Quản lý áp lực

Quản lý áp lực trong mạng lưới nước đề cập đến thực tiễn kiểm soát và điều chỉnh áp lực nước trong hệ thống phân phối. Mạng lưới nước bao gồm một lưới phức tạp các ống, bơm, van, phụ kiện và các cơ sở hạ tầng khác chuyển nước từ các nhà máy xử lý hoặc các nguồn khác đến người tiêu dùng như hộ gia đình, doanh nghiệp và các cơ sở công cộng.

Duy trì mức áp lực chính xác trong một mạng lưới nước là rất quan trọng vì nhiều lý do:

• Bảo tồn nước: Áp lực quá mức có thể dẫn đến rò rỉ, vỡ và lãng phí nước. Bằng cách quản lý và giảm áp lực đến mức tối ưu, khả năng xảy ra rò rỉ và vỡ ống được giảm thiểu, giúp bảo tồn tài nguyên nước.
• Giảm thiếu hụt nước: Áp lực cao có thể dẫn đến rò rỉ và vỡ ống, dẫn đến thất thoát nước đáng kể. Các chiến lược quản lý áp lực giúp giảm thiểu các vấn đề này, giảm nước không sinh lợi và cải thiện hiệu quả của mạng lưới phân phối. Giảm áp lực hệ thống 20% giảm lưu lượng rò rỉ hiện tại từ 11% đến 28% tùy thuộc vào đặc điểm mạng lưới.¹
• Kéo dài tuổi thọ cơ sở hạ tầng: Các hệ thống có áp lực quá mức gây thêm căng thẳng cho các ống, van và các thành phần khác của mạng lưới nước. Theo thời gian, điều này có thể dẫn đến hiện tượng hao mòn sớm, cần sửa chữa và thay thế thường xuyên. Bằng cách duy trì một áp lực đúng, tuổi thọ tổng thể của cơ sở hạ tầng có thể được kéo dài. Giảm 25% áp lực dư thừa có thể đạt được việc giảm 75% số lần vỡ ống.¹
• Tiết kiệm năng lượng: Bơm nước đến áp lực cao hơn đòi hỏi nhiều năng lượng hơn. Bằng cách quản lý mức áp lực và giảm thiểu nhu cầu bơm quá mức, việc tiêu thụ năng lượng có thể được giảm, dẫn đến tiết kiệm chi phí và lợi ích môi trường.
• Độ tin cậy của hệ thống tốt hơn: Những biến động trong áp lực có thể dẫn đến gián đoạn trong cung cấp nước, gây bất tiện cho người tiêu dùng. Quản lý áp lực giúp duy trì cung cấp nước ổn định và đáng tin cậy cho người tiêu dùng.
• Điều chỉnh chất lượng nước: Quản lý áp lực có thể ảnh hưởng đến chất lượng nước bằng cách ngăn chặn sự xâm nhập của các chất ô nhiễm từ môi trường xung quanh. Áp lực thích hợp giúp giữ các chất ô nhiễm ra khỏi hệ thống phân phối, đảm bảo nước uống an toàn và sạch sẽ.

¹Ủy ban Châu Âu. (2019). Các thực hành tốt về quản lý rò rỉ - Báo cáo chính.

Có nhiều phương pháp để giúp điều chỉnh áp lực, ngăn ngừa rò rỉ và đảm bảo phân phối nước đáng tin cậy. Dưới đây là một số phương pháp phổ biến:

1. Van giảm áp (PRVs): PRVs giảm áp lực trong các phần cụ thể của mạng lưới. Bằng cách kiểm soát áp lực, chúng ngăn ngừa việc vỡ ống và hao mòn quá mức.
2. Van giữ áp lực (PSVs): PSVs duy trì mức áp lực tối thiểu ở một số khu vực. Chúng đảm bảo nước đến được các độ cao hoặc vị trí xa mà không làm giảm chất lượng.
3. Van điều chỉnh lưu lượng: Các van này điều chỉnh tỷ lệ dòng chảy, và do đó ảnh hưởng đến áp lực một cách gián tiếp. Điều chỉnh lưu lượng giúp quản lý biến động áp lực.
4. Phân vùng và Khu vực đo lường (DMAs): Mạng lưới nước được chia thành các vùng hoặc DMAs. Mỗi vùng có hệ thống quản lý áp lực riêng, cho phép điều chỉnh theo yêu cầu và điều kiện mạng lưới.
5. Hệ thống phát hiện rò rỉ: Những hệ thống này theo dõi sự thay đổi áp lực và các mô hình lưu lượng. Các cảnh báo sẽ được kích hoạt khi xảy ra rò rỉ, cho phép sửa chữa kịp thời.
6. Mô hình thủy lực: Các kỹ sư sử dụng mô hình máy tính để mô phỏng hành vi của mạng lưới. Phân tích các kịch bản giúp tối ưu hóa các chiến lược quản lý áp lực.

Việc triển khai kết hợp các kỹ thuật này đảm bảo phân phối nước hiệu quả và đáng tin cậy. Những thiết bị này được đặt ở các vị trí chiến lược trong mạng lưới nước để điều chỉnh và kiểm soát áp lực tại nhiều điểm khác nhau, giải quyết các thách thức quan trọng như nước không sinh lợi hoặc thiếu nước.

