Thách thức rò rỉ tại Vương quốc Anh: Tại sao quản lý áp suất thông minh ngày càng trở nên thiết yếu

Cách mà cơ sở hạ tầng cũ, các mục tiêu quy định và quản lý mạng lưới số hóa đang thay đổi cách các công ty cấp nước tại Vương quốc Anh giải quyết vấn đề thất thoát nước

Thất thoát nước đã là thách thức đối với ngành nước Vương quốc Anh trong nhiều thập kỷ. Điều đang thay đổi là quy mô kỳ vọng và các công nghệ sẵn có để đáp ứng chúng. Trên khắp Vương quốc Anh, các công ty cấp nước phải bảo vệ nguồn tài nguyên, nâng cao khả năng chống chịu và khai thác tối đa mạng lưới bằng cách kết hợp các thiết bị hiện đại với cơ sở hạ tầng đã được lắp đặt từ nhiều thế hệ trước. Đồng hồ thông minh, giám sát và số hóa hệ thống hiện nay mang lại khả năng quan sát hành vi mạng lưới tốt hơn. Cơ hội không còn chỉ là phát hiện và sửa chữa rò rỉ. Đó còn là quản lý liên tục các điều kiện ảnh hưởng đến thất thoát nước, trong đó áp suất là một trong những yếu tố quan trọng nhất. Trong thuật ngữ quy định tại Vương quốc Anh, thất thoát nước là một chỉ số hiệu suất cụ thể. Thuật ngữ quốc tế rộng hơn là Nước Không Doanh Thu (Non-Revenue Water, hoặc NRW) cũng có thể bao gồm tiêu thụ không tính phí và các sai số trong đo lường hoặc thanh toán. Do đó, thất thoát nước vẫn là trọng tâm chính trong thảo luận về thất thoát vật lý tại Vương quốc Anh.

Mạng lưới lịch sử đối mặt với thách thức thất thoát hiện đại

Quy mô và tuổi đời của mạng lưới tại Vương quốc Anh khiến vấn đề thất thoát trở nên đặc biệt phức tạp.

Chỉ riêng Anh và xứ Wales đã có khoảng 425.000 km đường ống nước chính. Phần lớn cơ sở hạ tầng này là hiện đại, nhưng nhiều đoạn đã rất cũ. Tại London, một số phần của mạng lưới có từ đầu thế kỷ 19, và các đường ống gang thời Victoria vẫn đang được thay thế sau hơn một thế kỷ sử dụng. Đường ống cũ, điều kiện đất, thời tiết cực đoan, tăng trưởng dân số và nhu cầu thay đổi đều ảnh hưởng đến hiệu suất mạng lưới. Việc đổi mới là cần thiết nhưng không thể thực hiện trong một sớm một chiều. Các công ty cấp nước phải kết hợp thay thế đường ống mục tiêu và sửa chữa rò rỉ với quản lý tốt hơn các tài sản hiện có. Vấn đề không chỉ là xây dựng một mạng lưới mới hơn mà còn là làm thế nào để mạng lưới hiện tại hoạt động tốt hơn trong khi quá trình đổi mới vẫn tiếp diễn.

Thất thoát nước không còn chỉ là vấn đề vận hành

Thất thoát nước hiện nay gắn liền với an ninh nguồn nước, bảo vệ môi trường, khả năng chống chịu với biến đổi khí hậu và hiệu suất tuân thủ quy định.

Trong năm 2024–25, lượng nước thất thoát được báo cáo tại Anh và xứ Wales là khoảng 2.869 triệu lít mỗi ngày. Dù đã có những cải thiện đáng kể trong dài hạn, Ofwat ước tính gần một phần năm lượng nước đi vào mạng lưới vẫn bị mất qua thất thoát. Đối với giai đoạn 2025–30, Ofwat đã đặt mục tiêu giảm 17%. Các công ty cấp nước cũng cam kết giảm một nửa lượng thất thoát so với mức cơ sở năm 2017–18 vào năm 2050. Quản lý áp suất, sửa chữa rò rỉ, thay thế đường ống và mở rộng sử dụng đồng hồ thông minh, chính xác hơn đều là một phần của nỗ lực này.

