פחת מים

התמודדות עם אובדני ("פחת") המים בתאגידי מים וביוב

 רקע

הפרש צריכה ("הפחת") הינו אחד הפרמטרים החשובים והמרכזיים בניהול תשתיות בכלל וניהול מערכות מים בפרט. ככזה הינו מושפע ממגוון גורמים הקשורים לתשתית הקיימת כמו גם לניהול, תפעול ותחזוקת המערכת.

על פי רוב, פחת מים בדומה לפחת במערכות חשמל ואחרות, הוא עדות לבעיה מערכתית שורשית, ונובע משילוב של מקורות וגורמים שונים. ולכן נושא ניהול פחת המים הינו מורכב ורב מימדי, הדורש עבודה מקצועית, השקעת משאבים מגוונים ומאמצים תמידיים, ולא כפי שמוצג לעיתים כמאמץ קצר טווח, חד פעמי וממוקד.

באופן כללי ניהול הפחת הינו חלק בלתי נפרד ממערך ניהול התשתיות הכולל פעילות לטווח הקצר ופעילות ארוכת טווח. לניהול פחת המים מספר מימדים מרכזיים: תכנון, תשתית פיזית, תפעול ותחזוקה, טכנולוגיה, ניהול ובקרה.

על מנת להצליח להקטין את פחת המים באופן משמעותי ולשמר אותו ברמה נמוכה למשך תקופה ארוכה, יש לפעול במקביל – במספר מישורים.

 

 מטרות הפעילות להקטנת דלף המים

·    מניעת אובדן מים.

·    ניצול יעיל של מקורות המים הקיימים.

·    דחייה בהשקעות ליצירת מקורות מים חדשים.

·    הקטנת מספר הדליפות בצנרת המים שמביאה להקטנת עלויות אחזקת הרשת.

·    הארכת קיים הצנרת ואביזרי הרשת ודחייה בהשקעות לחידוש הרשת.

·    הגדלת אמינות ההספקה ועימה הגדלת שביעות רצון הצרכנים.

·    התאמה מיטבית של גודל התשתיות לדרישות ההספקה, תוך הקטנת השקעות בתשתית.

·    הקטנת צריכת האנרגיה לתפעול מתקני ההספקה.

 

 

תמונה מספר 1: "פיצוץ" בצנרת מים

 

ניהול תשתיות מודרני

תפיסת ניהול תשתיות אינה חדשה במהותה. תפיסה זו מתבססת על שיטות הניהול המתקדמות שפותחו במדינות מערב אירופה לאחר הליך הפרטת מערכות המים וכולל ניסיון מהשטח ושילוב טכנולוגיות תומכות.

גם בישראל אנו עדים למקרים רבים של מערכות תשתית מוזנחות שלא נוהלו במשך שנים רבות. כתוצאה מכך, הפכו המערכות ברבות השנים ללא יעילות, בזבזניות מבחינה כספית והגיעו לעתים לסף קריסה פיזית.

בנקודה זו ההשקעות הנדרשות לשיקום המערכות, הינן גבוהות לאין ערוך בהשוואה למערכות דומות שנוהלו, תוחזקו ושודרגו במהלך השנים, והסיבה העיקרית היא שהקריסה הינה במספר רב של רכיבים מהותיים ויקרים.

מהות ניהול התשתיות הינו להגיע לאופטימיזציה תפעולית וכספית בראיה ארוכת טווח. ניהול הפחת יחד עם המידע וניהול ממשק גבייה, הינם חלקים מרכזיים אם כי לא היחידים, במאמץ להבאת המערכות לכדי אופטימיזציה מקומית בהתאם לאילוצים ולתנאים הקיימים.

 

תכנון מיטבי

גורם התכנון נחלק לשני חלקים עיקריים:

1.  אבחון ואיתור בעיות קיימות, איסוף מידע.

2.  ביצוע בהתאם לממצאים.

