Βιώσιμη Διαχείριση του δικτύου ύδρευσης της Πάτρας

Βιώσιμη Διαχείριση του δικτύου ύδρευσης της Πάτρας Ειρήνη Καραθανάση Κων/νος Παπαγεωργακόπουλος 1

ΓΕΝΙΚΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΔΙΚΤΥΟΥ Πληθυσμός: 220.000 κάτ. Έκταση: 333 km 2 Αριθμός υδρομέτρων: 133.500 Συν. Μήκος αγωγών: 1065 km Αριθμός υδρομέτρων: 109.086 Υλικό σωλήνων: 67% PE, 25% PVC, 4% A/C, 3% steel, 1% CI Ζωνοποιημένο: 750 km Μέση πίεση λειτουργίας: 3.7 atm 2

Έργο για τον έλεγχο των διαρροών (11/2014 έως 11/2016) συνολικής δαπάνης 1.977.461,03, χρηματοδοτούμενο από την Ε.Ε Δημιουργήθηκε η κατάλληλη υποδομή προκειμένου να εφαρμόσουμε την μεθοδολογία της IWA (International Water Association) για τον έλεγχο των διαρροών 3

Υποδομή για έλεγχο διαρροών σύμφωνα με την μεθολογία της IWA Δημιουργία υδραυλικά απομονωμένων ζωνών στο δίκτυο (DMAs) Κατασκευή σταθμών ελέγχου Παροχής/Πίεσης στην είσοδο κάθε ζώνης (86 σταθμοί) Προσδιορισμός του ή των σημείων με την μικρότερη πίεση στην ζώνη (Κρίσιμο σημείο) Κατασκευή σταθμών ελέγχου Πίεσης κάθε ζώνης στο ή στα κρίσιμα σημεία (110 σταθμοί) Κατασκευή σταθμών ελέγχου και ρύθμισης εξωτερικού υδραγωγείου (46 σταθμοί) Τηλεμετρία Προμήθεια & Ανάπτυξη λογισμικού για την συλλογή & επεξεργασία των δεδομένων Δημιουργία GIS Προμήθεια εξοπλισμού για την ανίχνευση διαρροών (γεώφωνο, 40 noise loggers, 10 φορητά παροχόμετρα, 40 καταγραφικά πίεσης, 10 καταγραφικά παροχής πίεσης) 4

Δημιουργία υδραυλικά απομονωμένων ζωνών (DMAs: District Metered areas) Αδιάλειπτη καταγραφή της παροχής Ρύθμιση πίεσης 5

Χωρισμός Δικτύου σε Ζώνες Ελέγχου (DMAs) Παροχόμετρο/ Παροχόμετρα/ Ρυθμιστής πίεσης ζώνη ζώνη Δικλείδες Απομόνωσης 6

Κριτήρια Τοπογραφία (20-40m) Υφιστάμενα όρια του δικτύου Φυσικά χαρακτηριστικά Σύνδεση απ ευθείας με τους αγωγούς μεταφοράς, όπου ήταν δυνατόν 52 DMAs/PMAs 4 DMAs Ζώνες (DMAs) 86 Υδραυλικά στεγανές ζώνες (απομονωμένες) Τροφοδοσία από ένα σημείο Συνεχής μέτρηση παροχής/πίεσης Τηλεμετρία 30 DMAs/PMAs Όρια Κλειστές δικλίδες με κατάλληλη σήμανση 7

Πίεση (bar) Έλεγχος στεγανότητας ζώνης 6.00 Πιέσεις στα σημεία Ελέγχου Πίεσης των Ζωνών 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 01/11 02/11 03/11 04/11 05/11 Ημερομηνία ΠΡΑΤΣΙΚΑ Υψηλή ΨΑΡΟΦΑΙ ΖΑΡΟΥΧΛΕΪΚΑ Υψηλή 8

Σταθμός ελέγχου παροχής/πίεσης ζώνης (1) Εξαεριστικά PRV με Προγραμματιζόμενο ηλεκτρονικό ελεγκτή Παροχόμετρο φίλτρο 9

