Tillskottvatten på ledningsnätet – hur får man en överblick över problemet?

2021-03-19

För er som jobbar med VA är det nog ingen nyhet vad tillskottsvattnet kan ha för ursprung - typiskt grundvatten, dränering, dagvatten och regn. Inte heller de problem som tillskottsvatten kan föra med sig i form av kapacitetsförluster, översvämningar och ökad energiförbrukning lär bjuda på någon överraskning. Men vad ska man göra då? Hur kan en kommun eller annan VA-huvudman få en överblick över problemet? Det är inte så lätt eller billigt att montera flödesmätare eller annan nödvändig utrustning för att övervaka flöden och nivåer. Det ska ju dessutom underhållas, tolkas och följas upp innan man kan dra några slutsatser. Dyrt och tidskrävande! 

Nu när scenen är pyntad och klar stiger lösningen in på scenen, eller i alla fall en bra och mycket prisvärd början på lösningen. Det är ett mjukvaruverktyg utvecklat i Danmark som med hjälp av tidsserieanalys, och med lite stöd av Machine Learning, enkelt och snabbt skapar en överblick över hur mycket tillskottsvatten som pumpas i det trycksatta spillvattennätet. Indata till verktyget är tidsupplöst energiförbrukning för en spillvattenpumpstation, eller såklart flöde (eller varför inte båda om det finns). Tanken här är att det är väldigt mycket enklare att få tag i data för energikonsumtion än flödesmätningar, helt i linje med tidigare fört resonemang. Det är ur screeningsynpunkt inte heller så tokigt att anta att energiförbrukningen skalar mer eller mindre linjärt mot flödet som pumpas. Det är såklart inte helt sant, men det är tillräckligt sant för att få en överblick om än inte en absolut sanning. Det enda man trots allt kan vara säker på om någon modell är att den är fel, frågan som kvarstår är bara om den är användbar. 

Tidserierna för energiförbrukning ska gärna vara ett år eller längre, det är viktigt att med årstidsvariationen i energiförbrukningen. Vad som sedan händer är att energiförbrukningen översätts till andel tillskottsvatten från olika källor, till exempel regn, drän och grundvatten. Detta görs med väl beprövade hydrologiska teorier om tillrinningstid i grunden. Ett regn ger till exempel ett väldigt plötsligt utslag på energikonsumtionen, inom någon timme får man en kraftig ökning. Grundvatten å andra sidan förändrar sig inte så mycket på en timme, kanske inte ens en månad. Det är bara genom att studera variationer över månader man kan lösa ut dess bidrag till tillskottsvattnet. Drän och felkopplat dagvatten ligger typiskt däremellan. 

Metoden användes nyligen i ett projekt åt VA SYD. Där skulle energiförbrukningen från 36 pumpstationer fraktioneras. Från det att vi hade ett färdigformaterat dataunderlag och en svenskanpassad mjukvarukod tog det bara timmar innan vi hade ett första utkast på rapporten. Varje pumpstation får var sin sida med detaljerad analys. Ni kan i detta spännande scoop se ett exempel för pumpstation SPU25. Analysen ger en bild av hur pumpstationen står sig jämtemot sina gelikar och hur många kilowatttimmar (kWh) som förbrukas på att pumpa tillskottsvatten. Notera att hälften av energin går åt helt i onödan! Wow, här finns potential!

SPU25

För pumpstationen finns elförbrukning registrerat för perioden 1 september 2019 till 31 augusti 2020. Den totala elförbrukningen i mätperioden uppgår till 18 409 kWh. 

 

Figur 1: Till vänster anges pumpstationens samlade energiförbrukning i förhållande till resterande pumpstationer i rapporten. Till höger framgår fraktionering av energiförbrukningen för pumpstationen.

 

Figur 2: Pumpstationens fraktionerade timvärden som tidserie. Figuren visar 30 dagars mätningar i perioden 1 augusti 2020 till 31 augusti 2020.

 

Figur 3: Fraktionering av energiförbrukningen för pumpstationen. Figuren visar den summerade dygnsförbrukningen för perioden 1 september 2019 till 31 augusti 2020.

 

Figur 4: Detekterade anomalier för pumpstationen. Figuren visar den förväntade energiförbrukningen beräknad med Machine Learning modellen. Figuren visar likaså detekterade anomalier.     

Christian Svensson

KONTAKTA
MIG FÖR MER
INFORMATION

Christian Svensson

+46 42 405 25 12