 

יש חשיבות רבה בבדיקה ההנדסית התכנונית המוקדמת לפני כניסה לעבודה ובוודאי לפני ביצוע השקעות גדולות ויקרות. פעמים רבות פחת מים יכול לנבוע מאי התאמתה של המערכת לתנאים הקיימים בעיקר כאשר מדובר במערכות שתוכננו והוקמו לפני עשרות שנים במהלכן נוספו צרכנים רבים, השתנו הרגלי צריכה ואף שונו מקורות אספקת המים.

שלב התכנון כולל בדיקה וניתוח משטר העבודה הקיים – חלוקה לאזורי לחץ, מיקום בריכות אגירה, קווי הולכה ראשיים ומשניים, אביזרי צנרת וכו'. לעיתים נגלה חלוקת אזורי לחץ לא מתאימה או עבודה בלחצים גבוהים מדי היכולים לגרום להגדלת כמות הנזילות והפיצוצים בקווים ודרך כך להגדלת פחת המים.

השלב השני הינו כאמור בניית תוכנית השקעות ארוכת טווח בהתאם למידע שנאסף, ממצאי האבחון ומסקנותיו והצפי לגבי התפתחות הישוב. גם כאן יש לשים דגש על ביצוע השקעות נכונות ואפקטיביות בהתאמת התשתיות הקיימות והחדשות:

·    צנרת – התאמת סוג הצנרת, קוטר ולחצי עבודה עשויים לתרום רבות למניעת פיצוצים, ובעיות לחץ וע"י כך להקטין את פחת המים.

·    אמצעי מדידה – בשל מגבלות המדידה בספיקות נמוכות, יש להקפיד בתכנון על בחירת סוג מד המים והתאמת קוטרו לספיקה הנדרשת. לדוגמה, באחד הישובים הותקנו מדי מים בקוטר "1 לצרכנים ביתיים. כתוצאה מכך בספיקה נמוכה, לא נמדדה כמות המים הנכונה ופחת המים בישוב היה בשיעור דו ספרתי. המעבר למדי מים בקוטר "4 / 3 הביא לבדו להקטנה משמעותית ביותר של פחת המים.

·    אביזרי הקטנת/שמירת לחץ ושחרור אוויר – לחצי עבודה גבוהים מהנדרש מביאים כאמור להגדלת הדלף ולכן נדרש לתכנן לחצי עבודה אופטימליים ולהתקין אביזרי שמירת לחץ למניעת עליות ושינויי לחץ במערכת. חשיבות דומה יש גם לאביזרי שחרור אוויר.

 

שדרוג תשתיות

הטיפול בתשתיות הוא הנדבך הבסיסי ביותר; בתאגידים בהם מערכת ההולכה לא הוחלפה במהלך השנים והקווים הינם ישנים ובמצב רעוע, לא יועילו טכנולוגיות ושיטות ניהול מתקדמות. במקרה זה, לא ניתן יהיה להגיע לשיעורי פחת נמוכים משמעותית ללא החלפת צנרת המים.

 

פעולת איתור דליפות מקומיות ותיקונן אינה מספיקה וללא טיפול שורש בבעיה דהיינו החלפת הקטע כולו, בעתיד עלולה לצוץ נזילה חדשה – בקרבת  הנקודה שתוקנה – והצנרת תוסיף לדלוף.

על מנת להגיע לתוצאות מיטביות בנושא הפחת והאחזקה השוטפת, לא ניתן להימנע מביצוע השקעות בתשתיות. על פי רוב השקעות אלו מוכחות כיעילות ביותר מבחינה כלכלית. גם בתאגידים עם מצב תשתיות טוב יחסית, מומלץ להשקיע בחידוש תשתיות יזום כחלק מתכנית העבודה הרב שנתית.

 

תמונה מספר 2: החלפת צנרת מים

 

תפעול ותחזוקה

תפעול ותחזוקה מיטביים הם הפעילות השוטפת, בבסיסה עומדת הנחת היסוד לפיה עם כל ההתפתחות הטכנולוגית והניהולית, אין תחליף לאנשי השטח, להיכרותם את המערכות ולמגע המקצועי-האישי.

על מנת למקסם את היעילות בהפעלת אנשי השטח בהיבט ניהול הפחת מומלץ להקפיד על תוכנית עבודה מסודרת ברמה תקופתית נקודתית (מועדי קריאת את מדי המים הראשיים והפרטיים, בדיקה וניטור לחצים במערכת וביצוע עבודות תחזוקה שוטפות, לרבות תחזוקה מונעת).

