Paineenhallinta

Vesijohtoverkostojen paineenhallinnalla tarkoitetaan vedenpaineen hallintaa ja säätelyä jakelujärjestelmässä. Vesijohtoverkostot koostuvat monimutkaisesta putkien, pumppujen, venttiilien, liitososien ja muun infrastruktuurin verkostosta, joka kuljettaa vettä käsittelylaitoksista tai muista lähteistä kuluttajille, kuten kotitalouksille, yrityksille ja julkisille laitoksille.

Oikeiden painetasojen ylläpitäminen vesijohtoverkostossa on tärkeää useista syistä:

• Veden säästäminen: Liiallinen paine voi aiheuttaa vuotoja, putkirikkoja ja veden tuhlausta. Hallitsemalla painetta ja vähentämällä sen optimaaliselle tasolle vuotojen ja putkirikkojen todennäköisyys minimoidaan, mikä auttaa säästämään vesivaroja.
• Pienempi vesihäviö: Korkea paine voi aiheuttaa vuotoja ja putkirikkoja, jotka johtavat merkittäviin vesihäviöihin. Paineenhallintastrategiat auttavat lieventämään näitä ongelmia, vähentämään laskuttamattoman veden määrää ja parantamaan jakeluverkon tehokkuutta. Järjestelmän paineen alentaminen 20 prosentilla vähentää nykyistä vuotovirtausta 11-28 prosenttia verkon ominaisuuksista riippuen.^.1
• Infrastruktuurin pidempi käyttöikä: Järjestelmät, joissa on liian korkea paine, aiheuttavat lisärasitusta putkille, venttiileille ja muille vesijohtoverkoston osille. Ajan mittaan tämä voi johtaa ennenaikaiseen kulumiseen, mikä edellyttää toistuvia korjauksia ja vaihtoja. Pitämällä yllä oikeaa painetta voidaan pidentää infrastruktuurin käyttöikää. Putkien rikkoutumista voidaan vähentää 75 %, kun ylipainetta vähennetään ylipainetta 25 %.^.1
• Energiatehokkuus: Veden pumppaaminen korkeampaan paineeseen vaatii enemmän energiaa. Painetasoja hallitsemalla ja ylimääräisen pumppauksen tarpeen minimoinnilla voidaan vähentää energiankulutusta, mikä johtaa kustannussäästöihin ja ympäristöhyötyihin.
• Järjestelmän luotettavuuden parantaminen: Paineen vaihtelut voivat aiheuttaa häiriöitä vedenjakelussa, mikä aiheuttaa haittaa kuluttajille. Paineenhallinta auttaa ylläpitämään tasaista ja luotettavaa veden jakelua.
• Veden laadun säätely: Paineenhallinnalla voidaan vaikuttaa veden laatuun estämällä epäpuhtauksien tunkeutuminen ympäristöstä. Riittävä paine auttaa pitämään epäpuhtaudet poissa jakelujärjestelmästä, mikä takaa turvallisen ja puhtaan juomaveden.

¹Euroopan komissio. (2019). Good Practices on Leakage Management - Main Report.

Paineen säätelyyn, vuotojen estämiseen ja luotettavan vedenjakelun varmistamiseen on useita vaihtoehtoja. Seuraavassa on joitakin yleisiä lähestymistapoja:

1. Paineensäätöventtilit: Paineensäätöventtiilit alentavat painetta tietyissä verkoston osissa. Paineita säätelemällä ne estävät putkien rikkoutumisen ja liiallisen kulumisen.
2. Paineen ylläpitoventtiilit: Paineen ylläpitoventtiileillä ylläpidetään vähimmäispaineita tietyillä alueilla. Niillä varmistetaan, että vesi pääsee korkeammalle tai kauempana sijaitseviin paikkoihin sen laadun kärsimättä.
3. Virtauksensäätöventtiilit: Näillä venttiileillä säädellään virtausnopeuksia ja vaikutetaan siten epäsuorasti paineeseen. Virtauksen säätäminen auttaa paineen vaihteluiden hallinnassa.
4. Kaavoitus ja mittausalueet (DMA): Vesijohtoverkot jaetaan vyöhykkeisiin tai DMA-alueisiin. Kullakin vyöhykkeellä on oma paineenhallintajärjestelmänsä, joka mahdollistaa kohdennetut säädöt kysynnän ja verkoston tilan mukaisesti.
5. Vuodontunnistusjärjestelmät: Näillä järjestelmillä tarkkaillaan paineen muutoksia ja virtausmalleja. Vuotojen ilmaantuessa annetaan hälytyksiä, jotka mahdollistavat nopeat korjaukset.
6. Hydraulinen mallinnus: Insinöörit käyttävät tietokonemalleja verkoston toiminnan simulointiin. Skenaarioiden analysointi auttaa optimoimaan paineenhallintastrategioita.

Näiden tekniikoiden yhdistelmällä varmistetaan tehokas ja luotettava vedenjakelu. Nämä laitteet sijoitetaan strategisesti vesijohtoverkostoon säätelemään ja hallitsemaan painetta eri pisteissä ja ratkaisemaan esimerkiksi laskuttamattoman veden tai vedenpuutteen aiheuttamia haasteita.