Các ưu tiên tương tự cũng được ghi nhận ở các khu vực khác tại Vương quốc Anh. Scottish Water tiếp tục theo đuổi giảm thất thoát thông qua quản lý áp suất, tối ưu hóa mạng lưới và giám sát thông minh, trong khi Northern Ireland Water đang mở rộng hệ thống đo từ xa, công cụ số hóa và kiểm soát áp suất theo thời gian thực. Việc sửa chữa vỡ ống và thay thế đường ống xuống cấp vẫn là điều thiết yếu. Các công ty cấp nước cũng cần giảm thất thoát nước giữa các lần can thiệp này, từng giờ mạng lưới vận hành.

Phát hiện rò rỉ là thiết yếu. Quản lý các điều kiện gây ra rò rỉ là bước tiếp theo

Ngành nước Vương quốc Anh đang nhanh chóng nâng cao khả năng quan sát những gì đang diễn ra dưới lòng đất.

Đồng hồ thông minh, công nghệ âm thanh, giám sát lưu lượng, DMA, phát hiện vệ tinh và phân tích dữ liệu giúp dễ dàng xác định tiêu thụ bất thường, khoanh vùng rò rỉ và ưu tiên can thiệp. Phát hiện rò rỉ chỉ là một phần của bức tranh. Khi rò rỉ đã xảy ra, lượng nước thất thoát bị ảnh hưởng bởi áp suất mạng lưới. Áp suất cũng tác động đến tải trọng cơ học lên ống, mối nối và các tài sản cũ khác. Một mạng lưới phân phối phải đảm bảo dịch vụ đầy đủ, kể cả tại các điểm quan trọng hoặc bất lợi về thủy lực. Giảm áp suất quá mức có thể làm giảm chất lượng dịch vụ. Duy trì áp suất cao hơn mức cần thiết có thể làm tăng thất thoát và gây áp lực lên cơ sở hạ tầng. Mục tiêu không chỉ đơn giản là giảm áp suất mà là cung cấp đúng mức áp suất mạng lưới cần, đúng nơi, đúng lúc mà không dư thừa không cần thiết.

Từ quản lý áp suất đến tối ưu hóa thất thoát liên tục

Quản lý áp suất không phải là điều mới tại Vương quốc Anh. Quản lý mạng lưới tiên tiến đã là một phần của ngành trong nhiều năm, và các công ty cấp nước đánh giá các giải pháp mới dựa trên chuyên môn sâu về thủy lực và vận hành. Điều đang thay đổi là lượng thông tin sẵn có và tốc độ mạng lưới có thể phản ứng. Quản lý áp suất động liên tục điều chỉnh các điểm đặt áp suất theo lưu lượng, nhu cầu, áp suất tại điểm quan trọng và các yêu cầu vận hành thay đổi. Khi nhu cầu thấp, áp suất có thể được giảm mà vẫn đảm bảo dịch vụ. Khi nhu cầu tăng, áp suất có thể được khôi phục để đáp ứng yêu cầu mạng lưới. Điều này đánh dấu sự chuyển đổi từ giảm áp suất cơ bản sang tối ưu hóa áp suất liên tục để kiểm soát thất thoát.

Đo lưu lượng chính xác là yếu tố then chốt. Đồng hồ đo lưu lượng điện từ cung cấp dữ liệu liên tục từ các DMA và các vị trí trọng yếu, giúp các công ty cấp nước hiểu mô hình tiêu thụ, đánh giá lưu lượng ban đêm và xác định hành vi bất thường cho thấy có thất thoát. Dữ liệu lịch sử có thể thiết lập các chuẩn mực, so sánh các DMA khác nhau và cho thấy tác động của thay đổi quản lý áp suất theo thời gian. Nhờ đó, các nhà vận hành có thể đưa ra quyết định dựa trên hành vi thực tế của mạng lưới và xác minh liệu các điều chỉnh có mang lại kết quả như mong muốn hay không.

