FİZİKİ KAÇAK İLE MÜCADELE & HİDROLİK MODELLEME, ANTALYA İÇMESUYU ŞEBEKESİNDE UYGULAMALAR. Cem ÇAKMAK Fiziki Kaçak Arama Şefi / Jeoloji Mühendisi

Transkript

1 FİZİKİ KAÇAK İLE MÜCADELE & HİDROLİK MODELLEME, ANTALYA İÇMESUYU ŞEBEKESİNDE UYGULAMALAR Cem ÇAKMAK Fiziki Kaçak Arama Şefi / Jeoloji Mühendisi

2 FİZİKİ KAÇAKLAR İLE MÜCADELE İçmesuyu şebekelerinde kayıp - kaçak kontrolü ile sağlıklı ve sürdürülebilir bir şebeke işletme mekanizması için temel şart, mevcut şebeke verilerinin herhangi bir Coğrafi Bilgi Sistemleri yazılımına koordinatlı bir şekilde aktarılması ve her yeni eklenen şebeke imalatı bilgisinin güncellenmesini gerektirir. Bu kapsamda CBS yazılımına giriş yapılacak her türlü şebeke öğesi şematik olmamalı, mutlaka GPS ile tespit edilmiş koordinatlı ve mümkün olan en fazla bilgiyi içermelidir.

3 FİZİKİ KAÇAKLAR İLE MÜCADELE Varlık yönetimi ile desteklenmiş doğru ve sağlıklı bir CBS yazılımı İdareye en mükemmel faydayı sağlayarak aşağıdaki sonuçların ortaya çıkmasına yol açar: 1.Hidrolik Modelleme yazılımına doğru bilginin gönderilmesi ile doğru sonuçların ve en sonunda faydalı yorumların ortaya çıkması. 2.Abone/bina ilişkilendirilmesi sonucu CBS yazılımı üzerinden DMA (District Meter Area) yani İzole Alt Bölge/abone, sokak/abone, bina/abone, ada-parsel/abone ve varsa basınç zonu/abone sorgulamalarının yapılması.

4 FİZİKİ KAÇAKLAR İLE MÜCADELE 3. Şebekede fiilen oluşturulmuş izole alt bölgelerin CBS yazılımında da oluşturulması ve CBS yazılımı/abone Bilgileri Yazılımı entegrasyonu sonucu; DMA/tahakkuk, sokak/tahakkuk, bina/tahakkuk, istenilen abone grubu/tahakkuk kıyaslamalarının yapılması. 4. Şebeke tamiratlarının kullanılacak el bilgisayarları ile veri bankasına anlık girilmesi sonucu buradan beslenen bir CBS yazılımında herhangi bir boru üzerinde "Arıza Tarihçesi sorgulamalarının yapılması ve buradan çıkan sonuçlara göre "Şebeke Yenileme" programlarının oluşturulması.

5 FİZİKİ KAÇAKLAR İLE MÜCADELE 5. CBS/Modelleme yazılımı entegrasyonu sonucu vatandaş taleplerine ek olarak İdarenin de "yeni şebeke" ihtiyaçlarını belirleme yeteneğine sahip olması. Ayrıca yıllara sari projeksiyonlarda nüfus tahminleri ve imara açılacak bölgeler ile birlikte pekiştirilerek yeni içmesuyu ihtiyaçlarının belirlenmesine olanak sağlaması. 6. CBS yazılımında yapılacak bina/branşman ilişkilendirilmesi sonucu herhangi bir nedenle yapılacak su kesintisi esnasında hat içindeki suyu kesebilecek optimum sayıda vananın belirlenerek su sıkıntısı yaşayacak olan bina ve/veya bölge bilgisinin usta veya operatöre verilmesi.

6 FİZİKİ KAÇAKLAR İLE MÜCADELE 7. Herhangi bir nedenle boruya inilmesi amacıyla yapılacak olan kazı yerinin tam olarak bilinmesi sonucu en az zaman, işçilik, asfalt tahribi ile en fazla verimin elde edilmesi. Bu şekilde CBS yazılımı ile yönetilecek ve modelleme yazılımında hidrolik kurallarına uygun olarak şekillendirilecek içmesuyu şebekelerinin işletilmesi, İdareye kara düzen işletme metotlarına göre oldukça büyük faydalar sağlar ve sistem verimliliği artmış olur. Ancak burada unutulmaması gereken en önemli iki faaliyet şudur:

7 FİZİKİ KAÇAKLAR İLE MÜCADELE 1. Yapılması gereken ilk ve en önemli faaliyet, şebeke rehabilitasyonudur. Kullanım ömrünü yitirmiş, İdarece kayıpkaçak miktarının yüksek olduğu kesin olarak bilinen bölgelerdeki şebekeler, tekniğine uygun bir şekilde yenilenmelidir. 2. Unutulmaması gereken, SCADA ile gözlem ve vana müdahalesi yapıldığı, Fiziki Kaçak Arama Ekipmanları ile aşırı yıpranmış borulardaki kaçakların sadece yamalandığı ve basınç zonlarının oluşturulması ve basınç yönetimi ile de mevcut kaçak miktarının sadece üzerine çıkılmasının engellendiğidir!

