Geavanceerde oplossingen voor waterslagbeveiliging voor het Three Lakes Ecological Restoration Project, China
Waterworks
2025
China
Bescherming van de zoetwatermeren in Yunnan
Gelegen in het hart van de provincie Yunnan in het zuidwesten van China, is de stad Yuxi een industrieel en ecologisch centrum, omringd door drie belangrijke zoetwatermeren: Fuxian, Xingyun en Qilu. In de afgelopen jaren hebben deze meren te maken gehad met dalende waterstanden en toenemende vervuiling, wat zowel het milieu als de gemeenschappen die ervan afhankelijk zijn bedreigt. Om dit aan te pakken werd het Yuxi East Area Bulk Water Supply Project, ook wel het “Drie Meren Project” genoemd, opgezet met een totale investering van 1,89 miljard Yuan (ca. US$263 miljoen). Het project had als doel om schoon bronwater uit de Dalongtan-bron te leveren om de ecologische kwaliteit van het water in de meren te verbeteren en de watervoorziening voor landelijke gebieden, irrigatiebehoeften en de industriële ontwikkeling van meer dan 1,5 miljoen inwoners in vijf bestuurlijke districten te waarborgen. Op deze manier bevordert het project milieuduurzaamheid en draagt het bij aan het behoud van natuurlijke ecosystemen in de regio.
Beheer van extreme hoogteverschillen en drukstootrisico
Het project vereiste het oppompen van water over een hoogteverschil van 941 meter van de Dalongtan-bron naar het hoger gelegen reservoir. Om dit te realiseren, werd een reeks van drie pompstations ontworpen en gebouwd. Elk pompstation bestaat uit zes parallelle hogecapaciteitspompen (waarvan er steeds vier gelijktijdig in bedrijf zijn), die water via een metalen leiding van 1.200 mm over een totale afstand van meer dan 6,5 kilometer transporteren.
De tabel bevat de belangrijkste technische informatie over het systeem:
| Systeemparameter | 1e Pomplocatie | 2e Pomplocatie | 3e Pomplocatie |
| Aantal pompen | 6 (4 actief + 2 standby) | ||
| Debiet per pomp (m3/u) | 2250 | ||
| Totaal debiet (m3/u) | 9000 | ||
| Opvoerhoogte pomp (m) | 237 | 356 | 356 |
| Diameter hoofdleiding (mm) | 1200 | ||
| Lengte hoofdleiding (m) | 1415 | 2663 | 1957 |
Een dergelijk systeem is, hoewel krachtig, zeer kwetsbaar voor hydraulische transiënten, vooral tijdens stroomuitval of noodstop van pompen, wanneer stromend water plotseling moet stoppen of van richting verandert. Deze gebeurtenissen kunnen gevaarlijke drukstoten veroorzaken, met risico op schade aan pompen, leidingen, afsluiters en andere systeemcomponenten, evenals risico op breuk, overstroming en verlies van mensenlevens. Daarom moeten oplossingen voor waterslagbeveiliging worden geïmplementeerd na het uitvoeren van een uitgebreide drukstootanalyse.
Drukstootanalyse en simulatie
Een gedetailleerde drukstootanalyse is uitgevoerd door BERMAD-experts. Met behulp van KY Pipe-software werd het slechtst denkbare scenario gesimuleerd, inclusief het ongecontroleerd uitvallen van pompen. De drukstootanalyse toonde het volgende aan:
- Resultaten zonder bescherming: zowel negatieve als positieve drukstoten treden op in alle drie de pompstations en langs elke persleiding in het scenario waarbij alle pompen uitvallen door stroomstoring.
- Resultaten met drukstootbeveiliging: door de drukstootbeveiligingsoplossingen van BERMAD toe te passen, wordt het drukstootfenomeen beperkt, waardoor het drukprofiel een gecontroleerd transiënt scenario en een veilige werking in alle pompstations en langs elke persleiding laat zien.