Đối với các ứng dụng như vậy, đồng hồ đo lưu lượng điện từ MUT7000 có thể tích hợp hoàn toàn vào giải pháp này, cung cấp độ chính xác đo lường cao trên dải lưu lượng rộng, đặc biệt ở các lưu lượng rất thấp thường gặp khi giám sát lưu lượng ban đêm và đánh giá thất thoát.

Kết nối dữ liệu và thủy lực: Cách tiếp cận tích hợp hơn đối với thất thoát nước

Khi các công ty cấp nước tiếp cận được nhiều dữ liệu hơn, thách thức tiếp theo là biến khả năng quan sát thành hành động. Bộ điều khiển hiện trường kết nối thông tin mạng lưới với vận hành thủy lực. Chúng có thể điều chỉnh van giảm áp, thu thập dữ liệu áp suất và lưu lượng, hỗ trợ thay đổi điểm đặt từ xa và cung cấp cảnh báo mà không cần đến hiện trường. Đối với các công ty quản lý nhiều vùng áp suất, điều này tạo ra cách giám sát hiệu suất tập trung và linh hoạt hơn.

Nền tảng dựa trên đám mây cho phép nhà vận hành trực quan hóa dữ liệu áp suất, lưu lượng và vận hành từ nhiều địa điểm, so sánh hiệu suất các DMA, đánh giá biểu đồ áp suất và xác định hành vi bất thường trong một môi trường duy nhất. Mục tiêu không chỉ là thu thập thêm dữ liệu, mà là khép kín vòng lặp vận hành: đo lường thực tế, phân tích nhu cầu mạng lưới, điều chỉnh áp suất phù hợp và xác minh kết quả.

Cách tiếp cận của BERMAD kết nối các lớp vật lý và số hóa này thông qua van điều khiển thủy lực, đo lưu lượng chính xác, bộ điều khiển áp suất động DELTA, ghi dữ liệu EPSILON và khả năng giám sát qua BERMAD Cloud. Bộ điều khiển phản ứng với điều kiện thay đổi, van chuyển đổi quyết định thành thay đổi áp suất thực tế, và lớp giám sát xác nhận cách mạng lưới phản hồi.

Vận hành mạng lưới ở đúng áp suất cần thiết

Quản lý áp suất động hiệu quả không chỉ dựa vào từng sản phẩm riêng lẻ. Ngoài các thành phần đo lường, giám sát và điều khiển đã đề cập, van điều khiển thủy lực và van xả khí tiếp tục đóng vai trò thiết yếu trong vận hành, hiệu suất và bảo vệ mạng lưới. Các thành phần này phối hợp như một hệ thống tích hợp, tạo thành giải pháp quản lý áp suất hoàn chỉnh. Một cách tiếp cận toàn diện cũng cần xem xét các yêu cầu dự án rộng hơn, bao gồm thiết kế kỹ thuật phù hợp, vận hành thử, giám sát và tối ưu hóa liên tục, cũng như đào tạo và hỗ trợ kỹ thuật trong suốt vòng đời dự án. Việc đổi mới cơ sở hạ tầng sẽ tiếp tục. Các rò rỉ vẫn cần được phát hiện và sửa chữa, đồng thời đồng hồ thông minh và công nghệ phát hiện tiên tiến sẽ ngày càng phát triển. Song song với đó là một cơ hội khác: giảm thất thoát nước hàng ngày không cần thiết bằng cách vận hành mạng lưới ở áp suất phù hợp. Mỗi lít nước giữ lại trong mạng lưới là nước không cần phải khai thác, xử lý và bơm một cách lãng phí. Do đó, quản lý áp suất thông minh hơn không chỉ là chiến lược kiểm soát thất thoát, mà còn là một phần trong việc xây dựng mạng lưới nước bền vững, hiệu quả và có khả năng chống chịu cao hơn.