Condition management of water distribution systems

Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

School of Engineering | Licentiate thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author

Authors

Date

2010

Department

Yhdyskunta- ja ympäristötekniikan laitos

Major/Subject

Vesihuoltotekniikka

Mcode

Yhd-73

Degree programme

Language

en

Pages

53 s. + liitt.

Series

Abstract

This thesis discusses technical condition management of a water distribution network. The main components of condition management are condition management of the network's assets, hydraulic performance management and water quality management. The ultimate goal is to secure water quality, maintain the service level and to utilise resources in a sensible way with an acceptable level of risk. The techniques and methods utilised today are outdated and do not support proactive condition management - currently only a reactive approach is commonly applied. Before condition management can truly evolve, improvements need to be made in hydraulic management. The most significant contributions of this work are the two methods developed in it. The first is a novel, automated, indirect leakage detection method, which utilizes flow measurement data from the network supplied by a supervisory control and data acquisition system. The second is a new way to perform customer demand estimation based on the sample measurements of residential customers using an automated meter-reading technique. Leakage information aids directly in condition management as it is used as one variable in describing the condition of assets. Demand and leaks combined constitute the load to the network. As the least information is available on the load, its better quantification opens new possibilities in hydraulic calculations. The developed solutions build upon a new approach in the field of network hydraulic management and furthermore in assets condition management. The prevailing techniques are presented briefly and future requirements are established. As a high level contribution, a path towards more effective technical management of the network is shown. The traditional static information is combined with dynamic information 50 that more comprehensive assessment of water distribution system performance and condition can be formed.

Lisensiaattityössä käsitellään vedenjakeluverkostojen teknistä kunnonhallintaa. Kunnonhallinnan tärkeimmät komponentit ovat verkosto-omaisuuden hallinta, hydraulisen toimivuuden hallinta sekä veden laadun hallinta. Päämääränä on varmistaa veden laatu, ylläpitää palvelutaso sekä käyttää resursseja järkevästi hyväksyttävissä olevalla riskillä. Käytössä olevat kunnonhallinnan tekniikat ovat vanhentuneita, eivätkä tue ennakoivaa kunnonhallintaa - tänä päivänä reaktiivinen lähestymistapa onkin yleisin. Tulevaisuudessa kunnonhallinnan kehittymisen edellytyksenä on hydraulisen hallinnan paraneminen. Vallitsevat tekniikat ja tulevaisuuden vaateet ovat esitetty työssä lyhyesti. Työn merkittävin kontribuutio liittyy kahteen kehitettyyn menetelmään. Ensimmäinen menetelmä on uudenlainen, automaattinen, epäsuoraan laskentaan perustuva vuotojen havainnointimenetelmä. Vuotojen havainnointi pohjautuu kaukokäyttöjärjestelmän välityksellä verkostosta saataviin virtausmittaustietoihin. Toinen menetelmä edustaa uudenlaista tapaa arvioida asiakkaiden veden kysyntää. Kysynnän mallintaminen pohjautuu kotitalouksien otantamittauksiin, jotka suoritettiin automaattista mittarinluentaa hyödyntämällä. Vuotojen havainnointi tehostaa verkoston kunnonhallintaa suoraan parantamalla vuoto- tietojen tasoa, joita käytetään yhtenä muuttujana kuvaamaan verkoston kuntoa. Kysyntä ja vuodot muodostavat yhdessä verkoston kuormituksen. Nykyisin juuri kuormitus on alue josta tiedetään vähiten. Kuormituksen parempi määrittely mahdollistaa uudentyyppisten hydraulisten suureiden hyödyntämisen. Molemmat kehitetyt ratkaisut luovat mahdollisuuksia modernimpaan hydrauliseen hallintaan ja edelleen kunnonhallintaan. Työssä on lisäksi esitetty mahdollinen polku teknisen hallinnan kehittymiselle. Ratkaisussa perinteinen staattinen tieto yhdistetään dynaamiseen tietoon kokonaisvaltaisemmaksi vedenjakeluverkoston toiminnan ja kunnon arvioimiseksi.

Description

Supervisor

Vahala, Riku

Keywords

water distibution network, vedenjakeluverkosto, management, vuotojen havainnointi, leakage detection, kulutuksen arviointi, demand estimation

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202104156032

Collections

[lic] Insinööritieteiden korkeakoulu / ENG