Sectorización del sistema de abastecimiento de agua potable del municipio de muro de Alcoy

Abstract

[EN] Today's most common problem with managing a water distribution network is the necessity of improving the hydraulic conditions of the networks on service. Currently, in order to improve the network managing and the hydraulic efficiency, a distribution network sectorization is commonly used, consisting on physically dividing the networks into independent hydraulic sectors (also known as District Area or hydrometric sectors), also including, at the entrance and exit of those sectors, flow rate counters with the aim of obtaining a better control of the hydric balance. The specific objectives of the sectorization are as follows: •Reducing the areas affected by the supply outage. •Facilitating the water outage tasks •Improving the contributed water flow control and therefore improving the system performance control. •Improving the supply pressure. •Decreasing the leaks at the provision network in order to increase the system's hydric performance. •Reduction of the supply costs. This study addresses the different problems that currently exist at the distribution network at Muro de Alcoy municipality. The antiquity of the pipe lattice at the village's network, together with the high difference of the existing heights between the drinking water storage facilities and those of the distribution network, have caused an unsustainable situation of the Muro de Alcoy's drinking water provision system. The low hydraulic performance (42%) situation and the network high pressures (70-90 mca), together with the lack of management tools for enabling the optimal functioning and the lack of the economic resources for carrying them out, make this supplying network a riddle difficult to solve. All this facts motivated a detailed study of the Muro de Alcoy network, using a mathematical model that can reproduce the network behavior. The drinking water distribution system of Muro de Alcoy is composed by two independent collectors that feed two header tanks and both distribute to the general network. It must be emphasized that the drinking water injection to the supply network is produced only from the regulation deposits. For the creation of the model, the software EPANET was used, and many different information was used, such as existing pressures, water flow data, user demands, terrain topography, network features, etc. As in every model's implementation, the first step was to calibrate and validate the model. In this case, a formal calibration was not performed, as the necessary data was not available, however, it was verified that the model approximated very accurately to the possible behavior of the existing network. Once the high accuracy of the model was checked, a sectorization scenario was designed, solving the existing high pressures of the network, controlling the flow delivery from each of the regulation deposits and finally actively controlling the system leaks in order to maintain an optimal hydric system's performance. This scenario was based on the creation of sectors dividing Muro de Alcoy municipality into 4 areas. At the beginning of each of the sectors, excluding sector 3, an installation of water flow counter was proposed, in order to regulate the pressures that have been projected from the three pressure regulation valves. As a complementary measure, it was proposed to eliminate one of the collectors in order to obtain energy savings. By using the scenario previously described, an interesting analysis of the network performance was done, as well as an economic evaluation of the necessary activities for the sectorization. The results of the analysis allowed to find out, in numbers, the increase of the performance to a 70% and the significant decrease of the pressure after applying the proposed measures. With the proposed measures, the previously commented network problems of this project softened. However, there is still a lot of work to do as the hydraulic performance of a 70% is not a value that allows completing the improvements at any installation.

[ES] Hoy en día el problema más común a la hora de gestionar una red de distribución de agua potable es el de tener que mejorar las condiciones hidráulicas de las redes en servicio.Actualmente para mejorar la gestión de la red y poder mejorar su eficiencia hídrica se recurre a la sectorización de la red de distribución, que consiste básicamente en dividir físicamente la red en sectores hidráulicos independientes (también llamados District Metered Area o sectores hidrométricos) e incluir a la entrada y a la salida de los mismos unos contadores de caudal, con el fin de conseguir un mejor control del balance hídrico. Los objetivos específicos de la sectorización son los siguientes: •Reducir las áreas afectadas por los cortes de suministro, reduciendo así el número de usuarios afectados. •Facilitar la tarea de cortes de agua. •Mejora del control de los caudales aportados y por tanto mejor control del rendimiento del sistema. •Mejora de la presión de suministro.

