Deutschland / Eislingen: Permanente Lecküberwachung ist der schnellste Weg, um Wasserverlust zu reduzieren

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Im süddeutschen Eislingen praktiziert ein Team von zwei Personen mit einem Bodenmikrofon und einem Korrelator seit mehreren Jahren die Leckortung für den Zweckverband. Da bereits viele Rohre über 100 Jahre alt sind, war die Erfolgsquote recht hoch. Mit 240 Kilometern Leitungsnetz ist es ein großes Gebiet, um nur mit einem Zweiterteam abgedeckt zu werden. Die Suche nach einem Leck wurde demnach zu teuer und aufwändig. Es fehlte an Strategie.

 

Ingenieure in Eislingen arbeiteten seit mehreren Jahren an verschiedensten Möglichkeiten, die Effizienz bei der Leckortung zu steigern. Eine Option war die Sektorisierung ihres Netzes in kleine abgeschlossene Unter-Zonen (eine Art Mini-DMA), um Veränderungen im Durchfluss zu messen. Man entschloß sich aber gegen diese Methode, da es für die Installation eine lange Zeit in Anspruch nehmen würde und man Lecks ja trotzdem nicht lokalisieren konnte. Man wollte eine Software, die jeden Tag die Ergebnisse liefert, doch es gab kein System, das die Erwartungen der Verantwortlichen erfüllte.

 

Nach den ersten Versuchen mit dem ZONESCAN System im Jahre 2011 erkannte man schnell, dass es doch eine Möglichkeit gab, das Wunschprofil an sein System zu erfüllen.

1. Abbildung 1 zeigt einen Logger, angebracht auf dem Rohr
2. Abbildung 2 zeigt einen Repeater, angebracht an einer Strassenlampet
3.1 ein ALPHA Modul an einem Strommast für optimale Funkreichweite
3.2.ein ALPHA Modul an einem Strommast für optimale Funkreichweite

Das ZONESCAN System besteht aus korrelierenden Funk-Geräuschloggern, Funkverstärkern („Repeater“) und Daten-Konzentratoren („ALPHAs“). Die Logger werden magnetisch an Schieberkappen oder Hydranten angebracht, die Repeaters werden üblicherweise an Straßenlampen installiert, und die ALPHAs müßen an Punkten installiert werden, von denen aus der Empfang von überall her in Netz möglichst mit freier Sichtweite am besten ist (z.B. Wassertürme, Telefon- oder TV-Mäste). Die ALPHAs sammeln jede Nacht per Funk die Netzdaten von den Loggers ein, und senden die Daten gebündelt per GPRS an einen zentralen Server, wo die Date aufgearbeitet werden und dem Netzverantwortlichen am morgen samt Leckalarm zur Verfügung stehen. 

System Installation

Bei der ersten Installation waren 60 Logger, 44 Repeater und 2 ALPHA Einheiten erforderlich, um die Informationen einzusammeln.

In diesem Einsatzgebiet gibt es zahlreiche stark befahrene Straßen, so dass es dem Team der Leck-Überwachung Schwierigkeiten bei der Vermessung bereitete.

Erste Ergebnisse in ZONESCAN NET

4. Kartenausschnitt aus ZONESCAN NET (rote Punkte = Logger mit hohem Geräusch, Pfeil deutet auf orange-farbene Korrelation und damit die geortete Leckposition hin)

Nach der Analyse der Ergebnisse des ersten Tages konnte man eine Menge Positionen, die automatisch berechnet wurden, mit vorhanden Lecks feststellen. Die Karte  in Abb. 4 zeigt ein Gebiet zusammen mit der GIS-Karte, Schieber und Hydranten Informationen als überlagerte Anzeigeebenen oben auf der Google-Karte in der ZONESCAN-Software. Die orange-farbenen unscharfen Punkte sind die korrelierten Leck-Positionen (angezeigt mit einem Pfeil). Die Logger werden farblich markiert: Grün für kein Leck vorhanden, Orange für ein mögliches Leck, und Rot, wenn es mit großer Wahrscheinlichkeit ein Leck in der Nähe hat.

Wenn man die Amplitudenverteilung der Grafik anschaut (oder "Histogramm", in Abbildung 5 unten) sieht man den Geräuschpegel und die Anzahl der Proben die aufgenommen wurden. Der Lärm von 45 bis 50 Dezibel ist sehr laut, und das aufgenommene Geräusch sehr gleichmäßig.

5.1 und 5.2 Geräuschpegelverteilung der zwei Logger auf beiden Seiten des vermuteten Lecks

Es besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass es sich bei dieser Lärmquelle um ein Leck handelt, bestätigt wird es durch die Frequenz-Messung des Schalls wie ersichtlich in Abb. 6. Geräusche unterhalb 150 MHz sind meist mechanische Geräusche. Geräusche in einer höheren Frequenz sind mit hoher Wahrscheinlichkeit ein Leck.

6. Aufgenommenes Frequenzspektrum eines Loggers
7. Korrelationsgrafik

Wenn man auf einen Orange-farbenen Punkt, der auf der Karte angezeigt wird, klickt, wird automatisch das entsprechende Korrelationsdiagramm geöffnet und ermöglicht dem Benutzer die Qualität der Korrelation zu überprüfen. Abbildung 7 zeigt ein Diagramm mit dem Ergebnis der Punktortung nach bereits einem Tag der Korrelation.

Nach der Bestätigung, mit einem Bodenmikrofon, dass es sich bei diesem Lärm um eine undichte Stelle handelt und nachdem die genaue Position mit dem ZONESCAN System gefunden worden ist, beginnt der Reparatur Prozess.

Schlussfolgerung

8. Exkavations- und Reparaturarbeiten, leckendes Rohrstück

Die Ingenieure in Eislingen glauben, dass das Leck für eine lange Zeit unbemerkt gelaufen ist, und zwar mit geschätztem Wasserverlust von 4 Liter pro Sekunde.

Das ZONESCAN ALPHA Netzüberwachungssystem findet die Leckposition mit einer Genauigkeit von einem halben Meter. Das ZONESCAN ALPHA System ist der perfekte Weg, um Lecks zu lokalisieren, mit einer schnellen Installation, sofortigen Ergebnissen und mit einer drastischen Senkung der Personalkosten.

Wasserversorger müssen nicht mehr Ihr Netz sektorisieren, um den Wasserverlust zu reduzieren. Die automatische Korrelationsfunktion von ZONESCAN ist eine effektive Art, Lecks schnell und genau zu orten.


Von Karl-Heinz Beißwänger / Zweckverband Eislinger Wasserversorgung

9. Leckortung vom Bürosessel aus. So macht es Spaß!