Metoder och erfarenheter av lckskning p dricksvattenledningar Gteborg

Metoder och erfarenheter av läcksökning på dricksvattenledningar Göteborg

Dricksvatten Göteborg Kov Genomsnittsleverans 170 miljoner liter per dygn, 160 l/person, dygn • • 176 mil vattenledningsnät 70 dricksvattenpumpstationer 14 högreservoarer/vattentorn 9 900 brandposter 17 100 ventiler 46 000 serviser Ca 400 rörbrott/år

Systemfunktion vattendistribution Göteborg

Läckageutveckling Göteborg m 3/km. ledn. /dygn Läckage m 3/ km, dygn 40 35 30 25 20 15 Mål 10 5 0 2015 2010 2005 2000 1995 1990 1985 1980 År

Läckageberäkning Uppmätt utleverans - Minus Egenförbrukning Brandposter på rinn (spolplugg) Ledningar på spol Reservoarrengörning Avtappning av större ledningar - Minus Omätt leverans E G A K C Ä =L Brandvatten Ståndrör utan mätare - Minus Försåld mängd vatten Abonnenter inkl. leverans till andra kommuner.

Utvärdering av omätt dricksvattenleverans

Rapport med syfte att: • Klargöra skillnaderna i mätnoggrannhet vid låga flöden upp till Qmin mellan vinghjulsmätare av klass B och motsvarande ringkolvsmätare av klass C. • Påvisa möjligheter till förbättrat underlag för debitering samt förbättrat underlag vid läckageberäkning.

Sammanfattning • Vattenmätarens funktion för dricksvattenleverans är förutom att registrera volymen som underlag för en rättvis taxa, även en viktig del för kontroll av läckageförluster inom rörnätet. • Leverans till rörnätet, driftens egenförbrukning och försåld mängd, är tre viktiga faktorer för beräkning av vattenbalansen. • De låga flöden som kan uppstå vid mindre läckage eller otäta kranar i fastigheter, passerar i många fall vattenmätaren utan att registreras. Den sammanlagda volymen, även av ett mycket litet läckage som passerar mätaren utan att registreras, helt eller delvis, blir tack vare att det är konstant, en ansenlig mängd över tid. • Särskilt om man inom sitt driftområde, som Göteborg Vatten, har ett stort antal mätarabonnemang. • Den omätta leveransen kan representera en väsentlig andel av vad som tidigare redovisats som läckage, vilket i sin tur kan ge ett felaktigt underlag för planerade insatser. • Samtidigt är ju den omätta leveransen till kund, till skillnad från vårt eget läckage, en utebliven intäkt av den fulla taxan. • Genom att ersätta de befintliga vinghjulsmätarna klass B, med effektivare ringkolvsmätare klass C, kan förutsättningar skapas för att en stor del av den omätta leveransen kan erhållas som uppmätt förbrukning.

Påverka läckaget • Kontroll och styrning av trycket • Insatstid och kvalitet på underhåll • Materialval och utförande • Aktiv läcksökning

Eklandagatan flödes-reducerad mätzon Tryckoptimering! • Togs i drift 2009 -06 • Två inmatningspunkter • Trycket reduceras (mer på natten) • Flöde och tryck mäts och skickas till övervakningssystemet • Bara ett rörbrott sedan zonen togs i drift, 8 rörbrott inträffade under motsvarande period före drifttagande • Trycksänkningen innebar minskat läckage från 2009 med ca 100 000 m 3/år

Flödesstyrd tryckreducering

Nuvarande förnyelsetakt är cirka 200 år Sänka utläckaget från dricksvattenrörnätet genom aktiv läcksökning samt ökad förnyelsetakt. Nuvarande förnyelsetakt är ca 200 år. . Anpassa till lokala förutsättningar Förnyelsetakten behöver tredubblas till minst 20 -25 km/år inom de närmsta 50 åren. Höga krav på att förnya rätt ledningar.