תחזוקה מונעת היא חלק בלתי נפרד מתפיסת ניהול התשתיות וההתמודדות באובדן המים . שמירה על התשתיות במצב פעולה תקין ויציב, תסייע בהקטנת את הנזילות, הדליפות, פחת המים והאובדן הכספי הכרוך בו. כחלק מתוכנית העבודה התקופתית יש להקפיד על ביצוע תחזוקה מונעת כגון טיפול וצביעת מפרטים, החלפת אביזרים וקטעי צנרת דולפים.

 

טכנולוגיה מתקדמת בשימוש תאגידי המים והביוב בישראל.

ההתפתחות הטכנולוגית בתחום הביאה לשיפורים חשובים המאפשרים הפעלה נכונה והקטנת פחת המים הן הפיזי והן המינהלי. נציג מספר טכנולוגיות ואמצעים, הנמצאים בשימוש תאגידי המים והביוב, ומסייעים בהקטנת פחת המים:

·    UFR – אביזר המותקן בסמוך למד המים, מאפשר להתגבר על מגבלות ספיקת המינימום של מד המים ע"י מדידה של כל המים העוברים במד לרבות נזילות קלות ביותר. אביזר זה קל להתקנה וזול יחסית ולפיכך במונחי עלות – תועלת של הקטנת פחת, הוא ממוקם גבוה בדירוג הכדאיות.

 

·    GIS – מערכת מיפוי ממוחשבת המאפשרת ניהול מתקדם של מגוון התשתיות בשכבות עבודה נפרדות. השימוש במערכת משפר את יכולת השליטה במערכת המים ורכיביה השונים, יצירת ממשק מול מערכות חשמל, ביוב ואחרות ואיתור נקודות בעיתיות במערכת. כלי חשוב זה מאפשר איסוף נקודות הדלף בתקופה מוגדרת על גבי המערכת וזיהוי קווים או אביזרים בעיתיים הדורשים החלפה. כפועל יוצא מהשגת שליטה ותגובה מוקדמת בהתאם, ניתן להביא להקטנת תקלות הגורמות לאובדני המים במערכת.

 

 

תמונה מספר 3-מערכת מידע גאוגרפית GIS

 

·    AMR – מערכת קריאת מדי מים מרחוק. מערכות אלו חוסכות את הצורך בביצוע קריאה פיזית והקלדת הנתונים ומבצעת מעקב רציף אחר צריכות המים, זיהוי צריכות חריגות ואירועים חריגים כגון: גניבה, מגנט, מונה הפוך, חבלה. מערכות אלו מסייעות בהקטנת פחת המים בעיקר בכל הנוגע להפחתת תופעת גניבות מים של צרכני הקצה ופחות בכל הנוגע לפחת פיזי בקווים הראשיים. חסרונן בשלב זה נעוץ בעלויות הגבוהות יחסית ביחס לתועלת המתקבלת.

 

·    אמצעים לגילוי דליפות מקומיות – אמצעים מתקדמים לאיתור דליפות, בעיקר במערכות בהן התשתית במצב סביר ויש צורך לגלות דליפות או נזילות מקומיות שלא ניתן לגלותן באמצעים הקונבנציונאליים.

מדובר ברגשים המזהים את עוצמת הדלף ותדירותו ומאפשרים איתור המיקום המדויק ואף המשך מעקב לאחר התיקון.

עם זאת, האמצעים הטכנולוגיים לכשעצמם אינם נותנים מענה מלא לבעיית הפחת. ישנה חשיבות רבה להתאמת הטכנולוגיות, הפיזור בשטח, שילוב עם טכנולוגיות אחרות ותמהיל השימוש למאפייני המערכת הספציפית.  ע"מ להשיג תוצאות טובות ומהימנות חשוב להקפיד על יישום והפעלה נכונה של האמצעים השונים.