De grafiek toont het drukgedrag (opvoerhoogte in meters vs. tijd in seconden) in een van de 3 pompstations tijdens stroomuitval:
- De rode lijn geeft het drukgedrag weer tijdens stroomuitval zonder dat er een waterslagbeveiliging is toegepast. De aanzienlijke drukstoot is duidelijk zichtbaar.
- De groene lijn geeft het drukgedrag weer tijdens stroomuitval met de waterslagbeveiligingsoplossing van BERMAD toegepast.
De analyse bevestigde dat de gekozen oplossing met waterslag anticiperende afsluiters en combinatie-ontluchters de waterslagverschijnselen en -risico’s effectief beperkt, wat zorgt voor langdurige betrouwbaarheid en systeemweerbaarheid.
Waterslag Anticiperende Afsluiters & Integratie van Combinatie-ontluchter
Oplossing voor waterslagbeveiliging omvat waterslag anticiperende afsluiters & combinatie-ontluchters met waterslagbeveiligingsfunctie.
1. Waterslag Anticiperende Afsluiters Elke pompstation is uitgerust met drie hydraulisch bediende, zuigergestuurde off-line waterslag anticiperende afsluiters voor hoge druk (PN40). Deze afsluiters, die de hoofdleidingdruk detecteren, openen als reactie op de drukval die gepaard gaat met abrupt stoppen van de pomp. De vooraf geopende afsluiters dempen de terugkerende hoge drukgolf, waardoor de waterslag wordt geëlimineerd.
- Pompstation #1: 3 stuks WW-12”-835-M
- Pompstations #2: 3 stuks WW-16”-835-M
- Pompstations #3: 3 stuks WW-16″-835-M
2. Combinatie-Ontluchters Strategisch geplaatst langs de leiding en binnen de pompstations, verwijderen deze afsluiters opgesloten lucht tijdens het opstarten en laten lucht toe tijdens het uitschakelen, waardoor vacuümcondities en kolombreuk worden voorkomen. Met behulp van BERMAD Air software & de waterslaganalyse-software hebben de experts van BERMAD de benodigde ontluchters in het pompstation en langs de hoofdleiding toegewezen en gedimensioneerd. De ontluchters vormen een cruciaal onderdeel van de complete waterslagbeveiligingsoplossing, doordat ze voldoende luchtinlaat in de hoofdleiding mogelijk maken, vacuümcondities en leidingbreuk voorkomen, de negatieve drukgolf bij het uitschakelen van de pompen beperken en de positieve drukgolf dempen door gecontroleerde luchtafvoer wanneer de golf terugkeert naar de pompstations. De ontluchters worden geïnstalleerd bij elk van de pompstations, op hoge punten en op kritieke punten langs de hoofdleiding, gebaseerd op de waterslaganalyse & BERMAD Air software. Op basis van de analyse adviseerde BERMAD om combinatie-ontluchters als volgt te installeren: per pompstation, model WW-C70-AC (4”) op elke pomppersleiding en op elke stijgleiding model WW-C70-SP (6″). De klant heeft het merendeel van de aanbevelingen van BERMAD voor ontluchters overgenomen.
WAAROM BERMAD
Het ecologisch herstelproject van de 3 meren is een perfect voorbeeld van hoe BERMAD’s geavanceerde, slimme en efficiënte hydraulische regeloplossingen gericht zijn op het beschermen van kritieke waterinfrastructuur, zelfs in uitdagende topografieën. Door systeemstabiliteit en betrouwbaarheid te waarborgen, zorgt het project niet alleen voor een veilige watervoorziening, maar ondersteunt het ook het ecologisch herstel en de duurzaamheid van de iconische meren van Yunnan. Deze casestudy dient als een waardevolle referentie voor vergelijkbare grootschalige watervoorzieningssystemen wereldwijd, waar hoogteverschillen, afstand en andere lokale milieuproblemen de behoefte vergroten aan efficiënte, duurzame en robuuste oplossingen zoals BERMAD die heeft ontworpen en geïmplementeerd in dit bijzondere project.
