Forskere udvikler en bedre måde at opdage underjordiske vandlækager

Du kan forsinke vanding af græsplænen eller vaske bilen, alt hvad du vil, men for virkelig at gøre et stort indhug i vandbesparelser er vi nødt til at stoppe vandspild længe før den dyrebare ressource nogensinde når vores vandhaner.

Det anslås, at 20 til 50 procent af vandet går tabt på grund af lækager i Nordamerikas forsyningssystem - et stort problem, da forsyningsselskaber kæmper med, hvordan man kan opretholde en voksende befolkning i en æra med vandknaphed.

"Folk taler om at reducere den tid, du tager brusebad, men hvis du tror, ​​at 50 procent af vandet, der strømmer gennem systemet, går tabt, det er en anden størrelsesorden, " sagde studieforfatter Daniel Tartakovsky, en professor i energiressourcer i Stanford's School of Earth, Energi- og miljøvidenskab (Stanford Earth).

I et træk, der potentielt kunne spare penge og milliarder af liter vand, Tartakovsky, sammen med Abdulrahman Alawadhi fra University of California, San Diego, har foreslået en ny måde til hurtigt og præcist at fortolke data fra tryksensorer, der normalt bruges til at detektere lækager.

Ud over vandværker, Tartakovsky sagde, at metoden også kan anvendes på andre industrier, der bruger tryksensorer til lækagedetektering, såsom i olie- og naturgastransmissionsnet, der løber under havet og udgør yderligere miljøfarer.

Forskningen blev offentliggjort online 12. februar i tidsskriftet Vandressourceforskning .

Vandhammer

Den nye metode retter sig mod vandlækager i transmissionsledninger, som typisk føres ud af syne under jorden. Vandtransmissionsnetværk i Nordamerika og store dele af Europa er udstyret med sensorer, der måler tryk for at måle flow.

Forskerne byggede på en teknik kendt som vandhammertesten - industristandarden til at forudsige placeringen af ​​lækager. Testen involverer pludselig at lukke for flow gennem et rør og bruge sensorer til at indsamle data om, hvordan den resulterende stødbølge, eller "vandhammer, Tartakovsky og Alawadhi foreslår en ny måde at assimilere disse data i en matematisk model for at indsnævre placeringen af ​​en lækage.

Den nuværende metode til at opdage lækager er beregningsmæssigt dyr; at reducere omkostningerne, analytikere skal lave en masse forenklede antagelser, ifølge Tartakovsky.

"Vi foreslog en metode, der er hurtig nok til, at du ikke behøver at gøre disse antagelser, og så er det mere præcist – du kan gøre det i realtid på en bærbar computer, " sagde Tartakovsky. "Det er noget hjælpeprogrammer kan bruge med eksisterende beregningsressourcer og de modeller, de allerede har."

Ved at forbedre hastighed og nøjagtighed, forskernes metode sparer penge, både i form af tid og arbejdskraft og omkostningerne til spildt vand. For eksempel, hvis du ville finde en lækage i et rør i fodboldbane, du kunne grave hele marken op, indtil du rammer våd jord, eller du kan bruge den nye metode til at begrænse placeringen af ​​lækagen til en 10-meters sektion af røret.

"I byer, det er sværere, fordi rør er under bygninger, og du skal bryde asfalt og sådan noget, så jo mere præcis din forudsigelse af placeringen, des bedre, " sagde Tartakovsky.

Byer har størst potentiale for store vandlækager - og jo ældre byområderne er, jo større problemer, med deres komplekse netværk af aldrende rør.

"For operatører, der rutinemæssigt bruger vandhammertest, omkostningerne ved dette er nul – dette er bare en bedre måde at fortolke disse test på, " sagde Tartakovsky. "Vi sælger det ikke eller patenterer det, så folk kunne bare bruge det og se, om de får bedre forudsigelser. "