Förnyelsekriterier i prioriterad ordning • • • Rörbrottsfrekvens, över en tioårsperiod. Trend. Antalet drabbade brukare. Prio. känsliga brukare. Ledningens funktion. Stomledning, enkelmatning, etc. Ledningens rel. omgiv. faktorer. Spår, trafik, byggnader. Högt läckage. I GBG. över 14 m 3/km ledn/dygn. Samordning avlopp. Samordning övriga media samt beläggning. Vattenkvalitet. Klagomålsfrekvens. Ledningsmaterial. Galv, PVC, äldre gjj, sgn o betong. Förändrade behov. Utökad bebyggelse, avetablering. Ledningens ålder. Ingen självklar faktor. Kostnad. Jmf. ovan kriteriers nytta med kostnad inkl. skadeers.

Aktiv läcksökning ger • säkrare dricksvattenleverans samt • bibehållen dricksvattenkvalitet • lägre produktions- och driftskostnader • minskad energiförbrukning • bättre underlag för åtgärds-planering • mindre belastning på reningsverk

Utläckage vid rörbrott jmf. smygläcka

Årlig redovisning av läckage • Årlig kontroll av verklig försåld mängd jmf. med leverans inom respektive högzon/mätzon ger ett kompletterande underlag för läckageberäkning. • Beräkna åtgärdat läckage.

Planering inför läcksökning • Kartmaterial och driftunderlag • Flödesdata, var har vi största förlusterna • Ledningsnätets utformning och material • Läckagefrekvens

Konventionella läsö-metoder • Lyssning på armaturer (distr. nät av metall). Manuellt eller via fasta loggar. Sökmetod • Flödesmätning/fasta mätzoner. Sökmetod • Marklyssning. Lokaliseringsmetod • Korrelation. Lokaliseringsmetod

Spindellyssning Främst för rörnät av metall.

Läckloggar • Placeras på ventiler eller brandposter och registrerar läckljud • För närvarande totalt 300 st. läckloggar utplacerade varav • 150 st. ”SMS-loggar” (mätvärde skickas in via sms) • 150 st. som avläses manuellt

Läcka ca 170 m från SMS-logg Läcka 150 GJJ

Läckloggar Läcka lagad Nattmin ner med ca 3 l/s

Mätzoner för läckageövervakning • Kontinuerlig övervakning av mätzoner. • F. n. ca. 100 st, fullt utbyggt ca 200 mätzoner • Större brukare (grannkommuner) förses med online överföring för korrekt underlag vid läckageberäkning • Samtliga brukare har mätare • Tryckoptimering i samband med skapande av mätzoner. • Virtuella mätzoner. • Gränsvärde med nattminförbrukning (33 l per minut och 1000 personer + accept. läcknivå)

Göteborgs geografiska förutsättningar för indelning i zoner

Läckagekontroll i mätzon Förbrukningen i en zon = Pumpstation(er) +/Förändring ev. reservoar Ev. mätzoner

Cactus Ökning i nattmin med 10 l/s Läcka 150 GJJ lagad

Lokaliseringsmetoder • Lokaliseringsmetoder används för att slutgiltigt fastställa läckans exakta läge inför reparation.

Marklyssning • Är en metod för finlokalisering av läckor. • Tekniken bygger på att med hjälp av markmikrofon och förstärkare lyssna efter det ljud som läckan ger upphov till. • Det starkaste ljudet av rätt karaktär uppkommer normalt rakt över läckan. • Metoden fungerar oberoende av ledningens material och dimension men påverkas av läckans storlek och vattentrycket.

Korrelation • Är liksom marklyssning en metod för finlokalisering av läckor • Metoden bygger på att identifiera ljudet som fortplantar sig i ledningen. • Ledningens ljudhastighet (material, dimension) och längd mellan mätpunkterna är faktorer som behövs för att kunna lokalisera läckans läge. • Korrelatorn mäter tidskillnaden för ljudet att nå de olika mätpunkterna.

