται μεταξύ 0.5 (διαρροές σταθερών περιοχών) και 1.5 (διαρροές μεταβλητών περιοχών) και σε γενικές γραμμές, οι διαρροές από μεταλλικούς σωλήνες έχουν τιμές Ν1 κοντά στο 0.5 και οι μικρές διαρροές (από συνδέσεις και εξαρτήματα) είναι της τάξης του 1.5. Ο μέσος όρος των σχέσεων μεταξύ πίεσης/ρυθμού διαρροών για ένα, σχετικά, μεγάλο δίκτυο νερού με ανάμικτα υλικά σωλήνων είναι, συνήθως, σχεδόν γραμμικός, N1 = 1.0. Το Σχήμα παρουσιάζει τις σχέσεις L 1 /L 0 = (P 1 /P 0 ) N1. Σχήμα Οι σχέσεις L1/L0 = (P1/P0)N1 (Lambert, 2001) Για μικρές μειώσεις στην πίεση, τα μαθηματικά μπορούν να απλοποιηθούν. Για μικρές % μειώσεις στην πίεση, η % μείωση στο ρυθμό διαρροών ισούται με το Ν1 πολλαπλασιασμένο με την % μείωση στη μέση πίεση. Για παράδειγμα: Αν η % μείωση στη μέση πίεση = 6% και η εκτιμημένη τιμή του Ν1 = 1.3, τότε η εκτιμημένη % μείωση στον τρέχοντα ρυθμό διαρροών = N1 x % μείωση της πίεσης = 1.3 x 6% = 7.8% Η τιμή του Ν1 μπορεί να καθοριστεί για μια μικρή περιοχή, όπως μια Περιφερειακή Περιοχή με Μετρητή (District Metered Area - DMA) με την ακόλουθη μέθοδο: Μέτρηση ρυθμών εισροών.

304 Καταγρφή πιέσεων στο Μέσο Σημείο Ζώνης (AZP). Καταγραφή, επίσης, των πιέσεων στο σημείο εισόδου και στο κρίσιμο σημείο. Μείωση της πίεσης εισόδου σε 3 βήματα των 30 λεπτών, όταν οι ροές πλησιάζουν την κατάσταση ισορροπίας τις πρώτες πρωινές ώρες και μέτρηση των μεταβολών στο ροή και την πίεση. Υπολογισμός τιμών Ν1 με τη χρήση λογισμικού. Αφαίρεση νυχτερινής χρήσης νόμιμων συνδρομητών από τους ρυθμούς ροής, για να καθοριστούν τα L 0, L 1, και L 2 κλπ. και στη συνέχεια υπολογισμός των αντίστοιχων AZP 0, AZP 1 και AZP 2. Στη συνέχεια, N1 = ln (L 1 /L 0 ) / ln (AZP 1 / AZP 0 ) κλπ Θα ήταν σκόπιμο να πραγματοποιηθεί ένας έλεγχος Ν1, αν πρόκειται για την πρώτη προγραμματισμένη εγκατάσταση διαχείρισης της πίεσης και υπάρχει μία απαίτηση, η οποία βελτιώνει την αξιοπιστία της πρόβλεψης. Διαφορετικά, οι τιμές του Ν1 μπορούν να προβλεφθούν μεταξύ του 0.5 και του 1.5 και στη συνέχεια να ελεγχθεί αν οι διαφορές είναι σημαντικές όσον φορά τη διαδικασία λήψης αποφάσεων. Μια αναφορά του 2003 του UKWIR (Έρευνα Βιομηχανίας Ύδατος Ηνωμένου Βασιλείου), «Δείκτης Καμπύλων διαρροών και τα Μακροχρόνια Αποτελέσματα της Διαχείρισης Πίεσης» παρουσίασε σημαντικές συστάσεις που αφορούν την πρόβλεψη των συνεπειών του ελέγχου της πίεσης στις διαρροές: Χρήση γραμμικής σχέσης πίεσης-ροής για μεγάλες ζώνες και για ευρείς αξιολογήσεις ή όπου δεν υπάρχουν άλλα στοιχεία και η μεγάλη ακρίβεια των αποτελεσμάτων δεν αποτελεί προτεραιότητα Πρέπει να χρησιμοποιείται μια σχέση νόμου δυνάμεων (Ν1), με διαφορετικές δυνάμεις σε διαφορετικά επίπεδα διαρροών, σε μικρότερες ζώνες ή όπου απαιτείται μεγαλύτερη ακρίβεια Πρέπει να γίνονται ανεξάρτητες μετρήσεις της σχέσης πίεσης-ροής, σε σημεία όπου η ακριβής σχέση είναι κρίσιμη Αναγνώριση Ευκαιριών για Διαχείριση της Πίεσης Υπάρχει μια λογική διαδικασία για τον καθορισμό του αν ένα έργο διαχείρισης της πίεσης θα είναι κατάλληλο για ένα συγκεκριμένο σύστημα ή για ένα μέρος του συστήματος. Η διαδικασία περιλαμβάνει τα ακόλουθα: Μελέτη επιφάνειας εργασίας (ή χρήση υδραυλικού μοντέλου) για αναγνώριση πιθανών ζωνών Πλήρης αναγνώριση τύπων και αριθμού χρηστών σε πιθανές ζώνες Πραγματοποίηση επιτόπου μετρήσεων ροής και πίεσης (στο προτεινόμενο σημείο εισόδου, ΑΖΡ και κρίσιμο σημείο)

305 Χρήση εξειδικευμένων τεχνικών μοντελοποίησης για καθορισμό τεχνικών ωφελημάτων Αναγνώριση σωστών βαλβίδων ελέγχου Πραγματοποίηση πλήρους ανάλυσης κόστους-ωφελημάτων Βαλβίδες μείωσης πίεσης (PRVs) Η πιο κοινή μορφή έργου διαχείρισης της πίεσης βασίζεται στη χρήση βαλβίδων μείωσης της πίεσης. Αυτές είναι συσκευές, οι οποίες τοποθετούνται σε μια σωλήνωση και χρησιμοποιούνται για την παραγωγή μεταβλητών απωλειών ενέργειας, με αποτέλεσμα χαμηλότερη πίεση στο σημείο εξόδου της βαλβίδας. Χρησιμοποιούνται διάφορα συστήματα ελέγχου που έχουν σαν αποτέλεσμα μια, περίπου, σταθερή πίεση εξόδου ή μια πίεση εξόδου, η οποία μεταβάλλεται (ή διαφοροποιείται) ανάλογα με κάποια παράμετρο ελέγχου, όπως η ροή, ο χρόνος ή η πίεση που μετράται σε κάποιο απομακρυσμένο σημείο (Σχήμα 6.2.4). (α) Μια εγκατεστημένη βαλβίδα μείωσης της πίεσης

306 (β) Γραφική παράσταση η οποία παρουσιάζει ροές και πιέσεις Σχήμα Μια εγκατεστημένη βαλβίδα μείωσης πίεσης και οι συνέπειες εισαγωγής ενός έργου διαχείρισης της πίεσης στις ροές και τις πιέσεις (Pilcher et al., 2008) Στη διαδικασία επιλογής βαλβίδων μείωσης της πίεσης, υπάρχει ένας αριθμός θεμάτων, τα οποία πρέπει να ληφθούν υπόψην: Καταλληλότητα η βαλβίδα είναι κατάλληλη για το σκοπό; Αξιοπιστία έχει η βαλβίδα αποδεδειγμένο ιστορικό; Ποιότητα η βαλβίδα ικανοποιεί τα κατάλληλα πρότυπα; Συντήρηση και επισκευή ποιες είναι οι απαιτήσεις των κατασκευαστών; Τυποποίηση είναι επωφελές να εξεταστεί το ενδεχόμενο ενιαίας προμήθειας; Τρεις κοινοί τύποι ελέγχου πίεσης Βαλβίδα ελέγχου πίεσης σταθερής εξόδου Παρέχει σταθερή πίεση εξόδου Είναι σχεδιασμένη για να παρέχει την απαιτούμενη πίεση σε κρίσιμα σημεία στη μέγιστη ροή Για το λόγο αυτό υπάρχουν ψηλές πιέσεις σε άλλες στιγμές Ελεγκτής με χρονοδιακόπτη Κλιμακωτή διακύμανση στην πίεση εξόδου της βαλβίδας ελέγχου πίεσης σε συγκεκριμένο χρόνο Αφαιρεί ορισμένη από την επιπλέον πίεση (ειδικά τη νύχτα)

307 Απλός, μη δαπανηρός Διαφοροποίηση ροής Η πίεση εξόδου στη βαλβίδα ελέγχου πίεσης μεταβάλλεται ανάλογα με τα προφίλ της πίεσης ροής στο κρίσιμο σημείο Ο σκοπός είναι να επιτευχθεί ένα επίπεδο προφίλ πίεσης στο κρίσιμο σημείο Πιο πολύπλοκο, μεγαλύτερο κόστος Μέσο Σημείο Ζώνης (Average Zone Point - AZP) Το μέσο σημείο ζώνης είναι μια περιοχή μέσα στη ζώνη, στο οποίο η πίεση μπορεί να υποτεθεί ότι πλησιάζει το μέσο όρο της πίεσης στη ζώνη. Το μέσο σημείο ζώνης μπορεί να αναγνωριστεί από: Ιδιότητες μέτρησης, κρουνούς ή μήκη αγωγών μέσα στο περίγραμμα των ζωνών, για να καθοριστούν τα σταθμισμένα μέσα επίπεδα εδάφους Μοντέλα ανάλυσης δικτύων Συντελεστής Νύχτας-Μέρας (NDF) Ο ρυθμός διαρροής θα διαφέρει σε ένα 24ωρο, αν διαφέρει η Μέση Πίεση Ζώνης και οι εκτιμήσεις για τις διαρροές βασίζονται στις μετρήσεις της νυχτερινής ροής. Πρέπει να μετατραπούν σε ημερήσιους ρυθμούς. Για το λόγο αυτό, ο NDF είναι ο λόγος μεταξύ του νυχτερινού ρυθμού διαρροών σε m3/ώρα και του μέσου 24ωρου ρυθμού διαρροών σε m3/μέρα. Για να υπολογισθεί ο μέσος ημερήσιος ρυθμός από τον νυχτερινό ρυθμό διαρροών, πολλαπλασιάζετε με τον NDF. Για ζώνες που τροφοδοτούνται από τη βαρύτητα ο NDF είναι < 24 ώρες (Σχήμα 6.2.5). Για συστήματα με αντλίες ή για βαλβίδες μείωσης πίεσης με χρονοδιακόπτες ή διαφοροποίηση ροής, ο NDF μπορεί να ξεπερνά τις 24 ώρες (Σχήμα 6.2.6). Ο NDF μπορεί να υπολογιστεί από μετρημένες πιέσεις στο μέσο σημείο ζώνης. Η τιμή μπορεί να επηρεαστεί από την υποθετική τιμή FAVAD N1. Υπολογισμός του NDF για το σύστημά: Μέτρηση των πιέσεων στο μέσο σημείο ζώνης για μια περίοδο 24 ωρών. Εισαγωγή των μέσων ωριαίων τιμών σε ένα υπολογιστικό φύλλο NDF. Επιλογή κατάλληλης τιμής N1, μεταξύ 0.5 και 1.5 και στη συνέχεια το λογισμικό θα υπολογίσει τον NDF για το σύστημά σας.

308 Σχήμα Διακύμανση ρυθμού διαρροών με μέσο σημείο ζώνης για σύστημα βαρύτητας με NDF < 24 ώρες Σχήμα Διακύμανση διαρροών με μέσο σημείο ζώνης για σύστημα ελεγχόμενης πίεσης με NDF >24 ώρες (WSA/WCA, 1994)

309 6.3 Αναγνώριση και ποσοτικοποίηση διαρροών Ανίχνευση διαρροών Η δραστηριότητα που είναι γνωστή ως Ανίχνευση Διαρροών ορίζεται ως «ο περιορισμός» ή ο εντοπισμός μιας διαρροής ή διαρροών σε ένα συγκεκριμένο τμήμα μιας σωλήνωσης σε ένα σύστημα διανομής. Σε πολλές περιπτώσεις, αυτό μπορεί να είναι ένας ολόκληρος δρόμος. Η μέτρηση μεγαλύτερων ροών από το συνηθισμένο (συχνότερα νυχτερινές ροές) σε δίκτυα διανομής νερού, στα οποία έχουν δημιουργηθεί περιφερειακές περιοχές με μετρητές (DMAs) ή ζώνες, ωθεί το μηχανικό διαρροών στην οργάνωση μιας άσκησης ανίχνευσης διαρροών σε ένα συγκεκριμένο τμήμα του δικτύου. Υπάρχουν πολλές τεχνικές για ανίχνευση της τοποθεσίας της διαρροής σε ένα σύστημα διανομής: Ο διαχωρισμός των περιφερειακών περιοχών με μετρητή σε μικρότερες περιοχές με το προσωρινό κλείσιμο βαλβίδων ή με την εγκατάσταση υπο-μετρητών Ένας παραδοσιακός βηματικός έλεγχος (ή μια παραλλαγή αυτών των τεχνικών) Χρήση αυτόματων ακουστικών καταγραφέων ως εργαλείων έρευνας Έρευνες βυθομέτρησης Στην περίπτωση όπου οι ροές δεν μετρούνται ή δεν παρακολουθούνται, οι απώλειες νερού μπορούν να ελεγχθούν με την πραγματοποίηση τακτικών ή τυχαίων ερευνών ανίχνευσης διαρροών στην έκταση ενός συγκεκριμένου τμήματος του συστήματος, στο οποίο υπάρχει υποψία ότι υπάρχει διαρροή ή το οποίο έχει ιστορικό συχνών σπασιμάτων σωλήνων. Όλες οι πιο πάνω τεχνικές αναλύονται με λεπτομέρεια στη συνέχεια Διαχωρισμός περιφερειακών περιοχών με μετρητή με εσωτερικές βαλβίδες (Τεχνικές βηματικού ελέγχου) Ο βηματικός έλεγχος είναι μια τεχνική, κατά την οποία μια διαρροή ή διαρροές εντοπίζονται με το διαδοχικό κλείσιμο βαλβίδων, για να μειωθεί το μέγεθος μιας περιφερειακής περιοχής με μετρητή ή μιας υπο-περιοχής (η οποία ονομάζεται, γενικά, Ζώνη Ελέγχου Διαρροών) και μπορεί να περιέχει, τυπικά, από 500 μέχρι 1500 συνδέσεις (Σχήμα 6.3.1). Οι βαλβίδες κλείνονται για μια σύντομη περίοδο 5 με 10 λεπτών, ενώ ταυτόχρονα καταγράφονται μετρήσεις του ρυθμού ροής. Η επακόλουθη μείωση στο ρυθμό ροής, η οποία είναι αποτέλεσμα του κλεισίματος μιας συγκεκριμένης βαλβίδας, υποδεικνύει την ολική διαρροή, συν τη νόμιμη

310 νυχτερινή κατανάλωση στο συγκεκριμένο τμήμα του συστήματος διανομής. Αν η επακόλουθη μείωση είναι μεγαλύτερη από το αναμενόμενο, λαμβάνοντας υπόψη τον αριθμό και τον τύπο των συνδρομητών στο τμήμα που απομονώθηκε, τότε υπάρχει ένδειξη διαρροής στο συγκεκριμένο τμήμα του συστήματος. Οι βηματικοί έλεγχοι πραγματοποιούνται, γενικά, κατά την περίοδο της Ελάχιστης Νυχτερινής Ροής (συχνά μεταξύ 02:00 πμ. και 04:00 πμ.). Η πραγματοποίηση των ελέγχων σε αυτές τις ώρες αποφεύγει τη δημιουργία προβλημάτων παροχής στην πλειοψηφία των καταναλωτών. Ένας βηματικός έλεγχος πρέπει να σχεδιαστεί προσεκτικά, ούτως ώστε να πραγματοποιηθεί διαδοχικά και να ολοκληρωθεί κατά την περίοδο της ελάχιστης νυχτερινής ροής. Για το λόγο αυτό, ο αριθμός των βαλβίδων που χρειάζεται να εξεταστούν πρέπει να καθοριστεί με προσοχή (Σχήμα 6.3.2). Το μέγεθος των ανεξάρτητων βημάτων εξαρτάται από το μέγεθος της Ζώνης Ελέγχου Διαρροών. Ένα μέγεθος βήματος των, περίπου, 150 συνδέσεων μπορεί να είναι κατάλληλο σε μια αστική ζώνη με 1500 συνδέσεις. Σε πρακτικούς όρους, δεν είναι σκόπιμο να υπάρχουν λιγότερο από 10 βήματα, αλλά αυτό μπορεί να καθοριστεί από τον αριθμό και την τοποθεσία των βαλβίδων που θα λειτουργήσουν κατά τη διάρκεια του ελέγχου (Σχήμα 6.3.3). Σχήμα Σχέδιο περιφερειών και υπο-περιφερειών (Pilcher et al., 2008)

311 Σχήμα Ένα τυπικό σχέδιο βηματικού ελέγχου (Pilcher et al., 2008) Υπάρχουν δύο κύριες μέθοδοι για την πραγματοποίηση ενός βηματικού ελέγχου: 1. Η μέθοδος απομόνωσης 2. Η μέθοδος κλεισίματος και ανοίγματος Η μέθοδος απομόνωσης Αυτή η μέθοδος περιλαμβάνει το διαδοχικό κλείσιμο των βαλβίδων στη Ζώνη Ελέγχου Διαρροών, αρχίζοντας από το σημείο, το οποίο βρίσκεται πιο μακριά από το μετρητή. Η απομόνωση του πρώτου τμήματος σημαίνει ότι μικρότερο τμήμα της ζώνης εξυπηρετείται από το μετρητή. Η σειρά κλεισίματος των βαλβίδων συνεχίζεται διαδοχικά προχωρώντας προς το μετρητή, όπου η ροή θα πρέπει να πέσει στο μηδέν. Παρόλο που αυτή η μέθοδος αναγνωρίζει πιθανές διαρροές, έχει ένα μεγάλο μειονέκτημα. Η πίεση στο σύστημα μειώνεται για ένα σύντομο διάστημα και υπάρχει πιθανότητα επαναρρόφησης ή κίνδυνος διείσδυσης υπόγειων υδάτων σε μέρος του αγωγού, στο οποίο υπάρχει διαρροή όταν βρίσκεται υπό πίεση.

312 Σχήμα Το διάγραμμα μείωσης ροής ενός βηματικού ελέγχου (Pilcher et al., 2008) Η μέθοδος κλεισίματος και ανοίγματος Αυτή η μέθοδος περιλαμβάνει το κλείσιμο των βαλβίδων, για να απομονωθεί κάθε ανεξάρτητο βήμα και το άνοιγμά τους όταν καταγραφεί η μείωση της ροής. Αυτή η μέθοδος αποφεύγει το κλείσιμο και τη διακοπή της παροχής νερού σε τμήματα του συστήματος για μια χρονική περίοδο, αλλά έχει το μειονέκτημα ότι η μείωση της ροής από κάποια βήματα μπορεί να περιλαμβάνει ροή από την επαναφόρτιση προηγούμενων βημάτων, κάνοντας με αυτό τον τρόπο, πιο δύσκολη την ερμηνεία Χαρακτηριστικά του Θορύβου των Διαρροών Νερού Το νερό, το οποίο διαφεύγει από έναν αγωγό υπό πίεση, γενικά, εκπέμπει έναν ήχο σε ένα εύρος συχνοτήτων και στις περισσότερες περιπτώσεις παράγει αυτό που μπορεί να περιγραφεί ως «συριστικός ήχος». Κάθε ανεξάρτητη διαρροή παράγει τη δική της, συγκεκριμένη κατανομή ηχητικών συχνοτήτων, η οποία εξαρτάται από παράγοντες όπως: Ο τύπος και το μέγεθος της διαρροής Το υλικό του σωλήνα Η πίεση του συστήματος Η φύση του εδάφους στο οποίο διαφεύγει το νερό Ο ήχος της διαρροής θα ταξιδέψει μέσω των τοιχωμάτων του σωλήνα με μια ταχύτητα, η οποία εξαρτάται τόσο από τα χαρακτηριστικά του υλικού του σωλήνα, όσο και από το νερό. Αυτός ο ήχος μπορεί να ταξιδέψει επίσης και μέσω του εδάφους που περιτριγυρίζει το σωλήνα. Καθώς ο ήχος απομακρύνεται από τη διαρροή, οι συχνότητες μπορεί να αλλάξουν, λόγω κοιλοτήτων στο έδαφος ή άλλων θαμμένων σωλήνων και καλωδίων. Θα πρέπει να αναφερθεί ότι δεν παράγουν όλες

313 οι διαρροές έναν ανιχνεύσιμο ήχο και ότι θα πρέπει να χρησιμοποιηθούν διαφορετικές τεχνικές. Ο τεχνικός διαρροών θα πρέπει να λάβει υπόψη του ότι, εκτός από τον ήχο τον οποίο προκαλεί η διαρροή σε ένα σωλήνα ή ένα εξάρτημα, υπάρχουν πολλοί άλλοι θόρυβοι στις σωληνώσεις, οι οποίοι προκαλούνται από: Κατανάλωση νερού Αντλίες Βαλβίδες μείωσης πίεσης Μηχανικούς μετρητές ζώνης Μερικώς κλειστές βαλβίδες Εξαρτήματα σωλήνων, όπως χοάνες Ηλεκτρικές παρεμβολές Όλοι οι πιο πάνω θόρυβοι στο δίκτυο αυξάνουν σε μεγάλο βαθμό τη δυσκολία ανίχνευσης και εντοπισμού διαρροών. Σε πολλά συστήματα, η ανίχνευση διαρροών γίνεται κατά τη διάρκεια της νύχτας, όταν η χρήση από τους συνδρομητές είναι στο πιο χαμηλό σημείο και οι πιέσεις, γενικά, στο πιο ψηλό Ακουστική καταγραφή (Καταγραφή θορύβου) Η ανίχνευση ή ο εντοπισμός των διαρροών μέσω του βηματικού ελέγχου άρχισε να αντικαθιστάται από την ακουστική καταγραφή κατά τη δεκαετία του Το πλεονέκτημα της ακουστικής καταγραφής ή της καταγραφής θορύβου είναι ότι δεν είναι αναγκαίο να απομονώνουν οι χειριστές διάφορα τμήματα του συστήματος διανομής κατά τη διάρκεια της νύχτας και ότι οι καταγραφείς μπορούν να εντοπίσουν ήχους, οι οποίοι δεν μπορούν να ακουστούν με το ανθρώπινο αυτί. Επίσης, η ακουστική καταγραφή μπορεί να είναι ιδιαίτερα χρήσιμη σε περιοχές όπου η εργασία κατά τη διάρκεια της νύχτας θεωρείται επικίνδυνη π.χ. κέντρα πόλεων. Πολλές εταιρείες ύδρευσης έχουν πολιτική ανάπτυξης και λειτουργίας περιφερειακών περιοχών με μετρητές σε συνδυασμό με διαχείριση πίεσης, ως τις κύριες δραστηριότητες στην καρδιά των προγραμμάτων μείωσης των πραγματικών απωλειών (διαρροών) τους. Τώρα, στον 21 ο αιώνα, η ακουστική καταγραφή γίνεται η πρώτη γραμμή αντίδρασης από τους επαγγελματίες σε μια αύξηση του νυχτερινού ρυθμού ροής σε μια περιφερειακή περιοχή με μετρητή. Ο ακουστικός καταγραφέας, ο οποίος κατασκευάστηκε στις αρχές του 2000, ξεπέρασε μερικά από τα προβλήματα που αντιμετώπιζαν τα προηγούμενα μοντέλα π.χ. μεγαλύτερη διάρκεια ζωής της μπαταρίας (μέχρι και 10 χρόνια), ελαφρύτερος και μικρότερος για να χωρά ακόμα και στα μικρότερα δωμάτια. Αγοράζονται, συχνά, σε

314 μεταφερόμενες θήκες, οι οποίες μπορεί να περιέχουν μέχρι και 15 καταγραφείς και τίθενται εύκολα σε λειτουργία. Πολλοί επαγγελματίες θεωρούν ότι η χρήση ακουστικών καταγραφέων έκανε την ανίχνευση διαρροών πιο αποδοτική και ελάττωσε, με αυτό τον τρόπο, το κόστος μείωσης των διαρροών. Παρόλα αυτά όμως, υπάρχουν περιπτώσεις στις οποίες εξακολουθεί να είναι απαραίτητος ένας βηματικός έλεγχος π.χ. ο εντοπισμός μιας διαρροής, η οποία δημιουργεί λίγο ή καθόλου θόρυβο ή ο εντοπισμός ενός άγνωστου χρήστη νερού Αρχές της ακουστικής καταγραφής Ο ακουστικός καταγραφέας ανιχνεύει ένα σήμα από την αναμετάδοση ενός θορύβου διαρροής μέσω μιας σωλήνωσης, είτε ως κύμα πίεσης διαμέσου του νερού, είτε καθώς μεταφέρεται μέσω του ίδιου του τοιχώματος του σωλήνα. Όπως και οι συσχετιστές θορύβου διαρροών, έτσι και οι ακουστικοί καταγραφείς, ενσωματώνουν έναν αισθητήρα επιταχυνσιόμετρου, είναι κατάλληλοι για την πλειοψηφία των καταστάσεων και χρησιμοποιούνται εύκολα με απλή τοποθέτησή τους σε ένα εξάρτημα, όπως ένας υδροφράχτης ή ένας πυροσβεστικός κρουνός Η χρήση ακουστικών καταγραφέων στο σύστημα διανομής Οι ακουστικοί καταγραφείς χρησιμοποιούνται, συνήθως, σε μια καθορισμένη περιοχή όπως μια περιφερειακή περιοχή με μετρητή ή μέρος μιας περιφερειακής περιοχής με μετρητή (Ζώνη Ελέγχου Διαρροών) όπου υπάρχουν υποψίες πιθανών απωλειών με τη μέτρηση της ελάχιστης νυχτερινής ροής. Αυτή είναι μια αποδοτική μέθοδος εντοπισμού διαρροών ή περιορισμού και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε οποιοδήποτε είδος δικτύου διανομής. Ο ακριβής εντοπισμός μιας διαρροής ή διαρροών, επιτρέπει στις ομάδες που χρησιμοποιούν συσκευές εντοπισμού διαρροών να καθορίσουν με ακρίβεια τη διαρροή στο σημείο ανασκαφής, για να μπορέσει να γίνει η απαραίτητη επισκευή. Οι ακουστικοί καταγραφείς ή καταγραφείς θορύβου εγκαθίστανται σε άμεσα προσιτά σημεία, όπως κρουνοί ή βαλβίδες, με τη χρήση δυνατού μαγνήτη και προγραμματίζονται για να ακούνε χαρακτηριστικά διαρροών. Τυπικά, ο θόρυβος καταγράφεται και αποθηκεύεται σε χρονικά διαστήματα του ενός δευτερολέπτου, για μια περίοδο δύο ωρών κατά τη διάρκεια της νύχτας, όταν ο θόρυβος στο υπόβαθρο είναι πιθανό να είναι χαμηλότερος. Με την καταγραφή και ανάλυση της έντασης και της συνοχής του θορύβου, κάθε καταγραφέας υποδεικνύει την πιθανή παρουσία (ή απουσία) διαρροής. Με απλά λόγια, η τεχνική χρησιμοποιεί τη βασική αρχή του όσο πιο δυνατός είναι ο θόρυβος, τόσο πιο κοντά στη διαρροή είναι ο καταγραφέας. Ο θόρυβος, ο οποίος δημιουργείται από μια διαρροή, τείνει να έχει μια, σχετικά, συνεπή ευρύτητα ή ηχηρότητα. Τα δεδομένα μπορούν να ανακτηθούν και να αναλυθούν επιτόπου ή να μεταφερθούν πίσω στο γραφείο, για να

315 αναλυθούν σε ηλεκτρονικό υπολογιστή. Οι ακουστικοί καταγραφείς μπορούν να τοποθετηθούν είτε μόνιμα στο δίκτυο, είτε να τεθούν σε λειτουργία σε συγκεκριμένα σημεία για μια περίοδο, η οποία καθορίζεται από το χρήστη π.χ. δύο νύχτες. Το Σχήμα παρουσιάζει έναν ακουστικό καταγραφέα και τον τρόπο χρήσης του. Οι καταγραφείς που τοποθετούνται γύρω από ένα μέρος του δικτύου περιλαμβάνουν την αναγνώριση καταγεγραμμένου ήχου από διαρροή, η οποία ακολουθείται από σύγκριση της ευρύτητας του ήχου στις διαφορετικές τοποθεσίες, για να καθοριστεί η κατά προσέγγιση θέση της διαρροής ή των διαρροών. Το Σχήμα παρουσιάζει τυπικές τοποθετήσεις καταγραφέων σε ένα σύστημα διανομής. Η τρέχουσα γενιά των καταγραφέων θορύβου περιλαμβάνει, επίσης, τη δυνατότητα σύντομων γραπτών μηνυμάτων και ασυρμάτου για αυξημένη ευελιξία στη χρήση. Αυτό παρέχει αμφίδρομη επικοινωνία και προσφέρει αποδοτική χρήση του καταγραφέα, όταν βρίσκεται σε μόνιμη λειτουργία. Σχήμα Ένας ακουστικός καταγραφέας και ο τρόπος χρήσης του Υπάρχει ένας αριθμός παραγόντων, ο οποίος μπορεί να επηρεάσει την αποδοτικότητα της ακουστικής ανίχνευσης διαρροών και αυτοί είναι: Κατανάλωση νερού Πίεση συστήματος Υλικό σωλήνα (ο όλκιμος χυτοσίδηρος είναι καλός αγωγός του ήχου, ενώ οι πλαστικοί σωλήνες είναι κακοί αγωγοί) Διάμετρος σωλήνα (οι σωλήνες μικρότερων διαμέτρων δημιουργούν καλύτερους θορύβους διαρροών, από ότι οι σωλήνες με μεγαλύτερες διαμέτρους)

316 Άλλοι θόρυβοι μέσα στο δίκτυο Μέγεθος της διαρροής, δηλαδή, μια μικρή τρύπα στο σωλήνα θα δημιουργήσει έναν πιο δυνατό θόρυβο από ότι μια μεγάλη τρύπα Σχήμα Τοποθετήσεις ακουστικών καταγραφέων μέσα σε ένα σύστημα διανομής (Kazantzis et al., 2003) Αναγνώριση πιθανής διαρροής Ένας καλός θόρυβος διαρροής θα δημιουργήσει ένα σταθερό συγκεντρωμένο ήχο, τυπικά, ένα επίπεδο ντεσιμπέλ με ψηλή κορυφή και μικρή διασπορά του ήχου. Τα αποτελέσματα του καταγραφέα από μια περιοχή δεν πρέπει να αναλύονται απομονωμένα, αλλά πρέπει να συγκρίνονται μεταξύ τους, για να καθοριστεί η σημασία του πιθανού θορύβου διαρροής από την ομάδα. Τα Σχήματα και παρουσιάζουν εκτυπώσεις από έναν ακουστικό καταγραφέα, οι οποίες υποδεικνύουν πιθανή διαρροή και καθόλου διαρροή αντίστοιχα. Γενικά, οι μεγάλες διασπορές, χωρίς ξεκάθαρα καθορισμένες κορυφές, είναι φυσιολογικές όταν δεν υπάρχουν διαρροές.

317 Σχήμα Εκτύπωση από ακουστικό καταγραφέα η οποία υποδεικνύει πιθανή διαρροή Σχήμα Εκτύπωση από ακουστικό καταγραφέα η οποία δεν υποδεικνύει διαρροή Τακτική ή τυχαία ακρόαση Όταν δεν υπάρχουν Ζώνες ή περιφερειακές περιοχές με μετρητές, το πρώτο στάδιο της ανίχνευσης διαρροών μπορεί να είναι μια έρευνα ακρόασης με μια παραδοσιακή ράβδο ακρόασης, μια ηλεκτρονική ράβδο ακρόασης ή μια συστηματική έρευνα με τη χρήση ακουστικών καταγραφέων. Στη συνέχεια, χρησιμοποιούνται συσχετιστές θορύβων διαρροής ή γαιόφωνα για να καθοριστεί η ακριβής τοποθεσία της διαρροής. Αυτό το σύστημα έρευνας βυθομέτρησης ρουτίνας είναι χρονοβόρο και όχι τόσο αποδοτικό, σε όρους συγκέντρωσης σε περιοχές όπου υπάρχουν πιθανές διαρροές. Ο τεχνικός διαρροών μπορεί, συχνά, να ελέγχει για διαρροές σε τμήματα του δικτύου στα οποία δεν υπάρχουν. Παρόλα αυτά όμως, η τακτική βυθομέτρηση προσφέρει συστηματική επιθεώρηση του συστήματος και μπορεί να παρατηρηθούν και να αναφερθούν άλλα προβλήματα.

318 6.3.2 Τεχνικές Ακουστικού Εντοπισμού Διαρροών Μετά από μια επιτυχημένη άσκηση ανίχνευσης διαρροών σε μια περιφερειακή περιοχή με μετρητή ή σε μια ζώνη με ακουστικούς καταγραφείς ή βηματικό έλεγχο, το επόμενο στάδιο είναι να εξακριβωθεί η ακριβής τοποθεσία της διαρροής. Η άσκηση εντοπισμού τοποθεσίας της διαρροής θα συγκεντρωθεί σε συγκεκριμένα τμήματα της περιφερειακής περιοχής με μετρητή, στα οποία υπάρχουν υποψίες ότι βρίσκονται οι πιθανές διαρροές. Αν δεν έχει πραγματοποιηθεί μια άσκηση εντοπισμού διαρροών, μπορεί να πραγματοποιηθεί μια έρευνα τοποθεσίας διαρροών για ολόκληρη την περιφερειακή περιοχή με μετρητή. Παρόλο που αυτή η μέθοδος μπορεί να μην είναι τόσο αποδοτική, παρέχει συστηματικό έλεγχο της περιφερειακής περιοχής με μετρητή και πολύ πιθανό να οδηγήσει στην αναγνώριση και άλλων προβλημάτων εκτός από τις διαρροές. Αυτή η μέθοδος είναι ιδιαίτερα χρήσιμη, όταν δημιουργείται για πρώτη φορά μια περιφερειακή περιοχή με μετρητή. Υπάρχουν αρκετές μέθοδοι, οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον εντοπισμό της διαρροής ή του σπασμένου σωλήνα και καθώς δημιουργείται καινούριος εξοπλισμός, οι τεχνικές αλλάζουν και εξελίσσονται. Είναι, επίσης, αλήθεια ότι μέρος του εξοπλισμού για εντοπισμό των διαρροών λειτουργεί καλύτερα σε κάποια συστήματα διανομής παρά σε κάποια άλλα. Καμιά από τις μεθόδους, οι οποίες θα περιγραφούν σε αυτό το κεφάλαιο, δεν είναι εντελώς αλάνθαστες και δεν μπορούν να υποτιμηθούν η δεξιότητα και η εμπειρία/κίνητρο του χειριστή στον εντοπισμό μιας διαρροής. Όλες οι μέθοδοι έρευνας, οι οποίες περιγράφονται, στηρίζονται στο γεγονός ότι η διαρροή θα προκαλεί κάποιο θόρυβο, με εξαίρεση τους ανιχνευτές εδάφους και μια τεχνική, η οποία χρησιμοποιεί αέριο για να ανιχνεύσει τη διαρροή Άμεση ακρόαση και έμμεση ακρόαση Η πιο κοινή μέθοδος για καθορισμό της θέσης μιας διαρροής είναι η άμεση ακρόαση.ο τεχνικός διαρροών ψάχνει για το χαρακτηριστικό ήχο της διαρροής τοποθετώντας μια συσκευή ακρόασης πάνω σε έναεξάρτημα, όπως ένα υδροφράχτη, ένα κρουνό ή μια στρόφιγγα. Η επιφανειακή ή έμμεση ακρόαση είναι μια μέθοδος κατά την οποία η ακουστικήακρόαση γίνεται στην επιφάνεια κατευθείαν πάνω από τη σωλήνωση, για νακαθοριστεί η τοποθεσία της μέγιστης έντασης του ήχου. Ο μέγιστος ήχος είναι, συχνά,κατευθείαν πάνω από τη διαρροή και είναι μια μέθοδος επαλήθευσης του εντοπισμούμε τη χρήση άλλης τεχνικής.