•Disminución de fugas en la red de abastecimiento para aumentar el rendimiento hídrico del sistema. •Reducción de costes en el suministro. El estudio que se presenta se basa en la descripción de las problemáticas que actualmente presenta la red de distribución del municipio de Muro de Alcoy.La antigüedad del entramado de tuberías de la red del municipio junto a la elevada diferencia de cota existente entre las instalaciones de almacenamiento de agua potable y las de la red de distribución ha abocado al sistema de abastecimiento de agua potable de Muro de Alcoy a una postura insostenible. La situación del bajo rendimiento hidráulico(42%) y las elevadas presiones que ofrece la red( 70-90 mca) sumado a la falta de medio de gestión que faciliten el funcionamiento óptimo del sistema y la falta de recursos económicos para realizarlos hacen de esta red de abastecimiento un rompecabezas difícil de resolver. Son estas razones las que han motivado a realizar un estudio en detalle de la red del municipio de Muro de Alcoy mediante un modelo matemático que reproduzca el comportamiento de la red. El sistema de distribución de agua potable de la red de Muro de Alcoy esta compuesto por dos captaciones independientes que alimentan a dos depósitos de cabecera y ambos distribuyen a la red general. Se debe destacar que la inyección de agua potable a la red de abastecimiento se produce únicamente desde los depósitos de regulación. La confección de este modelo se ha realizadon mediante el programa EPANET para lo cual se ha requerido multitud de información como presiones existentes, datos de caudales registrados, demandas de los usuarios, topografía del terreno,características de la red, etc. Como en el empleo de todo modelo, el primer paso ha consistido en la calibración y validación del modelo. En este caso en concreto no se ha realizado una calibración como tal ya que no se disponen de los datos necesarios para la misma, pero si se ha realizado la comprobación de que el modelo se aproxima con la mayor fidelidad posible al comportamiento de la red existente. Una vez comprobado que el modelo reproduce de la mejor forma posible el comportamiento del sistema se ha procedido al diseño de un escenario de sectorización que solucione las presiones elevadas existentes en la red, controle el reparto del flujo desde cada uno de los depósitos de regulación y finalmente controlar de forma activa las fugas para mantener un rendimiento hídrico óptimo del sistema. Este escenario se ha basado en la creación de sectores los cuales dividen el muncipio de Muro de Alcoy en 4 areas.Al inicio de cada uno de los sectores, exceptuando el sector 3, se plantea instalar unos contadores de caudal y para regular las presiones se han proyectado tres válvulas reguladoras de presión. Como medida complementaria se ha propuesto plantear la eliminación de una de las captaciones y conseguir con ello un ahorro energético. Mediante el uso del escenario anteriormente descrito, se ha realizado un interesante análisis del funcionamiento de la red y se ha realizado una valoración económica de las actuaciones necesarias para la sectorización. Los resultados del análisis han permitido dar a conocer en cifras el aumento del rendimiento al 70% y la notable disminución de presión al aplicar las actuaciones propuestas. Con las actuaciones propuestas se han suavizado los problemas que se han ido resaltando en este proyecto, pero cabe decir que aún queda mucho trabajo ya que un rendimiento hidráulico de un 70 % no es valor que permita finalizar las mejoras en ninguna instalación.

[CA] Hui en dia el problema més comú a l'hora de gestionar una xarxa de distribució d'aigua potable és el d'haver de millorar les condicions hidràuliques de les xarxes en servei.Actualmente per a millorar la gestió de la xarxa i poder millorar la seua eficiència hídrica es recorre a la sectorització de la xarxa de distribució, que consistix bàsicament en dividir físicament la xarxa en sectors hidràulics independents (també anomenats District Metered Àrea o sectors hidromètrics) e incloure a l'entrada i a l'eixida dels mateixos uns comptadors de cabal, a fi d'aconseguir un millor control del balanç hídric. Els objectius específics de la sectorització són els següents: -Reducir les àrees afectades pels talls de subministrament, reduint així el nombre d'usuaris afectats. -Facilitar la tasca de talls d'aigua. -Millora del control dels cabals aportats i per molt millor control del rendiment del sistema. -Millora de la pressió de subministrament. -Disminució de fugues en la xarxa d'abastiment per a augmentar el rendiment hídric del sistema. -Reducció de costos en el subministrament. L'estudi que es presenta es basa en la descripció de les problemàtiques que actualment presenta la xarxa de distribució del municipi de Mur d'Alcoy.La antiguitat de l'entramat de canonades de la xarxa del municipi junt amb l'elevada diferència de cota existent entre les instal·lacions d'emmagatzemament d'aigua potable i les de la xarxa de distribució ha abocat al sistema d'abastiment d'aigua potable de Muro d'Alcoi a una postura insostenible. La situació del baix rendiment hidràulic (42%) i les elevades pressions que oferix la xarxa (70-90 mca) sumat a la falta de mig de gestió que faciliten el funcionament òptim del sistema i la falta de recursos econòmics per a realitzar-los fan d'esta xarxa d'abastiment un trencaclosques difícil de resoldre. Són estes raons les que han motivat a realitzar un estudi en detall de la xarxa del municipi de Muro d'Alcoi per mitjà d'un model matemàtic que reproduïsca el comportament de la xarxa. El sistema de distribució d'aigua potable de la xarxa de Muro d'Alcoi esta compost per dos captacions independents que alimenten a dos depòsits de capçalera i ambdós distribuïxen a la xarxa general. S'ha de destacar que la injecció d'aigua potable a la xarxa d'abastiment es produïx únicament des dels depòsits de regulació. La confecció d'este model s'ha realizadon per mitjà del programa EPANET per a la qual cosa s'ha requerit multitud d'informació com a pressions existents, dades de cabals registrats, demandes dels usuaris, topografia del terreno,características de la xarxa, etc. Com en l'ocupació de tot model, el primer pas ha consistit en la calibratge i validació del model. En este cas en concret no s'ha realitzat una calibratge com a tal ja que no es disposen de les dades necessàries per a la mateixa, però si s'ha realitzat la comprovació que el model s'aproxima amb la major fidelitat possible al comportament de la xarxa existent. Una vegada comprovat que el model reproduïx de la millor forma possible el comportament del sistema s'ha procedit al disseny d'un escenari de sectorització que solucione les pressions elevades existents en la xarxa, controle el repartiment del flux des de cada un dels depòsits de regulació i finalment controlar de forma activa les fugues per a mantindre un rendiment hídric òptim del sistema.