Alternativa metoder • • • Hydrofonteknik Lokalisering med spårgas (vätgas 5 -10%) Marklyssning med luft som media Stryplyssning Inläckage i avlopp Ljudsond i ledning för avlyssning

Korrelation med hydrofon

Hydroguard • Seiche Lt - specialister inom akustiska system som används i samband med havsbaserad oljeoch gasprospektering. Har lång erfarenhet och kunskap om ljudanalyser i akvatiska system. • Påbörjat ett nytt projekt för att utveckla en ny produkt för detektering/lokalisering av läckor i ledningsnät med hjälp av hydrofonteknik. (Sv. Vatten)

Spårgasläcksökning • Läckagelokalisering med spårgas (vätgas) är metoden som kan fungera då ordinarie teknik är otillräcklig. T. ex. då nyanlagd PEledning inte godkänns vid provtryckning. • Aktuell ledning avgränsas och fylls med gas vilken tränger upp från läckan och detekteras i markytan.

Stryplyssning alt. tryck/flödesmätning Oavsett material, längd och dimension.

Tryckmätning • Samma teknik som vid provtryckning. • Kontinuerlig tryckövervakning av ledningar och anläggningar. • Läcksökning av serviser och sektioner av distributionsledningar.

Gummiblåsa i ledning för lokalisering • Invändig sektionering för lokalisering av läckage. • I första hand för läckagelokalisering på serviser och infodrade ledningar.

Indirekta läcksökningsmetoder via avlopp • Ammoniumhalt i spillvattenledning. • Filmning av avloppsledningar. • Kontroll av flöden i avloppsledningar och pumpstationer.

Ljudsond i ledning för lokalisering • Tekniken med den för framtiden kanske största utvecklingspotentialen. • Oberoende av material och dimension har metoden förutsättning att lokalisera mycket små läckor. • Relativt arbetskrävande och kostsam metod.

Pipe. Mic • Pipe. Mic finns med 50 m, samt 150 m rörål med 12 mm ljudsond • Läckljudet lyssnas av med hjälp av hörlurar eller högtalare • Med hjälp av ledningssökare som kopplas på rörålen kan ledningen och läckans läge lokaliseras • Goda erfarenheter från egenregi GBG.

Pipe. Inspector • Diametern av anslutning måste vara minst hälften så stor som diametern av rörledningen. • Användningsområde DN 100 till DN 3000, upp till 30 km. • Fri ljudsond med kamera. • Kräver flöde > 0, 5 m/sek • Kan ej spåras i metalledningar • F. n. ej tillämpad i Sverige men ingår i kommande Vinnovaprojekt

JD 7 • Ljudsond med kamera, med eller utan kabel, olika storlekar. • Min 38 mm anslutningar för ledningar större än 75 mm • 100 – 1000 m med kabel • Upp till 20 km utan. • > 0. 3 m/sek flöde • Enl. tester i Helsingborg svår att få in i ledn. < 160 mm. med kabel.

Sahara I och II • • • Ljudsond med kamera (II) Kabel med skärm Ledningar från 250 mm Anslutning min 50 mm Min flöde 0, 3 m/s Max längd 1800 m Lokaliseras/följs ovan mark Tillhandahålles som tjänst Väl beprövad teknik i bl. a. England.

Smartball • • • Ljudsond i boll, fri. Upp till 25 km längd Flöde minst 0, 3 m/s ! Ledningar > 300 mm In o uttagspkt. > 150 mm Kräver vanligen sensorer på ledningen utmed sträckan • Erbjuds som tjänst • Varierande resultat i GBG

Utvärdering av metoder för ny läckageteknik på matar- ledningar • Praktiken inte alltid vad som utlovas. Kräver rel. höga flöden. • Underskatta inte enklare metoder i egenregi • Sällan motiverat att tillämpa utan verifierat läckage på aktuell sträcka. Risk att bollen fastnar! • Finns även metoder för statusbedömning av rörvägg. (än mer krävande och kostsamt) T. ex. Pipediver. • Viktigt beräkna hela kostnaden för arbetet och dess effekter. • I GBG: en sträcka 4 km kostade totalt ca 1, 1 Mkr. Krävde drygt 500 timmar eget arbete. Många ventiler fick strypas/stängas, innebar kvalitetsproblem. Mycket ingenjörstid för beräkning av flöde och framtagning av ritningsunderlag/profiler.