319 Εξοπλισμός ο οποίος χρησιμοποιείται κατά την ακρόαση Υπάρχει μια ποικιλία τύπων εξοπλισμού, οι οποίοι χρησιμοποιούνται για τον εντοπισμό διαρροών μέσω του ήχου που δημιουργείται από τη διαρροή ή το σπάσιμο. Υπάρχουν μερικοί παραδοσιακοί τύποι οργάνων, οι οποίοι συνεχίζουν να χρησιμοποιούνται ευρέως για τον εντοπισμό διαρροών και μια ποικιλία ηλεκτρονικών μεθόδων, οι οποίες έχουν αναπτυχθεί τα τελευταία είκοσι χρόνια. Ο πιο κοινός εξοπλισμός που χρησιμοποιείται για βυθομέτρηση είναι: Στηθοσκόπιο ή ράβδος ακρόασης Ηλεκτρονικοί ανιχνευτές διαρροών Γαιόφωνο Συσχετιστής θορύβου διαρροής Ο ηλεκτρονικός καταγραφέας συσχέτισης Βασική ράβδος ακρόασης και Ηλεκτρονική ράβδος ακρόασης Το στηθοσκόπιο ή ράβδος ακρόασης αποτελεί ένα μη δαπανηρό αλλά αξιόπιστο ακουστικό όργανο εδώ και πολλά χρόνια. Στις περισσότερες περιπτώσεις, είναι το πρώτο όργανο, το οποίο χρησιμοποιεί ο τεχνικός διαρροών στην αναζήτησή του για εντοπισμό μιας διαρροής. Οι ράβδοι ακρόασης είναι διαθέσιμες σε διάφορα σχήματα και μεγέθη και μπορούν να κατασκευαστούν από διαφορετικά είδη ξύλου ή μέταλλα. Αυτή η συσκευή είναι πολύ απλή στη χρήση το ένα άκρο τοποθετείται πάνω σε ένα εξάρτημα, όπως ένας υδροφράχτης ή μια στρόφιγγα και το άλλο τοποθετείται κοντά στο αυτί. Ο θόρυβος της διαρροής μεταφέρεται από το εξάρτημα στο αυτί. Οι ράβδοι ακρόασης κατασκευάζονται από μια ποικιλία υλικών. Η πρώτη ράβδος ακρόασης ήταν κατασκευασμένη από ξύλο. Μερικές ράβδοι ακρόασης μπορούν να έχουν τηλεσκοπική μορφή, για να μπορούν να χρησιμοποιούνται για βυθομέτρηση πάνω από τα κλειδιά των βαλβίδων. Τα στηθοσκόπια μπορούν να χρησιμοποιηθούν είτε για άμεση, είτε για έμμεση βυθομέτρηση. Είναι σημαντικό να σημειωθεί, ότι η επιτυχημένη χρήση μιας ράβδου ακρόασης εξαρτάται από την καλή ακοή του χειριστή. Το Σχήμα παρουσιάζει έναν τεχνικό διαρροών να πραγματοποιεί βυθομέτρηση με μια παραδοσιακή ράβδο ακρόασης.

320 Σχήμα Ένας τεχνικός διαρροών πραγματοποιεί ακρόαση με παραδοσιακή ράβδο ακρόασης (Pilcher et al., 2008) Η ηλεκτρονική μορφή της ράβδου ακρόασης, γενικά, αποτελείται από ένα μικρόφωνο, ενισχυτή και ένα συνδυασμό φίλτρων συχνοτήτων. Η έξοδος του ενισχυτή αλληλεπιδρά με μια οθόνη χειρός και ακουστικά, τα οποία μειώνουν σε μεγάλο βαθμό τους θορύβους στο υπόβαθρο. Τα μοντέρνα συστήματα είναι εύκολα στη χρήση και περιλαμβάνουν, συνήθως, ένα τρίποδο, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε τραχιές επιφάνειες, αιχμηρό αισθητήρα χειρός για χρήση σε μαλακό έδαφος ή για άμεση χρήση πάνω σε εξάρτημα. Με αυτό τον τρόπο, αυτό το όργανο μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε για άμεση, είτε για έμμεση ακουστική βυθομέτρηση διαρροών. Τόσο η βασική ράβδος ακρόασης, όσο και η ηλεκτρονική μορφή της, συνεχίζουν να χρησιμοποιούνται ευρέως από την πλειοψηφία των μηχανικών διαρροών για: Τακτικές ή τυχαίες έρευνες σε ένα σύστημα ή ένα μέρος του συστήματος, όπως μια περιφερειακή περιοχή με μετρητή, βυθομέτρηση σε όλα τα εξαρτήματα Έρευνα ακρόασης μόνο σε βαλβίδες και κρουνούς Επιβεβαίωση της θέσης της διαρροής, η οποία εντοπίστηκε από άλλα όργανα, δηλαδή, συσχετιστή θορύβου διαρροών ή γαιόφωνο Το γαιόφωνο Το γαιόφωνο είναι ένα εύκολο στη χρήση εργαλείο ανίχνευσης διαρροών τόσο για άμεση, όσο και για έμμεση βυθομέτρηση. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον εντοπισμό διαρροών τοποθετώντας το σε ένα εξάρτημα, όπως ένας υδροφράχτης, με ένα μαγνήτη ή μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην επιφάνεια του εδάφους κατευθείαν πάνω από τη σωλήνωση. Σε αυτή την έμμεση τεχνική

321 βυθομέτρησης, το γαιόφωνο μετακινείται στην έκταση της επιφάνειας, με το χειριστή να σημειώνει τις αλλαγές στην ένταση του ήχου, καθώς το μικρόφωνο πλησιάζει το σημείο της διαρροής. Υπάρχουν μορφές της συσκευής, οι οποίες περιλαμβάνουν οθόνη παρουσίασης των ήχων, κάτι το οποίο μπορεί να διευκολύνει το χειριστή. Επίσης, πολλοί χειριστές χρησιμοποιούν ακουστικά για να μειώσουν ή να αποκόψουν εντελώς εξωτερικούς θορύβους στο υπόβαθρο. Το Σχήμα παρουσιάζει έναν τεχνικό διαρροών να χρησιμοποιεί ένα γαιόφωνο. Το γαιόφωνο χρησιμοποιείται, συχνά, για να επιβεβαιώσει την ακριβή θέση μιας διαρροής, η οποία έχει ήδη εντοπιστεί από συσχετιστή θορύβου διαρροών, για να διασφαλιστεί ότι η εκσκαφή για την επιδιόρθωση θα γίνει με ακρίβεια. Σχήμα Τεχνικός διαρροών ο οποίος χρησιμοποιεί γαιόφωνο (Pilcher et al., 2008) Η αρχή της συσχέτισης θορύβου διαρροής Ο συσχετιστής θορύβου διαρροής είναι παρόμοιος με τον παραδοσιακό ακουστικό εξοπλισμό στο ότι εξαρτάται από το θόρυβο, ο οποίος δημιουργείται από τη διαρροή σε μια θαμμένη σωλήνωση. Παρόλα αυτά όμως, η θεμελιώδης διαφορά είναι ότι με τη διαδικασία συσχέτισης του θορύβου διαρροής ο ήχος παραλαμβάνεται από αισθητήρες οι οποίοι τοποθετούνται σε δύο περιοχές, δηλαδή, είναι τοποθετημένοι σε δύο εξαρτήματα, όπως υδροφράχτες στη σωλήνωση σε κάθε πλευρά της πιθανής διαρροής. Αυτός ο θόρυβος, με τη μορφή μικρής δόνησης, μεταφέρεται μακριά από τη διαρροή και στις δύο κατευθύνσεις κατά μήκος του τοιχώματος του σωλήνα με μια σταθερή ταχύτητα. Αυτή η ταχύτητα εξαρτάται από τη διάμετρο και το υλικό του σωλήνα. Ο θόρυβος από τη διαρροή φθάνει πρώτα στον αισθητήρα, ο οποίος βρίσκεται πιο κοντά στη διαρροή. Η

322 διαφορά χρόνου ανάμεσα στις δύο αφίξεις, σε συνδυασμό με τις γνώσεις για τον τύπο του σωλήνα και το μήκος (ανάμεσα στη θέση των αισθητήρων), παρέχει τη δυνατότητα υπολογισμού της θέσης της διαρροής από το συσχετιστή. Ανάλογα με τις τοπικές συνθήκες, η ακρίβεια με την οποία εντοπίζεται μια διαρροή μπορεί να είναι μέχρι και μερικά εκατοστά. Αυτή η αρχή συσχέτισης παρουσιάζεται εικονογραφικά στο Σχήμα Η βασική εξίσωση συσχέτισης είναι: Όπου, L είναι η θέση της διαρροής, D είναι η διάμετρος του σωλήνα, V είναι η ταχύτητα του ήχου που ταξιδεύει διαμέσου του σωλήνα και T d είναι η διαφορά χρόνου μεταξύ των δύο χρόνων άφιξης. Είναι, επίσης, πιθανό να συσχετιστεί ο ήχος της διαρροής που ταξιδεύει διαμέσου του νερού μέσα στο σωλήνα, με τη σύνδεση υδρόφωνων σε κρουνούς ή παρόμοια εξαρτήματα, τα οποία ακούνε άμεσα το νερό. Σε αυτή την περίπτωση, ο ήχος μεταφέρεται μέσω του νερού ως κύμα πίεσης και μπορεί να οδηγήσει σε πιο ακριβή αποτελέσματα. Σχήμα Η αρχή της συσχέτισης θορύβου διαρροής (Pilcher et al., 2008) Ο αναλογικός συσχετιστής Η δημιουργία του συσχετιστή θορύβου διαρροών είχε σαν αποτέλεσμα δραματική βελτίωση στη δραστηριότητα εντοπισμού διαρροών. Στη δεκαετία του 1980, ο

323 συσχετιστής αναπτύχθηκε με την εισαγωγή συνδέσμων ραδιοφώνου, οι οποίοι πρόσφεραν πολύ γρηγορότερη λειτουργία και η διαδικασία εντοπισμού διαρροών έγινε πολύ πιο γρήγορη. Κατά τη διάρκεια των δεκαετιών του 1980 και 1990, το σήμα των διαρροών διαρκώς ενισχυόταν και φιλτραριζόταν, η ανάλυσή του μειωνόταν για μετάδοση και στη συνέχεια, ένα αναλογικό σήμα μεταδιδόταν συνεχώς με όσο μεγαλύτερη ισχύ ραδιοφωνικών συχνοτήτων επιτρεπόταν. Αυτή η προσέγγιση παραμένει, ουσιαστικά, αμετάβλητη σήμερα στους αναλογικούς συσχετιστές. Με τον τρόπο αυτό, κατά τη διάρκεια των τελευταίων 20, περίπου, χρόνων ο συσχετιστής αναπτύχθηκε από μια συσκευή η οποία είχε το μέγεθος χρηματοκιβωτίου και απαιτούσε από δύο άντρες μισή μέρα για να εντοπίσουν μια διαρροή, σε μια συσκευή, η οποία χωράει σχεδόν στην παλάμη των χειριστών και εντοπίζει διαρροές μέσα σε λεπτά Ο ψηφιακός συσχετιστής Ο πρώτος ψηφιακός συσχετιστής δημιουργήθηκε από την Flow Metrix Inc. στα τέλη της δεκαετίας του 1990 και εισήχθηκε στην αγορά στις αρχές του 21 ου αιώνα. Το Σχήμα παρουσιάζει ένα μοντέρνο συσχετιστή εν χρήσει. Ο ψηφιακός συσχετιστής προσφέρει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα σε σχέση με τον αναλογικό προκάτοχό του: Ανώτερη απόδοση στον εντοπισμό διαρροών σε όλα τα υλικά σωλήνων (ειδικά στο πλαστικό) και σε όλα τα μεγέθη Πιο γρήγορη και πιο εύκολη χρήση, ειδικά για χειριστές με λιγότερη εμπειρία Ανεπτυγμένες τεχνικές επεξεργασίας σημάτων Δεν υπάρχουν παρεμβολές ή απώλεια δεδομένων στις ψηφιακές ραδιοφωνικές μεταδόσεις

324 Σχήμα Ο μοντέρνος συσχετιστής εν χρήσει (Pilcher et al., 2008) Συσχετιστές θορύβων διαρροών διαφορετικών επιπέδων Οι συσχετιστές θορύβου διαρροών είναι διαθέσιμοι από τους κατασκευαστές σε διαφορετικά επίπεδα πολυπλοκότητας και τιμής. Συχνά, ονομάζονται συσχετιστές εισαγωγικού επιπέδου, επιπέδου μεσαίου εύρους και ανεπτυγμένου επιπέδου. Εισαγωγικό Επίπεδο: αυτοί οι συσχετιστές είναι αρκετά βασικοί, έχουν περιορισμένες λειτουργίες, αλλά είναι εύκολοι στη χρήση. Έχουν μόνο ένα κανάλι για ραδιοφωνική σύνδεση, το οποίο μπορεί να αποτελεί μειονέκτημα, όταν η συσχέτιση γίνεται από μεγάλη απόσταση. Επίπεδο Μεσαίου Εύρους: υπάρχουν διαθέσιμες περισσότερες λειτουργίες για το χειριστή, αλλά αυτό το είδος συσχετιστή εξακολουθεί να είναι εύκολο στη χρήση. Αυτός είναι ο τύπος συσχετιστή, ο οποίος βοηθά το χειριστή να εντοπίσει τους περισσότερους τύπους διαρροών. Ανεπτυγμένο Επίπεδο: για τη λειτουργία αυτού του συσχετιστή απαιτείται ένας έμπειρος και καλά εκπαιδευμένος τεχνικός. Περιλαμβάνει ανεπτυγμένες λειτουργίες και με την τρι-συσχέτιση είναι δυνατό να εντοπιστούν και οι πιο δύσκολες διαρροές που εμφανίζονται στα δίκτυα. Με αυτό τον τύπο συσχετιστή, είναι διαθέσιμη και μια έκδοση για φορητούς ηλεκτρονικούς υπολογιστές, κάτι το οποίο κάνει αυτόν τον τύπο τον πιο δαπανηρό Χρήση του συσχετιστή θορύβου διαρροών Ο συσχετιστής θορύβου διαρροών, είτε είναι αναλογικού, είτε ψηφιακού τύπου, μπορεί να χρησιμοποιηθεί με δύο τρόπους: Σαν εργαλείο εντοπισμού διαρροών από το χειριστή, ο οποίος πραγματοποιεί μια έρευνα από δρόμο σε δρόμο, για να εντοπίσει τη διαρροή σε ένα συγκεκριμένο τμήμα της σωλήνωσης

325 Σαν εργαλείο εξακρίβωσης μετά από μια άσκηση εντοπισμού διαρροών Σε μικρές περιφερειακές περιοχές με μετρητή μερικοί επαγγελματίες θεωρούν την πραγματοποίηση μιας έρευνας συσχέτισης εξίσου αποδοτική με την πραγματοποίηση μιας άσκησης εντοπισμού διαρροών με τη χρήση ακουστικών καταγραφέων και επακόλουθο εντοπισμό. Οι σύγχρονοι τύποι οργάνων μπορούν να τύχουν χειρισμού από ένα άτομο, αλλά πολλές εταιρίες ύδρευσης τείνουν να έχουν ομάδες εντοπισμού διαρροών των δύο ή ακόμα και των τριών ατόμων. Το Σχήμα παρουσιάζει τις αρχές συσχέτισης και την απλότητα στον εντοπισμό μιας πιθανής διαρροής με τη χρήση δύο μικροφώνων συνδεδεμένων σε ένα εξάρτημα σωληνώσεων, όπως ένας υδροφράχτης, σε κάθε πλευρά της πιθανής διαρροής. Στη συνέχεια, ο χειριστής τρέχει τη συσχέτιση και το μηχάνημα υπολογίζει τη θέση της διαρροής με βάση τους υπολογισμούς. Σχήμα Μια τυπική παρουσίαση της θέσης μιας διαρροής από ένα συσχετιστή (Pilcher et al., 2008) Υπάρχει μεγάλο εύρος συσχετιστών αυτή τη στιγμή στην αγορά, με διάφορα επίπεδα πολυπλοκότητας και ανάλογη διαφορά στο κόστος. Υπάρχει ένας τύπος συσχετιστή, ο οποίος περιλαμβάνει ενσωματωμένο GPS (παγκόσμιο σύστημα εντοπισμού θέσης) και αυτό προσφέρει συνδέσεις με GIS (μια βάση δεδομένων του δικτύου σωλήνων) ενσωματωμένες στο μηχάνημα. Με ένα απλό κλικ στη θέση των αισθητήρων πάνω στο χάρτη, θα χρησιμοποιηθούν αυτόματα για τη συσχέτιση οι σωστές αποστάσεις μεταξύ και των δύο αισθητήρων καθώς και η ταχύτητα του ήχου. Αυτό σημαίνει ότι δεν υπάρχει ανάγκη να μετρηθούν οι αποστάσεις με τροχό μέτρησης ή να εισαχθούν το υλικό και η διάμετρος του εν λόγω σωλήνα. Το Σχήμα παρουσιάζει χαρακτηριστικό παράθυρο λειτουργείας από τέτοιο συσχετιστή.

326 Σχήμα Ο σύγχρονος ανεπτυγμένος συσχετιστής έχει ενσωματωμένο σύστημα χαρτογράφησης (Pilcher et al., 2008) Ο ψηφιακός καταγραφέας συσχέτισης Το 2000 δημιουργήθηκε ένας συνδυασμένος ακουστικός καταγραφέας και συσχετιστής θορύβου διαρροών. Αυτός ο εξοπλισμός συνδυάζει τη διαδικασία ακουστικής καταγραφής ή καταγραφής θορύβου και της συσχέτισης θορύβου διαρροών (εντοπισμός της θέσης της διαρροής) σε μια λειτουργία. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα βελτιωμένη αποδοτικότητα και επακόλουθη μείωση στα λειτουργικά κόστη. Αυτό το σύστημα έχει το πλεονέκτημα μείωσης του χρόνου αναμονής μεταξύ της αναγνώρισης του ήχου μιας διαρροής και του εντοπισμού της διαρροής, μειώνοντας με αυτό τον τρόπο το χρόνο ύπαρξης της διαρροής και πιθανώς, το κόστος επισκευής. Το Σχήμα παρουσιάζει ένα ψηφιακό καταγραφέα συσχέτισης και τη χρήση του. Η τοποθέτηση των καταγραφέων σχεδιάζεται με τη χρήση ενός συστήματος χαρτογράφησης. Μεταφέρονται μέσα στο σύστημα (συχνά μέσα σε μια περιφερειακή περιοχή με μετρητή) και τοποθετούνται, τυπικά, σε απόσταση 150 μέτρων μεταξύ τους ή λιγότερο. Οι καταγραφείς λειτουργούν, γενικά, κατά τη διάρκεια μιας νύχτας και ο ήχος καταγράφεται κατά τη διάρκεια τριών διαφορετικών περιόδων, για να διασφαλιστεί ότι διαχωρίζεται η χρήση από τους συνδρομητές και η διαρροή. Τα δεδομένα από τους θορύβους διαρροών αποθηκεύονται σε ένα σκληρό δίσκο και συσχετίζονται, για να καθοριστεί η θέση της διαρροής (ή των διαρροών). Τα αρχεία των θορύβων διαρροών μπορούν να μεταφορτωθούν, είτε δια χειρός, είτε μέσω ασυρμάτου (με κεραία τοποθετημένη στο όχημα περιπολίας) και στη συνέχεια μπορούν να τρέξουν πολλαπλά σενάρια συσχέτισης από τον ηλεκτρονικό υπολογιστή του γραφείου. Μόλις εντοπιστεί η διαρροή στο γραφείο, ένας τεχνικός εντοπισμού μπορεί να σταλεί για να εξακριβώσει την ακριβή τοποθεσία της διαρροής. Συχνά, οι συσχετίσεις που

327 πραγματοποιούνται από το γραφείο μπορεί να είναι μέσα σε ένα μέτρο από τη θέση της διαρροής. Σχήμα Ο ψηφιακός καταγραφέας συσχέτισης (Pilcher et al., 2008) Σχήμα Ασύρματος καταγραφέας συσχέτισης θορύβου με σύστημα συναγερμού (Pilcher et al., 2008) Μη ακουστικές τεχνικές εντοπισμού διαρροών Γεωραντάρ (GPR) Υπάρχουν περιπτώσεις στις οποίες μια διαρροή δημιουργεί πολύ λίγο ή καθόλου θόρυβο και για το λόγο αυτό, ο εντοπισμός της μπορεί να καταστήσει ακόμα και τους πιο ανεπτυγμένους συσχετιστές θορύβου διαρροών αναποτελεσματικούς.

328 Μπορεί να υπάρχουν άλλοι λόγοι για τους οποίους είναι δύσκολο να εντοπιστεί μια διαρροή ή διαρροές μέσω συσχέτισης. Μπορεί να είναι ένας δρόμος ή ένας αυτοκινητόδρομος, ο οποίος περιέχει πολλούς αγωγούς νερού ή απλά, ο θόρυβος, ο οποίος δημιουργείται από αντλίες ή βαλβίδες μείωσης της πίεσης. Μια εναλλακτική, πλην δαπανηρή, μέθοδος εντοπισμού μιας διαρροής είναι η μέθοδος του γεωραντάρ. Αυτή είναι μια συσκευή, η οποία δημιουργήθηκε τα τελευταία χρόνια και χρησιμοποιείται κυρίως για τον εντοπισμό και την εξέταση σωλήνων, καλωδίων και άλλων θαμμένων αντικειμένων. Οι διαρροές νερού μπορούν να εντοπιστούν μέσω παρατήρησης των διαταραχών του εδάφους ή των κοιλοτήτων γύρω από το σωλήνα. Το Σχήμα παρουσιάζει ένα γεωραντάρ, το οποίο χρησιμοποιείται για εντοπισμό διαρροών. α) Γεωραντάρ β) Μεγέθυνση στην οθόνη Σχήμα Εντοπισμός διαρροών με τη χρήση γεωραντάρ (Pilcher et al., 2008) Αέριο ανίχνευσης Η έγχυση αερίου και οι τεχνικές ανίχνευσης για τον εντοπισμό διαρροών δε χρησιμοποιούνται τόσο συχνά σήμερα όσο πριν από 20 χρόνια. Αυτό συμβαίνει, κυρίως, λόγω της ανάπτυξης των ακουστικών τεχνικών. Παρόλα αυτά όμως, για διαρροές σε αγωγούς με χαμηλή πίεση, ειδικά σε μη μεταλλικούς σωλήνες ή σε συνδέσεις υποστατικών και σε άλλους σωλήνες μικρών διαμέτρων, μπορεί να χρησιμοποιηθεί συχνά η έγχυση αερίου και οι τεχνικές ανίχνευσης. Η διαρροή εντοπίζεται γεμίζοντας το σωλήνα με αέριο εντοπισμού, κυρίως, βιομηχανικό υδρογόνο (περίπου 95% Άζωτο και 5% Υδρογόνο ή Ήλιο), το οποίο διαφεύγει από το σημείο της διαρροής και εντοπίζεται με ακρίβεια με ένα αισθητήρα «οσμής» στην επιφάνεια. Το αέριο εντοπισμού, το οποίο είναι μη εύφλεκτο και μη τοξικό, έχει τη δυνατότητα να διεισδύει γρήγορα σε όλα τα υλικά (το Υδρογόνο είναι το μικρότερο και ελαφρύτερο στοιχείο, ενώ το Ήλιο το δεύτερο μικρότερο και ελαφρύτερο). Το κύριο πλεονέκτημα αυτής της τεχνικής είναι η ταχύτητα εντοπισμού, με το αέριο να

329 διαλύεται διαμέσου του εδάφους πάνω από τη σωλήνωση πολύ γρήγορα, παρόλο που σε πιο συμπαγείς επιφάνειες, όπως σκυρόδεμα, η διαδικασία είναι πιο αργή. Αυτή η μέθοδος εντοπισμού διαρροών θεωρείται από πολλούς επαγγελματίες πολύ εξειδικευμένη και θα κληθεί ένας ειδικός εμπειρογνώμονας για να τη φέρει εις πέρας Υπέρυθρη Θερμογραφία Στην Αμερική πραγματοποιούνται οι πρώτες δοκιμές για υπέρυθρη επιθεώρηση των υπόγειων διαρροών. Η βασική αρχή είναι ότι το νερό από τη διαρροή έχει διαφορετική θερμοκρασία από αυτό του περιβάλλοντος εδάφους και μια θερμογραφική κάμερα μπορεί μερικές φορές να διακρίνει αυτή τη διαφορά στη θερμοκρασία Εντοπισμός διαρροών σε κύριους αγωγούς ή αγωγούς μεταφοράς Οι κύριοι αγωγοί ή οι αγωγοί μεταφοράς είναι σωλήνες με μεγάλες διαμέτρους (γενικά, διαμέτρους μεγαλύτερες από 300mm) και σε πολλά δίκτυα χρησιμοποιούνται για να μεταφέρουν νερό από την πηγή, από εγκαταστάσεις επεξεργασίας και ταμιευτήρες. Χρησιμοποιούνται, επίσης, για να μεταφέρουν νερό από τους ταμιευτήρες, στο κυρίως σύστημα διανομής. Αν σπάσει ένας κύριος αγωγός ή εμφανιστεί μια σοβαρή βλάβη σε ένα εξάρτημα, όπως σε μια βαλβίδα αέρα ή σε απόπλυση, είναι, συχνά, εμφανή και για αυτό αναφέρονται και διορθώνονται. Οι μικρότερες διαρροές, οι οποίες εμφανίζονται σε μια σύνδεση, μπορεί να μην εντοπιστούν και να υφίστανται για μεγάλο χρονικό διάστημα. Ο εντοπισμός διαρροών σε κύριους αγωγούς μπορεί να είναι πιο δύσκολος και δαπανηρός από ότι στο κανονικό σύστημα διανομής. Συστήνεται να γίνεται κάποια αναλυτική εργασία πριν πραγματοποιηθεί μια άσκηση εντοπισμού διαρροών, δηλαδή, είναι κατανοητή η διάταξη του συστήματος μετάδοσης, έχουν εξακριβωθεί οι μετρητές, υπάρχουν εμφανείς απώλειες; Όταν απαντηθούν οι πιο πάνω ερωτήσεις και υπάρχουν ενδείξεις ότι υπάρχουν διαρροές στο σύστημα μετάδοσης, τότε υπάρχουν διαθέσιμες αρκετές επιλογές για το μηχανικό διαρροών.

330 Περπάτημα και ακρόαση Σε πολλές περιπτώσεις, εμφανίζονται διαρροές σε αποπλύσεις, βαλβίδες αέρα και άλλα εξαρτήματα. Αρχικά, μπορούν να εντοπιστούν διαρροές περπατώντας στη γραμμή του κύριου αγωγού και πραγματοποιώντας ακρόαση στα εξαρτήματα Συσχετιστές θορύβου διαρροών Μερικοί από τους πιο εξειδικευμένους (και πιο ακριβούς) συσχετιστές έχουν χρησιμοποιηθεί με πολλή επιτυχία σε κύριους αγωγούς, αλλά ο περιοριστικός παράγοντας μπορεί να είναι η απόσταση μεταξύ των εξαρτημάτων. Η εγκατάσταση σημείων συσχέτισης μπορεί να βοηθήσει στην αντιμετώπιση του προβλήματος της απόστασης Ακουστική τεχνολογία μέσα σε σωλήνες Με αυτό το σύστημα εισάγεται σε έναν αγωγό υπό πίεση ένας αισθητήρας ή η κεφαλή ενός αισθητήρα, μέσω ενός σημείου διαμέτρου 50mm. Η ροή του νερού μεταφέρει τον αισθητήρα μέσα στο σωλήνα και οι διαρροές εντοπίζονται με την ανάλυση των ακουστικών σημάτων που δημιουργούνται από τις διαρροές στα τοιχώματα του σωλήνα ή στις συνδέσεις. Όταν εντοπιστεί μια πιθανή διαρροή, ο αισθητήρας μπορεί να σταματήσει στη θέση της διαρροής. Είναι δυνατό να ελεγχθούν 2 χιλιόμετρα ανά διείσδυση. Το σύστημα «Σαχάρα» είναι ένα παράδειγμα αυτής της τεχνολογίας και παρουσιάζεται στο Σχήμα Σχήμα Ένα παράδειγμα ακουστικής τεχνολογίας μέσα σε σωλήνες(pilcher et al., 2008) Άλλες μέθοδοι εντοπισμού διαρροών σε κύριους αγωγούς Υπάρχουν αρκετές άλλες μέθοδοι εντοπισμού, οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να εντοπίσουν μια διαρροή σε ένα κύριο αγωγό και αυτές είναι: Γεωραντάρ

331 Βηματικός έλεγχος Έλεγχος πίεσης Αεροφωτογραφίες Σύγκριση χλωρίδας και συνθηκών εδάφους 6.4 Αντικατάσταση σωλήνων και παρελκόμενων (Αυτό το κεφάλαιο αποτελεί ανασχεδιασμένη εκδοχή του άρθρου του Goodman, 2011 και χρησιμοποιείται με τη σχετική άδεια) Αυτό το κεφάλαιο συγκεντρώνεται σε βήματα στην ανάπτυξη ενός πετυχημένου προγράμματος αντικατάστασης σωλήνων σε μια τοπική εταιρεία διανομής (LDC). Θα εξετάσει τα στοιχεία ενός σχεδίου προγράμματος διαχείρισης ακεραιότητας διανομής (DIMP), τα οποία έχουν σχέση με την αντικατάσταση των σωλήνων και θα συζητήσει: Τα κοινά κριτήρια, τα οποία χρησιμοποιούνται για την ανάπτυξη ενός προγράμματος. Τον τρόπο ταξινόμησης και καθορισμού προτεραιότητας των τμημάτων σωλήνων. Συμβουλές για δημιουργία χρονοδιαγραμμάτων προγράμματος. Τη σημασία και τη χρησιμότητα συνεργασίας με κυβερνητικούς και τοπικούς αξιωματούχους. Την αποδοτικότητα που κερδίζεται από τη δημιουργία απλοποιημένων και πρακτικών προτύπων. Αναγνώριση πόρων προγράμματος. Ανάπτυξη ενός σχεδίου επικοινωνίας για το πρόγραμμα Κανονισμοί σχεδίου προγράμματος διαχείρισης ακεραιότητας διανομής (DIMP) Το σχέδιο προγράμματος διαχείρισης ακεραιότητας διανομής δεν απαιτεί οι τοπικές εταιρείες διανομής να εφαρμόσουν ένα πρόγραμμα αντικατάστασης, αλλά, καθώς οι εταιρείες δημιουργούν τα δικά τους σχέδια προγράμματος διαχείρισης ακεραιότητας διανομής, μερικές μπορεί να επιλέξουν να εφαρμόσουν ένα πρόγραμμα αντικατάστασης ή να επιταχύνουν ένα υπάρχον πρόγραμμα. Πιο κάτω παρατίθενται εφτά στοιχεία ενός σχεδίου προγράμματος διαχείρισης ακεραιότητας διανομής και το πώς μπορεί να σχετίζονται με ένα πρόγραμμα αντικατάστασης:

332 Γνώση: οι χειριστές πρέπει να αποκτήσουν μια κατανόηση των συστημάτων διανομής τους και να αναγνωρίζουν χαρακτηριστικά σωληνώσεων και υλικά, τα οποία μπορεί να περιλαμβάνουν χυτοσίδηρο, μη επενδυμένο χάλυβα, PVC, ABS και άλλα υλικά σωλήνα υψηλού κινδύνου. Αναγνώριση απειλών: οι χειριστές πρέπει να αναγνωρίσουν τις απειλές που επηρεάζουν ή θα μπορούσαν να επηρεάσουν τις σωληνώσεις διανομής. Αυτές οι απειλές μπορεί να συμπεριλαμβάνουν διάβρωση των μη επενδυμένων χαλύβδινων σωλήνων και ρηγμάτωση των σωλήνων από χυτοσίδηρο. Αξιολόγηση και ταξινόμηση κινδύνων: οι χειριστές πρέπει να αξιολογούν τους κινδύνους στις σωληνώσεις τους και τη σχετική σημασία κάθε απειλής. Υπάρχει μεγαλύτερος κίνδυνος διάβρωσης στο μη επενδυμένο χάλυβα, από ότι στον επενδυμένο και προστατευμένο χάλυβα. Μέτρα για αντιμετώπιση του κινδύνου: οι χειριστές πρέπει να καθορίσουν και να εφαρμόσουν μέτρα για να μειώσουν τους κινδύνους βλαβών στις σωληνώσεις τους. Αυτά τα μέτρα πρέπει να περιλαμβάνουν ένα αποτελεσματικό πρόγραμμα διαχείρισης διαρροών, το οποίο μπορεί να αναγνωρίσει μεγαλύτερο ρυθμό διαρροών στους σωλήνες από μη επενδυμένο χάλυβα και χυτοσίδηρο. Μέτρηση απόδοσης: οι χειριστές πρέπει να δημιουργήσουν και να παρακολουθούν μέτρα απόδοσης για να αξιολογούν την αποτελεσματικότητα του προγράμματος διαχείρισης ακεραιότητας τους. Ένα από τα υποχρεωτικά μέτρα είναι να περιοριστεί ή να επιδιορθωθεί ο αριθμός των επικίνδυνων διαρροών με βάση το υλικό. Αυτό μπορεί και πάλι να αναγνωρίσει συχνότερα συμβάντα διαρροών σε σωλήνες από μη επενδυμένο χάλυβα ή χυτοσίδηρο. Περιοδική αξιολόγηση και Βελτίωση: οι χειριστές πρέπει να επαναξιολογούν τους κινδύνους και τις απειλές σε ολόκληρη τη σωλήνωσή τους τουλάχιστον κάθε πέντε χρόνια και να εξετάζουν τη σχετικότητα των κινδύνων σε μια τοποθεσία, με άλλες περιοχές των συστημάτων τους. Η σύγκριση περιοχών του συστήματος με μη επενδυμένο χάλυβα και χυτοσίδηρο, με περιοχές με προστατευμένο χάλυβα και πλαστικό, μπορεί να δείξει μεγαλύτερες διαρροές στις περιοχές με μη επενδυμένο χάλυβα και χυτοσίδηρο. Αναφορά αποτελεσμάτων: οι χειριστές πρέπει να αναφέρουν σε ετήσια βάση τον αριθμό των επικίνδυνων και των ολικών διαρροών που εξαλείφθηκαν ή επισκευάστηκαν. Μια μέθοδος εξάλειψης διαρροών είναι η αντικατάσταση του σωλήνα που παρουσιάζει διαρροή.

