圧力管理

水ネットワークにおける圧力管理とは、配分システム内の水の圧力を制御および調整する行為を指します。水ネットワークは、処理プラントや他の資源から消費者（家庭、企業、公共施設）に水を輸送するためのパイプ、ポンプ、弁、フィッティング、その他のインフラの複雑なグリッドで構成されています。

水ネットワーク内で正しい圧力レベルを維持することは、いくつかの理由で重要です：

• 水の保存：過剰な圧力は漏れ、破裂、水の無駄を引き起こす可能性があります。圧力を最適なレベルに管理することで、漏れや管の破裂の可能性が最小限に抑えられ、水資源の保護に役立ちます。
• 水の損失の減少：高圧は漏れや管の破裂を引き起こし、重大な水の損失をもたらします。圧力管理の戦略はこれらの問題を軽減し、非収入水を削減し、配分ネットワークの効率を向上させるのに役立ちます。システム圧を20%減少させると、ネットワークの特性に応じて11%から28%の既存の漏水流量を削減できます。¹
• インフラ寿命の延長：過剰な圧力を持つシステムは、管、弁、他の配分ネットワークの部品に余分なストレスをかけます。時間が経つにつれて、これにより早期の摩耗が生じ、頻繁な修理や交換が必要になる可能性があります。正しい圧力を維持することにより、インフラ全体の寿命を延ばすことができます。過剰な圧を25%減らすと、管破裂を75%減少させることができます。¹
• エネルギー効率：水を高圧にポンピングするには、より多くのエネルギーが必要です。圧力レベルを管理し、過剰なポンピングの必要性を最小限に抑えることにより、エネルギー消費を削減でき、コスト削減や環境への利点につながります。
• システムの信頼性の向上：圧力の変動は、水供給の混乱を引き起こす可能性があり、消費者に不便をもたらします。圧力管理は、消費者への一貫した信頼できる水供給を維持するのに役立ちます。
• 水質の調整：圧力管理は、周囲からの汚染物質の侵入を防ぐことにより、水質に影響を与える可能性があります。適切な圧力は、配分システムから汚染物質を排除し、安全で清潔な飲料水を確保します。

¹欧州委員会。(2019)。 漏れ管理の優良事例 - メインレポート。

圧力を調整し、漏れを防止し、信頼できる水配分を確保するための方法はいくつかあります。以下は一般的なアプローチです：

1. 圧力減圧弁（PRV）：PRVは特定のネットワークセクションで圧力を減少させます。圧力を制御することで、管破裂や過剰な摩耗を防ぎます。
2. 圧力維持弁（PSV）：PSVは特定のエリアにおける最小圧力レベルを維持します。これにより、品質を損なうことなく、高い場所や遠い場所に水が到達します。
3. 流量調整弁：これらは流量を調整し、間接的に圧力に影響を与えます。流量を調整することで、圧力の変動を管理します。
4. ゾーニングおよび地区計測エリア（DMA）：水ネットワークは、ゾーンまたはDMAに分割されます。各ゾーンには圧力管理システムがあり、需要やネットワークの状況に応じたターゲット調整が可能です。
5. 漏れ検出システム：これらは圧力の変化や流量パターンを監視します。漏れが発生した場合にはアラートが発生し、迅速な修理を可能にします。
6. 水理学的モデリング：エンジニアは、ネットワークの挙動をシミュレーションするためにコンピューターモデルを使用します。シナリオを分析することで、圧力管理戦略の最適化に役立ちます。

これらの手法を組み合わせて実施することにより、効率的で信頼性のある水配分が確保されます。これらの装置は水ネットワーク内のさまざまな地点に戦略的に配置され、非収入水や水不足といった重要な課題に対応します。

非収入水（NRW）とは、漏れ、盗水、または不正確なメーターによって、支払いを行う顧客に到達する前の水のことで、財政的持続可能性や水資源管理に重大な影響を与えます。NRWと圧力管理の関係にはいくつかの重要な側面があります。水配分システム内の高圧は、漏れや破裂、管の故障を引き起こす可能性があります。過剰な圧力は、管、接合部、フィッティングにストレスをかけ、漏れの可能性を高めます。効果的な圧力管理は、漏水を減少させるために不可欠です。圧力レベルを低く維持することで、公共事業はシステムへのストレスを最小限に抑え、不要な損失を防ぎます。水ネットワークは、DMA（地区計測エリア）または圧力ゾーンと呼ばれる小さな単位に分割されることがよくあります。これらのDMA内でのターゲット圧力調整は、オーバーフローや漏れを防ぎ、水配分を最適化します。配分システム全体での継続的な監視と包括的な圧力管理が、効率的な水供給にとって不可欠です。

水道事業における圧力管理は、重要な環境への影響を持ちます。圧力を最適化することで、事業者は配分ネットワークからの水漏れを減少させ、水の保存を実現します。さらに、効率的な圧力管理は、水供給システムにおけるエネルギー消費を減少させます。水業界は世界のエネルギー使用量の2〜3%を占めるため、これは重要です。漏れの減少は、温室効果ガスの排出の減少にもつながります。また、適切な圧力管理は管の摩耗を最小限に抑え、その寿命を延ばし、交換の必要性を減少させます。まとめると、圧力管理は環境およびインフラの両方に利点をもたらします。

圧力管理は、事業者とその顧客に幾つかの利点を提供します：

• 一貫した水供給：適切な圧力管理は、安定した信頼できる水供給を保証します。市民は、飲料、調理、衛生などの日常的なニーズのための一貫した水の利用可能性を期待できます。
• 水道料金の削減：漏れを最小限に抑え、圧力を最適化することで、事業者は運営コストを削減できます。これらの節約は、消費者の水道料金がさらに手頃にまっすぐつながる可能性があります。
• 環境への影響：圧力管理は水の損失を減少させ、環境保護に必要不可欠です。また、エネルギーの節約に寄与し、温室効果ガスの排出を減少させます。
• インフラの耐久性：適切に維持された圧力システムは、管の寿命を延ばし、破裂のリスクを減少させます。これにより、市民は修理や交換による混乱を避けることができます。
• 安全と健康：適切な圧力は、管内の過剰な力を防ぎ、事故や破裂のリスクを減らします。消防用水の圧力を適切に保つことも非常に重要です。

まとめると、圧力管理は、市民の日常生活に直接的な影響を与え、一貫した水供給、コストの節約、環境保護を提供します。

水配分システムにおける圧力管理の将来は、有望な展開を秘めています。私たちは圧力管理システムの強化に向けた最新の発展や機会を調査し続けています。これには、スマート水ネットワーク（センサーの統合、データ分析、リアルタイム監視）や機械学習アルゴリズム（漏れや需要パターンの予測）などが含まれます。

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