Drukbeheer

Drukbeheer in waternetwerken verwijst naar de praktijk van het controleren en reguleren van de druk van water binnen een distributiesysteem. Waternetwerken bestaan uit een complex netwerk van buizen, pompen, afsluiters, fittingen en andere infrastructuren die water van behandelingsinstallaties of andere bronnen naar consumenten zoals huishoudens, bedrijven en openbare voorzieningen vervoeren.

Het handhaven van de juiste drukniveaus binnen een waternetwerk is cruciaal om verschillende redenen:

• Waterbesparing: Overmatige druk kan leiden tot lekken, breuken en verspilling van water. Door de druk te beheren en te verminderen tot een optimaal niveau, wordt de kans op lekken en leidingbreuken geminimaliseerd, wat helpt om watervoorraden te conserveren.
• Verminderde waterverlies: Hoge druk kan leiden tot lekkages en leidingbreuken, wat resulteert in aanzienlijk waterverlies. Drukbeheerstrategieën helpen deze problemen te beperken, waardoor er minder water verloren gaat en het distributienetwerk efficiënter wordt. Een verlaging van de systeemdruk met 20% vermindert het bestaande waterverlies met 11% tot 28%, afhankelijk van de netwerkkenmerken.¹
• Langere levensduur van de infrastructuur: Systemen met een te hoge druk oefenen extra druk uit op leidingen, afsluiters en andere onderdelen van het waternetwerk. Na verloop van tijd kan dit leiden tot vroegtijdige slijtage, waardoor frequente reparaties en vervangingen nodig zijn. Door een correcte druk te handhaven, kan de totale levensduur van de infrastructuur worden verlengd. Het aantal leidingbreuken kan met 75% worden verminderd door de overdruk met 25% te verlagen.¹
• Energie-efficiëntie: Water naar een hogere druk pompen kost meer energie. Door de drukniveaus te beheren en de noodzaak van overmatig pompen te minimaliseren, kan het energieverbruik worden verminderd, wat leidt tot kostenbesparingen en milieuvoordelen.
• Verbeterde betrouwbaarheid van het systeem: Drukschommelingen kunnen leiden tot onderbrekingen in de watertoevoer, wat ongemak veroorzaakt voor consumenten. Drukbeheer helpt bij het handhaven van een constante en betrouwbare watervoorziening voor consumenten.
• Regulering van de waterkwaliteit: Drukbeheer kan de waterkwaliteit beïnvloeden door het binnendringen van verontreinigingen uit de omgeving te voorkomen. Voldoende druk helpt om verontreinigingen uit het distributiesysteem te houden, waardoor veilig en schoon drinkwater wordt gegarandeerd.

¹Europese Commissie. (2019). Good Practices on Leakage Management - Hoofrapport.

Er zijn verschillende methoden om de druk te regelen, lekken te voorkomen en een betrouwbare waterdistributie te garanderen. Hier volgen enkele veelgebruikte benaderingen:

1. Drukreducerende ventielen (PRV's): PRV's verlagen de druk in specifieke delen van het netwerk. Door de druk te regelen, voorkomen ze leidingbreuk en overmatige slijtage.
   
2. Drukhoudventielen (PSV's): PSV's handhaven minimum drukniveaus in bepaalde delen van het netwerk. Ze zorgen ervoor dat het water hoger gelegen of afgelegen locaties bereikt zonder de kwaliteit in gevaar te brengen.
   
3. Doorstroomregelventielen: Deze regelen de doorstroming en hebben dus indirect invloed op de druk. Het aanpassen van de doorstroming helpt drukschommelingen te beheersen.
   
4. Zones en District Metered Areas (DMA's): Waternetwerken zijn verdeeld in zones of DMA's. Elke zone heeft zijn eigen drukbeheersysteem. Elke zone heeft zijn eigen drukbeheersysteem, waardoor gerichte aanpassingen mogelijk zijn op basis van de vraag en de netwerkomstandigheden.
   
5. Lekdetectiesystemen: Deze bewaken drukveranderingen en doorstromingspatronen. Bij lekkages worden waarschuwingen geactiveerd, zodat ze snel kunnen worden gerepareerd.
   
6. Hydraulische modellering: Ingenieurs gebruiken computermodellen om het gedrag van het netwerk te simuleren. Door scenario's te analyseren kunnen drukbeheerstrategieën worden geoptimaliseerd.
   