333 6.4.2 Κριτήρια αντικατάστασης Το πρώτο βήμα στην προετοιμασία ενός προγράμματος αντικατάστασης είναι η επιλογή και η αξιολόγηση των τμημάτων σωλήνα, τα οποία θα αντικατασταθούν. Υπάρχουν χιλιάδες χιλιόμετρα αγωγών μη επενδυμένου χάλυβα και χυτοσιδήρου εν χρήσει. Αυτά είναι τα πιο κοινά υλικά σωλήνα, τα οποία επιλέγονται για αντικατάσταση. Τα περισσότερα προγράμματα αρχίζουν με την αναγνώριση και ποσοτικοποίηση διάφορων συνθηκών και απειλών, οι οποίες υπάρχουν στο σύστημα διανομής. Μερικές από αυτές τις συνθήκες και απειλές, τυπικά, περιλαμβάνουν: Περιοχές με χαμηλή πίεση, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε διακοπή υπηρεσιών και περιορισμένη ανάπτυξη. Πυκνοκατοικημένες περιοχές υψηλού κινδύνου. Ιστορικά διαρροών και συντήρησης, τα οποία υποδεικνύουν διαρροές με βάση αιτίες και υλικό σωλήνα. Μη επιθυμητά εδάφη: πηλός, οργανικά και διαβρωτικά εδάφη. Περιβαλλοντικά προβλήματα: περιοχές επιρρεπείς σε πλημμύρες ή κατολισθήσεις. Πρόσφατη ή προτεινόμενη παρακείμενη ή παρεισδυόμενη οικοδομή, δραστηριότητες, οι οποίες μπορεί να έχουν ως αποτέλεσμα αδήλωτη ζημιά και υπονόμευση Ταξινόμηση και Προτεραιότητες Μετά την αναγνώριση και ποσοτικοποίηση των συνθηκών και των πληροφοριών για τους κινδύνους, το επόμενο βήμα είναι η ταξινόμηση και η ανάθεση προτεραιοτήτων στα επιλεγμένα τμήματα σωλήνων. Υπάρχουν διαθέσιμες στο εμπόριο εφαρμογές αποφάσεων αντικατάστασης, οι οποίες βοηθούν στην επιλογή των υποψηφίων για αντικατάσταση, με τη χρήση παραγόντων κινδύνου καθορισμένους από την τοπική εταιρεία ύδρευσης. Μερικές τοπικές εταιρείες διανομής χρησιμοποιούν αλγόριθμους, τους οποίους δημιούργησαν οι ίδιοι, για να ταξινομήσουν και να αναθέσουν προτεραιότητα στα τμήματα των σωλήνων για αντικατάσταση. Οποιαδήποτε μέθοδος, τυπικά, χρησιμοποιεί: Ρυθμό εμφάνισης διαρροών διαρροές/χιλιόμετρα. Τοποθεσία τμήματος αστική, προαστιακή, κέντρο πόλεως. Συνθήκες επιφάνειας περιοχές με πεζοδρόμιο από τοίχο σε τοίχο Vs. ανοικτές περιοχές. Πυκνότητα πληθυσμού. Οικονομικά Περιφερειακά κόστη αντικατάστασης.

334 Η ανάθεση προτεραιοτήτων σε ανεξάρτητα έργα μπορεί να γίνει με την αντικατάσταση των τμημάτων που είναι σε χειρότερη κατάσταση πρώτα, μειώνοντας με αυτό τον τρόπο τα μελλοντικά έξοδα λειτουργίας και διαχείρισης (O&M). Μερικές τοπικές εταιρείες διανομής προτιμούν να αντικαθιστούν μεγάλες συνεχόμενες περιοχές, τις οποίες να μπορούν να αναβαθμίσουν σε ψηλότερη πίεση συστήματος. Ο συντονισμός έργων αντικατάστασης αγωγών με τα δημόσια έργα προωθεί καλύτερες σχέσεις με τους δημόσιους αξιωματούχους και μπορεί να βοηθήσει στη μείωση του κόστους τοποθέτησης νέου οδοστρώματος, αφού αυτό το κόστος μπορεί να μοιραστεί με τα δημόσια έργα βελτίωσης Χρονοδιάγραμμα προγράμματος Μετά τον καθορισμό του ολικού μήκους των σωλήνων που θα αντικατασταθούν, το επόμενο βήμα είναι ο καθορισμός του χρονοδιαγράμματος του προγράμματος και το αναμενόμενο ετήσιο μήκος αντικατάστασης. Επιρροή στον καθορισμό αυτού του χρονοδιαγράμματος θα έχει η διάρκεια της οικοδομικής περιόδου, η οποία μπορεί να είναι πολύ περιορισμένη λόγω των καιρικών συνθηκών, ειδικά σε βόρειες τοποθεσίες τοπικών εταιρειών διανομής και το διαθέσιμο κεφάλαιο σε δολάρια. Οι δύο αυτοί παράγοντες καθορίζουν το ετήσιο μήκος σωλήνων που θα αντικαθίσταται Δικαιοδοτική συνεργασία Είναι πάντα σκόπιμο να εξασφαλίζεται γρήγορη συμμετοχή από τη δικαιοδοτική κοινότητα, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε υποστήριξη για ανάκτηση του κόστους και συντονισμό στην οικοδομή. Οι δημόσιες επιτροπές κοινής ωφελείας (PUC) ενδιαφέρονται, συνήθως, για προγράμματα, τα οποία προωθούν την αξιοπιστία και την ασφάλεια. Ψάχνουν, επίσης, για προγράμματα αντικατάστασης που επιφέρουν μειώσεις στα έξοδα λειτουργίας και συντήρησης λόγω αντικατάστασης σωλήνων που έχουν διαρροές. Ένα σημαντικό θέμα συζήτησης με τους αξιωματούχους των δημόσιων επιτροπών κοινής ωφελείας είναι μια κοινά αποδεκτή στρατηγική τιμολόγησης περιπτώσεων, η οποία να περιλαμβάνει ανάκτηση κόστους αντικατάστασης. Η συνεργασία με αξιωματούχους των δημοσίων έργων πολύ πριν την έναρξη των εργασιών μπορεί να αποδειχθεί επωφελής για την επιτυχία του προγράμματος. Τα Τμήματα Δημοσίων Έργων (DPW) δεν εκτιμούν τις εκπλήξεις της τελευταία στιγμής, όσον αφορά οικοδομικές εργασίες στη δικαιοδοσία τους. Εκτιμούν και αναμένουν επαρκή προειδοποίηση όταν πρόκειται να πραγματοποιηθεί ένα μεγάλο πρόγραμμα αντικατάστασης στη δικαιοδοσία τους. Ο συντονισμός της

335 αντικατάστασης σωλήνων σε περιοχές, στις οποίες είναι προγραμματισμένες να πραγματοποιηθούν δημόσια βελτιωτικά έργα, μπορεί να εμποδίσει το σκάψιμο καινούριων οδοστρωμάτων στο μέλλον. Μπορείτε, επίσης, να αξιοποιήσετε την ευκαιρία και να διαπραγματευτείτε μια απλοποιημένη διαδικασία αδειοδότησης και να μοιραστείτε τα κόστη αποκατάστασης του οδοστρώματος Πρότυπα σχεδιασμού και έργων Μπορεί να είναι επωφελές να αναθεωρηθούν τα πρότυπα σχεδιασμού και να εξετάζεται η χρήση μιας απλοποιημένης προσέγγισης σχεδιασμού, για να μειωθεί ο χρόνος σχεδιασμού και το κόστος. Ένας γρήγορος τρόπος εξοικονόμησης χρόνου και κόστους είναι ο καθορισμός του επιπέδου λεπτομέρειας που χρειάζεται πραγματικά. Τα πρακτορεία αδειοδότησης απαιτούν ένα συγκεκριμένο επίπεδο λεπτομέρειας στα σχέδια για τις άδειες και αυτό θα καθορίσει, σε γενικό βαθμό, τη λεπτομέρεια σχεδιασμού. Μερικές τοπικές εταιρείες διανομής έχουν διαπραγματευτεί με επιτυχία μια πιο απλοποιημένη προσέγγιση για σχέδια αδειοδότησης. Μερικές έχουν πραγματοποιήσει επωφελείς συναντήσεις με τους εργολάβους οικοδομών τους, για να καθορίσουν το επίπεδο λεπτομέρειας, το οποίο χρειάζεται πραγματικά ένα συνεργείο στα οικοδομικά σχέδια. Έχουν ανακαλύψει ότι πολλές από τις λεπτομέρειες που παρέχουν στα σχέδια, στην πραγματικότητα δε θεωρούνται απαραίτητες από τους εργολάβους οικοδομών. Οι τοπικές εταιρείες διανομής με πολλαπλές περιφέρειες και λειτουργικά κέντρα έχουν ανακαλύψει ότι τα οικοδομικά πρότυπα, τα υλικά και οι μέθοδοι εγκατάστασης μπορεί να διαφέρουν από τοποθεσία σε τοποθεσία μέσα στην ίδια εταιρεία. Η αξιοποίηση της ευκαιρίας προκειμένου να βεβαιωθεί ότι η εταιρεία όχι μόνο έχει πρακτικά πρότυπα, αλλά ότι τα πρότυπα αυτά τηρούνται με συνοχή σε όλη την εταιρεία Πόροι προγράμματος Ο καθορισμός των πόρων του προγράμματος νωρίς στη διαδικασία είναι σημαντικό, για να επιτραπεί επαρκής χρόνος για να αποκτηθούν ή να ελευθερωθούν οι απαραίτητοι πόροι για ένα επιτυχημένο πρόγραμμα. Οι εσωτερικοί πόροι θα είναι απαραίτητοι για τη δημιουργία και διαχείριση του προγράμματος και την επίβλεψη των εργολάβων οικοδομής. Αν το σχέδιο και η μηχανική της αντικατάστασης ανατεθούν σε εξωτερικούς συνεργάτες, τότε πρέπει να καθοριστεί ο αναγκαίος αριθμός προσωπικού με βάση τον όγκο της δουλειάς που θα σχεδιαστεί κάθε χρόνο και το πόσο πριν από την κατασκευή πρέπει να γίνεται ο σχεδιασμός των έργων.

336 Οι μηχανικοί εργολάβοι και οι εργολάβοι σχεδιασμού μπορούν να δεσμευτούν σε σύντομο χρόνο εκκίνησης και να προσαρμοστούν σε διαφορετικά επίπεδα φόρτου εργασίας. Υπάρχουν αρκετές εταιρείες με εμπειρία στο σχεδιασμό προγραμμάτων αντικατάστασης σωληνώσεων. Δεν πρέπει μόνο να καθοριστούν οι πόροι για τους εργολάβους οικοδομών αλλά και να αποφασιστεί η διαδικασία υποβολής προσφορών και παροχής υπηρεσιών του εργολάβου. Οι τοπικές εταιρείες διανομής με προγράμματα αντικατάστασης πολλαπλών ετών, τυπικά, χρησιμοποιούν προσφορές μπλοκ ή συμβόλαια πολλαπλών ετών, για να έχουν καλύτερες τιμές μέσω οικονομιών κλίμακας. Είναι ζωτικής σημασίας να διασφαλιστεί ότι θα είναι διαθέσιμα τα κατάλληλα υλικά σε επαρκείς ποσότητες σε όλη τη διάρκεια της οικοδομικής περιόδου, για μείωση των ελλείψεων αποθεμάτων, τα οποία προκαλούν καθυστερήσεις στα οικοδομικά συνεργεία. Στις ίδιες γραμμές με τα πρότυπα σχεδιασμού και οικοδομής κινείται και η τυποποίηση των υλικών. Θα πρέπει να αφιερωθεί χρόνος για την καθιέρωση πρότυπων για σωλήνες, εξαρτήματα και υλικά και για να βεβαιωθεί ότι υπάρχουν αποθέματα και ότι τα πρότυπα χρησιμοποιούνται σε όλη την εταιρεία Πρόγραμμα επικοινωνιών σχεδίου Η μετάδοση του σκοπού και των προσδοκιών του προγράμματος σε σημαντικούς μετόχους είναι ζωτικής σημασίας για ένα επιτυχημένο πρόγραμμα. Η εσωτερική επικοινωνία πρέπει να παρέχεται τουλάχιστον σε: επιχειρήσεις, σχεδιασμό, αλυσίδα εφοδιασμού, κέντρο κλήσης πελατών Συνήθως, η ομάδα επιχειρήσεων και η ομάδα σχεδιασμού είναι αναμιγμένες στη δημιουργία του προγράμματος. Η γνώση και η εμπειρία των ειδικών στο αντικείμενο από αυτές τις ομάδες είναι ανεκτίμητη για την επιτυχία του προγράμματος. Τα τμήματα Αγορών και Διαχείρισης Υλικών πρέπει να ξέρουν τις ανάγκες σε υλικά και πόρους. Το προσωπικό του κέντρου κλήσης πελατών πρέπει να έχει υπόψη του το πρόγραμμα, για να απαντά σωστά σε ερωτήσεις πελατών που σχετίζονται με τις οικοδομικές δραστηριότητες στην περιοχή τους.

337 Η εξωτερική επικοινωνία είναι απαραίτητη, για να επιτευχθεί εξαγορά και υποστήριξη από δημόσιες επιτροπές κοινής ωφελείας, Τμήματα Δημοσίων Έργων και τοπικούς αξιωματούχους. Η δέσμευση και η στήριξη από αυτές τις ομάδες μπορεί να οδηγήσει σε θετικούς ρυθμούς ανάκτησης, ευκολότερη αδειοδότηση και λιγότερο φορτικές απαιτήσεις αποκατάστασης. Οι κάτοικοι μπορούν να ειδοποιηθούν για την τοποθεσία και το χρόνο των οικοδομικών εργασιών μέσω αλληλογραφίας, της ιστοσελίδας της εταιρείας και άρθρα σε εφημερίδες. Οι εργολάβοι πρέπει να ειδοποιηθούν πολύ πριν από την έναρξη των εργασιών για τις ανάγκες του προγράμματος σε πόρους, για να τους επιτραπεί αρκετός χρόνος ούτως ώστε να κατανείμουν επιπλέον συνεργεία και εξοπλισμό. 6.5 Οργανωτική ανάπτυξη Οργάνωση διαχείρισης περιουσιακών στοιχείων Η διαχείριση περιουσιακών στοιχείων (AM) είναι ένας συνδυασμός διαχείρισης, χρηματοοικονομικής, οικονομικών, μηχανικής και άλλων πρακτικών, οι οποίες εφαρμόζονται στα (φυσικά) περιουσιακά στοιχεία, με στόχο τη μεγιστοποίηση της αξίας που αντλείται από ένα απόθεμα περιουσιακού στοιχείου σε ολόκληρό τον κύκλο ζωής του, μέσα στο πλαίσιο παροχής κατάλληλων επιπέδων υπηρεσιών στους συνδρομητές, στις κοινότητες και στο περιβάλλον και σε ένα αποδεκτό επίπεδο κινδύνου (IPWEA, 2006). Η επιτυχημένη εφαρμογή της διαχείρισης περιουσιακών στοιχείων απαιτεί συγκεντρωμένη και συντονισμένη προσπάθεια σε όλους τους τομείς ενός οργανισμού. Οι στρατηγικές που σχετίζονται με το συντονισμό των δραστηριοτήτων διαχείρισης περιουσιακών στοιχείων μέσα σε ένα οργανισμό περιλαμβάνουν: Καθιέρωση δυνατής δομής συντονισμού με ξεκάθαρες υπευθυνότητες Διασφάλιση ότι είναι διαθέσιμοι οι απαραίτητοι πόροι για εφαρμογή του προγράμματος διαχείρισης περιουσιακών στοιχείων Ο ρόλος και η σύνθεση της ομάδας διαχείρισης περιουσιακών στοιχείων θα αλλάξει καθώς εξελίσσεται το πρόγραμμα διαχείρισης περιουσιακών στοιχείων. Υπάρχουν αρκετά μοντέλα και προσεγγίσεις, τα οποία αφορούν την οργάνωση ρόλων και υπευθυνοτήτων, όπως οι δομές πινάκων, τα μεμονωμένα σημεία αξιοπιστίας και η ομαδοποίηση περιουσιακών στοιχείων ως κέντα κέρδους. Ένα από αυτά, περιλαμβάνει διαχωρισμό της αλληλεπίδρασης των μετόχων από τη διαχείριση περιουσιακών στοιχείων και τους παρόχους λειτουργικών υπηρεσιών σε ένα μοντέλο «3 μπαλών», όπως παρουσιάζεται στο Σχήμα

338 Σχήμα Διαχωρισμός των ρόλων (IPWEA, 2006) Για μικρούς και μεσαίους οργανισμούς είναι απίθανο να δημιουργηθεί ξεχωριστό τμήμα ή μονάδες διαχείρισης περιουσιακών στοιχείων. Θα είναι αναγκαίο να αναλάβουν όλοι οι διευθυντές υποδομής ευθύνες για την εφαρμογή και την ανάπτυξη καλών πρακτικών διαχείρισης περιουσιακών στοιχείων ως αναπόσπαστο μέρος της διαχείρισης των περιουσιακών στοιχείων και των υπηρεσιών για τα οποία είναι υπεύθυνοι. Ένα μειονέκτημα με τα ανεξάρτητα τμήματα διαχείρισης περιουσιακών στοιχείων είναι ο κίνδυνος, ο οποίος μπορεί να περιθωριοποιήσει το ρόλο της διαχείρισης περιουσιακών στοιχείων στον οργανισμό και πιθανό να οδηγήσει σε κατακερματισμένη προσέγγιση στη διαχείριση υποδομής. Ένα πλεονέκτημα με το ανεξάρτητο τμήμα ή την προσέγγιση μονάδας, είναι ότι είναι πιθανό ένα ψηλό επίπεδο εξειδίκευσης και τεχνικής γνώσης Μελέτες περιπτώσεων Εφαρμογή προγράμματος διαχείριση περιουσιακών στοιχείων Η Δημόσια Εταιρεία Κοινής Ωφελείας του Σηάτλ (SPU) παρέχει πόσιμο νερό σε περισσότερο από 1.3 εκατομμύρια συνδρομητές και παρέχει υπηρεσίες υπονόμων, αποχετεύσεων και στερεών αποβλήτων για το Σηάτλ. Τον Οκτώβριο του 2002

339 άρχισε ένα καινούριο πρόγραμμα διαχείρισης περιουσιακών στοιχείων, για να αντιμετωπίσει τις προκλήσεις που σχετίζονται με γήρανση της υποδομής, πιο αυστηρούς κανονισμούς και πιέσεις για μείωση των χρεώσεων και αποδοτικότητα των πόρων. Η Δημόσια Εταιρεία Κοινής Ωφελείας του Σηάτλ ήθελε γρήγορα κέρδη από το πρόγραμμα και για αυτό το λόγο έδωσε σε αυτό καινούριες προτεραιότητες: Διόρισε ένα καινούριο ανώτερο διαχειριστή περιουσιακών στοιχείων, ο οποίος έδινε αναφορά κατευθείαν στο διευθυντή της Δημόσιας Εταιρείας Κοινής Ωφελείας του Σηάτλ. Δημιούργησε μια ομάδα των πέντε ατόμων για διαχείριση περιουσιακών στοιχείων. Καθιέρωσε ένα αξιόπιστο επιχειρηματικό πλαίσιο καθώς και ένα πλαίσιο συγκριτικής αξιολόγησης, για να μπορεί το προσωπικό να καθορίζει τα κατάλληλα αντισταθμίσματα μεταξύ κεφαλαίου και λειτουργικών εξόδων, κατά τη διάρκεια της ζωής του εξοπλισμού και των συστημάτων. Υιοθέτησε ένα ταχύρρυθμο σχέδιο, το οποίο περιλάμβανε τα ακόλουθα τέσσερα βήματα: Εκπαίδευση, εξάσκηση και επικοινωνία Καθορισμός επιπέδου υπηρεσιών Εφαρμογή διαδικασίας αναθεώρησης κεφαλαίου Αναθεώρηση δραστηριοτήτων λειτουργίας και διαχείρισης και κοστών Τα πρώτα τρία χρόνια, η Δημόσια Εταιρεία Κοινής Ωφελείας του Σηάτλ πέτυχε εντυπωσιακά κέρδη, με εξοικονομήσεις της τάξεως των, περίπου, 10 εκατομμυρίων δολαρίων το χρόνο στη λειτουργία και συντήρηση και περίπου, 40 εκατομμύρια δολάρια σε κεφαλαιουχικά κόστη Μια προσέγγιση για μεγαλύτερους οργανισμούς Το Έντμοντον στον Καναδά (πληθυσμός 667, 000) είναι αναγνωρισμένο σε όλο τον Καναδά ως ηγέτης στις στρατηγικές διαχείρισης των περιουσιακών στοιχείων της υποδομής. Η στρατηγική του Έντμοντον για την υποδομή υιοθετήθηκε το 1998 ως εταιρική πρωτοβουλία. Το 2000 δημιουργήθηκε το Γραφείο Υποδομής, για να επιβλέπει τη στρατηγική και για να δημιουργεί και να εφαρμόζει εργαλεία διαχείρισης. Τα στοιχεία της δομής διαχείρισης, τα οποία παρουσιάζονται στο Σχήμα είναι:

340 Μια εξωτερική επιτροπή μετόχων βοηθά στη δημιουργία της Στρατηγικής για την Υποδομή και συνεισφέρει για την αποτελεσματική της εφαρμογή. Η Τεχνική Συμβουλευτική Επιτροπή για την Υποδομή, η οποία αποτελείται από άτομα με εμπειρία στο σχεδιασμό υποδομής, ανάπτυξης και διαχείρισης και τα οποία αντιπροσωπεύουν ένα μεγάλο εύρος κλάδων, παρέχει συμβουλές και πληροφορίες στο Γραφείο Υποδομής. Μια εσωτερική διαδικασία μέσω της Επιτροπής Κεφαλαίου για την Υποδομή καθοδηγεί την εφαρμογή της Στρατηγικής και ομάδες εργασίας για το σκοπό αυτό εφαρμόζουν εργαλεία και διαδικασίες, καθώς επικυρώνονται και συντονίζουν τη συλλογή πληροφοριών. Σχήμα Διαδικασία διακυβέρνησης (IPWEA, 2006) Τα σημαντικότερα στοιχεία στη Στρατηγική Υποδομής του Έντμοντον, τα οποία έχουν αναπτυχθεί μέχρι σήμερα συμπεριλαμβάνουν τα ακόλουθα: Σύστημα απογραφής περιουσιακών στοιχείων και αξιολόγησης υποδομής: ανάπτυξη μιας ολοκληρωμένης απογραφής περιουσιακών στοιχείων υποδομής, συμπεριλαμβανομένης αξίας αντικατάστασης, μέσης ηλικίας και αναμενόμενης διάρκειας ζωής του περιουσιακού στοιχείου. Αξιολόγηση κινδύνου: ανάλυση αλλοίωσης, για να αξιολογηθεί η πιθανότητα και οι συνέπειες των βλαβών στην υποδομή σε σχέση με

341 υπάρχοντα επίπεδα επενδύσεων, για να επιτραπεί η πρόβλεψη της μελλοντικής κατάστασης. Κοστολόγηση κύκλου ζωής: για να βοηθηθούν οι λήπτες αποφάσεων στην επιλογή της πιο αποδοτικής επένδυσης υποδομής, αναγνωρίζεται το ολικό κόστος ενός περιουσιακού στοιχείου στην αναμενόμενη διάρκεια ζωής του. Επίπεδο υπηρεσιών: η δημιουργία μιας κοινής διαδικασίας αξιολόγησης των επίπεδων επιλογών υπηρεσιών, η οποία εξετάζει τα αποτελέσματά τους στην υποδομή και τα αντίστοιχα οικονομικά κριτήρια. 6.6 Ανάπτυξη λειτουργιών Η λειτουργία και η συντήρηση αποτελούν σημαντικά μέρη ενός συστήματος παροχής νερού. Είναι καλύτερα για τις εταιρείες διανομής νερού να έχουν μια στρατηγική για λειτουργία και συντήρηση. Παρόλο που η στρατηγική μπορεί να είναι παρόμοια για πολλές εταιρείες, θα πρέπει να είναι τροποποιημένη για τις συγκεκριμένες ανάγκες της συγκεκριμένης εταιρείας. Οποιαδήποτε στρατηγική μπορεί να περιλαμβάνει ειδικά στοιχεία για το σχέδιο οργάνωσης, λειτουργίας και συντήρησης, την εκπαίδευση, την αξιολόγηση, την αρχειοθέτηση και τις αναφορές. Μπορεί να υπάρχουν περιορισμοί ανάλογα με τον τύπο και το μέγεθος του οργανισμού, τα αρχεία, την ανεπάρκεια των πόρων, την πολιτική μέτρησης, τις απομακρυσμένες τοποθεσίες, την ηλικία του εξοπλισμού, το εκπαιδευμένο προσωπικό και τη δύναμη του οργανισμού. Για να βελτιωθούν οι λειτουργίες και συντήρηση, θα πρέπει να ληφθούν υπόψη τα πιο κάτω θέματα: Αξιολόγηση της κατάστασης των Λειτουργιών και της Συντήρησης, Θεσμική Μελέτη, Απαιτήσεις Εκπαίδευσης, Σύστημα Διαχείρισης Πληροφοριών (MIS), Έλεγχος Νερού και Ανίχνευση Διαρροών, Σχεδιασμός για Επείγοντα Περιστατικά, Ασφάλεια στη Λειτουργία και Συντήρηση, Πρακτικές Υγιεινής, Βελτιώσεις στον Έλεγχο Ποιότητας Νερού, Ανάκτηση Κόστους. Σε αυτό το κεφάλαιο δίνεται ιδιαίτερη έμφαση σε θέματα που σχετίζονται με σωληνώσεις Αξιολόγηση Κατάστασης Η αξιολόγηση κατάστασης μπορεί να έχει μια ποικιλία σκοπών, συμπεριλαμβανομένων στρατηγικών, τακτικών και λειτουργίας και συντήρησης (O&M), οι οποίοι καθορίζουν την εφαρμογή της αξιολόγησης κατάστασης και επηρεάζουν τον τύπο και την ακρίβεια των απαραίτητων προβλέψεων. Σύμφωνα με τον Οργανισμό Επιστημονικής και Βιομηχανικής Έρευνας της Κοινοπολιτείας (CSIRO), υπάρχουν δύο τύποι αξιολόγησης κατάστασης (Thomson and Wang, 2009): Αξιολόγηση ανεξάρτητου σωλήνα Αξιολόγηση μιας ομάδας σωλήνων.

342 Μια αξιολόγηση ενός ανεξάρτητου ή μικρών τμημάτων του δικτύου γίνεται, συνήθως, όταν υπάρχει λόγος υποψίας ότι ο συγκεκριμένος σωλήνας βρίσκεται σε μια κατάσταση, η οποία οδηγεί σε βλάβη. Η αξιολόγηση μιας ομάδας σωλήνων δίνει μια σφαιρική εικόνα της γενικής κατάστασης μιας ομάδας σωλήνων και συχνά, χρησιμοποιείται στη στρατηγική λήψη αποφάσεων. Στη συνέχεια, μπορούν να χρησιμοποιηθούν επιπρόσθετες πληροφορίες, για να αναπτυχθεί η αξιολόγηση κατάστασης και να συγκεντρωθεί σε συγκεκριμένους σωλήνες. Εννοείται ότι, είτε στην ανεξάρτητη, είτε στην ομαδική αξιολόγηση κατάστασης, η αξιολόγηση κατάστασης πρέπει να βασίζεται σε δεδομένα περιουσιακών στοιχείων και βλαβών, τα οποία στη συνέχεια, υποδεικνύουν ποιες διαδικασίες και ποιες τοποθεσίες θα λάβουν κρίσιμη βαθμολογία και προτεραιότητα για επιθεώρηση και ανάπτυξη προβλέψεων ζωής. Στο σχέδιο έρευνας υδατικών υποδομών της Υπηρεσίας Περιβαλλοντικής Προστασίας, η αξιολόγηση κατάστασης ορίζεται ως η συλλογή δεδομένων και πληροφοριών μέσω άμεσων και/ή έμμεσων μεθόδων, ακολουθούμενη από την ανάλυση των δεδομένων και των πληροφοριών, για να γίνει ένας καθορισμός της παρούσας και/ή μελλοντικής δομικής κατάστασης, της κατάστασης της ποιότητας νερού και της υδραυλικής κατάστασης της σωλήνωσης. Η πρωταρχική έμφαση της έρευνας σε αυτό το έργο είναι η αξιολόγηση της δομικής κατάστασης, σε αντίθεση με την αξιολόγηση των υδραυλικών συνθηκών ή των συνθηκών ποιότητας νερού. Η αξιολόγηση κατάστασης θα πρέπει να είναι μια δομημένη και λογική διαδικασία. Ο σκοπός είναι να καθοριστούν ποσοτικοποιημένοι στόχοι και να γίνουν κατανοητές οι αιτίες αλλοίωσης και στη συνέχεια να ποσοτικοποιηθεί η αλλοίωση, ούτως ώστε να φτάσουμε σε μια πλήρη κατανόηση της κατάστασης. Μια ολοκληρωμένη αξιολόγηση μπορεί να θεωρηθεί ως μια διαδικασία τεσσάρων σταδίων: Στάδιο 1. Αρχική αναγνώριση φυσικών χαρακτηριστικών μιας σωλήνωσης σε σχέση με ιστορικά, περιβαλλοντικά και λειτουργικά δεδομένα o Από αυτά τα δεδομένα αναγνωρίζονται και παίρνουν προτεραιότητα τα περιουσιακά στοιχεία για αξιολόγηση κατάστασης με βάση τις συνέπειες των βλαβών o Καθορισμός των πληροφοριών που απαιτούνται από ένα πρόγραμμα επιθεώρησης. «Αν δεν ξέρετε τι ψάχνετε, τότε είναι απίθανο να το βρείτε». Στάδιο 2. Αξιολόγηση των πιθανών μεθόδων επιθεώρησης, όσον αφορά την καταλληλότητα και την αποδοτικότητά τους, για να δοθεί ο κατάλληλος τύπος και

343 επίπεδο πληροφοριών. Πραγματοποίηση επιθεώρησης με τη χρήση κατάλληλης τεχνολογίας Στάδιο 3. Πραγματοποίηση μιας αξιολόγησης τελικής κατάστασης με βάση τις πληροφορίες από το στάδιο 1 και την επιθεώρηση, για να παρέχετε μια αξιολόγηση για την πιθανότητα και τις συνέπειες μιας βλάβης. Λάβετε υπόψη ότι η αξιολόγηση παρέχει δεδομένα, όχι αξιολόγηση και ότι τα δεδομένα αυτά πρέπει να ερμηνευτούν. Η ερμηνεία μπορεί να περιλαμβάνει τη δημιουργία καμπυλών αναμενόμενης διάρκειας ζωής και προβλέψεις χρόνου και βλαβών Στάδιο 4. Το τελικό στάδιο θα πρέπει να είναι η μέτρηση της επιτυχίας της πραγματοποίησης. Ο κίνδυνος ορίζεται ως οι συνέπειες μιας βλάβης επί την πιθανότητα εμφάνισης της βλάβης. Σε οποιοδήποτε πρόγραμμα αξιολόγησης κατάστασης και ανάθεσης προτεραιότητας, είναι απαραίτητο να καθοριστεί, όχι μόνο η πιθανότητα, αλλά και οι συνέπειες της βλάβης. Αυτή η προσέγγιση επιθεώρησης με βάση τον κίνδυνο (RBI) χρησιμοποιείται με επιτυχία εδώ και χρόνια στη βιομηχανία πετρελαίου και αερίου. Αυτό παρουσιάζεται στο Σχήμα 6.6.1, το οποίο δείχνει γραφικά το συνδυασμό. Σχήμα Κίνδυνος: Συνέπειες και Πιθανότητα Βλάβης (Thomson and Wang, 2009) Συνέπειες βλάβης Οι συνέπειες από μια βλάβη μπορούν να αξιολογηθούν κάτω από τρεις κύριες κατηγορίες:

344 Άμεσα κόστη Περιβαλλοντικά κόστη Κοινωνικο-οικονομικά κόστη Κάθε ανεξάρτητος αγωγός μπορεί να αξιολογηθεί στη βάση αυτών των κατηγοριών. Αν η αξιολόγηση, σε οποιαδήποτε από τις κατηγορίες, υποδείξει μεγάλες συνέπειες και ψηλά κόστη, τότε ο αγωγός θα έχει ψηλή βαθμολογία όσον αφορά τις συνέπειες σε μια βλάβη. Κάποιοι από τους παράγοντες, οι οποίοι αυξάνουν τις συνέπειες των βλαβών παρουσιάζονται στον Πίνακα Πίνακας Σοβαρές συνέπειες αποτυχίας (Thomson and Wang, 2009) Κρίσιμοι συνδρομητές Κρίσιμες τοποθεσίες Δύσκολοι φυσικοί παράγοντες Μεγάλοι πληθυσμοί Βιομηχανικές / εμπορικές / Δεν υπάρχουν οικιστικές εναλλακτικές διαδρομές Κυβέρνηση, σημεία Αυτοκινητόδρομοι, γέφυρες, Σωλήνες μεγάλων άμυνας σήραγγες, σιδηρόδρομοι, διαμέτρων αεροδρόμια, μετρό Νοσοκομεία Πιθανές κατολισθήσεις Δύσκολο έδαφος Σημαντικές βιομηχανίες Υδατορεύματα Έντονη οδική κυκλοφορία Άτομα σε εντατική Περιοχές επιρρεπείς στις Απομακρυσμένα σημεία θεραπεία πλημμύρες Σημαντικές διαβάσεις Δεν υπάρχουν εταιρειών κοινής ωφελείας εναλλακτικές γραμμές παροχής νερού Πιθανότητα βλάβης Σημαντικοί δείκτες Σε αυτό το τμήμα παρουσιάζονται μερικοί από τους σημαντικότερους και τους δευτερεύοντες δείκτες πιθανότητας βλάβης. Για την πραγματοποίηση μιας αξιολόγησης κατάστασης και μιας ανάλυσης κρισιμότητας είναι ζωτικής σημασίας τέσσερις σημαντικοί δείκτες. Αυτοί, καθορίζονται ως τρεις τύποι σπασιμάτων μαζί με βλάβες διαρροών. Υπάρχουν επίσης και δευτερεύοντες δείκτες, οι οποίοι θα τροποποιήσουν την αξιολόγηση (Πίνακας 6.6.2) Ανάγκες αποκατάστασης και Στρατηγικές Τα ιστορικά δεδομένα σπασιμάτων αγωγών θα πρέπει να συλλεχθούν, να αναλυθούν και σε τελικό στάδιο να συνδυαστούν με κατάλληλη τεχνολογία για επιτόπου αξιολόγηση κατάστασης σωλήνων, για να αποδοθούν οι ρυθμοί

345 αλλοίωσης των αγωγών νερού. Αυτοί οι ρυθμοί αλλοίωσης θα πρέπει να αξιολογούνται σε σχέση με περιβαλλοντικές και λειτουργικές καταπονήσεις σε σωλήνες, για να αποδώσουν πληροφορίες για ρυθμούς ή συχνότητα σπασιμάτων. Θα πρέπει να αξιολογείται, επίσης, ο ρυθμός αλλοίωσης της υδραυλικής δυναμικότητας των αγωγών νερού. Θα πρέπει να εφαρμοστεί ένα σύστημα στήριξης λήψης αποφάσεων (DSS), στο οποίο θα επιλέγεται και θα προγραμματίζεται η εναλλακτική αποκατάστασης για κάθε σωλήνα μέσα στο δίκτυο, ενώ θα επιτυγχάνονται τα ακόλουθα (Saegrov et al., 1999): Ελαχιστοποίηση του ολικού κόστους (επένδυση συμπεριλαμβανομένης και συντήρησης) διατήρησης του δικτύου διανομής σε καθορισμένα επίπεδα υπηρεσιών για τη δομική, υδραυλική και ποιοτική πτυχή της απόδοσης. Εξέταση της αλλοίωσης, τόσο όσον αφορά τη δομική ακεραιότητα, όσο και τη υδραυλική δυναμικότητα του δικτύου. Εξέταση της αξιοπιστίας του δικτύου. Εξέταση θεμάτων ποιότητας νερού, όπως ο αυξημένος κίνδυνος εισαγωγής ρύπων μέσω αλλοιωμένων αγωγών νερού. Αρκετές μεγάλες Ευρωπαϊκές πόλεις έχουν εφαρμόσει τη Γερμανική «Διαδικασία Karlsruhe», για να καθοριστεί το μήκος των αγωγών νερού, το οποίο θα φτάσει το τέλος της χρήσιμης ζωής του στα μελλοντικά χρόνια. Η διαδικασία έχει ενσωματωθεί σε ένα φιλικό προς τους χρήστες λογισμικό, το KANEW, μέσω ενός προγράμματος έρευνας, το οποίο χορηγεί το Αμερικανικό Ίδρυμα Ερευνών και Μελετών Υδατικών Έργων (AWWARF). Επιπλέον προσθήκες επιτρέπουν ανάλυση συνεπειών μεγάλου εύρους που είναι αποτέλεσμα συγκεκριμένων στρατηγικών αποκατάστασης. Το πλαίσιο για εξερεύνηση αναγκών και στρατηγικών αποκατάστασης παρουσιάζεται στο Σχήμα Πίνακας Τρόποι βλαβών και Δείκτες (Thomson and Wang, 2009) Τρόπος : Αιτίες δομικών βλαβών Αιτίες διαρροών Εσωτερική Εξωτερική Επιφερόμενες Διάτρηση Βλάβη διάβρωση διάβρωση καταπονήσεις (Συχνά τοιχωμάτων συνδέσεων ( (μια άμεση (μια άμεση σε συνδυασμό με (μπορεί να ελάττωμα ) μορφή μορφή εσωτερική και είναι βλάβης) βλάβης) εξωτερική διάβρωση) αποτέλεσμα της εσωτερικής και εξωτερικής διάβρωσης) Σημαντικοί δείκτες