10

Διαγράμματα παροχής & πίεσης στην είσοδο ζώνης ÓÕÍÏÑÁ cum/15 min{ô D 43 Line Site Name ÓÕÍÏÑÁ ÓÕÍÏÑÁ Measurand Flow Pressure Units cum/15 min{ô D m m 64 42 63 41 62 40 61 39 60 38 59 37 58 36 57 35 56 34 55 33 54 32 53 31 52 30 51 29 50 28 49 27 48 08:00 16:00 00:00 08:00 16:00 00:00 08:00 16:00 00:00 08:00 16:00 00:00 08:00 16:00 00:00 08:00 16:00 00:00 08:00 16:00 00:00 08:00 16:00 00:00 Tue 2 Feb 2016 08:00 (hour:min) 11

Σταθμός ελέγχου παροχής/πίεσης ζώνης (2) 12

Σταθμός ελέγχου παροχής/πίεσης ζώνης (3) 13

Σταθμός ελέγχου παροχής/πίεσης ζώνης (4) 14

Έλεγχος υδραυλικής λειτουργίας της ζώνης με καταγραφικά πίεσης 15

Σταθμοί Ελέγχου Πίεσης 16

ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΖΩΝΩΝ Αν δεν μετράς δεν μπορείς να διαχειριστείς Μέτρηση της παροχής Ανάλυση της παροχής Καθορισμός επιπέδου απωλειών Ιεράρχηση των απωλειών Μείωση χρόνου εντοπισμού απωλειών 17

Παροχη (l/s) Διάγραμμα παροχής στην είσοδο ζωνών 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00 05/11 00:00 06/11 00:00 07/11 00:00 08/11 00:00 09/11 00:00 10/11 00:00 11/11 00:00 12/11 00:00 13/11 00:00 Ημερομήνια ΑΡΟΗ Μέση ΔΙΑΓΟΡΑ ΔΙΑΚΙΔΗ 18

Παροχη (l/s) Διάγραμμα παροχής στην είσοδο ζωνών 3.50 3.00 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 06/01 07/01 08/01 09/01 10/01 11/01 12/01 13/01 14/01 15/01 16/01 Ημερομηνία ΒΕΛΒΙΤΣΙ 5 ΒΕΛΒΙΤΣΙ 5.1Α ΒΕΛΒΙΤΣΙ 5.1Β 19

ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΠΙΕΣΗΣ Μείωση των φυσικών απωλειών νερού μειώνοντας την πίεση στο δίκτυο, σε τέτοιο επίπεδο, ώστε να εξασφαλίζεται: επαρκής και ικανή τροφοδοσία ταυτόχρονη μείωση ή απαλοιφή αιχμών Λειτουργία της PRV με προγραμματιζόμενο ηλεκτρονικό ελεγκτή Καταγραφή της πίεσης στο κρίσιμο σημείο Προηγμένες τεχνικές διαχείρισης πίεσης: Με χρονοδιακόπτη (Time modulation) Ανάλογα με την παροχή (Flow based modulation) Ανάλογα με την πίεση στο κρίσιμο σημείο (Closed loop modulation) 20

Προηγμένες Τεχνικές Διαχείρισης Πίεσης 21

Διαχείριση Πίεσης Ζώνης Διαγόρα 7.00 D/S Critical Point Pressure 6.00 Pressure (bar) 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 25.00 flow Flow (l/s) 20.00 15.00 10.00 5.00 59 m3/hour 1416 m3/day 0.00 17/2/2018 54.5 m3/hour 1312 m3/day 19/2/2018 21/2/2018 23/2/2018 7% Μείωση 25/2/2018 27/2/2018 51.5 m3/hour 1236 m3/day 1/3/2018 13% Μείωση 3/3/2018 Date 22

