Drukbeheer

Drukbeheer in waternetwerken verwijst naar de praktijk van het beheersen en reguleren van de druk van water binnen een distributiesysteem. Waternetwerken bestaan uit een complex netwerk van leidingen, pompen, kleppen, fittingen en andere infrastructuur die water van zuiveringsinstallaties of andere bronnen naar verbruikers zoals huishoudens, bedrijven en openbare voorzieningen transporteert.

Het behouden van correcte drukniveaus binnen een waternetwerk is cruciaal om verschillende redenen:

• Waterconservatie: Overtollige druk kan leiden tot lekkages, breuken en verspilling van water. Door druk te beheren en te verminderen tot een optimaal niveau wordt de kans op lekken en leidingbreuken geminimaliseerd, wat helpt bij het conserveren van watervoorraden.
• Verminderde Waterverlies: Hoge druk kan leiden tot lekkages en leidingbreuken, wat resulteert in aanzienlijk waterverlies. Strategieën voor drukbeheer helpen deze problemen te mitigeren, waardoor niet-inkomstig water wordt verminderd en de efficiëntie van het distributienetwerk verbetert. Het verminderen van de systeemdruk met 20% vermindert de bestaande lekstroom tussen 11% en 28%, afhankelijk van de netwerkkenmerken.¹
• Verlengde Levensduur van de Infrastructuur: Systemen met overtollige druk brengen extra stress op leidingen, kleppen en andere componenten van het waternetwerk. In de loop van de tijd kan dit leiden tot voortijdige slijtage, wat frequente reparaties en vervangingen noodzakelijk maakt. Door een correcte druk te handhaven kan de algehele levensduur van de infrastructuur worden verlengd. Een vermindering van 75% van leidingbreuken kan worden bereikt door de overtollige druk met 25% te verlagen.¹
• Energie-efficiëntie: Het verpompen van water naar hogere drukken vereist meer energie. Door de drukniveaus te beheren en de behoefte aan overmatige pompwerking te minimaliseren, kan het energieverbruik worden verminderd, wat leidt tot kostenbesparingen en milieuvoordelen.
• Verhoogde Betrouwbaarheid van het Systeem: Fluctuaties in druk kunnen leiden tot verstoringen in de watervoorziening, wat ongemak voor consumenten veroorzaakt. Drukbeheer helpt een consistente en betrouwbare watervoorziening aan consumenten te behouden.
• Regulering van Waterkwaliteit: Drukbeheer kan de waterkwaliteit beïnvloeden door de intrusie van verontreinigingen vanuit de omliggende omgeving te voorkomen. Voldoende druk helpt verontreinigingen buiten het distributiesysteem te houden, wat zorgt voor veilig en schoon drinkwater.

¹Europese Commissie. (2019). Goede Praktijken voor Lekbeheer - Hoofrapport.

Er zijn verschillende methoden om druk te reguleren, lekkages te voorkomen en een betrouwbare waterdistributie te waarborgen. Hier zijn enkele veelvoorkomende benaderingen:

1. Drukreduceerventielen (PRV): PRV's verlagen de druk in specifieke secties van het netwerk. Door de druk te beheersen, voorkomen ze leidingbreuken en overmatige slijtage.
2. Druksustentieverentielen (PSV): PSV's handhaven minimale drukniveaus in bepaalde gebieden. Ze zorgen ervoor dat water hoger gelegen of verre locaties bereikt zonder afbreuk te doen aan de kwaliteit.
3. Stroomregelkleppen: Deze regelen de stroomsnelheden en beïnvloeden daarmee indirect de druk. Het aanpassen van de stroom helpt drukvariaties te beheren.
4. Zonering en District Metered Areas (DMA's): Waternetwerken zijn verdeeld in zones of DMA's. Elke zone heeft zijn eigen drukbeheersysteem, waarmee gerichte aanpassingen op basis van vraag en netwerkcondities mogelijk zijn.
5. Lekdetectiesystemen: Deze monitoren drukveranderingen en stroompatronen. Waarschuwingen worden geactiveerd wanneer er lekkages optreden, waardoor snelle reparaties mogelijk zijn.
6. Hydraulische Modellering: Ingenieurs gebruiken computermodellen om het gedrag van het netwerk te simuleren. Het analyseren van scenario's helpt bij het optimaliseren van drukbeheerstrategieën.