346 Σπασίματα ΠΚ ΠΚ ΠΚ ΠΚ ΠΚ Διαρροές ΜΚ ΜΚ ΜΚ ΠΚ Κ Διάβρωση τοιχωμάτων σωλήνα (Δεδομένα έρευνας) Διάβρωση τοιχωμάτων σωλήνα (Περιβαλλοντικές συνθήκες) ΠΚ ΠΚ ΠΚ ΠΚ ΔΙ Κ Κ ΠΚ ΠΚ ΔΙ Δευτερεύοντες δείκτες Ηλικία σωλήνα Κ Κ Κ Κ Κ Διάμετρος σωλήνα ΜΚ ΜΚ ΜΚ ΜΚ ΜΚ Πάχος σωλήνα Κ Κ ΜΚ ΜΚ ΔΙ Τύπος εσωτερικής επένδυσης ΠΚ ΔΙ ΔΙ Κ ΔΙ Εξωτερική προστασία ΔΙ Κ ΜΚ Κ ΔΙ Συνδέσεις ΔΙ ΔΙ Κ ΔΙ ΠΚ Τοποθεσία ΜΚ ΜΚ Κ ΜΚ Κ Ελαττώματα εγκατάστασης Κ Κ Κ Κ ΠΚ Αστάθειες εδάφους ΜΚ ΜΚ ΠΚ ΜΚ ΠΚ Θερμοκρασία εδάφους ΜΚ Κ Κ ΜΚ Κ Επίπεδα υπόγειων υδάτων ΜΚ Κ Κ Κ Κ Μεταβολές πίεσης ΜΚ ΜΚ ΠΚ ΜΚ Κ Μεταβολές στη θερμοκρασία νερού ΜΚ ΜΚ Κ ΜΚ Κ ΠΚ: Πολύ Κρίσιμο, Κ: Κρίσιμο, ΜΚ: Μη κρίσιμο, ΔΙ: Δεν Ισχύει Λήψη αποφάσεων για ανανέωση αγωγών νερού Με απλά λόγια, ο στόχος της απόφασης είναι να ελαχιστοποιηθεί το ολικό κόστος του κύκλου ζωής του συστήματος, όπου τα κόστη κύκλου ζωής περιλαμβάνουν κόστη λειτουργίας, συντήρησης, ανανέωσης και βλαβών. Αυτό, φυσικά, είναι πιο εύκολο στη θεωρία παρά στην πράξη λόγω των αβεβαιοτήτων, οι οποίες περιγράφηκαν στα προηγούμενα τμήματα και λόγω του ότι μερικά από τα κόστη των βλαβών είναι δυσανάλογα με άλλα (π.χ. άτομα που μολύνθηκαν από επιδημία που ήταν αποτέλεσμα αποτυχίας στην ασφάλεια του νερού). Υπάρχουν διάφορες τεχνικές για την αντιμετώπιση των αποφάσεων πολλαπλών στόχων. Μερικές είναι απλές, όπως η μέθοδος επίτευξης βαθμών, ενώ άλλες είναι πιο πολύπλοκες, όπως οι πίνακες χρησιμότητας. Ενώ ο πρώτος τύπος είναι, συχνά, πολύ απλοϊκός και επιρρεπής σε προσωπικές προκαταλήψεις, ο δεύτερος τύπος είναι, συχνά, πολύ

347 άκαμπτος για να εφαρμοστεί σε ένα σύστημα με τέτοιο επίπεδο πολυπλοκότητας. Μια εναλλακτική προσέγγιση θα ήταν να τροποποιηθεί στο παραδοσιακό πρόβλημα αριστοποίησης. Σε αυτή τη μορφή, το κριτήριο βελτιοποίησης θα είναι το ελάχιστο κόστος, ενώ όλοι οι άλλοι στόχοι και τα κριτήρια, στα οποία δεν μπορούν να ανατεθούν νομισματικές τιμές, λαμβάνονται υπόψη ως περιορισμοί π.χ. Ελαχιστοποίηση: {κεφαλαιουχικό κόστος + λειτουργικό κόστος + κόστος συντήρησης + κόστος ανανέωσης} Υπό τους περιορισμούς: Ορίων πίεσης παροχής (δηλαδή, το ανώτερο και κατώτερο υπολειμματικό φορτίο πίεσης) Ελάχιστου επιπέδου αξιοπιστίας Ελάχιστου επιπέδου ποιότητας νερού (μερικοί υπαγορεύονται από κανονισμούς) Παρόλα αυτά όμως, αυτή η προσέγγιση δε λύνει στην πραγματικότητα τα προβλήματα, γιατί με την αυστηρά μαθηματική έννοια, η αντιμετώπιση ενός παράγοντα ως περιορισμού ισοδυναμεί με την ανάθεση άπειρου κόστους σε αυτό. Όλοι ξέρουμε ότι, με την κοινωνική έννοια, δεν υπάρχει το άπειρο κόστος ακόμα και για την ανθρώπινη ζωή (θα δαπανούσε ένας λήπτης αποφάσεων δισεκατομμύρια δολάρια για να σώσει μια ανθρώπινη ζωή;). Για το λόγο αυτό, μια συνετή ανάλυση θα περιλαμβάνει ανάλυση ευαισθησίας των σκιωδών (κοινωνικών) τιμών, για να καθοριστεί το πόσο θα αλλάξει η αντικειμενική συνάρτηση (κόστος κύκλου ζωής), αν αλλάξει το επίπεδο ενός περιορισμού. Στη συνέχεια, με την πραγματοποίηση κάποιων επιλογών, ο λήπτης αποφάσεων, είτε άμεσα, είτε έμμεσα, αναθέτει νομισματικές τιμές σε όλα τα στοιχεία του κόστους. Ανεξάρτητα από την πορεία που επιλέχθηκε για τη δημιουργία αυτής της διαδικασίας λήψης απόφασης, οποιαδήποτε προσπάθεια να λυθεί αυτό το πρόβλημα ολοκληρωμένα και με αυστηρότητα θα ήταν υπερβολικά φιλόδοξη αυτή τη στιγμή, υπό το πρίσμα της διαθέσιμης γνώσης και των εργαλείων υπολογισμού (Rajani and Kleiner, 2002).

348 Σχήμα Πλαίσιο για εξερεύνηση αναγκών και στρατηγικών αποκατάστασης (Saegrov et al., 1999) 6.7 Παρακολούθηση και αυτοματοποίηση SCADA σημαίνει Απεικόνιση της Διαδικασίας και Τηλεχειρισμός της Εγκατάστασης (Supervisory Control and Data Acquisition). Γενικά, αναφέρεται σε βιομηχανικά συστήματα ελέγχου: συστήματα ηλεκτρονικού υπολογιστή, τα οποία παρακολουθούν και ελέγχουν βιομηχανικές διαδικασίες, διαδικασίες υποδομής ή διαδικασίες βασισμένες σε εγκαταστάσεις (Wikipedia, 2011). Η επαρκής παρακολούθηση των δικτύων διανομής νερού αποτελεί εδώ και πολλά χρόνια μια πρόκληση για τη διαχείριση, ακόμα και σε χώρες με καλά αναπτυγμένη υποδομή και καλές πρακτικές λειτουργίας. Δίκτυα νερού με ακατάλληλη διαχείριση

349 μπορεί να έχουν ως αποτέλεσμα αυξημένα κόστη παροχής, ανεπαρκή αποθέματα πόσιμου νερού, ταλαιπωρία, ανικανοποίητους συνδρομητές και άλλα (Ehrenreich, 2005). Ένα κέντρο ελέγχου SCADA μπορεί να δείξει μετρημένες και υπολογισμένες παραμέτρους για μια ευρεία περιοχή δικτύου διανομής νερού, με πολλαπλούς ταμιευτήρες και αντλιοστάσια. Οι λεπτομέρειες που παρουσιάζονται αναφέρονται στη στάθμη του νερού στους ταμιευτήρες, ενδείξεις για τη λειτουργία συγκεκριμένων αντλιών κλπ Η αρχιτεκτονική του συστήματος SCADA Στοιχεία συστήματος Το σύστημα πληροφορικής χρησιμοποιεί μια κατανεμημένη ιεραρχική αρχιτεκτονική, η οποία περιλαμβάνει τα ακόλουθα τεμάχια (Dobriceanu et al., 2008): Τεμάχιο μετατροπής σημάτων αισθητήρα. Αντιλαμβάνεται τη λήψη σημάτων από τη διαδικασία μέσω των αισθητήρων στο ενοποιημένο εύρος σημάτων, τα οποία είναι συμβατά με τις εισροές των διεπαφών των υπολογιστικών συστημάτων, Προγραμματιζόμενος Λογικός Ελεγκτής (PLC Τοπικός εξοπλισμός συλλογής δεδομένων και ελέγχου). Κάθε τοπικός σταθμός διανομής νερού παρέχεται με εξοπλισμό συλλογής πληροφοριών και ελέγχου (PLC), ο οποίος είναι συνδεδεμένος με ηλεκτρονικό υπολογιστή και πραγματοποιεί: o o o o o Αυτόματη συλλογή συγκεκριμένων παραμέτρων Πρωτογενείς διαδικασίες (φιλτράρισμα, επικύρωση τιμών από τους αισθητήρες, διαμόρφωση μεταξύ ορίων Τοπική παρουσίαση Προειδοποιήσεις σε περίπτωση υπέρβασης των ορίων Επικοινωνία με το ανώτερο ιεραρχικό επίπεδο Στο επίπεδο Στάσης των Υδάτων υπάρχει ο Αποστολέας, ο οποίος πραγματοποιεί: o o o o o Έλεγχο ολόκληρου του συστήματος Ανώτερη επεξεργασία δεδομένων Παρουσίαση του σχεδίου του συστήματος Παρουσίαση των συνοπτικών σχεδίων με επίβλεψη πραγματικού χρόνου για κάθε τοπικό εξοπλισμό Επεξεργασία του γενικού δελτίου ελέγχου

350 Η επικοινωνία μεταξύ του Αποστολέα και των τοπικών συστημάτων γίνεται μέσω μόντεμ τηλεφώνου ή ασυρμάτων. Οι παράμετροι που παρακολουθούνται είναι: πιέσεις χρεώσεις στάθμες κατάσταση αντλιών κατάσταση ηλεκτρονικών βανών κατάσταση φίλτρων ενέργεια δράσης/αντίδρασης Λειτουργία συστήματος Το σύστημα SCADA διασφαλίζει από τους αισθητήρες τη συλλογή των χαρακτηριστικών παραμέτρων λειτουργίας των τεχνολογικών εγκαταστάσεων μέσα στους σταθμούς διανομής νερού, την παρακολούθηση και τον έλεγχο των αντλιών σε επίπεδο τοπικών σταθμών, την υιοθέτηση των δεδομένων που συλλέχθηκαν, την αποστολή των δεδομένων σε επίπεδο κεντρικού αποστολέα, την παρακολούθηση της λειτουργίας των σταθμών μέσω των συνοπτικών σχεδίων, την επεξεργασία του δελτίου παρακολούθησης και των ισολογισμών των σταθμών, την αποστολή των αποτελεσμάτων στους παράγοντες αποφάσεων. Με αυτό τον τρόπο, κάθε σταθμός έχει το δικό του τοπικό εξοπλισμό συλλογής πληροφοριών και ελέγχου, ο οποίος είναι συνδεδεμένος με έναν τοπικό ηλεκτρονικό υπολογιστή και ο οποίος επικοινωνεί με τον ηλεκτρονικό υπολογιστή-αποστολέα. Ο εξοπλισμός εξετάζεται σε σταθερές χρονικές περιόδους από τον τοπικό ηλεκτρονικό υπολογιστή και έτσι, όλες οι αναλογικές/ψηφιακές εισροές και εκροές καταγράφονται στο επίπεδο του τοπικού ηλεκτρονικού υπολογιστή. Ο εξοπλισμός αντιλαμβάνεται την κίνηση των μηχανών των αντλιών μέσα στον αντίστοιχο σταθμό μέσω ομαλών εκκινητών/αντιστροφέων. Συνήθως, χρησιμοποιούνται ομαλοί εκκινητές μέχρι να φτάσει η μηχανή την ονομαστική ταχύτητα και μέσω του αντιστροφέα, η ταχύτητα τροποποιείται ανάλογα με τη μετρημένη πίεση (Dobriceanu et al., 2008) Πρωταρχικά καθήκοντα του συστήματος SCADA σε ένα σύστημα διανομής νερού Ελαχιστοποίηση απωλειών νερού Οι λύσεις SCADA μπορούν να συνδράμουν σε μεγάλο βαθμό στην ολοκλήρωση των μέσων και των πρακτικών ανίχνευσης διαρροών, καθώς και στην εφαρμογή περιοδικά σχεδιασμένων προγραμμάτων επισκευών. Τα ακόλουθα σχετικά μέτρα

351 και πρακτικές μπορούν να εφαρμοστούν με τη χρήση ενός συστήματος SCADA (Ehrenreich, 2005): Εκτίμηση του επιπέδου απωλειών νερού μέσω μη ανιχνεύσιμων μικρών διαρροών (σε άγνωστες τοποθεσίες) Συνεχής παρακολούθηση και έλεγχος της πίεσης σε κρίσιμες τοποθεσίες του δικτύου Καταγραφή και ανάλυση απότομων μεταβολών στους ρυθμούς ροής για ανίχνευση νέων διαρροών και σπασιμάτων Μείωση του πραγματικού χρόνου αντίδρασης για απομόνωση του προβληματικού τμήματος (αν είναι δυνατό) Αποδοτικότητα αντλιοστασίων και παρακολούθηση υγείας Η εισαγωγή παρακολούθησης της αποδοτικότητας της αντλίας με βάση ηλεκτρονικό μικροεπεξεργαστή, σε συνδυασμό με συστήματα νερού SCADA, θα έχει ως αποτέλεσμα γρηγορότερη απόδοση της επένδυσης για ένα σύστημα SCADA. Η εφαρμογή αυτής της διαδικασίας περιλαμβάνει (Ehrenreich, 2005): Υπολογισμό όγκου του αντλημένου νερού, όπως μετράται και καταγράφεται από την Απομακρυσμένη Μονάδα Τερματικού (RTU). Παρακολούθηση της «μέγιστης ισχύς» που απαιτείται από την αντλία κατά την ενεργοποίησή της. Παρακολούθηση της μέσης ενέργειας που παρέχεται στην αντλία κατά την ίδια περίοδο, ενώ μια επιλεγμένη αντλία νερού επιβεβαιώνεται ότι βρίσκεται σε καλή κατάσταση. Το σύστημα θα κρατήσει τις υπολογισμένες αξίες ως σημεία αναφοράς για μελλοντική σύγκριση. Σε περίπτωση που ο υπολογισμένος λόγος για μια συγκεκριμένη αντλία είναι εκτός του αναμενόμενου εύρους, η Απομακρυσμένη Μονάδα Τερματικού θα στείλει μια προειδοποίηση στο κέντρο ελέγχου Διαχείριση σταθμού μείωσης πίεσης Η εφαρμογή παρακολούθησης ροής και ελέγχου πίεσης νερού με τη χρήση σταθμών Βαλβίδων Μείωσης Πίεσης (PRV) μπορεί να μειώσει άμεσα τις πραγματικές απώλειες, οι οποίες είναι αποτέλεσμα δύσκολων στον εντοπισμό διαρροών. Απαιτεί την εγκατάσταση ροόμετρων σε συνδυασμό με Απομακρυσμένες Μονάδες Τερματικού και επικοινωνία σε στρατηγικά σημεία σε όλο το δίκτυο, ενώ ο κάθε μετρητής καταγράφει τη ροή σε μια «περιοχή» με καθορισμένο και μόνιμο όριο (Ehrenreich, 2005). Αυτό μπορεί να γίνει με ένα σύστημα SCADA με σχετικά χαμηλές επενδύσεις και με σχετικά γρήγορους ρυθμούς, με την εισαγωγή της παρακολούθησης ζώνης και των

352 περιφερειακών μετρήσεων των ροών νερού. Η χρήση σταθμών Βαλβίδων Μείωσης Πίεσης (PRV) σε συνδυασμό με Απομακρυσμένες Μονάδες Τερματικού (RTU) και επικοινωνία δεδομένων, παρέχουν μέσα για τροποποίηση και αριστοποίηση των πιέσεων νερού στις σωληνώσεις και αποφυγή περαιτέρω απωλειών μέσω συνδέσεων που έχουν διαρροές και ζημιών κατά τη διάρκεια περιόδων εκτός αιχμής, όπως νύχτες και Σαββατοκύριακα (σε μερικές περιφέρειες). Αυτοί οι σταθμοί απαιτούν τη χρήση υδραυλικών βαλβίδων ελέγχου. Σε απομακρυσμένες τοποθεσίες, όπου η ηλεκτρική ενέργεια δεν είναι διαθέσιμη, μπορούν να τοποθετηθούν, επίσης, ηλιακοί συλλέκτες μαζί με τις σωληνώσεις νερού Παράγοντες και υπολογισμοί επένδυσης ενός συστήματος SCADA Ενώ εξετάζεται η επένδυση, το πρώτο βήμα για τον καθορισμό του λόγου κόστους/οφέλους και της απόδοσης επένδυσης (ROI), είναι η ανάλυση των πραγματικών στοιχείων κόστους, τα οποία θα είναι αποτέλεσμα της ιδιοκτησίας και λειτουργίας ενός συστήματος SCADA. Το ετήσιο κόστος, τυπικά, αποτελείται από τα πιο κάτω στοιχεία (Ehrenreich, 2005): Κεφαλαιουχικό κόστος: αυτός ο υπολογισμός βασίζεται στο επιτόκιο του κεφαλαίου, το οποίο επενδύθηκε αρχικά στο σύστημα και περιλαμβάνει, επίσης, μελλοντικές επενδύσεις σε βελτιώσεις και αναβαθμίσεις. Ετήσια απόσβεση: αυτό το κόστος σχετίζεται με τον εξοπλισμό, ο οποίος αγοράστηκε για τη λειτουργία του συστήματος και ο υπολογισμός βασίζεται στην αναμενόμενη διάρκεια ζωής αυτού του εξοπλισμού (π.χ. 15 χρόνια). Λειτουργικά κόστη: αυτό το ποσό περιλαμβάνει όλα τα τρέχοντα έξοδα για μισθούς, που διατίθενται για το εξειδικευμένο εργατικό δυναμικό, την εκπαίδευση των χειριστών, τις μεταφορές, έξοδα συντήρησης κλπ., τα οποία μπορούν να αποδοθούν στη λειτουργία του συστήματος SCADA. Σήμερα, οι εταιρείες ύδρευσης επιθυμούν να αυξήσουν το επίπεδο υπηρεσιών και να λειτουργούν το δίκτυο νερού με ένα πιο αποδοτικό, βολικό, ανεπτυγμένο και μοντέρνο τρόπο. Για παράδειγμα, η απαίτηση για βελτίωση του βαθμού των υπηρεσιών μπορεί να απαιτείται από τους τοπικούς κανονισμούς της χώρας, οι οποίοι απευθύνονται στους θεματοφύλακες των εταιρειών και/ή στο δήμαρχο της πόλης. Μπορεί να ενδιαφέρονται για αύξηση της εμπιστοσύνης του κοινού και της ικανοποίησης των πελατών και να αποδείξουν στο κοινό ότι πράγματι επιχειρούν να εξοικονομήσουν πόρους. Οι εταιρείες ύδρευσης, συχνά, αποφασίζουν να αγοράσουν το σύστημά τους βήμαβήμα. Αυτή η προσέγγιση είναι λογική, αφού τα σπονδυλωτά συστήματα SCADA μπορούν να δημιουργηθούν με χαμηλότερο αρχικό προϋπολογισμό και επιτρέπουν

353 καλύτερο ορισμό των τρεχουσών και μελλοντικών αναγκών πριν από την έναρξη ενός σημαντικού προγράμματος επέκτασης. Η ολοκλήρωση και λειτουργία ενός συστήματος SCADA περιλαμβάνει τη χρήση εξοπλισμού υπολογιστών, οργάνων και αισθητήρων, ηλεκτρικών πινάκων ελέγχου, προγραμματισμό λογισμικού, επικοινωνία δεδομένων, εξοπλισμού και υποδομής, χρεώσεις για παροχή συμβουλευτικών υπηρεσιών και την εγκατάσταση και την έναρξη της λειτουργίας του συστήματος. Η προσεκτική επιλογή αυτών των συστατικών μπορεί να βοηθήσει στο να γίνει το σύστημα επεκτάσιμο, αναβαθμίσιμο και επίσης, προσιτό στην τιμή. Οι παράγοντες κόστους ενός συστήματος SCADA καταγράφονται πιο κάτω: Όργανα εξοπλισμού: παρόλο που η επένδυση σε μηχανήματα ηλεκτρονικού υπολογιστή δεν είναι ούτε το πιο κρίσιμο, ούτε το πιο ακριβό μέρος, θεωρείται η «καρδιά και η ψυχή» του συστήματος. Ο λόγος είναι ότι ο κόσμος θεωρεί τα μηχανήματα των υπολογιστών το «κύριο πράγμα», το οποίο κάνει το σύστημα να δουλεύει. Λειτουργικό σύστημα υπολογιστή και πρόγραμμα εφαρμογής: Απαιτείται πρόγραμμα συντήρησης λογισμικού Master Control Centre (MCC), αφού οι πωλητές του τείνουν, κατά καιρούς, να εκδίδουν ενισχυμένες εκδόσεις, οι οποίες δεν είναι συμβατές με άλλα προγράμματα, τα οποία πρέπει να ενσωματωθούν στο σύστημα. Υποδομή επικοινωνίας: το δίκτυο επικοινωνίας πληροφοριών, το οποίο χρησιμοποιείται για το SCADA, μπορεί να θεωρηθεί ως τα «νεύρα» του συστήματος, τα οποία μεταφέρουν τις πληροφορίες στον «εγκέφαλο». Για το λόγο αυτό, είναι απαραίτητο να επιλεγούν ένα κατάλληλος και αξιόπιστος τύπος μέσου επικοινωνίας και πρωτοκόλλου δεδομένων. Επιτόπου όργανα: αυτές οι συσκευές, συχνά, παρέχονται ενσωματωμένες με τον εξοπλισμό για να παρακολουθούνται ή να ελέγχονται. Αισθητήρες και έλεγχοι, οι οποίοι είναι συνδεδεμένοι με Απομακρυσμένες Μονάδες Τερματικού πρέπει να είναι αξιόπιστοι και με ανάλογη ακρίβεια, για να μπορεί το σύστημα SCADA να λειτουργεί σωστά. Εγκατάσταση και έναρξη λειτουργίας συστήματος: η επαγγελματική εγκατάσταση των συστατικών του συστήματος SCADA, έχοντας στο μυαλό την «εύκολη συντήρηση», είναι εξίσου σημαντική με οποιοδήποτε άλλο βήμα κατά την ολοκλήρωση του συστήματος. Αυτή η δουλειά μπορεί να γίνει από την εταιρεία ύδρευσης ή από μια εξωτερική εταιρεία εγκατάστασης συστήματος. Κόστη συντήρησης συστήματος: αυτά περιλαμβάνουν τα κόστη όλων των επισκευών και της προληπτικής συντήρησης. Το ολικό ποσό μπορεί

354 να διαιρεθεί σε αρκετά τμήματα του εγκατεστημένου συστήματος. Θα ληφθεί, επίσης, υπόψη η συντήρηση του εξοπλισμού επικοινωνίας. Χειριστές και τεχνικοί: για να λειτουργήσουν αυτά συστήματα, οι εταιρείες ύδρευσης θα πρέπει να προσλάβουν καλά εκπαιδευμένους χειριστές που θα εργάζονται, πιθανώς, σε 3 βάρδιες. Αυτά τα κόστη σχετίζονται, φυσικά, με περιοδικά ταξίδια σε απομακρυσμένες περιοχές, για να εξεταστεί η κατάσταση αυτών των περιοχών. Άλλοι παράγοντες κόστους: οι εγκαταστάσεις στο δίκτυο, καθώς και οι αισθητήρες, πρέπει να ελέγχονται και να βαθμονομούνται περιοδικά. Ένα μεγάλο πλεονέκτημα των μικρών Απομακρυσμένων Μονάδων Τερματικών είναι ότι επιτρέπουν την πραγματοποίηση αυτών των εργασιών από απόσταση με τη χρήση μεθόδων βαθμονόμησης, οι οποίες διαχειρίζονται από λογισμικό. 6.8 Βιβλιογραφία WSA/WCA Engineering and Operations Committee, (1994), Managing Leakage, UK Water Industry Managing Leakage Reports A J, London Lambert. A.0, (2001), What do we know about pressure: leakage relationships in distribution systems?, Proceedings of IWA Conference on System Approach to Leakage Control and Water Distribution Systems Management, Brno, Czech Republic. Kazantzis, G.; Iosifidis, V.; Anagnostopoulos, K.; Angelidis, K., (2003), Application of acoustic methods for leak detection and reduction in complex water supply networks with no area flow metering, Urban and Rural Water Systems for Sustainable Development, XXX IAHR Congress, August 2003, Thessaloniki, Greece. Lambert. A. O and Tooms.S, (2005), Effects of Pressure on Leakage Management, Seminar A UK view on the work of the IWA s Water Loss Task Force, Birmingham. Pilcher, R.; Dizdar, A.; Toprak, S.; De Angelis, E.; Koç, A. C.; Dilsiz, C.; De Angelis, K.; Dikbaş, F.; Fırat, M.; Bacanlı, Ü. G., (2008), The Basic Water Loss Book, Leonardo Da Vinci Project TR/06/B/F/PP/ PROWAT. Thornton, J., (2003) Managing Leakage by Managing Pressure, Water 21, October 2003.

355 Christodoulou, S.; Agathokleous, A.; Charalambous, B.; Adamou, A., (2010), Proactive Risk-Based Integrity Assessment of Water Distribution Networks, Water Resources Management, 24: Goodman, L., (2011), Guidelines For Successful LDC Pipe Replacement Programs, Pipe & Gas Journal, January 2011, Vol. 238, No: 1. Wikipedia, (2011), Ehrenreich, D., (2005), Operating Benefits Achieved with SCADA for Water Distribution, BCWWA Conference, November 28-29, 2005, Vancouver, Canada. Dobriceanu, M.; Bitoleanu, A.; Popescu, M.; Enache, S.; Subtirelu, E., (2008), Automated Monitoring and Control System for Water Distribution Networks, 6th IASME/WSEAS International Conference on Heat Transfer, Thermal Engineering and Environment (HTE'08), Rhodes, Greece, August 20-22, Misiunas, D., (2008), Failure Monitoring and Asset Condition Assessment in Water Suply Systems, the 7th International Conference Environmental Engineering, May 2008, Vilnius, Lithuania. Thomson, J.; Wang, L., (2009), State of Technology Review Report on Condition Assessment of Ferrous Water Transmission and Distribution Systems, EPA/600/R- 09/055, June 2009, IPWEA, (2006), The International Infrastructure Management Manual, NAMS Group, New Zealand. Saegrov, S.; Melo Baptista, J. F.; Conroy, P.; Herz, R. K.; LeGauffre, P.; Moss, G.; Oddevald, J. E.; Rajani, B.; Schiatti, M., (1999), Rehabilitation of Water Networks Survey of Research Needs and On-going Efforts, Urban Water, 1,

356 Rajani, B.; Kleiner, Y., (2002), Towards Pro-active Rehabilitation Planning of Water Supply Systems, National Research Council Canada (NRCC) report no:

357 7.0 Κοινωνικές επιλογές Περιγραφή Ενότητας Τίτλος Τομέας Κύριοι παραλήπτες ΕΝΟΤΗΤΑ 7 Κοινωνικές Επιλογές Προληπτική Συντήρηση για Εταιρείες Υδάτων Οι τελικοί χρήστες της ενότητας είναι μηχανικοί και προσωπικό συντήρησης υπεύθυνο για τη συντήρηση δικτύων εταιρειών υδάτων. Αυτή η ενότητα απευθύνεται σε ένα μεγάλο εύρος επαγγελματιών οι οποίοι είναι υπεύθυνοι για τη συντήρηση των δικτύων των εταιριών υδάτων και είναι δημιουργημένη για τις ενδιαφερόμενες ομάδες. Περιγραφή ενότητας και γενικοί στόχοι Χρόνος μάθησης και Διάρκεια Αυτή η ενότητα επιτρέπει στο συμμετέχοντα να πληροφορηθεί για τις κοινωνικές επιλογές που σχετίζονται με τη συντήρηση των δικτύων των εταιρειών υδάτων, όπως η επίγνωση του κοινού, η συμμετοχή του κοινού και οι πολιτικές τιμολόγησης. Μετά την κατανόηση των λεπτομερειών της ενότητας, οι συμμετέχοντες θα είναι σε θέση να κατανοήσουν τα γεγονότα, τις αρχές, τις διαδικασίες και τις γενικές έννοιες που αφορούν τη συμμετοχή του κοινού στη συντήρηση των δικτύων των εταιρειών υδάτων και τα εργαλεία για αύξηση της επίγνωσης του κοινού, καθώς και πολιτικές τιμολόγησης που θα ικανοποιήσουν το κοινό, σε σχέση με τις προσφερόμενες υπηρεσίες. Χρόνος μάθησης και μέγιστη διάρκεια εκπαίδευσης σχετικά με την ενότητα: 8 ώρες αναμενόμενου χρόνου αυτοεκπαίδευσης Απαραίτητα εργαλεία για πραγματοποίηση της ενότητας Ηλεκτρονικός υπολογιστής με σύνδεση στο Διαδίκτυο (IT, εξοπλισμός κλπ. ) Μαθησιακοί στόχοι Όταν κάποιος/α ολοκληρώσει την ενότητα θα είναι σε θέση να: ΜΣ-1: Κατανοήσει τα βήματα στις διαδικασίες συμμετοχής του κοινού και να αποκτήσει την ικανότητα να επιβλέπει πρωτοβουλίες στο πλαίσιο της συμμετοχής του κοινού. ΜΣ -2: Αποκτήσει γνώση για τις βασικές αρχές οργάνωσης δημόσιων εκστρατειών και ετοιμασίας φυλλαδίων για

358 αύξηση της επίγνωσης του κοινού. Αποκτήσει την ικανότητα να εξασκεί αυτοδιαχείριση στα πλαίσια δεδομένων κατευθυντήριων γραμμών. ΜΣ-3: Αποκτήσει θεωρητική γνώση για τις αρχές της πολιτικής τιμολόγησης και ένα επαρκές υπόβαθρο για ανάπτυξη δημιουργικών λύσεων. ΜΣ-4: Κατανοήσει τα όρια του εξωτερικού ελέγχου για την ποιότητα των υπηρεσιών νερού και να αποκτήσει την ικανότητα να αναθεωρεί την απόδοση του εαυτού του και των άλλων. Παιδαγωγικές μέθοδοι που χρησιμοποιούνται (ατομική μελέτη, ομαδική δουλειά, μάθηση εξ αποστάσεως κλπ.) Type of activities considered useful for the training of this module: Τύποι δραστηριοτήτων που θεωρούνται χρήσιμοι για εκπαίδευση σε αυτή την ενότητα: Συναντήσεις πρόσωπο με πρόσωπο Ατομική μελέτη Διαδικτυακές δραστηριότητες Εργαστήρια 7.1 Εκστρατείες πληροφόρησης (καμπάνιες) Διοργάνωση εποχικών και περιστασιακών εκστρατειών Η ευαισθητοποίηση του κοινού αποτελεί ένα σημαντικό πρώτο βήμα για την εμπλοκή των ανθρώπων στην ανάγκη διαχείρισης των αστικών υδραυλικών έργων και στις δυσκολίες που μπορούν να εμφανιστούν στην καθημερινότητα. Υπάρχουν πολλοί τρόποι με τους οποίους μπορεί κάποιος να αυξήσει την ευαισθητοποίηση όσον αφορά την ανάγκη εφαρμογής μέτρων και πράξεων, ούτως ώστε να διατηρηθεί και να βελτιωθεί το δίκτυο διανομής νερού μιας κοινότητας. Οι εποχικές και περιστασιακές εκστρατείες πληροφόρησης αποτελούν ισχυρά εργαλεία για την επίτευξη αυτού του σκοπού. Παρόλο που η διοργάνωση μιας εκστρατείας εξαρτάται από το συγκεκριμένο ζήτημα, για το οποίο επιθυμούμε να πληροφορήσουμε το κοινό, υπάρχουν μερικά γενικά βήματα, τα οποία πρέπει πάντα να λαμβάνονται υπόψη όταν διοργανώνονται τέτοιες εκστρατείες. Στην αρχική φάση μιας εκστρατείας, μια απλή εκδήλωση μπορεί να είναι πολύ αποτελεσματική. Μια πολύ σημαντική πτυχή είναι το «μήνυμα», το οποίο θα περάσει στο κοινό. Πρέπει να είναι ξεκάθαρο και να δηλώνει τις δράσεις που θα αναληφθούν και τη διαφορά που θα επιφέρουν αυτές οι δράσεις. Σε κάθε εκστρατεία είναι επίσης πολύ σημαντική η ύπαρξη ενός λεπτομερούς και ευέλικτου σχεδίου, το οποίο να είναι γραμμένο απλά και το οποίο να μπορεί να εφαρμοστεί με δομημένο τρόπο. Το σχέδιο βοηθά στην εξάλειψη μη παραγωγικών δραστηριοτήτων και πρέπει να συζητηθεί και να συμφωνηθεί με όλα τα μέλη, τα

