שדרוג ביצועים של קווי חלוקה CCRR SUCS להתמודדות עם עלייה בביקוש להשקיה
השקיה
הולכת מים
2026
ספרד
אספקת מים לשטחים חקלאיים פוריים
ליידה, ספרד, מוכרת בזכות פריון החקלאות שלה ושיטות ניהול מים חדשניות. קונסורציום CCRR SUCS מפקח על מערכת השקיה בכוח הכבידה המספקת מים ל-2,841 דונם של שטחי חקלאות. מתוך זה, כ-1,800 דונם מושקים באמצעות מים מתעלת ד'אראגו אי קטלוניה, כאשר רשת ההשקיה באזור זה משלבת פתרונות הידראוליים של BERMAD. התעלה הפתוחה משתרעת לאורך 134 קילומטרים מהרי הפירנאים, ומספקת מים למספר אזורים חקלאיים, כולל CCRR SUCS.
במשך שנים רבות, CCRR SUCS הפעילה שני מאגרים לאגירת מים שמקורם בתעלה: מאגר גדול ומאגר קטן יותר, שניהם מחוברים בכוח הכבידה. מאגרים אלו פעלו כמערכת אחת, כאשר המאגר הגדול, הנמצא בגובה נמוך יותר, פרק מים דרך צינור יציאה DN400 לרשת ההשקיה. תצורה זו הייתה יעילה עד שגידול בביקוש להשקיה בעונות השיא הוביל לאתגרים תפעוליים ולמגבלות תשתית.
התמודדות עם מגבלות ספיקה ומבנה
- קיבולת ספיקה מוגבלת: התשתית הישנה, ובפרט צינור הבטון DN400 שתוכנן במקור לביקוש נמוך יותר, הגבילה את הספיקה במערכת לכ-700 ליטר לשנייה (ליטר לשנייה). עם עליית הביקוש להשקיה, מגבלה זו הפכה לקריטית, שכן האיגוד דרש קצבי ספיקה גבוהים יותר בתקופות שיא.
- לחץ לא מספק: ככל שהביקוש במערכת חרג יותר ויותר מהקיבולת המומלצת של צינור DN400, התרבו המקרים של לחץ השקיה לא מספק, מה שפגע ביעילות ההשקיה.
- סיכון מבני: ספיקה עודפת איימה על שלמות קירות המאגר הגדול יותר. החלפת צינור DN400 הישן בצינור גדול יותר לא הייתה אפשרית, שכן הדבר היה מחייב שינויים בקיר המאגר, מה שהיה יוצר סיכונים מבניים משמעותיים ובעיות יציבות פוטנציאליות.
- תשתית מתיישנת: האיכות והאמינות של צינור DN400 הידרדרו עם הזמן בשל מהירות זרימה גבוהה ומתמשכת.
החלפת צינור DN400 בצינור גדול יותר לא הייתה אפשרית, שכן הדבר היה מחייב שינויים בקיר המאגר ומביא עמו סיכונים מבניים משמעותיים. לכן נבחנו פתרונות חלופיים.
שדרוג הידראולי ללא שינויים מבניים
המטרה הייתה לשפר את ביצועי המערכת מבלי לשנות את צינור DN400 או לפגוע בשלמות המבנית של המאגר הגדול. הותקן צינור DN900 חדש לחיבור המאגר הקטן אל צינור ה-DN400. מגוף בקרת הספיקה ההידראולי של ברמד הותקן בנקודת החיבור של שני הצינורות – הישן והחדש. היעד המרכזי היה להכפיל את קיבולת הספיקה המרבית של המערכת לכ-1,500 ליטר לשנייה, תוך שמירה על תנאי הפעלה בטוחים ויעילים עבור התשתית הקיימת.
העדפת שאיבת מים מהמאגר הגדול, המכיל את רוב המים הזמינים, הייתה חיונית. ללא התערבות, המערכת המוזנת בכוח הכבידה הייתה נוטה באופן טבעי להעדיף את המאגר הקטן הממוקם בגובה רב יותר. כדי להתמודד עם זאת, הפרויקט נועד להגביל את הספיקה בצינור DN400 לכ-400 ליטר לשנייה, קצב שנחשב בטוח עבור התשתית. כל דרישה נוספת מעבר לסף זה תוכננה להיות מסופקת באמצעות צינור DN900 החדש מהמאגר הקטן. גישה זו הובילה לבחינת מספר פתרונות להשגת בקרה מיטבית על הספיקה, הגנה על התשתית ושיפור היעילות התפעולית.
תעדוף בקרת ספיקה ברשת הפצה דו-מקורית
פתרון מוצע אחד כלל מגופי בקרה אלקטרוניים לספיקה, המספקים דיוק גבוה וכיול דינמי בהתאם לדרישה בזמן אמת כאשר הם משולבים עם מדי ספיקה חכמים. עם זאת, בשל מגבלות תקציב, אספקת חשמל לא אמינה באתר ודרישות מקומיות נוספות, הלקוח העדיף גישה חלופית.
הפתרון שנבחר היה מגוף בקרה דו-דרכי הידראולי מלא, חסכוני, בקוטר 28 אינץ' מסוג בקרת ספיקה ומקטין לחץ M5–772 המצויד בנווט דיפרנציאלי ומכלול אוריפיס במעלה הזרם. מגוף זה הותקן על קו DN900 החדש ופועל באמצעות חישת הפרש לחצים על פני צינור DN400. כאשר הספיקה דרך ה-DN400 נשארת מתחת לסף של 400 ליטר לשנייה, מגוף בקרת הספיקה נשאר סגור, תוך תיעדוף אספקה מהמאגרים הגדולים. כאשר הביקוש עובר את סף 400 ליטר לשנייה, הנווט הדיפרנציאלי מזהה עליית הפסד לחץ על פני מכלול האוריפיס ופותח בהדרגה את המגוף, ובכך משלים את הספיקה מהמאגרים הקטנים תוך שמירה על תרומת ה-DN400 בסביבות 400 ליטר לשנייה.
מאפיין הקטנת הלחץ מבטיח אספקה רציפה אם ה-DN400 אינו מסוגל לספק את 400 ליטר לשנייה, לדוגמה, עקב חסימה או תחזוקה. במקרים כאלה, נווט בקרת הספיקה לא יוכל לחוש את הפסד הלחץ על פני האוריפיס ולא יפתח את המגוף. במצבים כאלה, נווט הקטנת הלחץ "נכנס למשחק", פותח את המגוף ומאפשר זרימה כל עוד הלחץ במורד נמוך מהגדרת הנווט. כלומר, בתרחישים קריטיים מסוימים, כל הקיבולת תסופק מהמאגרים הקטנים. תצורה זו מספקת איזון בטוח, אוטונומי ויעיל במיוחד בין שני המאגרים, תוך הבטחת אספקת מים אמינה והגנה על התשתית הקיימת.
ביצועים מוכחים לטווח ארוך ואמינות תפעולית
- המערכת פועלת בהצלחה במשך מספר שנים עם ביצועים יציבים ויעילים ובקרת ספיקה אמינה
- קיבולת הספיקה הוכפלה ביעילות תוך שמירה על שלמות מבנית ואמינות המאגרים והצנרת
- המערכת מתאימה את עצמה אוטומטית לביקוש, ומבטיחה הפעלה יעילה ובטוחה
- לטכנאי CCRR SUCS יש אפשרות לכוון בקלות את המגוף בעת הצורך והוא מבין היטב את אופן ההפעלה שלו, דבר שהיה חיוני לשמירה על ביצועים ארוכי טווח ולפישוט הניהול השוטף.