Laskuttamattomalla vedellä tarkoitetaan vettä, joka katoaa vuotojen, varkauksien tai epätarkkojen mittausten vuoksi ennen kuin se saapuu maksaville asiakkaille. Laskuttamattomalla vedellä on merkittäviä vaikutuksia taloudelliseen kestävyyteen ja vesivarojen hallintaan. Laskuttamattoman veden ja paineenhallinnan väliseen suhteeseen liittyy useita kriittisiä näkökohtia: Vedenjakelujärjestelmien korkea paine voi aiheuttaa vuotoja, putkirikkoja ja vikoja. Liiallinen paine rasittaa putkia, liitoksia ja liitososia, mikä lisää vuotojen todennäköisyyttä. Tehokas paineenhallinta on ratkaisevan tärkeää vuotojen vähentämiseksi. Säilyttämällä alhaisemmat painetasot laitokset voivat minimoida järjestelmään kohdistuvan rasituksen ja estää tarpeettomat häviöt. Vesijohtoverkot jaetaan usein pienempiin yksiköihin, joita kutsutaan DMA-alueiksi (District Metered Areas) tai painevyöhykkeiksi. Kohdennetut paineensäädöt näillä DMA-alueilla auttavat estämään ylivuotoja ja vuotoja sekä optimoimaan veden jakelua. Koko jakelujärjestelmän kattava jatkuva seuranta ja paineenhallinta ovat olennaisen tärkeitä tehokkaan vesihuollon kannalta.

Laskuttamattomalla vedellä tarkoitetaan vettä, joka katoaa vuotojen, varkauksien tai epätarkkojen mittausten vuoksi ennen kuin se saapuu maksaville asiakkaille. Laskuttamattomalla vedellä on merkittäviä vaikutuksia taloudelliseen kestävyyteen ja vesivarojen hallintaan. Laskuttamattoman veden ja paineenhallinnan väliseen suhteeseen liittyy useita kriittisiä näkökohtia: Vedenjakelujärjestelmien korkea paine voi aiheuttaa vuotoja, putkirikkoja ja vikoja. Liiallinen paine rasittaa putkia, liitoksia ja liitososia, mikä lisää vuotojen todennäköisyyttä. Tehokas paineenhallinta on ratkaisevan tärkeää vuotojen vähentämiseksi. Säilyttämällä alhaisemmat painetasot laitokset voivat minimoida järjestelmään kohdistuvan rasituksen ja estää tarpeettomat häviöt. Vesijohtoverkot jaetaan usein pienempiin yksiköihin, joita kutsutaan DMA-alueiksi (District Metered Areas) tai painevyöhykkeiksi. Kohdennetut paineensäädöt näillä DMA-alueilla auttavat estämään ylivuotoja ja vuotoja sekä optimoimaan veden jakelua. Koko jakelujärjestelmän kattava jatkuva seuranta ja paineenhallinta ovat olennaisen tärkeitä tehokkaan vesihuollon kannalta.

Paineenhallinta tarjoaa useita etuja energialaitoksille ja niiden asiakkaille:

• Vakaa vedenjakelu: Asianmukainen paineen säätö takaa tasaisen ja luotettavan vedensaannin. Kansalaiset voivat luottaa siihen, että vettä on jatkuvasti saatavilla päivittäisiä tarpeita varten, olipa kyse juomavedestä, ruoanlaitosta tai hygieniasta.
• Pienemmät vesilaskut: Minimoimalla vuodot ja optimoimalla paineen laitokset voivat alentaa käyttökustannuksia. Nämä säästöt voivat näkyä kuluttajien pienempinä vesilaskuina.
• Ympäristövaikutukset: Paineenhallinta vähentää vesihäviötä, mikä on ympäristönsuojelun kannalta välttämätöntä. Se myös säästää energiaa ja vähentää kasvihuonekaasupäästöjä.
• Infrastruktuurin kestävyys: Hyvin huolletut painejärjestelmät pidentävät putkien käyttöikää ja vähentävät putkirikkojen riskiä. Tämä hyödyttää kuluttajia, sillä näin vältetään korjauksista tai uusimisista johtuvat häiriöt.
• Turvallisuus ja terveys: Oikea paine estää liiallisen voiman kohdistumisen putkiin, mikä vähentää onnettomuuksien tai putkirikkojen riskiä. Se varmistaa myös riittävän palopostien paineen hätätilanteiden varalta.

Yhteenvetona voidaan todeta, että paineenhallinta vaikuttaa suoraan kuluttajien jokapäiväiseen elämään tarjoamalla luotettavan vedensaannin, kustannussäästöjä ja ympäristönsuojelua.

Vedenjakelujärjestelmien paineenhallinnan tulevaisuus vaikuttaa lupaavalta. Tutkimme jatkuvasti viimeisintä tekniikkaa ja mahdollisuuksia paineenhallintajärjestelmien parantamiseksi. Tähän kuuluvat muun muassa älykkäät vesijohtoverkostot (anturit, data-analytiikka, reaaliaikainen seuranta) ja koneoppimisalgoritmit (vuotojen ja kysyntämallien ennustaminen).

Haluatko lisätietoja siitä, kuinka älykkäät digitaaliset ratkaisut voivat tulevaisuudessa auttaa vähentämään vesihäviötä? Katso webcast-sarjamme 5. jakso, jossa vesi- ja kehitysalan huippuasiantuntijat kertovat vesijohtoverkostojen älykkäästä teknologiasta, lähivuosien mahdollisista muutoksista ja digitalisaation tarjoamista tulevaisuuden mahdollisuuksista.

Katso jakso 5 täältä