8 KAYIP MİKTARININ DÜŞÜRÜLMESİ KAYIP MİKTARININ DÜŞÜRÜLMESİ İÇİN YAPILMASI GEREKENLER: 1.Ömrünü tamamlamış eski içmesuyu şebeke borularının yenileri ile değiştirilmesi. 2.Mevcut ve yenilenen şebeke bilgisinin mümkün olan en çok bilgiyle ve koordinatlı olarak Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) yazılımına girilmesi ve bu bilginin sürekli olarak güncel tutulması.

9 KAYIP MİKTARININ DÜŞÜRÜLMESİ 3. Basınç zonlarının oluşturulması sonucu şebekede basınç optimizasyonunun sağlanması. İdaremiz İle TÜBİTAK arasında yapılan protokol ile "107G088 nolu İçmesuyu Dağıtım Şebekelerinde Optimum Klorlama Uygulamalarının Matematiksel Modeller Kullanılarak Gerçekleştirilmesi ve Dezenfeksiyon Sistemlerinin Yönetimi" isimli projede, Antalya içmesuyu şebeke sisteminde bir modelleme yazılımı kullanmak suretiyle hem dezenfeksiyon yönetimi hem de optimum basınç uygulamalarının gerçekleştirilmesi sağlanmıştır. 4. SCADA sisteminin kurularak mümkün olan en fazla ölçüm noktası ile üretim tesislerinin ve şebekenin uzaktan izlenilmesi (debi, basınç, su kalitesi) ve vana müdahalelerinin yapılması.

10 KAYIP MİKTARININ DÜŞÜRÜLMESİ 5. Eski su sayaçlarının daha hassas ölçüm yapan yeni sayaçlarla değiştirilmesi. 6. İzole alt bölgelerin (DMA) oluşturulması sonucu kayıp / kaçak takip ve sıkıştırılmasının yapılması. Bu aşamada yapılacak step testleri, özel depo ve kuyuların tespiti, şebeke durumunun değerlendirilerek dönemsel "gece debi limitlerinin" çıkarılması, arıtma cihazlarının ve sayaç çevresi kayıplarının belirlenmesi ve sayaçlandırılmamış kullanım noktalarının tespit edilerek "kullanım" miktarına eklenmesi.

11 KAYIP MİKTARININ DÜŞÜRÜLMESİ 7. Eski Şube yolu ile kollektör yapısında bulunan sayaç bölgesi arasındaki depo, boru ve bunların üzerindeki bağlantılar, üzerlerinde pek çok fiziki ve ticari su kaçaklarını barındırırlar. Bu aşamada uygulanacak çözüm; bina giriş borusuna, prize en yakın noktada olacak şekilde uygun çapta ana bir sayaç takılması olacaktır. Bu şekilde hem abone sayaçlarından gelen tahakkuk bilgileri ile ana sayaçtan gelen okuma bilgisi kıyaslanabilir, hem de yönetmeliğe girecek bir madde ile aradaki fark site / bina yönetimine tahakkuk ettirilebilir. Böylece abonelerin, ana sayaçtan sonra gelen depolama sistemleri ve tüm tesisatı düzenli olarak kontrol, bakım ve tamir etmesi de sağlanmış olur. 8. Fiziki Kaçak Arama ekipmanının doğru ve etkili bir şekilde kullanılmasıdır!

12 FİZİKİ KAÇAK ARAMA FAALİYETLERİ Antalya da 2013 yılında yapılan çalışmalar sonucu aşağıdaki sonuçlara ulaşılmıştır: 1. Akustik Dinleme Cihazları ile dinlenen anahat şebeke borusu metrajı 250,80 km dir. 2. Dinlenen bu anahat şebeke borularında bulunan arıza sayısı: 461 adettir. 3. Dinlenen abone şube yolu borularında bulunan arıza sayısı: 2043 adettir. 4. Bulunan bu arızalar sonucu SCADA Sisteminden alınan verilere göre toplam 539 m3/saat yani m3/yıl suyun sistemden kaçışı engellenmiş ve sistem verimliliğine katkıda bulunulmuştur. 5. Şebekeye geri kazandırılan suyun 2013 yılı en düşük içmesuyu tarifesinden hesaplanan parasal değeri, TL olarak gerçekleşmiştir.