Εφαρμογή μεθοδολογίας & καλών πρακτικών της IWA (International Water Association) για τον έλεγχο των διαρροών Βασικοί Πυλώνες Μείωσης Πραγματικών Απωλειών Ταχύτητα και Ποιότητα Επιδιόρθωσης Διαρροών Active Leakage Control Διαχείριση Πίεσης Λειτουργίας Δικτυου Pressure Management Αναπόφευκτες Πραγματικές Απώλειες Απώλειες που συμφέρει να ανευρεθούν Οικονομικό Επίπεδο Απωλειών Ενεργός Έλεγχος Διαρροών Speed and quality of repairs Επίπεδο Πραγματικών Απωλειών Διαχείριση Υποδομών Pipe Materials Management: selection, installation, maintenance, renewal, replacement Επιτροπή Εργασίας Απωλειών Νερού (Water Loss Task Force) Διεθνής Υδατικός Σύνδεσμος (IWA) 23

Noise Loggers 24

Εφαρμογή της μεθοδολογίας IWA για έλεγχο διαρροών Η ΔΕΥΑΠ διαθέτοντας αυτή την υποδομή και με την βοήθεια συμβούλου έχει προχωρήσει στην εφαρμογή της μεθοδολογίας της IWA και συγκεκριμένα: Eκτίμηση των φυσικών απωλειών σε κάθε ζώνη Υπολογισμό Υδατικού Ισοζυγίου Σύνταξη πρωτοκόλου παρακολούθησης των ζωνών Εφαρμογή της βέλτιστης πίεσης σε κάθε ζώνη Αξιολόγηση της κατάστασης σχετικά με την παρακολούθηση και έλεγχο του δικτύου, όπως θα διαμορφώνεται και εισήγηση για περαιτέρω ενέργειες 25

Συστήματα Τηλελέγχου - Τηλεμετρίας 26

SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) (Γεωτρήσεις, Δεξαμενές, Αντλιοστάσια) Εξ αποστάσεως συλλογή δεδομένων / μετρήσεων από τα αισθητήρια στάθμης, παροχής, πίεσης, ενέργειας Αυτόματος έλεγχος λειτουργίας εξοπλισμού (π.χ. αντλιών) βάσει ανάλυσης των πραγματικών συνθηκών λειτουργίας με μικρούς τοπικούς βρόγχους ελέγχου και εφεδρικές εντολοδοτήσεις Συστήματα Τηλεμετρίας των Ηλεκτρονικών διατάξεων (Ζώνες) Συλλογή, επεξεργασία και αποθήκευση των μετρήσεων τοπικά στη μνήμη του σταθμού και αποστολή καθημερινά μέσω GPRS στον κεντρικό υπολογιστή Αυτόματος έλεγχος λειτουργίας εξοπλισμού τοπικά βάσει ανάλυσης των πραγματικών συνθηκών λειτουργίας και προγραμματισμού της ηλεκτρονικής διάταξης Αποστολή συναγερμών (alarms) μέσω SMS & GPRS και αμφίδρομη λειτουργία (προγραμματισμός παραμέτρων) 27

Λογισμικό Ενοποίησης Δεδομένων: Συγκέντρωση δεδομένων μετρήσεων (SCADA s) Επικοινωνία με βάση ενδείξεων υδρομέτρων καταναλωτών Επικοινωνία με GIS server Ενοποιημένη επεξεργασία μεγάλου πλήθους δεδομένων από διαφορετικές πηγές Ενιαίες ειδοποιήσεις με email και sms για οποιοδήποτε μέγεθος: στάθμη δεξαμενής, πίεση booster/prv/critical point κλπ Δυνατότητα αλληλεπίδρασης με τον πελάτη/καταναλωτή: AMR Δυνατότητα αλληλεπίδρασης με άλλους φορείς: ακαδημαϊκή κοινότητα, πυροσβεστική, κλπ 28

Hardware: Blade server (40 cores, 290 GB Ram, 30TB HD) PLC (Siemens, Allen Bradley, Mitsubishi) Επικοινωνία: UHF (modbus RTU,DF1), GPRS, SMS, FO 100Mb/s Παροχόμετρα: Woltman, Ηλεκτρομαγνητικά, υπερήχων Σταθμήμετρα: υπερήχων, εμβαπτιζόμενα 29