Nước không sinh lợi (NRW) đề cập đến nước bị thất thoát trước khi đến tay khách hàng thanh toán do rò rỉ, ăn cắp, hoặc đo đạc không chính xác. NRW có tác động lớn đến tính bền vững tài chính và quản lý nguồn nước. Mối quan hệ giữa NRW và quản lý áp lực liên quan đến một số khía cạnh quan trọng: Áp lực cao trong hệ thống phân phối nước có thể dẫn đến rò rỉ, vỡ và hỏng ống. Áp lực dư thừa gây áp lực lên các ống, khớp nối và phụ kiện, làm tăng khả năng rò rỉ. Quản lý áp lực hiệu quả là rất quan trọng để giảm rò rỉ. Bằng cách duy trì mức áp lực thấp hơn, các nhà cung cấp dịch vụ giảm áp lực lên hệ thống và ngăn ngừa mất nước không cần thiết. Mạng lưới nước thường được chia thành các đơn vị nhỏ hơn gọi là DMAs (Khu vực đo đạc) hoặc vùng áp lực. Các điều chỉnh áp lực có mục tiêu trong những DMAs này giúp ngăn ngừa tình trạng tràn, rò rỉ và tối ưu hóa phân phối nước. Việc theo dõi liên tục và quản lý áp lực toàn diện trong suốt hệ thống phân phối là rất cần thiết để cung cấp nước hiệu quả.

Quản lý áp lực trong các công ty cấp nước có tác động môi trường đáng kể. Bằng cách tối ưu hóa áp lực, các nhà cung cấp dịch vụ giảm thiểu rò rỉ nước từ các mạng phân phối, dẫn đến bảo tồn nước. Ngoài ra, quản lý áp lực hiệu quả làm giảm tiêu thụ năng lượng trong các hệ thống cung cấp nước, điều này rất quan trọng vì ngành nước chiếm 2-3% tổng năng lượng toàn cầu. Việc giảm rò rỉ cũng có nghĩa là phát thải khí nhà kính ít hơn. Hơn nữa, quản lý áp lực đúng cách làm giảm sự hao mòn trên các ống, kéo dài tuổi thọ của chúng và giảm nhu cầu thay thế. Tóm lại, quản lý áp lực mang lại lợi ích cho cả môi trường và cơ sở hạ tầng của công ty.

Quản lý áp lực mang lại nhiều lợi ích cho các công ty và khách hàng của họ:

• Cung cấp nước ổn định: Kiểm soát áp lực đúng cách đảm bảo cung cấp nước liên tục và đáng tin cậy. Người dân có thể dựa vào nước luôn có sẵn cho các nhu cầu hàng ngày, cho dù là uống, nấu ăn hay vệ sinh.
• Giảm hóa đơn nước: Bằng cách giảm thiểu rò rỉ và tối ưu hóa áp lực, các công ty có thể giảm chi phí vận hành. Những khoản tiết kiệm này có thể chuyển thành hóa đơn nước rẻ hơn cho người tiêu dùng.
• Tác động môi trường: Quản lý áp lực làm giảm tổn thất nước, điều này rất quan trọng cho việc bảo tồn môi trường. Nó cũng góp phần tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải khí nhà kính.
• Khả năng phục hồi của cơ sở hạ tầng: Hệ thống áp lực được bảo trì tốt kéo dài tuổi thọ của ống và giảm nguy cơ vỡ ống. Điều này mang lại lợi ích cho người dân bằng cách tránh những gián đoạn do sửa chữa hoặc thay thế.
• An toàn và sức khỏe: Kiểm soát áp lực đúng cách ngăn ngừa lực quá mức trong các ống, giảm nguy cơ tai nạn hoặc vỡ ống. Nó cũng đảm bảo áp lực của vòi chữa cháy đầy đủ cho ứng phó khẩn cấp.

Tóm lại, quản lý áp lực ảnh hưởng trực tiếp đến cuộc sống hàng ngày của người dân bằng cách cung cấp nước đáng tin cậy, tiết kiệm chi phí và bảo vệ môi trường.

Tương lai của quản lý áp lực trong các hệ thống phân phối nước mang lại những phát triển triển vọng. Chúng tôi tiếp tục điều tra các phát triển và cơ hội mới nhất trong việc cải thiện hệ thống quản lý áp lực. Điều này bao gồm, trong số những thứ khác, các mạng lưới nước thông minh (tích hợp cảm biến, phân tích dữ liệu, theo dõi thời gian thực) và các thuật toán học máy (dự đoán rò rỉ và mẫu nhu cầu).

Bạn có muốn tìm hiểu thêm về tương lai của các giải pháp kỹ thuật số thông minh để giải quyết vấn đề mất nước không? Hãy xem Tập 5 trong loạt webcast của chúng tôi, nơi các chuyên gia hàng đầu trong ngành nước/phát triển chia sẻ tình hình hiện tại của công nghệ thông minh trong các mạng lưới nước, những thay đổi có thể xảy ra trong những năm tới và cơ hội số hóa cho ngành nước trong tương lai.

Xem tập 5 ở đây