Markradar/doppler för lokalisering Radar h

VINNOVA-projekt ”Förvaltning och statusbedömning av ledningsnät” Utvärdering av nya metoder för att identifiera angrepp på ledningsmaterial • Markradar (mono- och flerkanal) Identifikation av oxidationsprodukter för att hitta rostangrepp. • Markresistivitet Mätning av markens förmåga att leda ström för kartläggning av material och strukturer i mark. • Delta-t Mätning av avverkad godstjocklek genom att skapa vibrationer och mäta ljudpropagering genom ledningsmaterialet.

När skall man laga en läcka? Vid en marginalkostnad om 1. 50 kr/m 3 och reparationskostnad om 45 kkr. är en läcka om 15 lit/min (21, 6 m 3/dygn resp. 8000 m 3/år) intjänad efter tre år och nio månader rent ekonomiskt. Minsta detekterbara läcka är normalt motiverad att reparera såväl ur miljö, ekonomi som hälsomässigt perspektiv. Dessutom riskerar ett läckage över tid att bli akut och drabbar då både huvudman och brukare värre än en planerad insats. I extremfallet påverkar ett högt läckage även dimensionering av såväl rörnät som pumpkapacitet och kan i värsta fall leda till brist. Med rätt förutsättningar är läckaget, liksom energikostnad, en reell parameter för rörnätsdrift när det gäller att påverka och redovisa resultat med koppling till utförda åtgärder och behov.

Vad är en ”lagom” nivå på utläckage? • För att bestämma sig för vilket mål som ska sättas för läckaget kan man ta hjälp av: • • Vilken nivå man ligger på idag. Resultat från kommuner med motsvarande förhållanden. Finns statistik tillbaka i tiden kan man se hur lågt utläckaget har varit som lägst. Se hur stora resurser man kan avsätta för aktiv läckagesökning. Vilka krav/mål finns från uppdragsgivaren? Vilka begränsningar finns när det gäller tillgång på råvatten, produktion och distribution? Ekonomisk kalkyl av marginalkostnaden för utläckt vattenvolym (produktionskostnad och distributionskostnad) samt kostnad för rening av dricksvatten som läcker in i avloppsnätet. Värdera risken för kvalitetsstörningar vid rörbrott (trycklöst system).

Åtgärder långsiktigt • Planering och utbyggnad av mätzoner Utvecklingen medger nu effektiva och prisvärda installationer för en nödvändig utbyggnad av t. ex. begränsade mätzoner för en direkt indikering av uppkommet läckage. • Tryckoptimering Världen över har man gjort mycket stora investeringar i denna teknik för att begränsa läckaget. Bl. a. genom flödesstyrd tryckreducering. • Resurser för läckagesökning, planering och utvärdering Vad som nu är alltmer uppenbart är att om vi varaktigt skall kunna uppfylla vår målsättning om ett begränsat läckage om 14 m 3/km ledn. /dygn (ca 15%) krävs omfattande investeringar och förstärkta personalresurser både för fältarbete och planering/uppföljning. Det finns inga genvägar.

• Ökad förnyelsetakt Vår bestämda uppfattning är att vi förutom att intensifiera insatserna för att långsiktig och övergripande kontrollera och begränsa läckaget även måste öka förnyelsetakten. • Prioritering av förnyelseåtgärder Med begränsade resurser är det mycket viktigt lägga om rätt ledningar! • Effektivare mätning av försåld mängd Uppgradering av vattenmätare för ökade intäkter och förbättrad mätning. Redovisad volym för brandvattenuttag samt fördelning av kostnader • Få målsättningar torde ha så goda förtecken avseende både miljö och ekonomi.

• Tack för uppmärksamheten!