Viemäreiden vesisyvyyden IoT-mittausratkaisuista apua saneerausten kohdentamiseen

 

Viemäreiden vuotovesien haasteet

Suomen vesihuoltolaitokset ovat syystäkin huolissaan vesihuoltoverkostojen saneerausvelan määrästä ja sen jatkuvasta kasvusta. Tehtävät verkostosaneeraukset vaativat suuria investointeja lähivuosikymmeninä ja on todella tärkeää, että tehtävät investoinnit pystyttäisiin kohdentamaan oikeisiin kohteisiin. Alan riippumattomien asiantuntijoiden piirissä yhdeksi ratkaisuksi toiminnan resurssitehokkuuden maksimoimiseksi on esitetty vesihuoltoverkostojen hallinnan parantamista digitalisaation ja IoT-ratkaisuiden avulla.

Jätevesiviemäriverkostojen IoT -toimiset mittausratkaisut yleistyvät vauhdilla. Käytettävät laitteet ovat parhaimmillaan erittäin kenttäkelpoisia ja niiden asentaminen onnistuu olemassaoleviin kaivoihin. Tyypillisesti mitattavia asioita ovat vesisyvyys ja virtaama.

Mitä näillä mittauksilla pyritään saavuttamaan? Keskeinen tavoite on varmasti jätevesiviemäriverkostojen parempi hallinta. Tämä auttaa esimerkiksi ongelma-alueiden löytämisessä ja korjaus- ja saneeraustoimenpiteiden kohdentamisessa. Usein halutaan myös tietoa viettoviemäröintialueen vuotavuuden tutkimiseksi ja vuotavien viemäriosuuksien paikallistamiseksi. Jätevedenpumppaamoilta kerättävä data ei laajoilla viettoviemäröintialueilla riitä ongelma-alueiden täsmälliseen paikallistamiseen, jolloin helposti asennettavat ja toimintavarmat IoT-mittausratkaisut tarjoavat ratkaisun tilanteeseen. Kolmas yleinen käyttökohde on viemäriverkoston poikkeustilanteiden, kuten tukosten tai ylivuotojen tarkkailu. Näissä tilanteissa IoT-laite tyypillisesti tarkkailee viemäriverkoston vesipinnan korkeutta ja hälyttää välittömästi havaitessaan epänormaalin tilan, joka voi liittyä vaikkapa viemärin tukkeutumiseen.

Viettoviemärin vesisyvyyden mittausdatasta on mahdollista jatkojalostaa paljon tietoa päätöksenteon tueksi. Kenttämittauksen taustajärjestelmässä voidaan esimerkiksi laskea vesisyvyyden avulla varsin tarkka arvio hetkellisestä virtaamasta. Mikäli vesisyvyyden mittausta tehdään minuutin välein, saadaan näin aikaiseksi kattava aikasarja virtaaman käyttäytymisestä. Edelleen voidaan laskea automaattisesti kyseisessä viemärissä virrannut vuorokauden kumulatiivinen jätevesitilavuus. Tämä luo vankan pohjan vuorokausi- tai vuositason vuotovesiprosentin määrittämiselle kyseisessä viemärissä, kun mittausdataan saadaan myös talven pakkasajanjaksojen mittaustietoa. 

IoT-verkostomittaukset eivät luonnollisestikaan ole ainoa ratkaisu saneerausvelkaamme. Kuitenkin ne voivat tarjota juurikin sen tiedon, joka on oleellista päätöksentekijöiden vakuuttamiseksi tehtäessä laadukasta, pitkän tähtäimen verkosto-omaisuuden hallintaa.  

Valitse viemärin vesisyvyyden mittalaite oikein

Viemäreiden vesisyvyyden mittalaitteen valinnassa on oltava tarkkana. Mittalaite-esitteet eivät vielä kerro koko totuutta ja vasta perusteellinen testaus paljastaa laitteiden erot. Lähtökohtana on, ettei mittausratkaisu vaadi sähköliittymää tai esimerkiksi aurinkopaneelia, vaan toimii vuosia paristotoimisesti. Seuraavassa esitetään havaitsemiamme näkökohtia, jotka kannattaa ottaa huomioon pyrittäessä löytämään toimiva ja luotettava mittausratkaisu.

 

• vesisyvyyden mittaus
• tarkkuuden oltava riittävä, mielellään millimetritasolla
• asennettu sensori ei saa kerätä roskia ja aiheuttaa tukoksia viemäriin
• mittaus on kyettävä tekemään riittävän tiheästi, esimerkiksi kerran minuutissa
• syvyysmittauksen on toimittava myös tulvivassa viemärissä
•  tiedonkeruu- ja tiedonsiirtolaite
• tiedonkeruun ja tiedonsiirron on toimittava luotettavasti
• tiedonsiirtoverkon käyttökatkosten aikaista dataa ei saa menettää
• tiedonsiirtolaitteen lähetystehon on oltava riittävä, jotta lähetys onnistuu kaivon sisältä ilman maan pinnalle asennettavaa antennia
• laitteen vesitiiviyden on oltava erinomainen. IP68-luokitus ei vielä tätä takaa
• laitteessa on syytä olla "reunalaskentaälyä" esimerkiksi poikkeavista vesipinnan korkeuksista hälyttämiseen ilman viivettä
• tiedonsiirtolaitteen pariston tai akun pitää kestää vuosia
• laitteen tulisi olla konfiguroitavissa etänä esimerkiksi säädettäessä mittapisteen hälytysrajoja

Kokemuksemme mukaan Detectronic  LiDOTT + MSFM Lite -mittausratkaisu viemäreiden vesisyvyyden mittaukseen täyttää erinomaisesti edellä esitetyt vaatimukset. Lisätietoja ratkaisusta saa meiltä Preventos Informatics Oy:stä ja  LiDoTT-esitteestä. 

 

Miltä laadukas vesisyvyyden mittausdata näyttää?

Laadukas vesisyvyyden mittausdata muodostaa lähtökohdan datan jatkojalostamiselle esimerkiksi tähdättäessä viettoviemärialueiden vuotovesimäärien analysointiin tai kohdeviemärin poikkeustilan, kuten viemäritulvan havaitsemiseen. Syvyysmittausdatassa ei saa olla aukkoja, aikaleimojen on oltava oikein, mittauksen aikaresoluution on oltava minuuttitasolla ja itse syvyysmittauksessa ei saa olla runsaasti virheellisiä mittaustuloksia. Usein on mahdollista suodattaa joitakin virheellisiä mittaustietoja palvelimella tehtävällä automaattisella data-analyysillä, mutta virheellisten mittausten määrän kasvaessa menetetään arvokasta mittausaineistoa. Alla olevassa kuvassa on esimerkki mittausdatasta, joka muodostuu viemärin vesisyvyyden mittausarvoista (mvp), viemärin laskennallisesta virtaamasta (l/s) ja sadantamittauksesta (mm/min). Laskennallinen virtaama on määritetty kohdeviemärin Saint-Venantin yhtälöiden ratkaisusta tehdyllä soviteyhtälöllä. Sadantatieto tulee rajapinnan kautta viralliselta sääasemalta. Vesisyvyys on mitattu Detectronic LiDoTT-mittalaitteella ja tiedonsiirto on toteutettu Detectronic MSFM Lite-tiedonkeruu- ja tiedonsiirtolaitteella. Kuvakaappaus on otettu Preventos Informatics Oy:n selainpohjaisesta pilvipalveluratkaisusta.