359 οποία συμμετέχουν στη διοργάνωση της εκστρατείας. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια ανάλυση δυνάμεων, αδυναμιών, ευκαιριών και απειλών ( SWOT analysis ), για να αξιολογηθεί η βιωσιμότητα μιας εκστρατείας και το επίπεδο στο οποίο είναι σκόπιμο να εφαρμοστεί η εκστρατεία. Η δομή του σχεδίου της εκστρατείας πρέπει να περιλαμβάνει τα ακόλουθα: 1. Χρονοδιαγράμματα Καθορισμός ημερολογίου εκστρατείας Καθορισμός του ρυθμού της εκστρατείας Διάρκεια της εκστρατείας Στάδια για αναθεώρηση και αξιολόγηση της επιτυχίας της εκστρατείας 2. Δραστηριότητα Μέσα που θα χρησιμοποιηθούν (θα χρησιμοποιηθούν έρευνες/τηλεφωνήματα/ηλεκτρονικά μηνύματα) Σχέδιο συναντήσεων και εργαστηρίων Ανακήρυξη ανθρώπων και ρόλων (δραστηριότητα και για ποιο σκοπό) Το μήνυμα Σημεία αναφοράς για αξιολόγηση αποτελεσματικότητας αξιολόγηση και αναθεώρηση λήψη αποφάσεων για συνέχιση ή τερματισμό της εκστρατείας διαδικασία λήψης αποφάσεων 3. Πόροι/Προϋπολογισμός Ποιος θα αναμιχθεί; Πόσος χρόνος απαιτείται από τα μέλη για κάθε φάση της εκστρατείας; Ποιες μέθοδοι επικοινωνίας θα χρησιμοποιηθούν; Αποφάσεις για το έντυπο υλικό (επιστολές, αφίσες, περιοδικές εκδόσεις) και άλλους πόρους της εκστρατείας. Ποιος είναι ο προϋπολογισμός της εκστρατείας; Πόσο θα στοιχίσουν τα υλικά; Ποια άλλα έξοδα μπορεί να προκύψουν; Ποιος θα συμβουλεύει/πληροφορεί την Εταιρεία; Τι χώροι απαιτούνται για τις συναντήσεις/εκπαίδευση; 4. Πιθανές επιθετικές και αμυντικές στρατηγικές Γνώση των δυνατών σημείων και των αδυναμιών της εκστρατείας Διατύπωση της στρατηγικής (σε ποιον έχουν ανατεθεί ευθύνες, ποιος πρέπει να αναμιχθεί και πότε) Καθορισμός στρατηγικής για ΜΜΕ (αν χρειάζεται) Εξέταση του απροσδόκητου (πώς μπορεί να επιδράσει στην εκστρατεία;) Διάδοση των επιτυχών αποτελεσμάτων στο ευρύτερο κοινό Για να διοργανώσουν μια επιτυχημένη εκστρατεία, οι διοργανωτές πρέπει να έχουν πάντα υπόψη μερικές χρήσιμες συμβουλές. Πρώτα από όλα, η εκστρατεία πρέπει να είναι ρεαλιστική. Οι διοργανωτές θα έπρεπε να είχαν προβλέψει τα

360 αποτελέσματα που θα επιτευχθούν και να είχαν αναγνωρίσει το κοινό, το οποίο θα επωφεληθεί. Η εκστρατεία θα πρέπει να σχεδιαστεί από κοινού με τα εμπλεκόμενα μέλη. Τα μέλη θα πρέπει να ενθαρρύνονται για να συμβάλλουν με τις ιδέες τους και να εμπλέκονται στις δραστηριότητες και στις μικρές εργασίες (όπως η συνομιλία με συναδέλφους ή η διανομή υλικού). Οι διοργανωτές δεν πρέπει να ξεχνούν να ευχαριστούν όλα τα μέλη για τη δουλειά που κάνουν, γιατί αν τα μέλη αισθάνονται ότι χαίρουν εκτίμησης και ότι είναι αναμεμιγμένα, η εκστρατεία θα είναι πιο ευχάριστη, θα αναμιχθεί περισσότερος κόσμος και θα είναι πιο αποτελεσματική. Επιπλέον, θα πρέπει να περιληφθούν όλα τα πιθανά μέλη. Όσο περισσότερα μέλη αναμιγνύονται στην εκστρατεία, τα οποία έχουν διαφορές στην ηλικία, στους ρόλους, στα ενδιαφέροντα, στους τομείς, τόσο πιο πλούσια θα είναι η εκστρατεία. Η προσωπική προσέγγιση είναι πολύ ισχυρή, οπότε είναι καλύτερα να επικοινωνείτε με τους ανθρώπους πρόσωπο με πρόσωπο, διατηρώντας την προσέγγιση απλή και ευέλικτη. Τα ΜΜΕ θα πρέπει να χρησιμοποιηθούν και τα αποτελέσματα να δημοσιοποιηθούν με τη χρήση σύντομων αναφορών. Θα πρέπει να ληφθούν υπόψη οι καλύτερες πρακτικές, καθώς και η γνώση όλων των εμπλεκόμενων μελών. Τέλος, το χρονοδιάγραμμα της εκστρατείας είναι ζωτικής σημασίας. Οι διοργανωτές πρέπει να κατανοούν πότε να προσαρμόζουν την εκστρατεία και πότε να σταματούν και να ακούν την ανατροφοδότηση. Συγκεκριμένα, για μια εκστρατεία που σχετίζεται με το νερό θα πρέπει να ληφθούν υπόψη οι πιο κάτω φάσεις εκστρατείας: Αξιολόγηση της παρούσας πρακτικής και έρευνα για πιθανές βελτιώσεις o Ανάλυση των τρεχουσών πρακτικών χρήσης νερού o Αξιολόγηση των τρεχουσών «καλών πρακτικών» o Συντονισμός των δραστηριοτήτων εξοικονόμησης νερού o Ορισμός των στόχων και δεικτών δημόσιας συμμετοχής (λαμβάνοντας υπόψη τα συμφέροντα όλων, αλλά εμπλέκοντας μόνο αυτούς που μπορούν πραγματικά να αλλάξουν κάτι ή να επηρεάσουν κάτι) o Αναζήτηση αποδεκτών λύσεων o Έλεγχος των πιλοτικών αντικειμένων- επίδειξη εξελιγμένων μεθόδων Επεξεργασία της ιδεολογίας o Αναζήτηση έγκυρων επιχειρημάτων o Πρέπει να ληφθούν υπόψη πολιτισμικές αξίες, παραδόσεις και θρησκευτικά αξιώματα o Αναζήτηση απλών μεθόδων για περιγραφή οποιουδήποτε προβλήματος Καθορισμός μεθόδων δημοσίων σχέσεων και ανάμειξης o Προσωπικές παρουσιάσεις από επαγγελματίες και ανάμειξη των ΜΜΕ o Εντατικοποίηση της εκστρατείας για σύντομες χρονικές περιόδους o Φυλλάδια και διαφημιστικά o Παραδοσιακές εκδηλώσεις (φεστιβάλ, εορταστικές εκδηλώσεις, πανηγύρια κλπ.) o Χρεώσεις για νερό o Ανάμιξη διαφημιστικών πρακτορείων Δείκτες αξιολόγησης

361 o o o o Ποσοτικές αξιολογήσεις (αριθμός ανθρώπων, κυρίως γυναικών, ομάδων στόχων κλπ.) Αξιολόγηση εύρους συμμετοχής Συζήτηση των ιδεών σε ομάδες στοχευμένου ενδιαφέροντος Κοινωνιολογικές έρευνες και συνεντεύξεις (ερωτηματολόγια) Άλλες πράξεις και ιδέες, οι οποίες θα πρέπει επίσης να χρησιμοποιηθούν για μια επιτυχημένη εκστρατεία περιλαμβάνουν: Εκπαίδευση εκπαιδευτών για την εκστρατεία κινητοποίησης: o Εκπαίδευση δασκάλων o Εκπαίδευση εκπαιδευτών o Παραγωγή ενός πακέτου εγχειριδίων και βοηθημάτων μάθησης για εκπαιδευτές Υποστήριξη δημόσιας συμμετοχής : o Πολιτική υποστήριξη (υποστήριξη συμφερόντων μέσω πολιτικών) o Κυβερνητική υποστήριξη, συνεντεύξεις από επαγγελματίες o Υποστήριξη από επιστήμονες o Υποστήριξη από θρησκευτικούς ηγέτες Άλλα μέσα σχετιζόμενα με το νερό: Σύστημα μέτρησης νερού και λογιστικό σύστημα (στις πηγές νερού και στο δίκτυο) o Τιμολόγηση νερού o Διατήρηση νερού o Οικονομικά κίνητρα o Πρόσβαση σε πληροφορίες σχετικές με το νερό (περιοδική δημοσίευση δεδομένων: ποιος, πόσο και για ποιο σκοπό καταναλώνει νερό). Υποστήριξη από συνεργατικούς και μη εμπορικούς τομείς: o Σύνδεσμοι καταναλωτών νερού o «Στρογγυλές τράπεζες» o Μεγάλοι καταναλωτές νερού o Δημοτικές αρχές o Δημόσιες εκδηλώσεις που οργανώνονται από χορηγούς o Διαγωνισμοί εξοικονόμησης νερού (οικονομική επιβράβευση) o Συντεχνίες Εκπαίδευση : o Δραστηριότητες σε σχολεία o Σεμινάρια για δασκάλους o Στόχευση στη δημιουργικότητα των παιδιών (εκθέσεις στόχων) o Καλοκαιρινές κατασκηνώσεις o Εκπαιδευτικές εκδρομές σε υποδομές σχετικές με το νερό o Αφίσες (εκπαιδευτικά φυλλάδια) o Περίληψη εξειδικευμένων θεμάτων στη διδακτέα ύλη («Νερό και Ιστορία», «Νερό και Κανονισμοί», «Γεωγραφία και Υδατικοί Πόροι», «Νερό και Χημεία», «Νερό και Μαθηματικά» κλπ.) o Σύντομες συναντήσεις (π.χ. διαλέξεις)

362 Ανάμιξη ΜΜΕ : o Εφημερίδες, περιοδικά, ραδιόφωνο, τηλεόραση o Αφίσες, διαφημιστικά (εκπαιδευτικά για να υποστηρικτούν οι πρωτοβουλίες) o Θεσμική όψη της ανάμειξης των ΜΜΕ o Διαδίκτυο (ιστοσελίδες, εικονικές συσκέψεις, δίκτυα) o Συνεντεύξεις Τύπου o Εκθέσεις και συναυλίες Προετοιμασία φυλλαδίων, μηνυμάτων και διαφημίσεων Οι πιο χρήσιμες τεχνικές για αύξηση της ευαισθητοποίησης του κοινού περιλαμβάνουν: την προετοιμασία και διανομή φυλλαδίων, διαφημιστικών και περιοδικών εκδόσεων, περίπτερα και εκθέσεις, παρουσιάσεις σε δημόσιους χώρους, διαφημίσεις σε εφημερίδες, ραδιόφωνο και τηλεόραση, προώθηση οπτικοακουστικού υλικού, οργανωμένες επισκέψεις και διάθεση πληροφοριών στο διαδίκτυο και σε δημόσιες συναντήσεις ( IEMA, 2002). Ένα φυλλάδιο είναι ένα γραμμένο ή εικονογραφημένο μήνυμα σε μια κόλλα χαρτί. Τα φυλλάδια ή τα διαφημιστικά αποτελούν συνήθη συστατικά των εκστρατειών μέσω άμεσης αλληλογραφίας, αλλά το ίδιο προϊόν μπορεί να χρησιμοποιηθεί, επίσης, μέσω δικτύωσης, κατά την πρόσωπο με πρόσωπο ενημέρωση των εκπαιδευτών και σε πακέτα εκπαιδευτικού υλικού εξ αποστάσεως. Ένα καλά σχεδιασμένο φυλλάδιο μπορεί να περιέχει πολλές πληροφορίες. Το κύριο στοιχείο, όμως, στο σχεδιασμό ενός φυλλαδίου ή ακόμα και ενός ελάχιστα πιο ογκώδους διαφημιστικού ή ενός απλού μονοσέλιδου φυλλαδίου είναι η δημιουργική χρήση επικεφαλίδων, ο σχεδιασμός του κειμένου και το χαρτί. Αφού αυτά τα είδη χρησιμοποιούνται συνήθως για μαζική διανομή σε ένα ευρύ κοινό, θα πρέπει να περιλαμβάνουν απλή γλώσσα, περιορισμένο αριθμό πληροφοριών και μια πολύ ξεκάθαρη και λογική ροή. Ο καλός σχεδιασμός θα βοηθήσει στο να γίνει το φυλλάδιο πιο ευανάγνωστο και στη διασφάλιση μεγαλύτερης επιρροής. Το πλεονέκτημα χρήσης μονοσέλιδων φυλλαδίων και διαφημιστικών είναι προφανές. Είναι ελαφρά στη διανομή, σχετικά φτηνά και γρήγορα στην παραγωγή και εύκολα στη μεταφορά και το διάβασμα. Δεν χρειάζονται δέσιμο ή συναρμολόγηση και μπορούν να γίνουν γρήγορα μέσα σε ένα γραφείο, σε ένα μικρό φωτοτυπικό μηχάνημα. Η προώθηση πληροφοριών μέσω οπτικοακουστικών μηνυμάτων είναι ένα, επίσης, ισχυρό εργαλείο. Η δημιουργία διαφημίσεων για την τηλεόραση και το ραδιόφωνο όμως είναι πιο ακριβή και απαιτεί τη συμβουλή ειδικού, αν πρόκειται να χρησιμοποιηθεί. Οι ανακοινώσεις στον Τύπο, στα δελτία και οι ανακοινώσεις

363 δημόσιων υπηρεσιών είναι οι πιο εύκολοι τρόποι διανομής πληροφοριών σε αυτή την κατηγορία. 7.2 Εκπαιδευτικά προγράμματα Οργάνωση εκπαιδευτικών προγραμμάτων εξειδικευμένα για το προσωπικό, τις Μη Κυβερνητικές Οργανώσεις (ΜΚΟ) και άλλους ενδιαφερόμενους Ένα από τα πιο αποτελεσματικά μέτρα για ενίσχυση της αποδοτικότητας μιας εταιρείας ύδρευσης και βελτίωσης των προσφερόμενων υπηρεσιών στο κοινό είναι η οργάνωση εκπαιδευτικών προγραμμάτων. Για το προσωπικό της εταιρείας ύδρευσης τα προγράμματα θα πρέπει να είναι συμπυκνωμένα και εντατικά και να λαμβάνουν χώρα, κατά προτίμηση, εκτός της εταιρείας ύδρευσης. Ειδικοί και έμπειρα άτομα μπορούν να προσληφθούν για να δώσουν διαλέξεις σε μέλη του προσωπικού. Η διάρκεια ενός τέτοιου προγράμματος μπορεί να διαφέρει ανάλογα με τα θέματα που θα διδαχτούν, τον αριθμό των συμμετεχόντων και την προθυμία της εταιρείας να εισάγει μια τόσο σημαντική δραστηριότητα. Ως ενδεικτικό παράδειγμα, ένα πενθήμερης διάρκειας πρόγραμμα (30 με 40 ώρες) μπορεί να είναι επαρκές για μια εντατική εκπαίδευση στην «Προληπτική Συντήρηση». Κάθε ειδικά σχεδιασμένο μάθημα θα πρέπει να καταλήγει σε επίσημη αξιολόγηση της καινούργιας γνώσης (ασκήσεις, πρακτικές εφαρμογές, εξετάσεις). Λόγω του ρυθμού ανάπτυξης της γνώσης, αυτά τα προγράμματα θα πρέπει να επαναλαμβάνονται κάθε 4-5 χρόνια, ανάλογα με τις πραγματικές ανάγκες της εταιρείας. Το κόστος αυτού του προγράμματος είναι σχετικά πολύ χαμηλό, ακόμα και αν η εταιρεία επιθυμεί να αυξάνει τη γνώση των μελών της αρκετά συχνά. Μια σημαντική πτυχή για κοινωνική αποδοχή των μέτρων που θα παρθούν από την εταιρεία είναι η εκπαίδευση των Μη Κυβερνητικών Οργανώσεων (ΜΚΟ) και του κοινού. Αυτό είναι πολύ κρίσιμο, αν για παράδειγμα μέτρα έκτακτης ανάγκης θα πρέπει να παρθούν κατά τη διάρκεια ξηρασίας. Δεν χρειάζεται καν να ειπωθεί ότι τέτοιου είδους εκπαιδευτικά προγράμματα πρέπει να εφαρμοστούν πολύ πριν τι περιόδους ακραίων συνθηκών. Σημαντικά άτομα από Μη Κυβερνητικές Οργανώσεις και το κοινό θα διακριθούν και αναμένεται να διαδραματίσουν ένα σημαντικό ρόλο αν έχουν εις βάθος πληροφορηθεί. Προφανώς, τα εκπαιδευτικά προγράμματα για τις Μη Κυβερνητικές Οργανώσεις και το κοινό θα συγκεντρωθούν στη συμπεριφορά των χρηστών προς οποιοδήποτε πιθανό μέτρο θα παρθεί. Δηλαδή, δε χρειάζονται πολλές τεχνικές λεπτομέρειες. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα εκπαιδευτικά προγράμματα με μικρή διάρκεια (π.χ. 1-2 μέρες).

364 7.3 Πολιτική τιμολόγησης Εξορθολογισμός της πολιτικής τιμολόγησης Η τιμολόγηση νερού (η νομισματική ισοτιμία ή αξία στην οποία μπορεί να αγοραστεί ή να πωληθεί το νερό) είναι ένα πολύ σημαντικό όργανο όλων των έργων διαχείρισης. Η Οδηγία Πλαίσιο Περί Υδάτων (WFD, 2000/60) απαιτεί η τιμολόγηση να παρέχει επαρκή κίνητρα για αποδοτική χρήση των υδατικών πόρων και ανάκτηση του πλήρους κόστους των υπηρεσιών νερού. Η ανάκτηση όλου του κόστους περιλαμβάνει, όχι μόνο το κόστος παροχής νερού, τη συντήρηση και τη νέα υποδομή, αλλά επίσης και περιβαλλοντικά κόστη και κόστη πόρων που αντικατοπτρίζουν την αρχή «ο χρήστης πληρώνει». Υπάρχουν πολλοί τρόποι τιμολόγησης εν χρήσει, αλλά μπορούν να αναγνωριστούν τρεις κύριοι τύποι: (α) οριζόντια τιμολόγηση (συνήθως όταν δεν μετριέται η χρήση νερού), (β) αναλογική κλίμακα τιμολόγησης και (γ) ομοιόμορφη ογκομετρική τιμολόγηση. Εποχικές τιμολογήσεις ή τιμολογήσεις ξηρών ετών μπορούν να εφαρμοστούν στις καλοκαιρινές περιόδους ή σε περιόδους ξηρασίας. Το θέμα είναι τεράστιο και στην ουσία εκτός του πεδίου αυτής της αναφοράς Πολιτική τιμολόγησης για υποστήριξη αδύνατων ομάδων Η σύνδεση της κατανάλωσης πόσιμου νερού με την τιμή μπορεί να αναγκάσει τους πιο φτωχούς χρήστες να μειώσουν την κατανάλωση θέτοντας σε κίνδυνο την υγεία τους. Με κατάλληλο σχεδιασμό της ογκομετρικής τιμολόγησης και/ή υποστήριξη αυτών των ομάδων αυτές οι συνέπειες μπορούν να αποφευχθούν και να ληφθεί υπόψη η κοινωνική διαφοροποίηση. Οι ανησυχίες για το κατά πόσο οι αδύναμες ομάδες του πληθυσμού μπορούν να αντεπεξέλθουν στιςτιμολογιακές πολιτικές μπορούν να αντιμετωπιστούν μέσω μέτρων χωρίς δασμούς, πουονομάζονται κοινωνικά τιμολόγια ( OECD, 2002), όπως για παράδειγμα μια αναλογικήκλίμακα με κοινωνικά ευαίσθητους, διαφορετικούς δασμούς για ειδικές ομάδες,χαμηλότερες πάγιες χρεώσεις (ακόμα και ζημιογόνες) για ομάδες που βρίσκονται σεμειονεκτική θέση, ειδικά συμβόλαια υπηρεσιών για ευάλωτους συνδρομητές με ευνοϊκές διαδικασίες πληρωμής κλπ Ειδική πολιτική τιμολόγησης για διάφορους τομείς κατανάλωσης (π.χ. βιομηχανία, τουρισμός, εμπόριο, κρατικοί οργανισμοί) Σε πολλές περιπτώσεις χρησιμοποιούνται διαφορετικά τιμολόγια για διαφορετικούς τύπους χρηστών π.χ. οικιστικοί,εμπορικοί, βιομηχανικοί και δημόσιοι.

365 7.3.4 Επιβραβεύσεις και ποινές για τους χρήστες Ένας άλλος τρόπος πολιτικής τιμολόγησης είναι η χρήση επιβραβεύσεων ή ποινών για τους χρήστες σε περίπτωση που εξοικονομούν ή υπερκαταναλώνουν νερό, ειδικά κατά τη διάρκεια κρίσιμων περιόδων του έτους ή κατά τη διάρκεια περιόδων ξηρασίας. Οι επιβραβεύσεις μπορεί να είναι κυρίως χρηματικές αλλά σε μερικές περιπτώσεις μπορεί να είναι κίνητρα, τα οποία να διευκολύνουν τους χρήστες να καταναλώνουν λιγότερο. Σε πολύ ακραίες περιπτώσεις μπορούν να ακολουθηθούν πολύ καινοτόμα μέτρα (π.χ. πρόωρες διακοπές κλπ.). 7.4 Συμμετοχή του κοινού Οργάνωση τακτικών συναντήσεων Οι τακτικές συναντήσεις μπορούν να θεωρηθούν ο πυρήνας μιας συμμετοχικής διαδικασίας, αφού προσφέρουν το κατάλληλο περιβάλλον για την ανταλλαγή ιδεών μεταξύ ενός όσο το δυνατό ευρύτερου κοινού, το οποίο αποτελείται από διαφορετικές ομάδες. Σε αυτό το πλαίσιο, τα περισσότερα από τα οργανωτικά βήματα που παρουσιάζονται σε αυτή την παράγραφο μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη διοργάνωση άλλων συμμετοχικών διαδικασιών. Επιπλέον, αφού τα περισσότερα από αυτά τα βήματα τροφοδοτούνται μεταξύ τους ή μπορούν να αναπτυχθούν παράλληλα, καθώς και διαφορετικά επίπεδα συμμετοχής μπορεί να απαιτούν ελαφρώς διαφορετικά ενδιάμεσα βήματα, μόνο τα βασικά (αναγκαία) βήματα παρουσιάζονται πιο κάτω. Ο καθορισμός και η αποσαφήνιση των στόχων της συμμετοχικής διαδικασίας και των επιθυμητών συνεπειών είναι η πιο σημαντική πτυχή και μπορεί να θεωρηθεί ως το πρώτο βήμα στη διοργάνωση της συμμετοχικής διαδικασίας. Η κύρια απόφαση αφορά στο επίπεδο συμμετοχής στο οποίο στοχεύει ο διοργανωτής, αφού η απλή πληροφόρηση μπορεί να απαιτεί διαφορετικές ενδιάμεσες προσεγγίσεις από ότι η διαβούλευση ή η αντιπροσώπευση. Οι συγκεκριμένοι στόχοι εξαρτώνται από τη φύση της απόφασης και το στάδιο της διαδικασίας σχεδιασμού. Στα αρχικά στάδια σχεδιασμού τα πιο σημαντικά είναι η πληροφόρηση και η εκπαίδευση του κοινού. Στο μέσο της διαδικασίας θα πρέπει να λαμβάνει χώρα η επανατροφοδότηση της γνώσης από τους συμμετέχοντες, η δημιουργία εναλλακτικών κατευθύνσεων και ο καθορισμός αμοιβαία αποδεχτών κριτηρίων. Στο στάδιο της αξιολόγησης θα πρέπει να ληφθεί μια απόφαση με βάση κοινή συμφωνία, ενώ στη φάση εφαρμογής ο επιθυμητός στόχος είναι η μείωση των συγκρούσεων. Μια συμμετοχική συνάντηση θα πρέπει να είναι ξεκάθαρη όσον αφορά τους στόχους και τις προσδοκίες της. Οι προσδοκίες που δεν πραγματοποιούνται μπορεί

366 να οδηγήσουν σε έλλειψη εμπιστοσύνης από το κοινό, όσον αφορά την διαδικασία και να απομακρύνουν το κοινό από τις επόμενες συναντήσεις. Ένας αριθμός συναντήσεων με κατάλληλη αλληλουχία θα βοηθήσει στην αποφυγή του συνδυασμού διάφορων συμμετοχικών στόχων και θα οδηγήσει στην εκπλήρωση των προσδοκιών σε κάθε συνάντηση. Η αξία κάθε συνάντησης είναι ένα σημαντικό θέμα όσον αφορά τη συνέχιση της συμμετοχικής διαδικασίας και τη λήψη κρίσιμων αποφάσεων, οι οποίες μπορεί να βοηθήσουν προς αυτή την κατεύθυνση. Οι διοργανωτές πρέπει να αποφασίσουν με προσοχή ποιοι στόχοι θα εξυπηρετηθούν, αφού διαφορετικά εμπλεκόμενα μέρη μπορεί να έχουν διαφορετικές προσδοκίες, να αποσαφηνίσουν τους στόχους στους συμμετέχοντες και να σχεδιάσουν τη διαδικασία ανάλογα. Είναι προφανές, ότι τα άτομα που λαμβάνουν τις αποφάσεις μπορεί να θέλουν να ληφθεί η απόφαση γρήγορα, ενώ οι πολίτες, οι οποίοι δεν είναι τόσο καλά πληροφορημένοι, θα χρειαστούν χρόνο για να εκφράσουν την άποψή τους. Η επιλογή των συμμετεχόντων είναι ένα άλλο σημαντικό στοιχείο της διαδικασίας. Σε μια ιδανική διαδικασία «όλων όσων τα συμφέροντα θα επηρεαστούν θα πρέπει να έχουν τη δυνατότητα να λάβουν μέρος και όλοι οι πολίτες θα πρέπει να νιώθουν ότι τα συμφέροντά τους αντιπροσωπεύονται κατάλληλα ακόμα και αν επιλέξουν να μην λάβουν μέρος οι ίδιοι» ( Bloomfield et al., 1998). Στην πράξη αυτό δεν μπορεί να επιτευχθεί. Για το λόγο αυτό, στις περισσότερες περιπτώσεις επιλέγονται να συμμετάσχουν οι πιο σημαντικοί εταίροι, όπως για παράδειγμα, δημόσιοι και ιδιωτικοί οργανισμοί, μη κυβερνητικές οργανώσεις, νομοθετικές υπηρεσίες, ακαδημαϊκοί, επιχειρήσεις και βιομηχανία, αλλά επίσης και τοπικές ομάδες, όπως τοπικά συμβούλια, σύνδεσμοι κατοίκων και ομάδες επαγγελματιών, καθώς και σημαντικοί ανεξάρτητοι πολίτες, όπως ιδιοκτήτες γης και κάτοικοι. Η λεπτομερής επιλογή των συμμετεχόντων εξαρτάται από το σκοπό και τους στόχους της συνάντησης. Αν ο στόχος, για παράδειγμα, είναι η πληροφόρηση και η εκπαίδευση, η επαρκής εκπροσώπηση μπορεί να μην είναι σημαντική. Θεωρείται κρίσιμη όμως, αν ο στόχος είναι η λήψη από κοινού απόφασης. Αν ο στόχος είναι η μείωση των συγκρούσεων, θα πρέπει να είναι παρόντα διαφορετικά μέρη, ακόμη και περιθωριοποιημένες φωνές. Η επιλογή ενός ουδέτερου επαγγελματία διαμεσολαβητή θεωρείται επίσης σημαντική για μια αποτελεσματική εκδήλωση. Ο κατάλληλος σχεδιασμός και πραγματοποίηση μιας συνάντησης από τους διοργανωτές (προσωπικό, τοποθεσία και εγκαταστάσεις κλπ.) είναι ζωτικής σημασίας όχι μόνο για την επιτυχία της ίδιας της συνάντησης, αλλά και για τη δέσμευση των συμμετεχόντων στη διαδικασία. Η αξιολόγηση μιας εκδήλωσης ή ολόκληρης της διαδικασίας μπορεί να θεωρηθεί ως το τελικό βήμα, αλλά είναι κρίσιμο, όχι μόνο για την αξιολόγηση των συνεπειών και της προστιθέμενης αξίας της διαδικασίας, αλλά και για τη βελτίωση μελλοντικών

367 διαδικασιών μέσω της γνώσης που αποκτήθηκε. Η αξιολόγηση θα πρέπει να εκτιμά την επίτευξη των στόχων που τέθηκαν πριν από τη διαδικασία καθώς και την ποιότητα της διαδικασίας. Η αξιολόγηση θα πρέπει να γίνεται από τους διοργανωτές. Παρόλα αυτά, μερικοί στόχοι μπορεί να μην είναι δυνατό να ποσοτικοποιηθούν εύκολα μόνο από τους διοργανωτές. Κοινές τεχνικές αξιολόγησης, όπως ερωτηματολόγια και συνεντεύξεις, μπορεί να βοηθήσουν στη λύση τέτοιων καταστάσεων Εκθέσεις επανεξέτασης Η επανεξέταση της συμμετοχικής διαδικασίας αποτελεί ένα επίσης σημαντικό θέμα, όσον αφορά την ολοκλήρωση της διαδικασίας. Μια έκθεση, η οποία περιλαμβάνει το επίπεδο επίτευξης των στόχων, τις νέες ιδέες που προτάθηκαν, καθώς και θέματα στα οποία συγκεντρώθηκαν οι συζητήσεις μπορεί να γίνει ένα πολύ χρήσιμο εργαλείο στη διόρθωση ή τροποποίηση των αρχικών σχεδίων ενός έργου. Η αξιολόγησητης ποιότητας της διαδικασίας θα πρέπει, επίσης, να καταγράφεται. Μια έκθεση θα πρέπει να περιλαμβάνει το επίπεδο συμμετοχής, καθώς και το εύρος των συμμετεχόντων. Θα πρέπει να δηλώνει αν όλα τα ενδιαφερόμενα και επηρεαζόμενα μέρη αντιπροσωπεύονταν στις συναντήσεις, καθώς και αν οι συναντήσεις διοργανώνονταν σε βολικές ημερομηνίες και χώρους. Θα πρέπει να αναφερθεί, επίσης, αν τα μέσα επικοινωνίας ήταν κατάλληλα για όλους τους συμμετέχοντες. Για παράδειγμα, η χρήση τεχνικής γλώσσας ή η έλλειψη μετάφρασης μπορεί να αποτελέσει εμπόδιο για μερικούς συμμετέχοντες. Το επίπεδο αλληλεπίδρασης (συζητήσεις και αντιπαραθέσεις) μεταξύ των συμμετεχόντων θα πρέπει να αναφέρεται, επίσης, στην έκθεση. Το χρονικό πλαίσιο της συμμετοχικής διαδικασίας, κυρίως όσον αφορά την έναρξή του, καθώς και η αντίδραση των ατόμων που παίρνουν αποφάσεις στη διαδικασία είναι, επίσης, σημαντική. Τέλος, σκοποί και στόχοι, αναμενόμενες εισροές και αποτελέσματα από τη διαδικασία και οι τελικές αποφάσεις θα πρέπει να καταγράφονται και να δημοσιοποιούνται Περιστασιακές παρουσιάσεις Οι παρουσιάσεις σε τακτική βάση είναι πολύ σημαντικές για το επίπεδο πληροφόρησης της δημόσιας συμμετοχικής διαδικασίας, κυρίως στα αρχικά στάδια ενός έργου και ειδικά στο πεδίο διαχείρισης αστικών υδάτων και θεμάτων αστικών εταιρειών ύδρευσης. Αυτό συμβαίνει, επειδή οι αποφάσεις που αφορούν το νερό ύδρευσης αστικών περιοχών είναι πολύπλοκες και απαιτούν ένα βαθμό τεχνικής και επιστημονικής γνώσης, ο οποίος δεν μπορεί να αποκτηθεί εύκολα ή δεν είναι διαθέσιμος στους περισσότερους πολίτες.