Het implementeren van een combinatie van deze technieken zorgt voor een efficiënte en betrouwbare waterdistributie. Deze apparaten worden strategisch in het waternetwerk geplaatst om de druk op verschillende punten te reguleren en te regelen, waardoor cruciale problemen zoals waterverlies of waterschaarste worden aangepakt.

Waterverlies (Non-revenue water) is water dat verloren gaat voordat het betalende klanten bereikt door lekken, diefstal of onnauwkeurige meting. Waterverlies heeft belangrijke gevolgen voor de financiële duurzaamheid en het beheer van waterbronnen. De relatie tussen waterverlies en drukbeheer heeft verschillende kritieke aspecten: Hoge druk in waterdistributiesystemen kan leiden tot lekken, breuken en defecten aan leidingen. Een te hoge druk belast leidingen, verbindingen en fittingen, waardoor de kans op lekken toeneemt. Effectief drukbeheer is cruciaal om lekkages te verminderen. Door lagere drukniveaus te handhaven, minimaliseren nutsbedrijven de druk op het systeem en voorkomen ze onnodige verliezen. Waternetwerken worden vaak opgedeeld in kleinere eenheden die DMA's (District Metered Areas) of drukzones worden genoemd. Gerichte drukaanpassingen binnen deze DMA's helpen overstromingen en lekkages te voorkomen en de waterdistributie te optimaliseren. Voortdurende controle en uitgebreid drukbeheer in het hele distributiesysteem zijn essentieel voor een efficiënte watervoorziening.

Drukbeheer in waterbedrijven heeft aanzienlijke gevolgen voor het milieu. Door de druk te optimaliseren, verminderen nutsbedrijven de waterlekkage uit distributienetwerken, wat resulteert in waterbesparing. Bovendien verlaagt efficiënt drukbeheer het energieverbruik in watervoorzieningssystemen, wat cruciaal is aangezien de waterindustrie verantwoordelijk is voor 2-3% van het wereldwijde energieverbruik. Minder lekkages betekent ook minder uitstoot van broeikasgassen. Bovendien minimaliseert een goed drukbeheer de slijtage van leidingen, waardoor hun levensduur wordt verlengd en de noodzaak voor vervanging afneemt. Samengevat komt drukbeheer zowel het milieu als de infrastructuur van het waterleidingbedrijf ten goede.

Drukbeheer biedt hier verschillende voordelen:

• Constante watertoevoer: Een goede drukregeling zorgt voor een constante en betrouwbare watertoevoer. Klanten kunnen rekenen op een constante beschikbaarheid van water voor hun dagelijkse behoeften, of het nu gaat om drinken, koken of hygiëne.
  
• Lagere waterrekeningen: Door lekkages te minimaliseren en de druk te optimaliseren, kunnen waterleidingbedrijven hun operationele kosten verlagen. Deze besparingen kunnen zich vertalen in meer betaalbare waterrekeningen voor consumenten.
  
• Invloed op het milieu: Drukbeheer vermindert waterverlies, wat essentieel is voor milieubehoud. Het draagt ook bij aan energiebesparingen en vermindert de uitstoot van broeikasgassen.
  
• Levensduur van de infrastructuur: Goed onderhouden druksystemen verlengen de levensduur van leidingen en verminderen het risico op barsten. Dit komt ten goede aan de burgers doordat onderbrekingen door reparaties of vervangingen worden voorkomen.
  
• Veiligheid en gezondheid: De juiste druk voorkomt overmatige kracht in leidingen, waardoor het risico op ongelukken of barsten afneemt. Het zorgt ook voor voldoende druk in brandkranen voor noodgevallen.
  
• Samengevat heeft drukbeheer een directe invloed op het dagelijks leven van de burgers door te zorgen voor betrouwbaar water, kostenbesparingen en zorg voor het milieu.

De toekomst van drukbeheer in waterdistributiesystemen biedt veelbelovende ontwikkelingen. We blijven de nieuwste ontwikkelingen en kansen onderzoeken om de drukbeheersystemen te verbeteren. Dit omvat onder andere slimme waternetwerken (integratie van sensoren, data-analyse, real-time monitoring) en machine learning-algoritmes (voorspelling van lekken en vraagpatronen).

Wilt u meer weten over de toekomst van slimme digitale oplossingen om waterverspilling op te lossen? Bekijk aflevering 5 van onze webcastserie, waar de beste experts uit de water/ontwikkelingssector de huidige status van slimme technologieën in waternetwerken, mogelijke verschuivingen in de komende jaren en digitaliseringsmogelijkheden voor de watersector in de toekomst delen.

Bekijk aflevering 5 hier