13 HİDROLİK MODELLEME UYGULAMALARI Hidrolik modelleme yazılımı ile çalışma yapılacak olan içmesuyu şebeke bölgesini oluşturan data, Coğrafi Bilgi Sistemleri Şube Müdürlüğünden temin edilmektedir. Anahat şebeke boruları, abone şube yolları, içmesuyu depoları, kuyular ve pompa bilgileri ile diğer tüm arka plan katmanlarını oluşturan imar, ada, bina, resmi bina, park ve diğer bilgiler bu data içinde gömülü halde gelmektedir.

14 ESRI Shapefiles

15 Yapılacak hidrolik su modeli için İdaremiz tarafından satın alınan lisanslı bir yazılım kullanılmıştır.

16 Bu amaçla içmesuyu şebekesi verilerinin yazılıma aktarılması için "ModelBuilder" aracı kullanılacaktır.

17 Kullanılacak datanın (*.shp formatına dönüştürülmüş olan verinin) seçilmesi.

18 Gelen verinin ihtiva ettiği öznitelikler ayrıntılı olarak gözlemlenebilmektedir. Modelin oluşturulması esnasında hangi verinin faydalı ve kullanılabilir olduğu bu aşamada modelci tarafından tespit edilecektir. Burada anahat borularına ait öznitelik tablosu görülmektedir. Yapılan inceleme esnasında tespit edilen hataların bu aşamada düzeltilmesi mümkün değildir.

19 Bu aşamada aktarılan ve hidrolik modelleme için kullanılacak olan şebeke öğelerinin sahip olduğu öz nitelik ve her birini diğerlerinden ayıracak olan etiket bilgilerinin neler olduğu yazılıma tanıtılmıştır.

20 Oluşturulan özet dosyası bize, "ModelBuilder" aracını kullanarak çalışma bölgesindeki içmesuyu verilerinin hidrolik Modelleme yazılımına aktarılması sonucu gerçekleşen olayları göstermektedir. 400 adet düğüm noktası ve 465 adet anahat şebeke borusu yazılım tarafından oluşturulmuştur. Güncellenen herhangi bir şebeke borusu bulunmamaktadır.

21 Yapılan Doğrulama işlemine müteakiben Kullanıcı Bildirimlerinde" şebekenin aktarılarak çizilmiş bu haliyle hidrolik kurallarına aykırı olduğu tespit edilen tüm hatalar ortaya konulmuştur. Modelin çalışması için tüm bu hataların giderilmesi gerekmektedir.

22 Bu aşamada; hataların şebeke üzerinden bulunarak düzeltilmesi işlemine başlanılmıştır. Örneğin bu mesajda verilen hata, işaretli şebeke borusunun çapının 0'dan daha yüksek bir değer olması gerektiğidir. Aslında "FlexTables" aracı kullanılarak çap bilgisi olmayan borulara otomatik olarak çap değeri girmek mümkündür. Ancak gerçek değerine bakılmadan o boruya çap ve cins bilgisi girişi yapmak hatalı bir işlem olacaktır ve sonuçta modelin doğru olmasını engelleyecektir.

23 Burada CBS Şube Müdürlüğünden gelen orijinal dosya açılarak aynı boru bulunmuştur. Çap ve cins bilgileri alınarak modelleme yazılımındaki eksik olan yere girilecek ve düzeltme işlemi bu şekilde yapılacaktır.

24 Orijinal dosyada bulunan ve 63 mm PE boru olduğu belirlenen boruya ait bilgiler doğru bir şekilde girilmiştir. Çap ve cins öznitelik bilgisine sahip olmayan tüm anahat şebeke boruları, örnekte verildiği şekilde düzeltilerek doğru bilgi girişi sağlanmıştır. Yapılan bu düzeltme işlemi uzun ve zor bir çalışmadır. Belirli periyotlarla tekrarlanan "Doğrulama" işlemleri ile, hidrolik mantığına ters düşen ve düzeltilmesi gereken şebeke elemanı olup olmadığı modelciye gösterilmektedir.

25 Bu aşamadan itibaren depo ve pompa girişleri yapılarak hidrolik modele su temininin nasıl olacağı bilgisi adım adım verilmeye başlanmıştır. Burada 2000 m3'lük depoya ait bilgiler yazılıma girilecektir.