Het implementeren van een combinatie van deze technieken zorgt voor een efficiënte en betrouwbare waterdistributie. Deze apparaten zijn strategisch geplaatst binnen het waternetwerk om druk op verschillende punten te reguleren en te controleren, en zo cruciale uitdagingen zoals niet-inkomstig water of waterschaarste aan te pakken.

Niet-inkomstig water (NRW) verwijst naar water dat verloren gaat voordat het betalende klanten bereikt, door lekkages, diefstal of onjuiste metingen. NRW heeft aanzienlijke implicaties voor financiële duurzaamheid en waterbronnenbeheer. De relatie tussen NRW en drukbeheer omvat verschillende kritische aspecten: Hoge druk in watersystemen kan leiden tot lekkages, breuken en leidingfalen. Overtollige druk belast leidingen, verbindingen en fittingen, waardoor de kans op lekkages toeneemt. Effectief drukbeheer is cruciaal voor het verminderen van lekkages. Door lagere drukniveaus te handhaven, minimaliseren nutsbedrijven de stress op het systeem en voorkomen ze onnodige verliezen. Waternetwerken zijn vaak verdeeld in kleinere eenheden, genaamd DMA's (District Metered Areas) of drukzones. Gerichte drukaanpassing binnen deze DMA's helpt overstromingen, lekkages te voorkomen en de waterdistributie te optimaliseren. Voortdurende monitoring en uitgebreid drukbeheer doorheen het distributiesysteem zijn essentieel voor een efficiënte watervoorziening.

Drukbeheer in waterbedrijven heeft aanzienlijke milieueffecten. Door druk te optimaliseren, verminderen nutsbedrijven waterlekken van distributienetwerken, wat resulteert in waterconservatie. Bovendien verlaagt efficiënt drukbeheer het energieverbruik in watervoorzieningssystemen, wat cruciaal is, gezien dat de waterindustrie 2–3% van het wereldwijde energieverbruik vertegenwoordigt. Minder lekkages betekent ook minder broeikasgasemissies. Bovendien minimaliseert juist drukbeheer de slijtage van leidingen, verlengt de levensduur ervan en vermindert de behoefte aan vervangingen. Kortom, drukbeheer biedt zowel voordelen voor het milieu als voor de nutsinfrastructuur.

Drukbeheer biedt verschillende voordelen voor nutsbedrijven en hun klanten:

• Consistente Watervoorziening: Juiste drukcontrole zorgt voor een constante en betrouwbare watervoorziening. Burgers kunnen rekenen op consistente waterbeschikbaarheid voor dagelijkse behoeften, of het nu gaat om drinken, koken of hygiëne.
• Verlaagde Waterrekeningen: Door lekkages te minimaliseren en druk te optimaliseren, kunnen nutsbedrijven operationele kosten verlagen. Deze besparingen kunnen zich vertalen in meer betaalbare waterrekeningen voor consumenten.
• Milieu-impact: Drukbeheer vermindert waterverlies, wat essentieel is voor milieubehoud. Het draagt ook bij aan energiebesparingen en vermindert de uitstoot van broeikasgassen.
• Infrastructuurduurzaamheid: Goed onderhouden druksystemen verlengen de levensduur van leidingen en verminderen het risico op breuken. Dit is voordelig voor burgers, omdat het verstoringen door reparaties of vervangingen voorkomt.
• Veiligheid en Gezondheid: Correcte druk voorkomt overmatige kracht in leidingen, waardoor het risico op ongelukken of breuken vermindert. Het zorgt ook voor adequate druk in brandkranen voor noodrespons.

Samengevat heeft drukbeheer directe impact op het dagelijks leven van burgers door betrouwbare water, kostenbesparingen en milieubeheer te bieden.

De toekomst van drukbeheer in watersystemen heeft veelbelovende ontwikkelingen in petto. We blijven de laatste ontwikkelingen en kansen onderzoeken om drukbeheersystemen te verbeteren. Dit omvat onder andere slimme waternetwerken (integratie van sensoren, data-analyse, realtime monitoring) en machine learning-algoritmen (voorspelling van lekkages en vraagpatronen).

Ben je nieuwsgierig naar meer over de toekomst van slimme digitale oplossingen om waterverlies op te lossen? Bekijk aflevering 5 van onze webcast-serie, waar top-experts uit de water-/ontwikkelingssector de huidige status van slimme technologieën in waternetwerken delen, mogelijke verschuivingen in de komende jaren en digitaliseringsmogelijkheden voor de watersector in de toekomst.

Bekijk aflevering 5 hier