368 Ο ρόλος της επιστημονικής εμπειρίας είναι ζωτικής σημασίας σε αυτό το πλαίσιο. Οι ειδικοί έχουν ένα πολύ σημαντικό ρόλο στην παρουσίαση τεχνικών θεμάτων και στην παροχή ακριβών και ολοκληρωμένων πληροφοριών σε όλες τις διαφορετικές ομάδες και άτομα, ενώ διατηρούν την επιστημονική αξία του έργου. Η υπερβολικά προνομιούχα θέση των ειδικών όμως μπορεί να δώσει την εντύπωση ότι οι αρχές προσπαθούν να παραπληροφορήσουν τους συμμετέχοντες δίνοντας πληροφορίες που θα λειτουργήσουν υπέρ αποφάσεων που έχουν ήδη παρθεί. Τέτοια συμπεριφορά θα εντατικοποιήσει την αίσθηση ότι οι πολίτες αγνοούνται, θα τους αποδυναμώσει και θα οδηγήσει στον τερματισμό της συμμετοχής τους στη διαδικασία. Οι συγκρούσεις δε θα λυθούν και οι τακτικές συναντήσεις δε θα καταλήγουν σε ομόφωνες αποφάσεις. Για το λόγο αυτό, τέτοιες περιστασιακές παρουσιάσεις θα πρέπει να διοργανώνονται πολύ προσεχτικά και οι επιστημονικές παρουσιάσεις θα πρέπει να είναι ξεκάθαρες, για να αποφευχθούν οποιαδήποτε ασαφή στοιχεία Πλαίσιο για συμμετοχή του κοινού Η «συμμετοχή» αναφέρεται στην ανάμειξη των ανθρώπων στις διαδικασίες λήψης αποφάσεων. Σήμερα, υπάρχει μια παγκόσμια αναπτυσσόμενη τάση συμμετοχής του κοινού, κυρίως όσον αφορά τη λήψη περιβαλλοντικών αποφάσεων, η οποία περιλαμβάνει το σχεδιασμό και τη διαχείριση των υδατικών πόρων για αστική χρήση. Ο βαθμός αυτής της ανάμειξης μπορεί φυσικά να διαφέρει σημαντικά. Ανάμεσα στους κύριους λόγους για αυτό το αυξανόμενο ενδιαφέρον είναι η αδυναμία της αντιπροσωπευτικής δημοκρατίας, η επιστημονική αβεβαιότητα και πολυπλοκότητα, η αναποτελεσματικότητα στην εφαρμογή πολιτικών και οι συγκρούσεις μεταξύ διαφορετικών ομάδων. Η αδυναμία της αντιπροσωπευτικής δημοκρατίας αναφέρεται κυρίως στην άποψη ομάδων ατόμων, κυρίως αυτών που θεωρούνται ή νιώθουν μειονεκτικά, ότι αποκλείονται από αποφάσεις που επηρεάζουν τη ζωή τους. Οι αποφάσεις που παίρνονται από κεντρικές (απομακρυσμένες) κυβερνήσεις συχνά αποτυγχάνουν να μεταφέρουν τις ανάγκες του τοπικού πληθυσμού. Από την άλλη πλευρά, τα περιβαλλοντικά προβλήματα, συμπεριλαμβανομένων αυτών που σχετίζονται με το νερό, είναι ιδιαίτερα πολύπλοκα με πολλές αβεβαιότητες και σχετικούς κινδύνους. Οι επιστήμονες έχουν αποτύχει στο να προβλέψουν τους κινδύνους, οι οποίοι έχουν καταστήσει τελικά τα αστικά δίκτυα διανομής αναξιόπιστα. Επιπλέον, μετά από την εκδήλωση κρίσεων, οι επιστήμονες εκφράζουν διαφορετικές απόψεις με αποτέλεσμα να μειώνεται η εμπιστοσύνη του κοινού στους ειδικούς. Η εφαρμογή των πολιτικών έχει, επίσης, αποδειχθεί αναποτελεσματική σε πολλές περιπτώσεις. Οι συγκεντρωτικές πολιτικές συχνά αποτυγχάνουν, ενώ οι συμμετοχικές διαδικασίες λήψης αποφάσεων έχουν τη δυνατότητα να βελτιώσουν την ποιότητα των αποφάσεων με τη χρήση της τοπικής γνώσης και τη μείωση των συγκρούσεων στο στάδιο του σχεδιασμού. Αυτή η

369 διαδικασία θα αυξήσει την πιθανότητα η εφαρμογή της πολιτικής να είναι πιο νόμιμη, πιο αποτελεσματική, πιο αποδοτική και βιώσιμη. Τέλος, ο αποκλισμός ομάδων πληθυσμού από τις αποφάσεις θα οδηγήσει σε συγκρούσεις στη διαδικασία εφαρμογής. Οι συναινετικές αποφάσεις, κυρίως με την συμμετοχή των ομάδων που αντιμετωπίζουν τις συνέπειες της διαδικασίας, μπορούν να μειώσουν τις εντάσεις ( Pimbert και Wakeford, 2001). Οι κύριοι στόχοι της συμμετοχικής διαδικασίας περιλαμβάνουν: Εκπαίδευση των συμμετεχόντων και αύξηση της ευαισθητοποίησης του κοινού Βελτίωση της ποιότητας των αποφάσεων, μαθαίνοντας από τους συμμετέχοντες και την τοπική τους γνώση Προώθηση περιθωριοποιημένων φωνών και ανάπτυξη αμοιβαίας κατανόησης μεταξύ των συμμετεχόντων Επίτευξη συμφωνιών και ομόφωνων αποφάσεων Μείωση συγκρούσεων και καθυστερήσεων στο δρόμο λήψης αποφάσεων και εφαρμογής της πολιτικής Ενδυνάμωση των τοπικών κοινοτήτων για ανάληψη δράσης Μια από τις πιο σημαντικές πτυχές του πλαισίου συμμετοχής του κοινού είναι το επίπεδο συμμετοχής. Στο κατώτερο επίπεδο μπορούμε να συναντήσουμε απλές πληροφορίες, όσον αφορά το περιεχόμενο και τη διαδικασία της απόφασης. Αυτές οι πληροφορίες διατίθενται στα ενδιαφερόμενα μέρη και στο κοινό μέσω τυποποιημένων τεχνικών διάδοσης. Το επόμενο επίπεδο είναι η διαβούλευση. Το κοινό καλείται (υπό την ευθύνη των αρχών) να υποβάλει σχόλια σε γραπτή μορφή ή να τα παρουσιάσει προφορικά σε συναντήσεις, ακροάσεις κλπ. Ακόμα πιο πάνω είναι η συμμετοχή, στην οποία οι αρχές είναι υποχρεωμένες να ενσωματώσουν μερικά από τα σχόλια του κοινού στην τελική απόφαση και να εξηγήσουν επαρκώς γιατί απέρριψαν τα υπόλοιπα. Αν αναλογιστούμε τα επίπεδα συμμετοχής ως μια σκάλα με τη μορφή που παρουσιάστηκε από τον Arnstein (1969), τα επόμενα στάδια εκτείνονται από συνεργασία μεταξύ των αρχών και του κοινού, μέχρι την αντιπροσώπευση της απόφασης της αρχής στις επιλεγμένες επιτροπές των πολιτών. Στην κορυφή της σκάλας βρίσκεται η αυτοδιάθεση. Στην αυτοδιάθεση εφαρμόζονται πιο ριζοσπαστικές δημοκρατικές οργανωτικές μορφές, στις οποίες οι κοινότητες έχουν την δύναμη να λαμβάνουν και να εφαρμόζουν αποφάσεις. Μπορεί να περιλαμβάνουν, για παράδειγμα, άσκηση ελέγχου από τους χρήστες σε μια αστική εταιρεία ύδρευσης. Μια άλλη σημαντική πτυχή του πλαισίου για συμμετοχή του κοινού είναι το πού και το πότε θα πραγματοποιηθεί αυτή η συμμετοχή. Ένας γενικός κανόνας είναι ότι η συμμετοχή του κοινού θα πρέπει να πραγματοποιείται σε ολόκληρη τη διαδικασία

370 λήψης αποφάσεων ενός σχεδίου ή ενός έργου. Είναι σημαντικό, να συμπεριληφθεί από νωρίς το κοινό στη διαδικασία και να μην περιοριστεί στη φάση εφαρμογής ή σε υποπτυχές του έργου όπου σημαντικές πτυχές των αποφάσεων έχουν ήδη παρθεί ( UNEP / PAP / RAC, 2007). Ιδανικά, η συμμετοχή του κοινού θα πρέπει να αρχίζει πριν ακόμα το πρόβλημα εντοπιστεί με ακρίβεια. Είναι προφανές, ότι ένα σχέδιο δε μπορεί να είναι επιτυχημένο χωρίς την άποψη αυτών που θα το εφαρμόσουν και θα ζήσουν με αυτό. Από την άλλη πλευρά, η γνώση των ανθρώπων μπορεί να προσφέρει πολύτιμες πληροφορίες και ιδέες για τη δημιουργία εναλλακτικών στρατηγικών. Επιπλέον, διαφορετικές ομάδες ανθρώπων και κοινωνικών εταίρων μπορούν να αντιστοιχίσουν διαφορετικό βάρος και διαφορετικά κριτήρια σε εναλλακτικές λύσεις, αφού οι συνέπειες μιας διαδικασίας μπορεί να είναι διαφορετικές ανάμεσα στις διαφορετικές ομάδες και μια αρνητική συνέπεια για μια ομάδα μπορεί να ωφελήσει μια άλλη. Η ανάμειξη των πολιτών είναι επίσης σημαντική κατά τη διάρκεια της «παρακολούθησης και αξιολόγησης», η οποία αποτελεί τη μετά την απόφαση φάση. Επιτροπές πολιτών μπορούν να παρακολουθούν τη συμμόρφωση των αρχών με ένα συμφωνημένο σχέδιο και να παρέχουν ανατροφοδότηση για αξιολόγηση των συνεπειών και των αποτελεσμάτων. Η συμμετοχή του κοινού θεωρείται ζωτικής σημασίας για συγκεκριμένα προγράμματα βελτίωσης της αποδοτικότητας δικτύων διανομής νερού, όπως εγκατάσταση μετρητών και προγραμμάτων παρακολούθησης, ανίχνευσης διαρροών κλπ. Η συμμετοχή του κοινού μπορεί, επίσης, να μειώσει τις συγκρούσεις σε αμφισβητήσιμες αποφάσεις, όπως έγκριση νέων υδραυλικών έργων, αποφάσεις για πρότυπα ποιότητας και επίπεδα επεξεργασίας ή παρακολούθησης, πολιτικές τιμολόγησης κλπ. Τέλος, είναι σκόπιμο να δημιουργηθεί μια μόνιμη οργανωτική δομή για συμμετοχή στον αστικό τομέα νερού. Αυτό θα έχει σαν αποτέλεσμα λιγότερη προσπάθεια στο μέλλον, αφού οι διαδικασίες και τα εργαλεία δε θα χρειάζεται να αναθεωρούνται κάθε φορά που είναι απαραίτητη η συμμετοχή για μια απόφαση. 7.5 Εξωτερικός έλεγχος για την ποιότητα υπηρεσιών Απαιτήσεις ελέγχου (ποιότητα υπηρεσιών και κατάσταση του συστήματος) Ένας έλεγχος νερού μπορεί να θεωρηθεί ως μια εξονυχιστική εξέταση της ακρίβειας των στοιχείων της εταιρίας ύδρευσης και του εξοπλισμού ελέγχου του συστήματος. Οι διευθυντές των εταιρειών ύδρευσης μπορούν να χρησιμοποιήσουν τους ελέγχους, για να καθορίσουν την αποδοτικότητα του συστήματος διανομής νερού τους. Ο γενικός στόχος είναι η αναγνώριση, η ποσοτικοποίηση και η επαλήθευση απωλειών εσόδων και νερού. Αυτό επιτρέπει στην εταιρεία ύδρευσης να επιλέξει και να εφαρμόσει προγράμματα για μείωση των απωλειών εσόδων και νερού και

371 για βελτίωση των προσφερόμενων υπηρεσιών. Τέτοιες εξετάσεις πραγματοποιούνται συνήθως μια φορά το χρόνο με σκοπό την ενημέρωση των αποτελεσμάτων προηγούμενων ελέγχων. Υπάρχουν αρκετές μέθοδοι πραγματοποίησης ενός εξωτερικού ελέγχου σε ένα σύστημα διανομής νερού με στόχο τη βελτίωση της αποδοτικότητας του συστήματος. Μερικά βασικά βήματα και τεχνικές για πραγματοποίηση ενός ελέγχου περιλαμβάνουν: Καθήκον 1: Ποσοτικοποίηση παροχής νερού Βήμα 1: Αναγνώριση όλων των πηγών νερού Βήμα 2: Ποσοτικοποίηση νερού από κάθε πηγή Βήμα 3: Επαλήθευση και προσαρμογή ποσοτήτων πηγής Καθήκον 2: Ποσοτικοποίηση εγκεκριμένης χρήσης νερού με μετρητές Βήμα 1: Αναγνώριση χρήσης με μετρητές Βήμα 2: Ποσοτικοποίηση χρήσης με μετρητές Βήμα 3: Επαλήθευση και προσαρμογή ποσοτήτων χρήσης με μετρητές Καθήκον 3: Ποσοτικοποίηση εγκεκριμένης χρήσης χωρίς μετρητές Βήμα 1: Αναγνώριση εγκεκριμένης χρήσης χωρίς μετρητές Βήμα 2: Εκτίμηση εγκεκριμένης χρήσης χωρίς μετρητές Καθήκον 4: Ποσοτικοποίηση απωλειών νερού Βήμα 1: Αναγνώριση πιθανών απωλειών νερού Βήμα 2: Εκτίμηση απωλειών ανάλογα με τον τύπο απώλειας Καθήκον 5: Ανάλυση αποτελεσμάτων ελέγχου νερού και εξέταση διορθωτικών μέτρων Μέτρα Βήμα 1: Υπολογισμός όλων των δεικτών αποδοτικότητας και σύγκρισή τους με τις αποδεκτές τιμές Βήμα 2: Δημιουργία προγράμματος μέτρων για επίτευξη του στόχου Βήμα 3: Περιγραφή των διαδικασιών και του χρονοδιαγράμματος των απαραίτητων πράξεων Αν ο στόχος είναι διαφορετικός από τα πιο πάνω, θα πρέπει να εισαχθεί ένας αριθμός αλλαγών, για να αντικατοπτρίζεται ο επιθυμητός στόχος. Αν, για παράδειγμα, ο στόχος είναι η βελτίωση της ποιότητας των προσφερόμενων υπηρεσιών, ο έλεγχος θα πρέπει να ενσωματώνει τις μεθόδους λήψης των απόψεων των χρηστών μέσω ερωτηματολογίων ή οποιασδήποτε άλλης αποτελεσματικής διαδικασίας.

372 Συμπερασματικά, ο έλεγχος είναι απαραίτητος για βελτίωση της απόδοσης της εταιρείας ύδρευσης, της οικονομικής της αποδοτικότητας και της ποιότητας των υπηρεσιών της και για διασφάλιση της βιωσιμότητας των λειτουργιών της Προδιαγραφές εξωτερικού ελέγχου Τα Καθήκοντα Κλειδιά ενός εξωτερικού ελεγκτή περιλαμβάνουν: - Σχεδιασμός, αναθεώρηση και ανάπτυξη τεχνικών ελέγχου και διαδικασιών για πραγματοποίηση ολοκληρωμένου οικονομικού ελέγχου και ελέγχου συστήματος. - Αναθεώρηση και εκτίμηση της ορθότητας και της αποδοτικότητας όλων των εσωτερικών συστημάτων ελέγχου, συμπεριλαμβανομένων οικονομικών και λειτουργικών διαδικασιών, χωρίς όμως να περιορίζεται μόνο σε αυτά. - Ανάλυση αποτελεσμάτων των δραστηριοτήτων ελέγχου και παροχή έγκαιρων και ακριβών εκθέσεων και συνέχιση της παρακολούθησης, για να διασφαλιστεί ότι οι συστάσεις λήφθηκαν υπόψη και ότι εφαρμόστηκαν έγκαιρα. - Πραγματοποίηση ειδικών ελέγχων και ερευνών, αν είναι απαραίτητο, κατά καιρούς και προετοιμασία εκθέσεων με τα αποτελέσματα για το Συμβούλιο. Σε σχέση με τα πιο πάνω, μέλη του προσωπικού μπορούν να εργάζονται ως εσωτερικοί ελεγκτές. Ανάμεσα σε άλλα, οι εσωτερικοί ελεγκτές έχουν τα ακόλουθα καθήκοντα: - Προετοιμασία του ετήσιου προγράμματος ελέγχου και διασφάλιση για αποτελεσματική και αποδοτική εφαρμογή του. - Συνεργασία με εξωτερικούς ελεγκτές, αν είναι απαραίτητο, για τη διασφάλιση έγκαιρου εξωτερικού ελέγχου στον οργανισμό. 7.6 Βιβλιογραφία Arnstein, S.R., A Ladder of Citizens Participation, Journal of the American Institute of Planners, Vol. 30, pp Bloomfield, D., Collins, K., Fry, C. and Munton, R., Deliberative and Inclusionary Processes: their Contribution to Environmental Governance, paper presented at the first ESRC DIPs in environmental decision making Seminar, 17 December 1998.

373 Institute of Environmental Management and Assessment (IEMA), Guidelines of Participation in Environmental Decision-Making, Perspectives Series, Lincoln, Institute of Environmental Management and Assessment. OECD, Social issues in the provision and pricing of water services, Organisation for Economic Cooperation and Development Pimbert, M. and Wakeford, T., Overview, Deliberative Democracy and Citizen Empowerment, PLA Notes, Vol. 40, pp UNEP/PAP/RAC, Integrated Coastal Urban Water System Planning in Coastal Areas of the Mediterranean Volume II: Tools and Instruments, Priority Actions Programme, Regional Activity Centre, Split, Chapter 8, pp

374 8.0 Καλές Πρακτικές Περιγραφή Ενότητας Τίτλος Τομέας Κύριοι παραλήπτες ΕΝΟΤΗΤΑ 8 ΚΑΛΕΣ ΠΡΑΚΤΙΚΕΣ Προληπτική Συντήρηση για Εταιρείες Υδάτων Οι τελικοί χρήστες της ενότητας είναι μηχανικοί και προσωπικό συντήρησης υπεύθυνο για τη συντήρηση δικτύων εταιρειών υδάτων. Αυτή η ενότητα απευθύνεται σε ένα μεγάλο εύρος επαγγελματιών οι οποίοι είναι υπεύθυνοι για τη συντήρηση των δικτύων των εταιριών υδάτων και είναι δημιουργημένη για τις ενδιαφερόμενες ομάδες. Περιγραφή ενότητας και γενικοί στόχοι Αυτή η ενότητα επιτρέπει στους συμμετέχοντες να παρατηρήσουν πως τέσσερεις εταιρείες υδάτων εφάρμοσαν διαδικασίες προληπτικής συντήρησης. Μετά την ολοκλήρωση αυτής της ενότητας, οι συμμετέχοντες θα κατανοήσουν πλήρως ποια θέματα είναι σημαντικά στην εφαρμογή και διαχείριση διαδικασιών προληπτικής συντήρησης. Χρόνος μάθησης και Διάρκεια Χρόνος μάθησης και μέγιστη διάρκεια εκπαίδευσης σχετικά με την ενότητα: 1 0 ώρες αναμενόμενου χρόνου αυτοεκπαίδευσης Απαραίτητα εργαλεία για πραγματοποίηση της ενότητας Ηλεκτρονικός υπολογιστής με σύνδεση στο Διαδίκτυο (IT, εξοπλισμός κλπ. ) Μαθησιακοί στόχοι Όταν κάποιος/α ολοκληρώσει την ενότητα θα είναι σε θέση να: ΜΣ-1: Παρατηρήσουν πώς προγράμματα προληπτικής συντήρησης εφαρμόστηκαν με επιτυχία σε διαφορετικές χώρες. ΜΣ-2: Κατανοήσουν ότι τα προγράμματα προληπτικής συντήρησης μπορούν να αναπτυχθούν και να εφαρμοστούν με επιτυχία σε οποιοδήποτε σύστημα. ΜΣ-3: Κατανοήσουν τι τεχνικές που εφαρμόστηκαν από άλλες εταιρείες υδάτων στην προσπάθειά τους για εφαρμογή προληπτικής συντήρησης. ΜΣ-4: Κατανοήσουν τα στοιχεία ενός σχεδίου προγράμματος διαχείρισης ακεραιότητας διανομής ( DIMP ) σχετικού με την αντικατάσταση σωλήνων. ΜΣ-5: Εξετάσουν τα αποτελέσματα που επετεύχθησαν από εταιρείες υδάτων που εφάρμοσαν ένα επιτυχημένο πρόγραμμα προληπτικής συντήρησης. ΜΣ-6: Εκτιμήσουν τα πλεονεκτήματα για την εταιρεία υδάτων και τον

375 πελάτη από την προληπτική συντήρηση. Παιδαγωγικές μέθοδοι που χρησιμοποιούνται (ατομική μελέτη, ομαδική δουλειά, μάθηση εξ αποστάσεως κλπ.) Τύποι δραστηριοτήτων που θεωρούνται χρήσιμοι για εκπαίδευση σε αυτή την ενότητα: Συναντήσεις πρόσωπο με πρόσωπο Ατομική μελέτη Διαδικτυακές δραστηριότητες 8.1 Διαδικασίες προληπτικής συντήρησης της Multiservizi s.p.a. (Επαρχία Ανκόνα, Κεντρική περιοχή Μάρκε) Η Multiservizi Spa πραγματοποιεί επιθεωρήσεις και συντήρηση σχεδιασμένες για ενιαίες λειτουργικές μονάδες και για ολόκληρο το δίκτυο υδάτων, καθώς και στα σχετικά στρατηγικά στοιχεία, σύμφωνα με μια συγκεκριμένη διαδικασία, η οποία καθορίζει την ευθύνη και τη μεθοδολογία για την πραγματοποίηση των δραστηριοτήτων προληπτικής συντήρησης. Οι σχεδιασμένες παρεμβάσεις, οι οποίες διαχειρίζονται από εδαφικά καθορισμένες περιοχές ( Aree Territoriali ) και Λειτουργικές Μονάδες για άντληση νερού από την πηγή και διανομή νερού ( Unit à Operativa Captazione e Adduzione ), πραγματοποιούνται από τεχνίτη του συνεργείου του εργοστασίου και εξειδικευμένους φορείς Στόχοι της προληπτικής συντήρησης Οι γενικοί στόχοι των επιθεωρήσεων και της προσχεδιασμένης συντήρησης είναι η πρόληψη των βλαβών και η βελτιστοποίηση του κύκλου ζωής και των δεικτών αναφοράς των στρατηγικών στοιχείων των εγκαταστάσεων, δηλαδή: 1. Μείωση κοστών συντήρησης ; 2. Μείωση ή εξάλειψη της εγκατάστασης ενός μηχανήματος; 3. Μείωση της υποχρεωτικής συντήρησης ; 4. Βελτιστοποίηση των υπηρεσιών των μηχανημάτων, σύμφωνα με τις προδιαγραφές του έργου και της προφοράς που υποβλήθηκε; 5. Μείωση της κατανάλωσης ενέργειας, λόγω της απόδοσης των μηχανημάτων; 6. Μείωση της έκτακτης συντήρησης για αντικατάσταση μηχανημάτων ή για την ολική ανανέωση των εγκαταστάσεων Στοιχεία που εμπλέκονται στην προληπτική συντήρηση Οι επιθεωρήσεις και η προσχεδιασμένη προληπτική συντήρηση αφορούν τις κατηγορίες των στρατηγικών στοιχείων που αναφέρονται πιο κάτω: 1) Στοιχεία της μονάδας 1. δεξαμενές, 2. μετρητές στάθμης, 3. αντλίες ηλεκτροστροβιλοκινητήρων, 4. εγκαταστάσεις απολύμανσης,

376 5. καμπίνες ηλεκτρικού μετασχηματισμού M. V. (μέση τάση)/ L. V. (χαμηλή τάση), 6. ηλεκτρικές γεννήτριες για συστήματα υδάτων 7. καθοδική προστασία τροφοδοσίας, 8. βαλβίδες μείωσης πίεσης, 9. έξοδος δειγματοληψίας, 2) και ο δοκιμαστής των μετρητών. Ταυτόχρονα με τις παρεμβάσεις που προγραμματίζονται στις μονάδες, αναφέρεται πιο κάτω και ένας γενικός έλεγχος όλων των υπόλοιπων στοιχείων, τα οποία δεν είναι στρατηγικά, αλλά είναι απαραίτητα για να διασφαλιστεί ένα καλό σύστημα λειτουργίας της ίδιας της μονάδας: ηλεκτρο-μηχανικός εξοπλισμός, ο οποίος διαφέρει από τις ηλεκτρικές αντλίες που αναγνωρίστηκαν ως στρατηγικές (αεροσυμπιεστές, μικροί ηλεκτρικοί κινητήρες, ενεργοποιητής, ανεμιστήρες, ηλεκτρικές αντλίες εκπομπών κλπ.), υδραυλικές βαλβίδες και σχετικά στοιχεία ελέγχου, εργαλεία μετρήσεων (χωρητικότητα, πίεση, μετρητές πάγιου υπολειμματικού χλωρίου κλπ.), ηλεκτρικοί πίνακες, εγκαταστάσεις γείωσης, εξαρτήματα, φράκτες και γενικά, η αρχιτεκτονική της κατασκευής Διαδικασίες προληπτικής συντήρησης Αυτό το τμήμα περιγράφει τι δραστηριότητες οι οποίες θα πραγματοποιηθούν κατά τη διάρκεια προγραμματισμένων επιθεωρήσεων και συντηρήσεων, με σχετική περιοδικότητα, για κάθε κατηγορία στρατηγικών στοιχείων. Ως βέλτιστη και μέγιστη περιοδικότητα επιθεώρησης και/ή συντήρησης θεωρείται το βέλτιστο ή μέγιστο διάστημα μεταξύ δύο διαδοχικών επεμβάσεων. Για το λόγο αυτό, αν μια προγραμματισμένη παρέμβαση σε ένα συγκεκριμένο στρατηγικό στοιχείο πραγματοποιείται εκ των προτέρων, σύμφωνα με τα καθιερωμένα δεδομένα, το πρόγραμμα για την επόμενη παρόμοια παρέμβαση θα ανανεωθεί σύμφωνα με την καθιερωμένη περιοδικότητα. Οι δραστηριότητες και οι συχνότητες που περιγράφονται πιο κάτω μπορούν να τροποποιηθούν κατά τη διάρκεια των διαδικασιών σύμφωνα με τα αποτελέσματα των επιθεωρήσεων, τη νομοθεσία, τα τεχνικά εγχειρίδια ή συγκεκριμένες οδηγίες από τον κατασκευαστή για κάθε εξοπλισμό. Σε αυτές τις περιπτώσεις, οι παρούσες Οδηγίες Λειτουργίας θα ανανεωθούν ανάλογα Δεξαμενές Γενικές πτυχές Οι δεξαμενές αποθήκευσης νερού υπόκεινται σε περιοδικούς και προγραμματισμένους καθαρισμούς. Κατά τη διάρκεια του καθαρισμού πρέπει να πραγματοποιείται ακριβής επιθεώρηση της δομή της δεξαμενής και της εσωτερικής

377 στεγανοποίησης. Αν είναι απαραίτητο, μπορεί να ζητηθεί η γνώμη τεχνικού προσωπικού για τη συντήρηση κτιρίων. Πιθανές ανωμαλίες θα πρέπει, εν πάση περιπτώσει, να επέλθουν στην προσοχή του προαναφερθέντος προσωπικού. Τα ανοίγματα των δεξαμενών που επικοινωνούν άμεσα με το περιβάλλον είναι, συνήθως, κλειδωμένα, ενώ αυτά που δεν επικοινωνούν με το περιβάλλον ανοίγουν στο θάλαμο ελέγχου των δεξαμενών των οποίων οι θύρες είναι κλειδωμένες. Κλειδιά για είσοδο στις δεξαμενές και στο θάλαμο ελέγχου έχουν αποκλειστικά, τόσο το προσωπικό τις εταιρείας που αναλαμβάνει εργασίες στις δεξαμενές, όσο και οι συντονιστικοί και/ή υπεύθυνοι τεχνικοί. Η είσοδος στις δεξαμενές λαμβάνει χώρα αποκλειστικά κατά τη διάρκεια των επιθεωρήσεων ή των συντηρήσεων και σε κάθε περίπτωση, στην παρουσία προσωπικού από την εταιρεία. Εξοπλισμός που χρησιμοποιείται Ο εξοπλισμός που χρησιμοποιείται για τις διαδικασίες καθαρισμού γενικά είναι: 1) Για την είσοδο στις δεξαμενές: Λαστιχένιες μπότες, Καλύμματα μποτών ή ελαστικός ή πλαστικός τάπητας. 2) Για τον καθαρισμό των τοιχωμάτων και του πατώματος της δεξαμενής: Καθαριστής υψηλής πίεσης με ράβδο, Βούρτσα για τρίψιμο με βουρτσάκια από συνθετικό υλικό και ξύλινο χερούλι 3) Για τη συλλογή και απομάκρυνση υλικού που κατακάθεται στον πάτο των δεξαμενών: Ατσάλινα πτερύγια με ξύλινα χερούλια, Συνθετικά δοχεία με ατσάλινα χερούλια, Σχοινί με φυσικές ή συνθετικές ίνες. 4) Για τον καθαρισμό των τοιχωμάτων και του πατώματος της δεξαμενής: Νερό από το σύστημα διανομής που απομακρύνεται από την εκφόρτιση (το νερό ψεκάζεται στην επιφάνεια από τον καθαριστή υψηλής πίεσης με ράβδο). 5) Για είσοδο στις δεξαμενές όταν δεν υπάρχουν μόνιμες σκάλες: Σκάλες από ξύλο ή αλουμίνιο. 6) Φια το φωτισμό των δεξαμενών: Λάμπες καλυμμένες εξωτερικά με συνθετικό υλικό που τροφοδοτούνται από ειδικό μετασχηματιστή χαμηλής τάσης. Προφυλάξεις

378 Οι προφυλάξεις για τον καθαρισμό των δεξαμενών είναι οι ακόλουθες: Οι διαδικασίες πρέπει να γίνονται με τρόπο που να διατηρείται, αν είναι δυνατό, η παροχή πόσιμου νερού στο δίκτυο διανομής. Ο καθαρισμός μιας δεξαμενής μπορεί να ενεργοποιηθεί μόνο όταν η δεξαμενή τεθεί εκτός λειτουργίας, δηλαδή, μετά το κλείσιμο των βαλβίδων εισόδου και εξόδου. Το προσωπικό καθαρισμού πρέπει να καθαρίζει προσεκτικά τις μπότες του όταν μπαίνει σε μια δεξαμενή. Κοντά στην είσοδο της δεξαμενής πρέπει να τοποθετείται ένας τάπητας πάνω στον οποίο πρέπει να περπατά το προσωπικό με καθαρές μπότες πριν μπει στη δεξαμενή. Ο τάπητας πρέπει να καθαρίζεται με καθαρό νερό πριν και μετά από την κάθε χρήση. Εναλλακτικά, μπορούν να χρησιμοποιηθούν καλύμματα μποτών που πρέπει να αφαιρούνται πριν την είσοδο στη δεξαμενή. Όλος ο εξοπλισμός που θα μπει μέσα στη δεξαμενή πρέπει πριν να πλυθεί προσεκτικά. Πρέπει να αποφεύγεται ο καθαρισμός των δεξαμενών με ανοίγματα που επικοινωνούν άμεσα με το περιβάλλον σε κακές καιρικές συνθήκες, για να εμποδίζεται η είσοδος υλικών που μεταφέρονται με τον άνεμο. Καθαρισμός Οι διαδικασίες καθαρισμού των δεξαμενών είναι, συνήθως, οι ακόλουθες: Καθαρισμός των τοιχωμάτων με τη χρήση καθαριστή υψηλής πίεσης, εναλλάσσοντας με βούρτσες και τελικό πλύσιμο με καθαριστή υψηλής πίεσης; Καθαρισμός του πατώματος τη δεξαμενής με καθαριστή υψηλής πίεσης, εναλλάσσοντας με βούρτσες και χρησιμοποιώντας σκούπες για να μεταφερθεί το νερό που απομένει στην εκφόρτιση. Αν στον πάτο υπάρχουν ιζήματα, πρέπει να αφαιρεθούν με φτυάρια και δοχεία πριν το καθαρισμό με σκούπες και το τελικό καθάρισμα με τον καθαριστή υψηλή πίεσης; Αφαίρεση του νερού από τη δεξαμενή μετά το καθάρισμα χρησιμοποιώντας την εκφόρτιση στο πάτωμα. Περιοδικότητα Η συχνότητα καθαρισμού, που είναι διαφορετική για κάθε δεξαμενή, δίνεται ξεκάθαρα στο Σχέδιο Καθαρισμού Δεξαμενών. Για να διασφαλιστεί η συνέχεια της παροχής υπηρεσιών, ο καθαρισμός μερικών δεξαμενών μπορεί να καθυστερήσει και να πραγματοποιηθεί στην κατάλληλη εποχή, αν η εκτέλεσή του εμφανίζει ειδικούς κινδύνους για τη συνέχεια των υπηρεσιών ή αν ο καθαρισμός δε θεωρείται απαραίτητος με βάση προηγούμενες γνωστικές επιθεωρήσεις. Το πλύσιμο και οποιεσδήποτε γνωστικές επιθεωρήσεις πραγματοποιούνται πρέπει να καταγράφονται στο Σχέδιο Καθαρισμού Δεξαμενών.

379 8.1.5 Μετρητές στάθμης Οι προσιτοί μετρητές στάθμης, οι οποίοι είναι εξοπλισμένοι με πυρόμετρα ελέγχου και χρησιμοποιούνται για να μετρούν το ύψος του νερού στις δεξαμενές και τα συστήματα τηλεχειρισμού, υπόκεινται σε προγραμματισμένες επιθεωρήσεις. Οι τύποι οργάνων που χρησιμοποιούνται στις δεξαμενές για να μετρούν τη στάθμη του νερού είναι: αισθητήρας αντίστασης μετατροπέας πίεσης υπερηχητικός μετατροπέας Ο Πίνακας 1 πιο κάτω παρουσιάζει τις διαδικασίες που πρέπει να πραγματοποιούνται κατά τη διάρκεια προγραμματισμένων επιθεωρήσεων και τις σχετικές περιοδικότητες. Πίνακας 1. Προγραμματισμένες επιθεωρήσεις μετρητών στάθμης Διαδικασία Εγκατάσταση οπτικού ελέγχου και έλεγχος λειτουργικότητας Έλεγχος αντιστοιχίας μεταξύ μετρήσεων στα όργανα και στάθμης στη δεξαμενή που μετράται από το πυρόμετρο αναφοράς: πιθανή ρύθμιση ή αντικατάσταση Έλεγχος αντιστοιχίας μεταξύ μετρήσεων στα όργανα και τιμής που καταγράφεται από το σύστημα τηλεχειρισμού: πιθανή ρύθμιση σφαλμάτων Βέλτιστη Περιοδικότητα Μέγιστη περιοδικότητα 12 μήνες 18 μήνες 12 μήνες 18 μήνες 12 μήνες 18 μήνες Οι επιθεωρήσεις και οι πιθανές τροποποιήσεις και συντηρήσεις που πραγματοποιούνται πρέπει να καταγράφονται στο κατάλληλο Έντυπο Συντήρησης Μηχανημάτων. Το μέγιστο απόλυτο σφάλμα όλων των μετρητών στάθμης είναι 20 cm. Μπορούν να καθοριστούν διαφορετικές τιμές μέγιστου σφάλματος και περιοδικότητας με βάση τη ζήτηση, τη σημαντικότητα του δικτύου (συστήματος) και την επιθυμητή ανεκτικότητα. Σε αυτή την περίπτωση, οι νέες παράμετροι που καθορίζονται πρέπει να καταγράφονται στο κατάλληλο Έντυπο Συντήρησης Μηχανημάτων Αντλίες ηλεκτροστροβιλοκινητήρων Οι αντλίες με στροφείο που χρησιμοποιούνται σε συσκευές ανύψωσης νερού και συστήματα τηλεχειρισμού, υπόκεινται σε προγραμματισμένες επιθεωρήσεις. Ο Πίνακας 2 παρουσιάζει τις διαδικασίες που πρέπει να πραγματοποιούνται κατά τη διάρκεια προγραμματισμένων επιθεωρήσεων και τις σχετικές περιοδικότητες. Οι επιθεωρήσεις και οι πιθανές τροποποιήσεις και συντηρήσεις που

380 πραγματοποιούνται πρέπει να καταγράφονται στο κατάλληλο Έντυπο Συντήρησης Μηχανημάτων. Πίνακας 2. Προγραμματισμένες επιθεωρήσεις των αντλιών με στροβιλοκινητήρες Διαδικασίες Βέλτιστη Μέγιστη Περιοδικότητα Περιοδικότητα Έλεγχος οπτικού ελέγχου μονάδας και έλεγχος λειτουργικότητας 3 μήνες 6 μήνες Έλεγχος εδράνων: λίπανση ή πιθανή αντικατάσταση 3 μήνες 6 μήνες Έλεγχος αυτόματων χουφτών λίπανσης: πιθανή ρύθμιση ή αντικατάσταση 3 μήνες 6 μήνες Έλεγχος λασπώματος: πιθανή ρύθμιση ή αντικατάσταση 3 μήνες 6 μήνες Έλεγχος τρέχουσας απορρόφησης μηχανής 3 μήνες 6 μήνες Έλεγχος ρυθμού ροής και δυναμικής πίεσης 3 μήνες 6 μήνες Εγκαταστάσεις απολύμανσης Οι ηλεκτρικές αντλίες με μετρητές, τα δοχεία με χημικά προϊόντα για απολύμανση, οι συνδεδεμένες συσκευές με τις σχετικές σωληνώσεις, οι πίνακες διανομής και ελέγχου και όλα τα υπόλοιπα στοιχεία της μονάδας υπόκεινται σε προγραμματισμένες επιθεωρήσεις. Αυτά τα συστήματα διαχωρίζονται σε δύο κατηγορίες, οι οποίες υπόκεινται στην ίδια περιοδικότητα επιθεώρησης: 1. Συστήματα απολύμανσης με διοξείδιο του χλωρίου, 2. Συστήματα απολύμανσης με υποχλωριούχο νάτριο Ο Πίνακας 3 παρουσιάζει τις διαδικασίες που πρέπει να πραγματοποιούνται κατά τη διάρκεια προγραμματισμένων επιθεωρήσεων και τις σχετικές περιοδικότητες. Οι επιθεωρήσεις και οι πιθανές τροποποιήσεις και συντηρήσεις που πραγματοποιούνται πρέπει να καταγράφονται στο κατάλληλο Έντυπο Συντήρησης Μηχανημάτων. Επιπλέον, οι τιμές που μετρούνται για το ελεύθερο πλεονάζον χλώριο και οι πιθανές ρυθμίσεις μιας συγκεκριμένης εγκατάστασης απολύμανσης πρέπει να καταγράφονται στο κατάλληλο «Βιβλίο τιμών ελεύθερου πλεονάζοντος χλωρίου». Πίνακας 3. Προγραμματισμένες επιθεωρήσεις εγκαταστάσεων απολύμανσης Διαδικασίες Οπτικός έλεγχος και λειτουργικός έλεγχος του συστήματος Έλεγχος επιπέδου χημικών προϊόντων και πιθανή παροχή Βέλτιστη Μέγιστη Περιοδικότητα Περιοδικότητα 1 βδομάδα 3 βδομάδες 1 βδομάδα 3 βδομάδες

381 Έλεγχος ελεύθερου πλεονάζοντος χλωρίου και πιθανή ρύθμιση συστήματος 1 βδομάδα 3 βδομάδες Καμπίνες ηλεκτρικού μετασχηματισμού M. V./ L. V. Οι καμπίνες ηλεκτρικού μετασχηματισμού Μέσης Τάσης/Χαμηλής Τάσης υπόκεινται σε προγραμματισμένες επιθεωρήσεις και συντηρήσεις. Ο Πίνακας 4 πιο κάτω παρουσιάζει τις διαδικασίες που πρέπει να πραγματοποιούνται κατά τη διάρκεια προγραμματισμένων επιθεωρήσεων και τις σχετικές περιοδικότητες. Ο Πίνακας 5 πιο κάτω παρουσιάζει τις διαδικασίες που πρέπει να πραγματοποιούνται κατά τη διάρκεια προγραμματισμένων συντηρήσεων και τις σχετικές περιοδικότητες. Οι επιθεωρήσεις και οι πιθανές τροποποιήσεις και συντηρήσεις που πραγματοποιούνται πρέπει να καταγράφονται στο κατάλληλο Έντυπο Συντήρησης Μηχανημάτων. Πίνακας 4. Προγραμματισμένες επιθεωρήσεις των καμπίνων ηλεκτρικού μετασχηματισμού M. V./ L. V. Διαδικασίες Έλεγχος και συνήθης συντήρηση της ηλεκτρικής καμπίνας με στόχο τη διατήρηση των κτιρίων και των εγκαταστάσεων σε καλή κατάσταση: Βέλτιστη Μέγιστη Περιοδικότητα Περιοδικότητα οπτικός έλεγχος του συστήματος λειτουργικός έλεγχος του συστήματος έλεγχος των μετρήσεων των οργάνων καθαρισμός των εγκαταστάσεων 3 μήνες 6 μήνες Πίνακας 5. Προγραμματισμένη συντήρηση των καμπίνων ηλεκτρικού μετασχηματισμού M. V./ L. V. Βέλτιστη Μέγιστη Διαδικασίες Περιοδικότητα Περιοδικότητα Γενικός καθαρισμός: εγκαταστάσεις, παραπήγματα, 12 μήνες 24 μήνες μονωτές, πλέγματα αέρα και φίλτρα κλπ.