Volume (m 3 ) Στοιχεία Υδατικού Ισοζυγίου (1) 35 M 30 M 32M Εσερχόμενος Όγκος Νερού από Διαφορες Πηγές 5% 1,628,176 31M 16% 5,159,620 27M 25 M 20 M 19,202,348 17,540,892 14,861,489 15 M 10 M 5 M 11,480,212 11,509,484 11,500,000 0 1,757,304 1,761,312 918,755 2015 2016 2017 Εξαγόμενο νερό Τιμολογούμενη Εξουσιοδοτημένη Κατανάλωση Μη Τιμoλογούμενο Νερό 30

Volume (m 3 ) Στοιχεία Υδατικού Ισοζυγίου (2) Εισερχόμενος Όγκος Νερού στο δίκτυο 35 M 30 M 25 M 20 M 31M 63% 19,202,348 5% 1,632,184 29M 14% 185 m 3 /hour 4,321,071 495 m 3 /hour 26M 60% 17,540,892 56% 14,861,4 15 M 10 M 5 M 11,480,212 11,509,484 11,500,000 0 2015 2016 2017 Συνολική Μείωση Τιμολογούμενη Εξουσιοδοτημένη Κατανάλωση Μη Τιμoλογούμενο Νερό 31

Επόμενα βήματα Συνεχής έλεγχος και παρακολούθηση της συμπεριφοράς των ζωνών σύμφωνα με την μεθοδολογία της IWA, προκειμένου να γίνονται οι κατάλληλες εισηγήσεις για την βελτίωση των συνθηκών. Παραγωγή σύνθετων δεδομένων: κατανάλωση ανά υδρόμετρο, ενέργεια ανά κυβικό μέτρο, δείκτης ILI κλπ Πιλοτική εφαρμογή AMR σε επιλεγμένες ζώνες. Νέο έργο για την δημιουργία υποδομής σε περιοχές που εντάχθηκαν στην ΔΕΥΑΠ με τον Καλλικρατικό Δήμο. 32

Έργο Ελέγχου Διαρροών σε περιοχές του Καλλικρατικού Δήμου 33

Συνεργασία ΔΕΥΑΠ και Πανεπιστημίου Πατρών Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Εργαστήριο Υδραυλικής Μηχανικής Αρμόδιο Μέλος ΔΕΠ: Ανδρέας Λαγγούσης (Επίκουρος Καθηγητής) e-mail: andlag@upatras.gr site: http://alum.mit.edu/www/andlag Συμμετοχή Φοιτητών: 7 Προπτυχιακές Διπλωματικές Εργασίες 1 Μεταπτυχιακή Διπλωματική Εργασία 34

Συνεργασία ΔΕΥΑΠ και Πανεπιστημίου Πατρών Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Εργαστήριο Υδραυλικής Μηχανικής Περιοχές Ενδιαφέροντος: Στατιστική ανάλυση χρονοσειρών Πιέσεως-Παροχής. Έλεγχος λειτουργίας υπαρχουσών ζωνών διαχείρισης πιέσεων, και προτάσεις βελτίωσης. Εκτίμηση απωλειών νερού σε επιμέρους τμήματα του δικτύου. Στατιστική αποτίμηση του εύρους διακύμανσης της ζήτησης. Προτάσεις βελτιστοποίησης τμημάτων του δικτύου με προβλήματα κάλυψης της ζήτησης. Εκτίμηση απωλειών ζώνης διαχείρισης Καστελόκαμπου, συναρτήσει της πιέσεως στην είσοδο. 35

Συνεργασία ΔΕΥΑΠ και Πανεπιστημίου Πατρών Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Εργαστήριο Υδραυλικής Μηχανικής Απώτεροι Στόχοι: Πιθανοτική μοντελοποίηση απωλειών νερού και ζήτησης. Παραμετροποίηση αβεβαιοτήτων, βάσει των ειδοποιών χαρακτηριστικών των επιμέρους ζωνών του δικτύου. Ελαχιστοποίηση απωλειών νερού. Βέλτιστη διαστασιολόγηση και διαχείριση του δικτύου. Πρόταση διαχείρισης επιμέρους ζώνης του δικτύου, με έλεγχο των πιέσεων σε επιλεγμένες θέσεις. 36

Ευχαριστώ! 37

38