 

 

תמונה מספר 4: התקנת ציוד איתור דליפות מקומיות

 

·    בקרת לחץ דינאמית – מטרת פעילות ניהול ובקרת לחצים דינאמיים הינה לווסת את הלחץ באופן רציף, כך שלא יוצר לחץ עודף בנקודות הקריטיות ברשת, תוך שמירה על מינימום הלחץ הנדרש. הלחץ מווסת על – פי הספיקה, לפי זמן או אינדיקציות המתקבלות ממדידה מרחוק, מנקודות קריטיות ברשת.

הציוד (מגופי בקרה ומקטיני לחץ) שפותח מאפשר בקרה ושליטה טובה יותר במערכת המים ובעיקר במשטר הלחצים והשגת לחצי עבודה מיטביים תוך שמירה מפני שינויים כתוצאה משינוי לחץ המים במעלה הרשת והספיקות המשתנות במורד הקווים לאורך שעות היום (והלילה). פוטנציאל השיפור בפחת והיעילות הכלכלית של הפעלת אמצעים אלו משתנה באופן משמעותי ממערכת למערכת, בהתאם למשטר העבודה והתנאים בשטח. בניגוד למקטיני לחץ סטטיים המכוילים לשמירת לחץ אחיד בנקודת ההקטנה, נמנע עודף לחץ ברשת ומאפשר התאמה למצבים משתנים לאורך היממה ובין עונות השנה.

 

הניסיון בארץ ובעולם הוכיח שחלק ניכר מהדלף מקורו בנקודות דליפה קטנות בקווי שירות קטני הקוטר, בחיבורי הקווים ובמתאמים כאשר לעיתים מדובר בדליפות קטנות את ממושכות על פני ציר הזמן. את כל אלו קשה ולא כלכלי לאתר ולתקן. לפיכך, הפחתת הלחץ הוא הכלי היעיל והכלכלי ביותר להפחתת הדלף בנקודות אלו.

עבודות שונות ברחבי העולם מראות כי ניתן להגיע להפחתה של עד כמחצית מכמות הדלף ובשיעור דומה גם להפחתה במספר הפריצות בקווים.

 

 

תמונה מספר 5: בקרת לחצים דינמית ברשת המים

  

ניהול ובקרה

הגורם  המשמעותי ביותר אשר נשען על שני רכיבים מרכזיים:

·    ניהול מעקב רציף- בקרה שוטפת כוללת מגוון שיטות בקרה על ביצוע המערכת, כגון ביצוע מאזני מים, בדיקות לוגיות, בדיקת לחצים, נתוני ספיקות, מעקב אחר דליפות בעזרת הקישור הגאוגרפי, מצב התשתיות הפיזיות ובקרה אחר ביצוע עבודות התפעול והתחזוקה ע"י אנשי השטח. בקרה יעילה מאפשרת זיהוי מגמות ושינוים חריגים בזמן אמת או קרוב ככל הניתן לתחילת השינוי.

·    קבלת החלטות – פעילות חשיבתית-תכנונית שנועדה להתאים את המערכת לתנאים המשתנים ולשמרה במצב מיטבי ויעיל. פעילות זו יכולה לכלול החלטה על שינוי במשטר העבודה, החלפה או תוספת אמצעים במטרה להתגבר על בעיה שהתגלתה ובמקרים קיצוניים אף חזרה לבחינה בסיסית של המערכת ותכנון מחודש של המערכת או חלקים ממנה.

 

סיכום

בהתמודדות עם אובדני המים אין קיצורי דרך אך שלל הטכנולוגיות החדשות שפותחו לאחרונה (חלקן בישראל וחלקן בחו"ל), תורמות ליכולת ניהול הפחת והקטנתו, ומהוות רכיב אחד ממגוון האמצעים והשיטות לפתרון סוגיה מורכבת זו.

על מנת להגיע לתוצאות מיטביות לאורך זמן בהקטנת פחת המים ושמירתו על רמה נמוכה יש לאמץ גישה מערכתית, מקצועית ורב ממדית תוך הסתכלות ארוכת טווח. לפיכך, מומלץ לשלב את הטכנולוגיות המתאימות בתוך מערך ניהול תשתיות רב – מימדי, על מנת להשיג שיעורי פחת מינימליים ויעילות כלכלית מירבית.