382 Γενική αναθεώρηση της ηλεκτρικής καμπίνας: Σύσφιγξη των δεσμών των κόμβων έλεγχος της στάθμης λαδιού του διακόπτη και του μετασχηματιστή/πιθανό γέμισμα λαδιού Έλεγχος του ηλεκτρονόμου Buchholtz για μετασχηματιστή λαδιού Έλεγχος των θερμοστατικών διακοπτών για έλεγχο της θερμοκρασίας Έλεγχος της λειτουργίας των φτερωτών Λίπανση και έλεγχος των συστημάτων μετάδοσης προς τα εμπρός και προς τα πίσω 12 μήνες 24 μήνες Ηλεκτρικές γεννήτριες για συστήματα υδάτων Οι ηλεκτρικές γεννήτριες υπόκεινται σε προγραμματισμένες επιθεωρήσεις και συντηρήσεις. Ο Πίνακας 6 παρουσιάζει τις διαδικασίες που πρέπει να πραγματοποιούνται κατά τη διάρκεια προγραμματισμένων επιθεωρήσεων και τις σχετικές περιοδικότητες. Ο Πίνακας 7 πιο κάτω παρουσιάζει διαδικασίες που πρέπει να πραγματοποιούνται κατά τη διάρκεια προγραμματισμένης συντήρησης και τις σχετικές περιοδικότητες. Οι επιθεωρήσεις και οι πιθανές τροποποιήσεις και συντηρήσεις που πραγματοποιούνται πρέπει να καταγράφονται στο κατάλληλο Έντυπο Συντήρησης Μηχανημάτων. Πίνακας 6. Προγραμματισμένες επιθεωρήσεις ηλεκτρικών γεννητριών Διαδικασίες Γενικός έλεγχος: Βέλτιστη Περιοδικότητα Μεγίστη Περιοδικότητα λειτουργικός έλεγχος οπτικός έλεγχος 2 βδομάδες 1 μήνας Πλήρης έλεγχος του συστήματος: λειτουργικός έλεγχος του συστήματος κάτω από πλήρες φορτίο οπτικός έλεγχος έλεγχος στάθμης υγρών: καύσιμα, λάδι μηχανής, ψυκτικό και υγρό μπαταρίας εκφόρτιση ατμών από το φίλτρο καυσίμων έλεγχος λειτουργίας των αντιστάσεων για τη θερμοκρασία του λαδιού της μηχανής 4 μήνες 6 μήνες Πίνακας 7. Προγραμματισμένη συντήρηση για ηλεκτρικές γεννήτριες

383 Διαδικασίες Ώρα εργασίας Βέλτιστη Περιοδικότητα Μέγιστη Περιοδικότητα Γενικός καθαρισμός: εγκαταστάσεις, - πλέγματα αέρα και φίλτρα κλπ. 2 βδομάδες 1 μήνας Σύσφιγξη των δεσμών των κόμβων - 4 μήνες 6 μήνες Πλήρης αναθεώρηση της μηχανής: αλλαγή λαδιού μηχανής αλλαγή φίλτρου μηχανής (αν είναι απαραίτητο) αλλαγή φίλτρου αέρα (αν είναι απαραίτητο) αλλαγή φίλτρου καυσίμου (αν 500 ώρες είναι απαραίτητο) έλεγχος υγρής σφραγίδας των σωλήνων και των εξαρτημάτων των σωλήνων έλεγχος υγρής σφραγίδας των σωλήνων εξάτμισης και μεταφοράς αέρας Αλλαγή μπαταριών - 4 χρόνια 6 χρόνια Προστασία καθόδου τροφοδοσίας Η καθοδική προστασία τροφοδοσίας των ατσάλινων υδραυλικών δικτύων υπόκειται σε προγραμματισμένες επιθεωρήσεις. Ο Πίνακας 8 παρουσιάζει τις διαδικασίες που πρέπει να πραγματοποιούνται κατά τη διάρκεια των προγραμματισμένων επιθεωρήσεων και τις σχετικές περιοδικότητες. Πίνακας 8. Προγραμματισμένες επιθεωρήσεις της καθοδικής προστασίας τροφοδοσίας Διαδικασίες Βέλτιστη Μέγιστη Περιοδικότητα Περιοδικότητα Έλεγχος πληρότητας κατασκευής 3 μήνες 6 μήνες Οπτικός έλεγχος και λειτουργικός έλεγχος συστήματος 3 μήνες 6 μήνες Ενδείξεις μετρητή ηλεκτρισμού 3 μήνες 6 μήνες Ένδειξη τιμών βολτόμετρου και αμπερομέτρου των οργάνων τροφοδοσίας 3 μήνες 6 μήνες Ένδειξη τιμών βολτόμετρου και αμπερομέτρου από το φορητό δοκιμαστή 3 μήνες 6 μήνες Έλεγχος λειτουργικότητας του διαφορικού διακόπτη 3 μήνες 6 μήνες Πιθανή ρύθμιση της τροφοδοσίας 3 μήνες 6 μήνες Πιθανός γενικός καθαρισμός: κατασκευή, ηλεκτρικά στοιχεία, πλέγματα αέρα και φίλτρα, εξαερισμός 3 μήνες 6 μήνες

384 κλπ. Οι ρυθμίσεις της τροφοδοσίας πραγματοποιούνται για να διασφαλιστεί μια διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού μεγαλύτερη των βολτ στα σημεία μετρήσεων του δικτύου υπό ισχύ. Αν η τροφοδοσία και/ή ένα ή περισσότερα σημεία μετρήσεων ελέγχονται από ένα σύστημα τηλεχειρισμού, η περιοδικότητα των επιθεωρήσεων που παρουσιάζεται στον Πίνακα 8, μπορεί να επεκταθεί μέχρι και 12 μήνες με βάση την κρίση του διευθυντή συντηρήσεων. Η λειτουργική κατάσταση της καθοδικής προστασίας θα αξιολογηθεί με βάση την ανάλυση των μετρημένων τιμών. Αν οι ενδείξεις δεν αντιστοιχούν με τις τιμές που μετρήθηκαν προηγουμένως, θα πρέπει να γίνουν μερικοί περαιτέρω έλεγχοι της μονάδας και του δικτύου παροχής, για να καθοριστούν οι αιτίες της ανωμαλίας που ανακαλύφθηκε. Η ένδειξη του μετρητή ηλεκτρισμού, οι μετρημένες τιμές των βολτόμετρων και αμπερομέτρων και πιθανές ρυθμίσεις και συντήρηση που πραγματοποιήθηκε πρέπει να καταγράφονται στο κατάλληλο Σχέδιο Επιθεώρησης Βαλβίδες μείωσης πίεσης Οι βαλβίδες μείωσης πίεσης υπόκεινται σε προγραμματισμένες επιθεωρήσεις. Ο Πίνακας 9 παρουσιάζει διαδικασίες που πρέπει να πραγματοποιούνται κατά τη διάρκεια προγραμματισμένων επιθεωρήσεων και τις σχετικές περιοδικότητες. Η πίεση που μετράται πρέπει να συγκρίνεται με τιμές αναφοράς σε κάθε βαλβίδα μείωσης πίεσης, όπως αναφέρεται στο κατάλληλο Σχέδιο Επιθεώρησης. Αν η μετρημένη ανάντη τιμή της πίεσης διαφέρει περισσότερο από 10% από την τιμή αναφοράς, πρέπει να γίνουν μερικοί περαιτέρω έλεγχοι στο ανάντη δίκτυο, για να καθοριστούν οι αιτίες της ανωμαλίας που ανακαλύφθηκε. Αν η μετρημένη κατάντη τιμή της πίεσης διαφέρει περισσότερο από 10% από την τιμή αναφοράς, μετά την επαλήθευση μη ύπαρξης διαρροών στο κατάντη δίκτυο διανομής, η βαλβίδα μείωσης πίεσης πρέπει να ρυθμιστεί τόσο σε στατικές, όσο και σε δυναμικές συνθήκες. Επιθεωρήσεις και πιθανές ρυθμίσεις και συντηρήσεις που πραγματοποιούνται πρέπει να καταγράφονται στο κατάλληλο Σχέδιο Επιθεώρησης. Πίνακας 9. Προγραμματισμένες επιθεωρήσεις των βαλβίδων μείωσης πίεσης Διαδικασίες Βέλτιστη Περιοδικότητα Μέγιστη Περιοδικότητα Έλεγχος του φρεατίου των βαλβίδων πύλης στην ανάντη και κατάντη πλευρά των βαλβίδων μείωσης 12 μήνες 18 μήνες πίεσης Έλεγχος καθαρισμού των πηγαδιών 12 μήνες 18 μήνες Έλεγχος ακεραιότητας και προσβασιμότητας των βαλβίδων πύλης 12 μήνες 18 μήνες Οπτικός έλεγχος και λειτουργικός έλεγχος συστήματος 12 μήνες 18 μήνες

385 Ένδειξη πίεσης στην ανάντη πλευρά της βαλβίδας 12 μήνες 18 μήνες Ένδειξη δυναμικής και στατικής πίεσης στην κατάντη πλευρά της βαλβίδας 12 μήνες 18 μήνες Καθαρισμός φίλτρου 12 μήνες 18 μήνες Έλεγχος λειτουργίας της βαλβίδας ασφαλείας (αν υπάρχει) 12 μήνες 18 μήνες Πιθανός γενικός καθαρισμός: χώρος, σωλήνες, πλέγματα αέρα κλπ. 12 μήνες 18 μήνες Πιθανή ρύθμιση βαλβίδας 12 μήνες 18 μήνες Έξοδοι δειγματοληψίας Οι έξοδοι δειγματοληψίας υπόκεινται σε προγραμματισμένες επιθεωρήσεις. Ο Πίνακας 10 παρουσιάζει διαδικασίες που πρέπει να πραγματοποιούνται κατά τη διάρκεια προγραμματισμένων επιθεωρήσεων και τις σχετικές περιοδικότητες. Επιθεωρήσεις και πιθανές ρυθμίσεις και συντηρήσεις που πραγματοποιούνται πρέπει να καταγράφονται στο κατάλληλο Σχέδιο Επιθεώρησης. Πίνακας 10. Προγραμματισμένες επιθεωρήσεις εξόδων δειγματοληψίας Διαδικασίες Βέλτιστη Μέγιστη Περιοδικότητα Περιοδικότητα Έλεγχος προσοχής και προσβασιμότητας (πάσσαλος, στήριξη, κουτί, κάλυμμα, κλειδαριά) 12 μήνες 18 μήνες Έλεγχος εξοπλισμού παροχής νερού (βρύση, σωλήνα ανοξείδωτου χάλυβα, τελικό πλαστικό 12 μήνες 18 μήνες κάλυμμα) Έλεγχος λειτουργικότητας ροής νερού για κάποια δευτερόλεπτα 12 μήνες 18 μήνες Έλεγχος αντιστοιχίας με τη θέση στο χάρτη και πιθανή ανανέωση 12 μήνες 18 μήνες Έλεγχος μετρητών Ο έλεγχος των μετρητών νερού υπόκειται σε προγραμματισμένες επιθεωρήσεις. Ο Πίνακας 11 παρουσιάζει τις διαδικασίες που πρέπει να πραγματοποιούνται κατά τη διάρκεια προγραμματισμένων επιθεωρήσεων και τις σχετικές περιοδικότητες. Ο έλεγχος βαθμονόμησης καταγράφεται στο κατάλληλο πιστοποιητικό κι πραγματοποιείται από εξειδικευμένη εταιρεία, με τη χρήση βάρους αναφοράς. Το μέγιστο επιτρεπόμενο σφάλμα είναι 3%. Οι επιθεωρήσεις πρέπει να καταγράφονται στο κατάλληλο Έντυπο Συντήρησης Μηχανημάτων. Πίνακας 11. Προγραμματισμένες επιθεωρήσεις των δοκιμαστών των μετρητών Διαδικασίες Βέλτιστη Περιοδικότητα Μέγιστη Περιοδικότητα Οπτικός έλεγχος και έλεγχος λειτουργικότητας 24 μήνες 36 μήνες Έλεγχος βαθμονόμησης της κλίμακας βάρους 24 μήνες 36 μήνες

386 8.2 Σύστημα διανομής νερού του Ντενιζλί Εισαγωγή στο σύστημα Ο Δήμος του Ντανιζλί παρέχει νερό στην πόλη του Ντενιζλί από διάφορες πηγές (π.χ. G ö kp ı nar, Derindere και Kozlup ı nar ) και βαθιά πηγάδια. Υπάρχουν 93 πηγάδια πόσιμου νερού στην πόλη. Το Σχήμα 1 παρουσιάζει το σύτημα παροχής νερού της πόλης του Ντενιζλί το 2007, το οποίο διαχειρίζεται από πολλούς δήμους, συμπεριλαμβανομένου του μεγαλύτερου, του Δήμου Ντενιζλί (στο κέντρο). Το νερό από αυτές τις πηγές συλλέγεται σε δεξαμενές αποθήκευσης νερού, τυγχάνει επεξεργασίας και απελευθερώνεται στο σύστημα διανομής. Ο Πίνακας 12 αναφέρει τις δεξαμενές που παρουσιάζονται στο Σχήμα 1 πληροφορίες για το υψόμετρο και τη χωρητικότητά τους. Λόγω της τοπογραφίας της περιοχής, το σύστημα διανομής βασίζεται στη ροή της βαρύτητας. Με τη θέσπιση του νόμου της «μεγαλύτερης Πόλης» το 2009, οι μικρότεροι γειτονικοί δήμοι συγχωνεύτηκαν με το δήμο του Ντενιζλί. Το Σχήμα 3 παρουσιάζει τη σημερινή γενική περιοχή υπό την ευθύνη του Τμήματος Υδάτων του Δήμου του Ντενιζλί. Ο πιο πρόσφατος καταγραμμένος πληθυσμός της πόλης είναι 479,381. Σχήμα 1. Σύστημα παροχής νερού της πόλης Ντενιζλί τοποθεσίες πηγών και δεξαμενών νερού/περιοχών εξυπηρέτησης (από Toprak, et al., 2009)

387 Το πρώτο δίκτυο νερού του Δήμου Ντενιζλί κατασκευάστηκε το 1952 και βελτιώθηκε αργότερα το Σε αυτό το δίκτυο χρησιμοποιήθηκαν συλήνες από χυτοσίδηρο διαμέτρου μεταξύ mm. Η κατασκευή του συστήματος πόσιμου νερού, το οποίο καλύπτει ένα μεγάλο μέρος της κεντρικής εγκατάστασης ολοκληρώθηκε μεταξύ του 1975 και του 1981 από την Τράπεζα των Επαρχιών. Σε αυτό το δίκτυο χρησιμοποιήθηκαν σωλήνες από αμιαντοτσιμέντο διαμέτρου μεταξύ mm. Η βάση δεδομένων GIS του συστήματος παροχής νερού και οι λεπτομέρειές του δίνονται στους Toprak και Taskin (2007) αλλά για ευκολία το Σχήμα 3 παρουσιάζει τις λεπτομέρειες του συστήματος διανομής νερού του Ντενιζλί και το Σχήμα 4 τη σύνθεση, τα σχετικά μήκη και τις διαμέτρους των σωλήνων το Μπορεί να παρατηρηθεί ότι το ολικό μήκος των σωληνώσεων είναι, περίπου, 1745 km με, περίπου, 95% των αγωγών μετάδοσης και των αγωγών σύνδεσης να είναι κατσκευασμένοι από ατσάλι. Οι κύριοι αγωγοί και οι αγωγοί μεταφοράς είναι κατασκευασμένοι από αμιαντοτσιμέντο ( AC -54%), πολυβινυλοχλωρίδιο ( PVC 44%) και χυτοσίδηρο ( CI 2%). Οι διάμετρος των αγωγών διανομής είναι μεταξύ 100 και 600 mm. Οι σωληνώσεις από χυτοσίδηρο είναι οι παλαιότερες στο σύστημα και εξυπηρετούν, κυρίως, τις πιο εδραιωμένες περιοχές του Ντενιζλί, οι οποίες περιλμβάνουν σημαντικές τοπικές εμπορικές περιφέρειες με μεγάλη πυκνότητα πληθυσμού. Πίνακας 12. Δεξαμενές αποθήκευσης νερού στο Ντενιζλί (από Toprak, et al., 2009) Υψόμ. Όγκος Υψόμ. Όγκος Αριθμός Δεξαμενή Δήμος Αριθμός Δεξαμενή Δήμος (m) (m 3 ) (m) (m 3 ) 1 Ak_DY3(2) ΑΚΚΑΛΕ 22 KUCUKPINAR GOKPINAR 2 Ak_DY3(1) ΑΚΚΑΛΕ 23 G_CAMLIK GOKPINAR 3 Ak_DY3(1) ΑΚΚΑΛΕ 24 DY6(4) GUMUSLER 4 BAGBASI_ BAGBASI 25 DY6(3) GUMUSLER 5 BAGBASI_ BAGBASI 26 DM6(5) GUMUSLER 6 BAGBASI_ BAGBASI 27 DM6(5) GUMUSLER 7 CAMLIK ΝΤΕΝΙΖΛΙ 28 DY6(2) GUMUSLER 8 KURUCAY(ESKI) ΝΤΕΝΙΖΛΙ 29 KAYHAN KAYHAN 9 ESNAF SITESI ΝΤΕΝΙΖΛΙ 30 KINIKLI_ KINIKLI 10 KIREMITCI ΝΤΕΝΙΖΛΙ 31 KINIKLI_ESKI KINIKLI 11 SIRINKOY ΝΤΕΝΙΖΛΙ 32 KINIKLI_ KINIKLI 12 YENISEHIR ΝΤΕΝΙΖΛΙ 33 KINIKLI_ KINIKLI 13 HASTANE ΝΤΕΝΙΖΛΙ 34 ASAGI SERVERGAZI 14 KARSIYAKA ΝΤΕΝΙΖΛΙ 35 YUKARI SERVERGAZI 15 BAHCELIEVLER ΝΤΕΝΙΖΛΙ 36 HACIEYUPLU UCLER 16 BAHCELIEVLER ΝΤΕΝΙΖΛΙ 37 DY UCLER 17 BAHCELIEVLER ΝΤΕΝΙΖΛΙ 38 KARAHASANLI UCLER 18 BEVLER(SUBEICI) ΝΤΕΝΙΖΛΙ 39 DY3(1) UCLER 19 ZEYTINKOY ΝΤΕΝΙΖΛΙ 40 DY3(2) UCLER 20 MERSINLIBUCAK GOKPINAR 41 DY UCLER 21 GOKCEN GOKPINAR 42 CAKMAK UCLER

388 Σχήμα 2. Περιοχή εξυπηρέτησης Τμήματος Υδάτων Δήμου Ντενιζλί Σχήμα 3. Χάρτης GIS του συστήματος παροχής νερού του Ντενιζλί (από Toprak, et al., 2009)

389 Σχήμα 4. Σύνθεση σωληνώσεων στο σύστημα παροχής νερού του Ντενιζλί (από Toprak και Taskin, 2007) Διαδικασίες προληπτικής συντήρησης Οι πηγές πόσιμου νερού, οι δεξαμενές και οι αντλίες που παρέχουν πόσιμο νερό στην επαρχία Ντενιζλί ελέγχονται και συντηρούνται περιοδικά. Έτσι, με τη διασφάλιση των προτύπων ποιότητας πόσιμου νερού και τις απαιτήσεις υγιεινής, παρέχεται στους πολίτες υγιεινό και κατάλληλο νερό. Στη φάση των διαδικασιών προληπτικής συντήρησης, λαμβάνεται υπόψη ο «Κανονισμός για Νερό για Ανθρώπινη Κατανάλωση» και εφαρμόζονται όλες οι απαιτήσεις. Αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει όλες τις πηγές πόσιμου νερού, όλες τις δεξαμενές και τις αντλίες που χρησιμοποιούνται για πόσιμο νερό. Ο Πίνακας 13 παρουσιάζει μια περίληψη της συντήρησης και των περιόδων ανάλυσης Περιοχή Διατήρησης Πηγής Το προσωπικό του τμήματος φροντίζει να λαμβάνει δείγματα από την πηγή του νερού και το σημείο εξόδου. Η πηγή του νερού, το σημείο εξόδου και οι εγκαταστάσεις επιθεωρούνται επιτόπου. Σαν αποτέλεσμα των ερευνών που πραγματοποιούνται, σε περίπτωση διαπίστωσης ότι η πηγή και το σημείο εξόδου συμμορφώνονται με τον ορισμό, το Υπουργείο Υγείας παίρνει τα απαραίτητα δείγματα από την πηγή με την κατάλληλη τεχνική, πραγματοποιεί τις μετρήσεις επιτόπου π.χ. ροής και θερμοκρασίας, ετοιμάζει την προκαταρκτική αναφορά με λεπτομέρεια, λαμβάνοντας υπόψη τη θέση της λεκάνης απορροής, την απόσταση της περιοχής διατήρησης γύρω από το σημείο εξόδου και την πηγή και άλλα απαραίτητα θέματα. Τα δείγματα που παίρνονται αναλύονται στα εργαστήρια του Τμήματος Υποθέσεων Υγείας του Δήμου Ντενιζλί και της Διεύθυνσης İ zmir H ı fz ı s ı hha.

390 Η περιοχή διατήρησης πηγής καθορίζεται με βάση το γεωλογικό σχηματισμό στον οποίο υπάρχει η πηγή, τοπογραφικούς και υδρο-γεωλογικούς όρους. Λαμβάνονται μέτρα για πρόληψη οποιασδήποτε μόλυνσης που περιλαμβάνουν την απομάκρυνση ανθρώπινου ή ζωικού ρεύματος, ρεύματος από πλημμύρες και άλλων ρευμάτων νερού από την περιοχή διατήρησης. Δραστηριότητες που μπορεί να επηρεάσουν την ποιότητα του νερού δεν επιτρέπονται μέσα στη ζώνη Νερό από πηγές Αν η πηγή η οποία πληροί τις προϋποθέσεις για πόσιμο νερό βρίσκεται σε ιδιωτική περιουσία, πρώτα πραγματοποιούνται διαδικασίες διατήρησης της περιοχής, απαλλοτρίωσης και λήψης των απαραίτητων εξουσιοδοτήσεων. Για να προστατευθεί η περιοχή της πηγής από βλαβερές εξωτερικές επιδράσεις, καθορίζεται μια ζώνη προστασίας. Σύμφωνα με τις πρόνοιες του «Κανονισμού για Νερό για Ανθρώπινη Κατανάλωση», λαμβάνονται τακτικά δείγματα από το Τμήμα Υποθέσεων Υγείας του Δήμου Ντενιζλί και την Επαρχιακή Διεύθυνση Υγείας και ελέγχονται σε διαπιστευμένα εργαστήρια για το αν είναι ή όχι κατάλληλα για ανθρώπινη κατανάλωση. Κατά την περίοδο μεταφοράς του νερού από την πηγή, στο δίκτυο, πραγματοποιούνται εφαρμογές που συμμορφώνονται με τη νομοθεσία, τόσο στη φάση σχεδιασμού, όσο και στη φάση κατασκευής ( κτίρια συλλογής, κτίρια μεταφοράς, γραμμή δικτύου μεταφοράς ) Δεξαμενές πόσιμου νερού Οι δεξαμενές έχουν τα χαρακτηριστικά που αναφέρονται πιο κάτω: Το εσωτερικό της δεξαμενής πρέπει να αποτελείται από, τουλάχιστον, δύο δωμάτια και ένα δωμάτιο ελιγμών. Οι εισροές στα δωμάτια των δεξαμενών προέρχονται από το δωμάτιο ελιγμών ή από ομάδες βαλβίδων που επιτρέπουν ελιγμούς, μέσα στη δεξαμενή δεν τοποθετείται σταθερή σκάλα. Τοποθετείται ο απαραίτητος εξοπλισμός για να λαμβάνονται δείγματα από το εισερχόμενο και εξερχόμενο νερό και για να μετράται η ροή του εισερχόμενου νερού. Η δεξαμενή δεν κατασκευάζεται κοντά σε οποιαδήποτε άλλα κτίρια και δεν έχει οροφή. Για να αερίζονται τα δωμάτια της δεξαμενής και για να εμποδίζεται η είσοδος εξωτερικού νερού και άλλων ουσιών, κατασκευάζεται ένα κατάλληλο φρεάτιο εξαερισμού. Οι σωλήνες που χρησιμοποιούνται για την είσοδο του νερού και δίνουν νερό στο σημείο δειγματοληψίας και την εκφόρτιση, μέσα στη δεξαμενή, είναι τοποθετημένες με τρόπο που να μην έχουν επαφή με νερό. Στο δωμάτιο ελιγμών της δεξαμενής, οι σωλήνες εισόδου στα δωμάτια της δεξαμενής και οι σωλήνες εξόδου από τα δωμάτια της δεξαμενής και οι συνδέσεις μεταξύ τους, παρουσιάζονται σε ένα σχήμα. Αυτό το σχήμα είναι τοποθετημένο σε ένα ορατό σημείο μέσα στο δωμάτιο ελιγμών.

391 Εκτός από δεξαμενές κατασκευασμένες από ατσάλι και παρόμοια υλικά, οι οποίες δεν διαφοροποιούν τις ιδιότητες του νερού, μπορούν να χρησιμοποιηθούν και δεξαμενές στις οποίες οι επιφάνειες που έρχονται σε επαφή με το νερό είναι καλυμμένες με εποξειδικά. Ο χώρος γύρω από τη δεξαμενή περιβάλλεται από τη ζώνη προστασίας ενάντια στις πιθανές βλαβερές εξωτερικές επιπτώσεις. Η είσοδος της δεξαμενής είναι κλειδωμένη και προστατεύεται από σύστημα συναγερμού και παρακολούθησης. Σύμφωνα με τις παραμέτρους του «Κανονισμού για το Νερό για Ανθρώπινη Κατανάλωση», μέσα στη δεξαμενή δημιουργούνται μονάδες χλωρίωσης. Διασφαλίζεται ότι ο ποσότητα ελεύθερου χλωρίου από τις δεξαμενές είναι 0.5 mg / L Γίνονται περιοδικά καθαρισμοί των δεξαμενών, τουλάχιστον μια φορά το χρόνο. Επιπλέον, για έκτακτες καταστάσεις, γίνονται και πρόσθετοι καθαρισμοί. Στη φάση κατασκευής χρησιμοποιείται αδιάβροχο μπετόν. Όλες οι επιφάνειες που είναι σε επαφή με το νερό ή επιφάνειες που είναι πιθανό να έρθουν σε επαφή με το νερό μέσα στη δεξαμενή, στο δωμάτιο ελιγμών και σε κάθε στάδιο μέχρι και την κατανάλωση και όλα τα εργαλεία και ο εξοπλισμός που χρησιμοποιούνται με τρόπο που έχουν επαφή με το νερό, πρέπει να είναι κατασκευασμένα από ειδικά υλικά τα οποία δεν επηρεάζουν την ποιότητα του νερού και δεν βλάπτουν τη δημόσια υγεία. Η άνεση του δωματίου ελιγμών και του εσωτερικού της δεξαμενής ελέγχονται συχνά από το προσωπικό του τμήματός μας για να διασφαλιστούν οι όροι υγιεινής και η στάθμη του νερού Γεωτρήσεις και αντλίες για πόσιμο νερό Στις περιοχές οι οποίες πληρούν τα κριτήρια της νομοθεσίας λόγω του γεωλογικού σχηματισμού και της ποιότητας πόσιμου νερού, λαμβάνονται οι απαραίτητες εξουσιοδοτήσεις από το Κρατικό Τμήμα Υδραυλικής για να αρχίσουν οι εργασίες γεώτρησης. Για να προστατευθούν οι γεωτρήσεις για ανθρώπινη κατανάλωση από εξωτερικούς παράγοντες με τη δημιουργία ενός κλειστού περιβάλλοντος, κλειδώνονται και περιβάλλονται από τη ζώνη προστασίας. Το νερό αντλείται στις δεξαμενές από τις γεωτρήσεις. Στην περίπτωση που το νερό αντλείται απευθείας μέσα στο δίκτυο, δημιουργείται μια μονάδα χλωρίωσης στο αντλιοστάσιο. Η ποσότητα χλωρίου πρέπει να είναι 0.5 mg/l. Στα πλαίσια του «Κανονισμού για Νερό για Ανθρώπινη Κατανάλωση», σύμφωνα με τα πρότυπα, πραγματοποιούνται, περιοδικά, χημικές και βιολογικές αναλύσεις από το Τμήμα Υποθέσεων Υγείας του Δήμου Ντενιζλί. Παίρνονται δείγματα από αυτές τις γεωτρήσεις και αναλύονται σε διαπιστευμένα εργαστήρια, σε καθορισμένες περιόδους, από την Επαρχιακή Διεύθυνση Υγείας του Ντενιζλί. Από το σημείο εξόρυξης στις γεωτρήσεις, μέχρι και το τελευταίο σημείο για κατανάλωση, όλες οι επιφάνειες που έρχονται σε επαφή με το νερό ή επιφάνειες που είναι πιθανό να έρθουν σε επαφή με το νερό και όλα τα εργαλεία και ο εξοπλισμός που χρησιμοποιούνται με τρόπο που έχουν επαφή με το νερό, πρέπει να είναι κατασκευασμένα από ειδικά υλικά τα

392 οποία δεν επηρεάζουν την ποιότητα του νερού και δεν βλάπτουν τη δημόσια υγεία Λεκάνη απορροής Στον «Κανονισμό για το Νερό για Ανθρώπινη Κατανάλωση» υπάρχει η φράση ότι : «Νερό το οποίο έρχεται στην επιφάνεια φυσικά, χωρίς τεχνικές μεθόδους, πρέπει να αποθηκεύεται σε λεκάνες απορροής». Η λεκάνη απορροής κατασκευάζεται για να αποτρέπεται οποιαδήποτε μόλυνση και διαρροή από τα έξω. Παίρνει το νερό από το σημείο εξόδου με τρόπο υγιεινό και το ετοιμάζει για μεταφορά. Η λεκάνη απορροής κατασκευάζεται στο σημείο εξόδου του νερού. Η λεκάνη απορροής κατασκευάζεται από γυαλί ή υλικά που δεν επηρεάζουν τις ιδιότητες του νερού. Διαχωρίζεται με σύστημα αναδίπλωσης και αποτελείται από δύο δωμάτια ως δωμάτιο ελιγμών και δωμάτιο συλλογής νερού. Στο δωμάτιο της λεκάνης απορροής υπάρχουν οι απαραίτητες εγκαταστάσεις για μεταφορά του νερού, εκφόρτιση, δειγματοληψία, μέτρηση ροής και εκφόρτιση του νερού στο δωμάτιο ελιγμών. Επιπλέον, για αερισμό των δύο δωματίων, ταυτόχρονα ή ξεχωριστά, υπάρχει η απαραίτητη εγκατάσταση για αποτροπή εξωτερικής ρύπανσης του νερού. Αυτά τα στοιχεία λαμβάνονται, επίσης, υπόψη για κατασκευές όπως το δωμάτιο συλλογής και παρόμοιες εγκαταστάσεις και κατασκευάζονται κατάλληλες εγκαταστάσεις στα σημεία εκφόρτισης αυτών των κατασκευών. Για νερό με τις ίδιες ιδιότητες το οποίο συλλέγεται σε διαφορετικές λεκάνες απορροής, μπορεί να κατασκευαστεί μόνο ένα δωμάτιο ελιγμών Γραμμές μεταφοράς Η γραμμή μεταφοράς, η οποία κατασκευάζεται για να μεταφέρει το νερό μέσα στη δεξαμενή, είναι κατασκευασμένη από υλικό το οποίο δεν επηρεάζει τις φυσικές και χημικές ιδιότητες του νερού. Το έργο μεταφοράς είναι σχεδιασμένο με τέτοιο τρόπο, ώστε η γραμμή μεταφοράς να περιέχει πάντα νερό υπό πίεση. Το νερό μεταφέρεται από τη λεκάνη απορροής, στη δεξαμενή με τη βοήθεια της βαρύτητας ενώ παίρνονται οι απαραίτητες προφυλάξεις υγιεινής και οι τεχνικές προφυλάξεις. Σε περιοχές όπου είναι τοπογραφικά δύσκολο να γίνει αυτό, η μεταφορά γίνεται με τη χρήση αντλιών, οι οποίες δεν επηρεάζουν τις ιδιότητες του νερού. Πίνακας 13. Περίοδοι συντήρησης και ανάλυσης Περιοχή Εφαρμογής Μονάδα Εφαρμογής Χρονικό διάστημα Χημικές και μικροβιολογικές Τμήμα Υποθέσεων Υγείας αναλύσεις Δήμου Ντενιζλί- Επαρχιακή Περίοδοι 45 ημερών Διεύθυνση Υγείας Ντενιζλί Καθαρισμοί των δεξαμενών Ομάδες Τμήματος Υδάτων και Λυμάτων Δήμου 6 μήνες Ντενιζλί Μετρήσεις στάθμης νερού Ομάδες Τμήματος Υδάτων δεξαμενών-αντλιών και Λυμάτων Δήμου Καθημερινά-δια χειρός Ντενιζλί

393 8.2.3 Πρόγραμμα αντικατάστασης σωληνώσεων Το έτος 2003 ο Δήμος Ντενιζλί αξιολόγησε το ισοζύγιο νερού της πόλης Ντενιζλί στην Τουρκία. Το ισοζύγιο νερού ετοιμάστηκε ως μέρος μιας μελέτης με την υποστήριξη της Παγκόσμιας Τράπεζας, σύμφωνα με τη μεθοδολογία του IWA/AWWA (Τμήμα Υδάτων Ντενιζλί, 2005). Ο Πίνακας 14 παρουσιάζει τα αποτελέσματα, σύμφωνα με τα οποία υπήρχε, περίπου, 43% μη τιμολογημένο νερό. Οι φυσικές απώλειες ανέρχονταν στο 36%. Λόγω αυτών των σχετικά υψηλών φυσικών απωλειών ο Δήμος Ντενιζλί αποφάσισε να επισπεύσει τις προσπάθειες για αντικατάσταση των σωληνώσεων. Οι καταγραφείς επιδιόρθωσης σωληνώσεων και παράπονα από συνδρομητές υποδείκνυαν ειδικά τις σωληνώσεις που βρίσκονταν στο κεντρικό μέρος της πόλης. Μια ολοκληρωμένη αξιολόγηση του συστήματος, η οποία ακολούθησε τα στοιχεία ενός σχεδίου προγράμματος διαχείρισης ακεραιότητας διανομής (distribution integrity management program-dimp), έδειξε ότι οποιαδήποτε αντικατάσταση θα πρέπει να ξεκινήσει από το κεντρικό μέρος της πόλης. Πιο κάτω αναφέρονται τα εφτά στοιχεία ενός σχεδίου DIMP και το πώς μπορεί να σχετίζονται με ένα πρόγραμμα αντικατάστασης (Goodman και Burnie, 2011): 8.3 Σύστημα διανομής νερού του Λος Άντζελες Πηγές νερού Όπως περιγράφεται από τον Lund (1995), η προσφορά νερού στη νότια Καλιφόρνια παρέχεται από τοπικές υπόγειες λεκάνες, ποιοτική αποκατάσταση νερού και εισαγωγές από τον ποταμό Κολοράντο και τη βόρεια Καλιφόρνια. Το Τμήμα Υδάτων και Ενέργειας του Λος Άντζελες ( LADWP ) έχει στη διάθεσή του τρεις πηγές για να ικανοποιήσει τις απαιτήσεις της πόλης: πηγάδια στην Κοιλάδα του Σαν Φερνάντο και άλλες τοπικές υπόγειες λεκάνες, δύο υδραγωγεία από τις οροσειρές της Σιέρα Νεβάδα στη Βόρεια Καλιφόρνια και αγορές από τη Μητροπολιτική Περιφέρεια Υδάτων ( MWD ). Το LADWP δρα ως «μεταπωλητής» νερού, παρέχοντας νερό απευθείας σε ανεξάρτητους συνδρομητές αντί για πρακτορεία, σε αντίθεση με τη MWD που είναι ένας περιφερειακός «χονδρέμπορος» νερού. Το LADWP ιδρύθηκε το 1902 και είναι η μεγαλύτερη δημοτική εταιρεία κοινής ωφελείας στις ΗΠΑ εξυπηρετώντας περισσότερους από τέσσερα εκατομμύρια κατοίκους. Το σύστημα διανομής νερού του Λος Άντζελες αποτελείται από km (7,238 μίλια) σωληνώσεων και λειτουργεί με ένα ετήσιο προϋπολογισμό του 1 δισεκατομμυρίου δολαρίων. Κατά το οικονομικό έτος , μεταφέρθηκαν 731 δισεκατομμύρια (193 δισεκατομμύρια γαλόνια) νερού, με μέσο όρο χρήσης 545 λίτρα (144 γαλόνια) νερό τη μέρα ανά άτομο. Η παροχή νερού προέρχεται από το Υδραγωγείο του Λος Άντζελες (18%), τη Μητροπολιτική Περιφέρεια Υδάτων (71%), υπόγεια νερά (10%) και ανακυκλωμένο νερό (1%) ( LADWP, 2011).