26 Bu depoya ait bilgiler orijinal dosyadan kontrol edilmiştir.

27 Bu depo öğesine, gerçek depo ile ilgili tüm veriler girilerek "Kalibrasyon" dediğimiz sahadan alınan gerçek verinin yazılıma girilmesi işlemi yapılmaktadır. Bu aşamada Depo taban kotu ile minimum, başlangıç ve maksimum kotları depo öznitelik bilgisine girilmiştir. Yine depo şekli girilerek hacmi ve depo yüksekliği yazılıma tanıtılmıştır.

28 Pompalara ait veriler hidrolik modele girilmiştir.

29 Pompalara ait veriler hidrolik modele girilmiştir.

30 Artık oluşturulan hidrolik modelin çalıştırılması için bir adım kalmıştır. Bunun için "Çalıştır" komutuna basılmıştır. Hidrolik ve şebeke mantığı hatalarından ayıklanan model artık başarı ile çalışmaktadır ve sisteme verdiğimiz su temini, şebeke ağı üzerinde bir dağılım arz etmektedir.

31 Rezervuardan gelerek 2000 m3'lük depoya dökülen ve sonrasında hem şebekeye verilen hem de diğer depoya basılan suyun, şebeke sistemimizdeki dağılım şekli burada görülmektedir.

32 Gelen tahakkuk verilerine göre çalışma bölgesinin su talebi; kış döneminde 17,23 lt/sn, yaz döneminde 28,70 lt/sn ve ortalama olarak da 21,70 lt/sn olarak hesaplanmıştır.

33 Buna göre çalışma bölgesinde öncelikle kış sezonunda yaşanan su talebinin hidrolik modele tanımlanması işlemi yapılmıştır. Bu amaçla "Demand Control Center" aracı kullanılarak daha önceden tahakkuklarla belirlenmiş olan içmesuyu talep miktarı, düğüm noktalarına tanımlanacaktır. Şebeke sistemindeki tüm noktalara bir içmesuyu talebi atanmıştır ve bu miktarların toplamı çalışma bölgesinin kış dönemi içmesuyu şebeke talebini oluşturmaktadır.

34 Çalışan hidrolik modelde; sisteme ne kadar su verildiği, bu suyun ne kadarının kullanıldığı ve depolanan miktarın ne olduğu artık gözlemlenebilmektedir.

35 Bu aşamaya kadar hidrolik modelin Sabit Durum" için verdiği çözümler incelenmiştir. Ancak modelde uzun süreli simülasyon yapılması durumunda ne tür bir sonuç çıkacağının da gözlemlenmesi gerekmektedir. Bu amaçla öncelikle Kış Sezonu adıyla yeni bir senaryo oluşturulmuş ve bu senaryonun özelliklerine gidilerek, "Analiz Tipi, Uzun Süreli Simülasyon Çözümü (EPS) olarak belirlenmiştir.

36 Oluşturulan 24 saatlik bir simülasyonda; kış sezonunda içmesuyu şebeke sisteminin girilen tüm değerler altında (su temini ve bunun nasıl olduğu, su talebinin ne kadar olduğu) tüm hidrolik kurallara uygun olacak şekilde nasıl bir reaksiyon gösterdiği bu adımda gözlemlenmiştir.

37 Bu sefer yaz sezonu için bir simülasyon hazırlanmış ve bu nedenle sisteme ilave pompa eklenmiştir. Yaz sezonunda çalıştırılan bu pompaların modele eklenmesi gereklidir.

38 Yazılım, hidrolik modeli oluştururken girmiş olduğumuz verilere göre şebeke sisteminde oluşan basınçları düğüm noktalarına atar. Dolayısı ile düğüm noktaları tablosuna bakmamız durumunda her bir noktanın sahip olduğu basınç bilgisine erişmemiz mümkün olacaktır.

39 İçmesuyu şebekesindeki basınçların sistemin genelinde nasıl dağıldığını gözlemlemek ve olası basınç yönetimi ve optimizasyonu ihtiyaçlarını ortaya koymak için "Renk Kodlaması" aracı kullanılmıştır. Bu amaçla nokta elementlerine ait yeni bir "Renk Kodlaması" oluşturulmuştur.

40 Renklerin dağılımından anlaşılacağı üzere; sistem genel olarak 3 ile 4 bar basınç aralığında çalışmaktadır. Genel anlamda sistemin basıncı düşürmeye yönelik herhangi bir aksiyona ihtiyaç yoktur. Ancak İdare tarafından istenilirse 4 bar üstü kan kırmızısı ile gösterim yapılan noktalarda PRV Basınç düşürücü vanalar ile lokal müdahaleler yapılarak basınç düşürülebilir.

41 TEŞEKKÜRLER!