394 8.3.2 Το σύστημα διανομής Το σύστημα διανομής νερού του Λος Άντζελες πέρασε από ένα μεγάλο σεισμό το Ο σεισμός του 1994 του Northridge είχε σαν αποτέλεσμα σημαντικές διακοπές στην παροχή νερού στο σύστημα του Λος Άντζελες, προκαλώντας βλάβες σε 15 περιοχές σε 3 συστήματα μεταφοράς που μετέφεραν νερό από τη βόρεια Καλιφόρνια, σε 74 περιοχές σε κύριους αγωγούς νερού (με ονομαστική διάμετρο σωλήνα ³ 600 mm ) και σε 1013 περιοχές στο σύστημα σωληνώσεων διανομής του Τμήματος Υδάτων και Ενέργειας του Λος Άντζελες ( LADWP ) ( Toprak, 1998; O Rourke και Toprak, 1995). Γενικά, ο σεισμός διέκοψε την παροχή νερού στην περιοχή του Λος Άντζελες, με την παροχή νερού να διαταράζεται για, περίπου, το 15% του πληθυσμού ( Eguchi και Chung, 1995). Η παροχή νερού αποκαταστάθηκε μέσα σε οχτώ μέρες από το σεισμό. Οι γραμμές μεταφοράς, οι κύριοι αγωγοί και οι γραμμές διανομής επηρεάστηκαν όλες από το σεισμό. Το κόστος επιδιορθώσεων για τα συστήματα νερού του LADWP και της MWD ήταν 44 εκατομμύρια δολάρια και 5 εκατομμύρια δολάρια αντίστοιχα. Μετά το σεισμό του Northridge το 1994 αξιολογήθηκαν πιθανές λύσεις GIS στο LADWP, λαμβάνοντας υπόψη τις ανάγκες του για μηχανολογική χαρτογράφηση, καθώς και τις ανάγκες άλλων βασικών τμημάτων των χρηστών. Το LADWP έκανε τη μετάβαση από τους έντυπους χάρτες σε ένα ολοκληρωμένο σύστημα GIS. Η ομάδα στράφηκε στο AutoCAD Map 3 D, μια έκδοση του AutoCAD με γεωχωρική επίγνωση, το οποίο βοήθησε την ομάδα να δουλέψει με δεδομένα GIS από άλλα τμήματα και εφαρμογές. Προσάρμοσαν, επίσης, το πρωτόκολλο και τη ροή εργασίας τους, αναπτύσσοντας το σύστημα GIS τους σε μια ισχυρή αντικειμενοστραφή βάση δεδομένων. Τώρα, ελέγχουν όλα τα δεδομένα από ένα χώρο, εξαλείφοντας τα πολλαπλά συστήματα ή σύνολα δεδομένων, αυξάνοντας, με τον τρόπο αυτό, την ακρίβεια και την αποδοτικότητα. Επιπλέον, το LADWP χρησιμοποιεί το Autodesk MapGuide για να δημοσιεύει δεδομένα GIS στο Διαδίκτυο για τμήματα που χρειάζονται συγκεκριμένες πληροφορίες που βασίζονται στην τοποθεσία. Για παράδειγμα, το προσωπικό τομέα τώρα συνδέεται με το ενδοδίκτυο του LADWP για να εντοπίσουν την ακριβή τοποθεσία ενός κρουνού ή ενός φρεατίου. Αυτό τους δίνει τις πιο ακριβείς, επίκαιρες πληροφορίες που αφορούν την τοποθεσία και την κατάσταση του εξοπλισμού, γεγονός που οδηγεί σε μεγαλύτερη ακρίβεια στην πράξη ( Labay, 2010). Ο Kien Hoang, διευθυντής της ομάδας GIS Υδάτων του LADWP, συνόψισε την κατάσταση με αυτές τις προτάσεις: «Αντιμετωπίζαμε την πρόκληση της διατήρησης των δεδομένων για την υποδομή μας δια χειρός, από τα μέσα της δεκαετίας του Τα πάντα καταγράφονταν δια χειρός. Αυτό είχε σαν αποτέλεσμα μια αυξανόμενη πίεση στον προϋπολογισμό για προσωπικό και εκπαίδευση, καθώς η πόλη μεγάλωνε. Οι υπάλληλοι περνούσαν τον περισσότερο καιρό τους ενημερώνοντας τα σχέδια δια χειρός και διανέμοντας χάρτες όπου χρειαζόταν. Επιπρόσθετα, επειδή οι χάρτες ήταν σε έντυπη μορφή, άλλες ομάδες έπρεπε να κάνουν αντίγραφα αντίγραφα, τα οποία γρήγορα καθίσταντο παρωχημένα, καθώς ενημερώναμε τους χάρτες μας. Οι διάφορες ομάδες μέσα στον οργανισμό μας χρησιμοποιούσαν χάρτες, οι οποίοι δεν ήταν ακριβείς. Αυτό οδηγούσε σε αναποτελεσματικότητες μέσα στον οργανισμό. Για παράδειγμα, η πυροσβεστική υπηρεσία λειτουργούσε βάσει παρωχημένων χαρτών και δεν ήξερε τις ακριβείς

395 θέσεις των πυροσβεστικών κρουνών ή η εταιρία υγραερίου δεν ήξερε την ακριβή τοποθεσία των υπόγειων σωληνώσεων νερού» (Labay 2010). Το σύστημα διανομής νερού του LADWP διαχωρίζεται σε 114 πιεζομετρικές ζώνες. Το Σχήμα 6 παρουσιάζει τις πιεζομετρικές ζώνες, οι οποίες διαχειρίζονται από το LADWP, με κάθε ζώνη να προσδιορίζεται από το ψηλότερό της υψόμετρο (σε πόδια πάνω από το επίπεδο της θάλασσας - 1 μέτρο: 3.28 πόδια). Αυτές οι πιεζομετρικές ζώνες λειτουργούν είτε με βαρύτητα, είτε με αντλίες. Το Σχήμα 7 διαχωρίζει τα km των σωληνώσεων του LADWP σε όρους υλικών, διαμέτρων και ηλικίας. Τα υλικά των σωλήνων χωρίζονται σε πέντε βασικές κατηγορίες Αμιαντοτσιμέντο ( AC ), χυτοσίδηρο ( CI ), όλκιμο χυτοσίδηρο ( DI ), ατσάλι ( STL ) και άλλα (άλλα και αδιευκρίνιστα υλικά). Όπως φαίνεται στον Πίνακα 16, αυτές οι πέντε κατηγορίες είναι ομάδες τύπων υλικών σωλήνων. Κάθε κατηγορία περιλαμβάνει σωληνώσεις οι οποίες κατασκευάστηκαν από διαφορετικές πηγές και τέθηκαν σε λειτουργία σε διαφορετικές χρονικές περιόδους. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 7, οι σωλήνες από χυτοσίδηρο αποτελούν το μεγαλύτερο μέρος του συστήματος διανομής νερού του LADWP. Το Σχήμα 8 παρουσιάζει το εύρος ηλικίας σωλήνων σε σχέση με τα υλικά και τα μήκη. Ο χυτοσίδηρος είναι το παλαιότερο υλικό και ακολουθούν το ατσάλι και ο αμιαντοτσιμέντος. Οι σωλήνες από όλκιμο χυτοσίδηρο εγκαταστάθηκαν πιο πρόσφατα Διαχείριση περιουσιακών στοιχείων Αναθεώρηση πρακτικών διαχείρισης περιουσιακών στοιχείων στο LADWP Ένας αριθμός εταιρειών έχουν αναπτύξει μοντέλα για τη δική τους ιεράρχηση και κεφαλαιουχικό σχεδιασμό. Η μεθοδολογία του LADWP παρουσιάστηκε από τον Mavrakis (2003). Το LADWP χρησιμοποιεί μια κλίμακα αξιολόγησης A - F, με σχετικές με την ηλικία βαθμολογίες επιδείνωσης. Για τις σωληνώσεις, η μέγιστη ωφέλιμη διάρκεια ζωής υπολογίστηκε ότι κυμαίνεται από 70 μέχρι 210 χρόνια, ανάλογα με το υλικό του σωλήνα και το δείκτη διάβρωσης του εδάφους. Λήφθηκαν υπόψη τρία είδη εδάφους: αυστηρά (30%), μέτρια (50%) και ελαφρά (20%) διαβρωτικό. Οι τάξεις σωλήνωσης καθορίστηκαν ξεχωριστά για το ατσάλι και για το χυτοσίδηρο/όλκιμο χυτοσίδηρο. Αξιολογήθηκαν οι κύριοι αγωγοί και τα μήκη τους πάρθηκαν από το υδραυλικό μοντέλο των κύριων αγωγών. Αξιολογήθηκαν, περίπου, 743 μίλια κύριων αγωγών (16 ιντσών και μεγαλύτεροι) σε μια γενική βάση του «Β» και με μοναδιαίο κόστος 13 δολαρίων ανά ίντσα διαμέτρου ανά πόδι. Από αυτές τις γραμμές, περίπου, 70 μίλια κρίθηκαν με D, F ή ως κρίσιμες. Η παρούσα αξία του κόστους αντικατάστασης όλων των κύριων αγωγών ήταν 1.67 δισεκατομμύρια δολάρια. Αυτή η ανάλυση είχε σαν αποτέλεσμα μια εκτίμηση 54.5 εκατομμυρίων, τα οποία είναι απαραίτητα στο παρόν στάδιο για αντικατάσταση κρίσιμων κύριων αγωγών και 10.1 εκατομμυρίων, τα οποία χρειάζονται ετήσια για να γίνονται οι κρίσιμες αντικαταστάσεις για τα επόμενα 20 χρόνια. Λαμβάνοντας υπόψη όλα τα περιουσιακά στοιχεία-συμπεριλαμβανομένων δεξαμενών, ταμιευτήρων, εργοστασίων επεξεργασίας και αγωγών- παράχθηκε ένα πρόγραμμα αντικατάστασης ταμειακών ροών παρόμοιο με την Καμπύλη Nessie. Οι ολικές μέσες ανάγκες αντικατάστασης είναι 16.2 εκατομμύρια δολάρια ετησίως.

396 Σχήμα 6. Γεωγραφική τοποθεσία των πιεζομετρικών ζωνών στο σύστημα διανομής νερού του LADWP Οι πιεζομετρικές ζώνες που λειτουργούν με βαρύτητα υποδεικνύονται με πράσινο χρώμα, ενώ οι πιεζομετρικές ζώνες που λειτουργούν με αντλίες παρουσιάζονται με γκρίζο χρώμα. Κάθε αριθμός ζώνης προσδιορίζεται από το ψηλότερο υψόμετρο σε αυτή τη ζώνη ( Bardet, et al., 2010).

397 Σχήμα 7. Κατανομή των μηκών σωλήνων του LADWP σε όρους τύπων υλικών (πάνω αριστερά), ηλικίας ( πάνω δεξιά ) και διαμέτρων ( κάτω μέρος ) (Bardet, et al., 2010). Το 2004, το LADWP άρχισε την ανάπτυξη ενός Προγράμματος Διαχείρισης Περιουσιακών Στοιχείων για να διασφαλίσει την μακροπρόθεσμη βιωσιμότητα των βασικών εγκαταστάσεων και της υποδομής του. Το πρόγραμμα περιλαμβάνει την τελειοποίηση των λειτουργιών και των πρακτικών συντήρησης και διαδικασίες για κάθε τύπο περιουσιακού στοιχείου, αξιολόγηση της κατάστασης και της αναμενόμενης ζωής του κάθε περιουσιακού στοιχείου και την ανάπτυξη στρατηγικής για τον προγραμματισμό της αποκατάστασης και της αντικατάστασης αυτών των περιουσιακών στοιχείων. Αυτό το τμήμα της αναφοράς περιγράφει εν συντομία τη διαχείριση των περιουσιακών στοιχείων υποδομής μέσα στο πλαίσιο του συστήματος του LADWP και προσφέρει μερικές παρατηρήσεις για τελειοποίηση των κριτηρίων σύμφωνα με τα οποία παίρνονται οι αποφάσεις διαχείρισης περιουσιακών στοιχείων του LADWP. Η διαχείριση περιουσιακών στοιχείων υποδομής είναι μια διαδικασία με την οποία τα πρακτορεία παρακολουθούν και διατηρούν τα συστήματα των εγκαταστάσεων, με στόχο την παροχή των καλύτερων δυνατών υπηρεσιών στους χρήστες, μέσα στους περιορισμούς των διαθέσιμων πόρων ( Ben - Akiva et al., 1993). Παρόλο που αυτός ο στόχος φαίνεται ξεκάθαρος, η σωστή εφαρμογή του στην πράξη, έχει αποδειχθεί απραγματοποίητη και δύσκολη. Επειδή «οι καλύτερες δυνατές υπηρεσίες στους χρήστες» σημαίνουν διαφορετικά πράγματα σε διαφορετικές ομάδες ενδιαφερόμενων μερών, η αποδοτικότητα των πόρων που ξοδεύονται για την πτυχή συντήρησης και επιδιόρθωσης ( M & R ) της διαχείρισης περιουσιακών στοιχείων δεν μπορεί να

398 μετρηθεί εύκολα. Σαν αποτέλεσμα, η έρευνα για τη βέλτιστη στρατηγική επενδύσεων για συντήρηση και επιδιόρθωση (στην περίπτωση των συστημάτων νερού, ένα μεγάλο μέρος αποτελείται από το πρόγραμμα της εταιρείας για αντικατάσταση αγωγών νερού) παραμένει, δικαίως, κάτι σαν το Άγιο Δισκοπότηρο. Κάθε χρόνο, οι εταιρείες υδάτων ξοδεύουν δισεκατομμύρια δολάρια σε προγράμματα αντικατάστασης αγωγών, σε μια προσπάθεια να διατηρήσουν ικανοποιητικά επίπεδα απόδοσης για αυτά τα συστήματα, κυρίως, αντικαθιστώντας τμήματα των αγωγών νερού πριν αναπτύξουν απαράδεκτες διαρροές ή άλλες βλάβες. Για παράδειγμα, το 2010 το LADWP υπολόγισε τις ανάγκες του για αντικατάσταση αγωγών νερού στα, περίπου, 160 εκατομμύρια δολάρια το χρόνο για τα επόμενα 40 χρόνια. Πίνακας 16. Κύριοι τύποι υλικών που χρησιμοποιούνται στο σύστημα διανομής νερού του LADWP

399

400 Σχήμα 8. Τρισδιάστατη παρουσίαση της κατανομής των μηκών σωλήνα σε όρους τύπων υλικών και ηλικίας σωλήνα ( Bardet, et al., 2010) Οι δημόσιες εταιρίες και οι ιδιωτικές επιχειρήσεις παλεύουν με την ερώτηση για το πόσα πρέπει να ξοδεύουν για να συντηρούν τα περιουσιακά στοιχεία της υποδομής τους, ενώ αναρωτιούνται ταυτόχρονα αν ξοδεύουν πάρα πολλά. Το επιθυμητό, φυσικά, είναι να αποφεύγουν να ξοδεύουν περισσότερα από ότι είναι απαραίτητο, ενώ ταυτόχρονα, να αποφεύγουν την υπερβολική λιτότητα, η οποία μπορεί να έχει καταστροφικά αποτελέσματα (π.χ. ανάγκη για τεράστια ανακατασκευή, καταστροφικές βλάβες, σοβαρούς τραυματισμούς ή απώλεια ζωής). Αυτό το δίλημμα παρουσιάζεται εννοιολογικά στο Σχήμα 9, όπου μπορεί να παρατηρηθεί ότι η βέλτιστη στρατηγική αντικατάστασης αγωγών θα τοποθετήσει την κάθετη γραμμή στον πίνακα αποφάσεων με τρόπο που ο κίνδυνος, τόσο για Σφάλματα Τύπου I (μη αντικατάσταση αγωγών που πρέπει να αντικατασταθούν), όσο και για Σφάλματα Τύπου II (αντικατάσταση αγωγών που λειτουργούν αποδεκτά), εξισορροπείται μέσα στην ανοχή κινδύνου των υπεύθυνων λήψεων αποφάσεων, είτε για αυξημένο αριθμό βλαβών, είτε για αυξημένα έξοδα για αντικατάσταση αγωγών με εναπομένουσα χρήσιμη ζωή. Σε μια μελέτη-σταθμό για μέτρηση της απόδοσης της υποδομής, το Εθνικό Συμβούλιο Έρευνας ανακάλυψε ότι «Η απόδοση πρέπει να αξιολογείται στη βάση πολλαπλών μέτρων, τα οποία πρέπει να επιλέγονται για να αντικατοπτρίζουν τους στόχους της κοινότητας, οι οποίοι μπορεί να συγκρούονται Τα συγκεκριμένα

401 μέτρα, τα οποία χρησιμοποιούν οι κοινότητες για να κατηγοριοποιήσουν την απόδοση της υποδομής μπορούν, συχνά, να ομαδοποιηθούν σε τρεις γενικές κατηγορίες: αποδοτικότητα, αξιοπιστία και κόστος» ( NRC, 1995). Ουσιαστικά, ένα επιτυχημένο πρόγραμμα διαχείρισης περιουσιακών στοιχείων θα είναι αυτό που μεγιστοποιεί την αποτελεσματικότητα και την αξιοπιστία του συστήματος, ενώ ελαχιστοποιεί το κόστος Η διαχείριση περιουσιακών στοιχείων ως πρόβλημα διαχείρισης κινδύνου Η διαχείριση περιουσιακών στοιχείων μπορεί, επίσης, να θεωρηθεί ως ένα πρόβλημα διαχείρισης κινδύνου. Ο κίνδυνος ( R ) μπορεί να ποσοτικοποιηθεί ως η πιθανότητα ( P ) ενός αρνητικού γεγονότος πολλαπλασιασμένη επί τις συνέπειες ( C ) αυτού του γεγονότος ή R = P C Και να καθοριστεί από τρεις ερωτήσεις ( Kaplan και Garrick, 1981): 1. Τι μπορεί να πάει στραβά; 2. Ποια είναι η πιθανότητα ότι θα πάει στραβά; 3. Ποιες είναι οι συνέπειες αποτυχίας; Στην περίπτωση αυτής της αξιολόγησης της υδάτινης υποδομής του LADWP, το πρόβλημα που μας ενδιαφέρει είναι οι μεγάλες διαρροές και οι μειώσεις στην πίεση και θα χρησιμοποιηθούν ως υποκατάστατα για το μεγαλύτερο εύρος των πιθανοτήτων βλαβών ή του «τι μπορεί να πάει στραβά». Η πιθανότητα βλάβης επηρεάζεται από ένα αριθμό παραγόντων συμπεριλαμβανομένων ηλικίας, τύπου και μεγέθους σωλήνα, συνθηκών εδάφους και λειτουργικές πιέσεις στις οποίες υποβάλλεται ο σωλήνας. Οι συνέπειες μιας βλάβης σε ένα αγωγό νερού είναι πολλές και περιλαμβάνουν διακοπή των υπηρεσιών στους συνδρομητές, συμπεριλαμβανομένων κρίσιμων εγκαταστάσεων όπως τα νοσοκομεία, ζημιές στους δρόμους, σε διπλανά συστήματα υποδομής και ιδιωτικές περιουσίες, απώλεια προϊόντος, ανεπαρκείς ροές για πυρόσβεση, εκτροπή της τροχαίας κίνησης και καθυστερήσεις και σε ακραίες περιπτώσεις, πιθανούς τραυματισμούς και απώλεια ζωής. Στις περισσότερες από αυτές τις συνέπειες μπορεί να ανατεθεί μια χρηματική τιμή, είτε ως άμεσο κόστος επισκευών, είτε ως έμμεσο κόστος χαμένης παραγωγικότητας, καθυστερήσεων ή λιγότερης γοητείας για την επιχείρηση και τη βιομηχανία. Η διαχείριση κινδύνου ενσωματώνει τα αποτελέσματα της διαχείρισης κινδύνου με άλλες πληροφορίες-όπως πολιτικές, κοινωνικές, οικονομικές και μηχανολογικές ανησυχίες- για να φτάσουμε σε αποφάσεις που αφορούν την ανάγκη και τις μεθόδους για μείωση του κινδύνου. Η διαχείριση κινδύνου αναζητά απαντήσεις σε μια δεύτερη ομάδα ερωτήσεων ( Haimes, 1991): 4. Τι μπορεί να γίνει και ποιες επιλογές είναι διαθέσιμες;

402 5. Ποιοι είναι οι σχετικοί συμβιβασμοί σε όρους όλων των κοστών, των ωφελημάτων και των κινδύνων; 6. Ποιες είναι οι συνέπειες των τρεχουσών αποφάσεων διαχείρισης στις μελλοντικές επιλογές; Όπως αναφέρθηκε πιο πάνω, η παραδοσιακή προσέγγιση για αντιμετώπιση διαρροών και μειώσεων στην πίεση είναι ένα προληπτικό πρόγραμμα αντικατάστασης αγωγών νερού. Η χρήση αρχών αξιολόγησης κινδύνου μπορεί να βοηθήσει στην τελειοποίηση αυτής της διαδικασίας με την αναγνώριση αγωγών υψηλού κινδύνου (δηλαδή, αυτών με μεγάλη πιθανότητα ή σοβαρές συνέπειες βλάβης ή και τα δύο). Παρόλα αυτά, η επισκευή αγωγών όταν πάθουν βλάβη μπορεί να είναι μια, επίσης, οικονομικά συμφέρουσα, πλην πολιτικά απαράδεκτη προσέγγιση σε αυτό το πρόβλημα. Ανάμεσα σε αυτά τα δύο άκρα υπάρχουν και άλλες επιλογές όπως, βελτιωμένη αντίδραση σε βλάβες αγωγών για ελαχιστοποίηση των συνεπειών και εξάρτηση από εμπορική ασφάλεια ή αυτασφάλιση για κάλυψη του κόστους των βλαβών. Οι διαφορετικές στρατηγικές έχουν διαφορετικά προφίλ κοστών και ωφελημάτων και επηρεάζονται, επίσης, από την ανοχή του οργανισμού στον κίνδυνο. Μια συνέπεια της υιοθέτησης μιας στρατηγικής με μεγάλη ανοχή στον κίνδυνο είναι η αναβολή των αναπόφευκτων κοστών για ανανέωση του συστήματος για το μέλλον. Τα συσσωρευμένα κόστη αυτού του υπολοίπου μπορούν να παρεμποδίσουν σε σημαντικό βαθμό τη μελλοντική οικονομική βιωσιμότητα του συστήματος και αυτή είναι μια κατάσταση με την οποία βρίσκονται σήμερα αντιμέτωπα πολλά παλιά συστήματα νερού, τα οποία συνήθιζαν να αναβάλλουν τα προγράμματα αντικατάστασης αγωγών, σε μια προσπάθεια να μειώσουν τα κόστη, για να κρατήσουν τις χρεώσεις σε αποδεκτά επίπεδα. Αυτό παρουσιάζεται στον Πίνακα Το πρόγραμμα διαχείρισης περιουσιακών στοιχείων του LADWP Το LADWP χρησιμοποιεί ένα πολυ-παραγοντικό μοντέλο χρήσιμης ζωής για να βοηθηθεί στο πρόγραμμα αντικατάστασης των αγωγών του. Το μοντέλο συνδυάζει το μέγεθος και τη σύνθεση υλικών του σωλήνα, τη διαβρωτικότητα του εδάφους, τα φορτία κυκλοφορίας και τις λειτουργικές πιέσεις και ακολουθεί τις γενικές κατευθυντήριες γραμμές που εκδόθηκαν από το Ίδρυμα Έρευνας Υδάτων. Οι σωλήνες στο σύστημα του LADWP αποτελούνται σε μεγάλο βαθμό από χυτοσίδηρο (69%) και σε μικρότερο βαθμό από όλκιμο χυτοσίδηρο (11%), ατσάλι (10.3%) και αμιαντοτσιμέντο (9.1%) και το LADWP έχει κάνει μια λεπτομερή απογραφή του συστήματος και των δεδομένων των τάσεων διαρροών. Μέσω της ανάλυσης των δεδομένων διαρροών, το πρόγραμμα αντικατάστασης αγωγών του LADWP έχει στοχεύσει στα τμήματα του συστήματος που αναμένεται να παρουσιάσουν τη μεγαλύτερη συχνότητα διαρροών με βάση την εμπειρία ή τις προβλέψεις, δηλαδή, στους παλαιότερους αγωγούς από χυτοσίδηρο. Παρόλα αυτά, η τρέχουσα ανάλυση των μειώσεων στην πίεση έχει αναδείξει ενδιαφέροντα πρότυπα, τα οποία υποδεικνύουν ότι ορισμένες περιοχές όπως η Λεωφόρος La Cienega μπορεί να είναι πιο επιρρεπείς σε αυτού του τύπου τις βλάβες. Η εφαρμογή ενός μοντέλου ωφέλιμης ζωής αυτού του τύπου για να τεθούν προτεραιότητες για αντικατάσταση αγωγών θα βοηθήσει στη μείωση της πιθανότητας βλαβών και από αυτή την άποψη είναι μια λογική στρατηγική μείωσης

403 κινδύνου. Παρόλα αυτά, όπως αναφέρθηκε νωρίτερα σε αυτό το τμήμα, η πιθανότητα αποτελεί μόνο το μισό μέρος της εξίσωσης του κινδύνου. Αυτός ο τύπος μοντέλου δε λαμβάνει υπόψη τις συνέπειες της βλάβης όπως, το κόστος της μακροπρόθεσμης διακοπής της κυκλοφορίας, την απώλεια νερού σε ένα νοσοκομείο ή σε ένα σημαντικό τουριστικό προορισμό ή πιο καταστροφικές συνέπειες όπως η κατολίσθηση πρανών. Για το λόγο αυτό, προτείνεται να συμπεριληφθούν στο πρόγραμμα διαχείρισης περιουσιακών στοιχείων του LADWP οι συνέπειες των βλαβών στη διαδικασία καθορισμού προτεραιοτήτων. Λόγω του ότι πολλές από τις δευτερεύουσες συνέπειες των μεγάλων διαρροών και μειώσεων στην πίεση αυξάνονται δραματικά με τη διάρκεια, η διαχείριση κινδύνου του LADWP θα μπορούσε να βελτιωθεί με τη μείωση του χρόνου ανταπόκρισης και με την αντικατάσταση των βαλβίδων, έτσι ώστε μια σωλήνα με διαρροή να μπορεί να απομονώνεται όσο πιο γρήγορα γίνεται, χωρίς να προκαλούνται λειτουργικά προβλήματα σε γειτονικά τμήματα του συστήματος. Αυτό θα επέτρεπε σε μια κατάσταση να εξομαλυνθεί όσο πιο σύντομα είναι δυνατό. Παρά τις προβλέψεις του μοντέλου ωφέλιμης ζωής, οι απροσδόκητες βλάβες είναι αναπόφευκτες. Για το λόγο αυτό, κάθε καινούρια μείωση στην πίεση ή διαρροή θα πρέπει να αναθεωρείται προσεκτικά για να καθοριστεί αν το περιστατικό είναι απλά ένα τυχαίο γεγονός ή αν αντιπροσωπεύει την αιχμή σε μια, μέχρι τώρα, απρόβλεπτη τάση βλαβών. Αυτή η αναλυτική ικανότητα θα πρέπει να στεγάζεται στην κατάλληλη οργανωτική μονάδα του LADWP. Για να διασφαλιστεί ότι όλες οι λεπτομέρειες όλων των διαρροών καταγράφονται για μετέπειτα ανάλυση, το LADWP θα πρέπει, επίσης, να εξετάσει το ενδεχόμενο να μεταφερθεί στους ψηφιακούς καταγραφείς πεδίου, οι οποίοι θα αντικαταστήσουν την παρούσα πρακτική των χειρόγραφων σημειώσεων. Γενικά, το LADWP φαίνεται να ακολουθεί τις πρακτικές της βιομηχανίας στο πρόγραμμά του για διαχείριση περιουσιακών στοιχείων και συγκρίνεται ευνοϊκά με εταιρείες παρόμοιου μεγέθους και πολυπλοκότητας. Παρόλα αυτά, αυτό είχε λίγη σημασία στη συχνότητα ή τη σοβαρότητα των μειώσεων στην πίεση που παρατηρήθηκαν κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού του 2009, γεγονός το οποίο υποδεικνύει ότι πιθανό να υπάρχουν παράμετροι στο παιχνίδι που δε λαμβάνονται υπόψη στο μοντέλο στο μοντέλο χρήσιμης ζωής. Παρόλο που είναι δύσκολο να καθοριστεί το αν δεσμεύεται το κατάλληλο επίπεδο πόρων για αντικατάσταση αγωγών, τα τμήματα υψηλού κινδύνου του συστήματος θα πρέπει να αντικαθίστανται όσο πιο γρήγορα είναι δυνατό. Η διαχείριση περιουσιακών στοιχείων υποδομής είναι μια ανακριβής δραστηριότητα, στην οποία η επιτυχία μπορεί να είναι δύσκολο να καθοριστεί και να μετρηθεί και η έρευνα μέχρι σήμερα δε στάθηκε ικανή να καθορίσει μια ακριβή σχέση μεταξύ των εξόδων για διαχείριση περιουσιακών στοιχείων και της απόδοσης του συστήματος. Για να λαμβάνουν (ή να πιστεύουν ότι λαμβάνουν) οι συνδρομητές του LADWP «τις καλύτερες δυνατές υπηρεσίες υπό τους περιορισμούς των διαθέσιμων πόρων», είναι υψίστης σημασίας να καθοριστούν οι στόχοι αυτού του προγράμματος διαχείρισης περιουσιακών στοιχείων σε συνεννόηση με ομάδες συμφερόντων εκτός της εταιρείας και να υιοθετηθούν μέτρα απόδοσης τα οποία να είναι ρεαλιστικά, πραγματοποιήσιμα και διάφανα.

404 Συστάσεις Για να βελτιώσει το πρόγραμμα διαχείρισης περιουσιακών στοιχείων του, το LADWP θα πρέπει να λάβει υπόψη τα ακόλουθα: Να συμπεριλάβει τις συνέπειες των βλαβών στη διαδικασία καθορισμού προτεραιοτήτων για την αντικατάσταση αγωγών νερού Να βελτιώσει το χρόνο αντίδρασης για περιστατικά μεγάλων διαρροών και να υιοθετήσει λιγότερο αποδιοργανωτικές μεθόδους απομόνωσης αγωγών με διαρροές από το υπόλοιπο σύστημα Να δημιουργήσει μια ερευνητική μονάδα που θα αναλύει τις μεγάλες διαρροές μέσα στο σύστημα για να καθορίζει αν οι διαρροές ταιριάζουν σε υπάρχοντα πρότυπα ή αντιπροσωπεύουν μια νέα πιθανή κατάσταση βλαβών Να χρησιμοποιεί ψηφιακούς καταγραφείς πεδίου (αντί χειρόγραφες σημειώσεις) για να καταγράφει δεδομένα πεδίου απευθείας σε χρησιμοποιήσιμη μορφή Να αυξήσει το επίπεδο των πόρων που αφιερώνει σε αντικατάσταση αγωγών για να μειώσει το ανεκτέλεστο υπόλοιπο όσο πιο σύντομα γίνεται Να συμπεριλάβει ένα μεγάλο εύρος ομάδων συμφερόντων στον καθορισμό των προτεραιοτήτων για το πρόγραμμα διαχείρισης περιουσιακών στοιχείων και των στόχων απόδοσης να δημιουργήσει ένα πρόγραμμα διαχείρισης περιουσιακών στοιχείων το οποίο να εκμεταλλεύεται τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης. * Αυτό το τμήμα γράφτηκε σε συνεργασία με τον Richard Little, USC Keston Institute και τον Donald Ballantyne, MMI, Seattle και πάρθηκε από ( Bardet, et al, 2010)

405 Σχήμα 9. Οι στρατηγικές αντικατάστασης αγωγών θα πρέπει να εξισορροπούν τον κίνδυνο και το κόστος ( Bardet, et al., 2010). Πίνακας 17. Επιλογές κινδύνου

406 8.4 Σύστημα διανομής νερού Λεμεσού Στρατηγικές για διαχείριση διαρροών: Επαρχιακές Περιοχές με μετρητή και Έλεγχος Πίεσης Μια Επαρχιακή Περιοχή με Μετρητή ( DMA ) καθορίζεται ως μια περιοχή του δικτύου παροχής, η οποία περιέχει, ιδανικά, 2000 ιδιοκτησίες που προμηθεύονται, κατά προτίμηση, από ένα σημείο εισόδου το οποίο μετράται (το νερό που εισέρχεται και εξέρχεται) και στο οποίο ελέγχεται η πίεση. Ο καθορισμός μιας DMA αποσκοπεί στη μείωση των πραγματικών απωλειών σε ένα οικονομικό επίπεδο και στη διατήρηση αυτού του επιπέδου μέσω προληπτικών στρατηγικών, όπως Ενεργός Έλεγχος Διαρροών. Υπάρχει ένας αριθμός πλεονεκτημάτων τα οποία προκύπτουν από τον καθορισμό DMA, συγκεκριμένα: Οι περιοχές του δικτύου είναι μικρότερες, ελέγχονται πιο εύκολα Είναι πιο εύκολη η εφαρμογή Ενεργού Ελέγχου Διαρροών Οι διαρροές εντοπίζονται πιο εύκολα με βάση παρακολούθηση MNF Ο χρόνος ύπαρξης διαρροών είναι πολύ μικρότερος Καλύτερη βελτιστοποίηση πίεσης Μικρότερες απώλειες νερού Εξοικονόμηση χρημάτων Κατά τη δημιουργία των DMA μπορεί να παρουσιαστούν μικρά προβλήματα, τα οποία μπορούν, φυσικά, να λυθούν με τον κατάλληλο σχεδιασμό και προγραμματισμό. Αυτά τα προβλήματα είναι: