0
図3‑5モ デ ル に よ る1日 の 水 圧 変 化
(3)漏 水 削 減 効 果 の 推 定
夜 間 に 生 じて い る 余 剰 水 圧10mを 抑 制 した 場 合 の漏 水 削 減 効 果 を 推 定 す る.一 般 に 配 水 区 域 内 の 水 圧 と漏 水 量 との 比 率 に は,以 下 の 関 係 が あ る こ とが 実 験 的 に 確 認 され て い る8)'11).
÷一〔 訂(3‑6)
こ こ で,
1:漏 水 量[m3/h], E:有 効 水 頭[m],
α:実 験 乗 数[一],
を 表 し,添 え 字 の0は 圧 力 調 整 前 の 漏 水 量 お よ び 有 効 水 圧 を 示 す.(3‑6)式 は,配 水 本 管 で の 減 圧 に よ っ て,配 水 支 管 や 給 水 管 で の 漏 水 を 水 圧 抑 制 率E/Eoの α 乗 に 比 例 し て 削 減 で き る こ と を 示 し て い る.α は0.5〜1.5の 範 囲 を 取 る こ と が 一 般 的 で あ る が,こ こ で は 実 験 的 に 算 出 さ れ た1.1512),13)を 採 用 し た.
対 象 と す る 配 水 区 域 で の 夜 間 の 平 均 的 な 水 圧 をPo[m],1日 の 漏 水 量 をLo[m3/日]と す る と, 1日 の う ち 水 圧 をPo‑∠Pま でh時 間 だ け 抑 制 し た 時 の1日 の 漏 水 量Li[m3/日]は,以 下 の 式 で 表 現 で き る.
均一四 寧 ゾ 恥(3‑7)
電 動 弁 に 比 較 的 近 いPAに 関 して 言 え ば,夜 間 の 平 均 的 な 水 圧Poを50mと し,夜 間 の5時 間 だ け水 圧 を10m抑 制 で き た とす る と,(3‑7)式 に 従 い,
互 一(24‑5鴫101b‑。953
Lo24
と な り,1日 の 漏 水 量 を 約5%削 減 可 能 と推 定 す る こ と が で き る.
第4節 現場試験 での対策立案 と実効果評価
前 節 ま で に,夜 間 の 余 剰 水 圧 を 抑 制 す る こ とで 漏 水 削 減 が 見 込 め る こ と が 分 か っ た.本 節 で は,現 場 試 験 と して,実 際 に夜 間 の 水 圧 測 定 を 実 施 して 余 剰 水 圧 を確 認 す る と と も に, バ ル ブ 操 作 に よ る余 剰 水 圧 の抑 制 に つ い て 説 明 す る.ま た,夜 間 最 小 流 量 の 分 析 に よ っ て そ の 効 果 を 検 証 す る.
(1)減 圧 効 果 の 現 場 測 定
ま ず,夜 間 に減 圧 が 可 能 な ア ク チ ュ エ ー タ の 性 能 を知 る必 要 が あ る.そ の た め 本 配 水 プ ロ セ ス で は,中 央 監 視 シ ス テ ム か ら余 剰 水 圧 を 抑 制 で き る1ヵ 所 の 電 動 バ ル ブ の 開 度 を夜 間 に絞 っ た 場 合 のPAお よ びPB付 近 の1日 の 水 圧 測 定 を実 施 した.結 果 を 図3‑6に 示 す.従 来 か らの 弁 開 度 は25%で あ っ た の に 対 し,段 階 的 に1%ず っ21%ま で 絞 っ て い っ た 結 果 で あ る.図 に 示 す よ うに,夜 間 の 弁 開 度 を絞 る こ とに よ っ てPAお よ びPBが 減 少 して い る こ と を確 認 す る こ とが で き た.キ ャ ビテ ー シ ョン の 発 生 を 抑 制 す る た め に,弁 開 度 を21%よ り 絞 る こ と が で き な い シ ス テ ム 上 の 制 約 が あ る た め,現 場 測 定 も21%ま で と して い る.
な お,図3‑6で 示 して い る 弁 開 度 が20%よ り小 さ い 時 の 末 端 圧 力 は,弁 開 度21%か ら24%
ま で の 末 端 圧 力 の 測 定 値 に 基 づ い て,弁 開 度u(%]に 対 す る圧 力 損 失C。[m]を(8)式 で 近 似 し, 最 小 二 乗 法 に よ り得 られ た パ ラ メ ー タcお よ びnを 用 い て,外 挿 した 場 合 の参 考 値 で あ る.
α一 酬 (3‑8)
◆PA(実 測)・PB(実 測)PA(外 挿)PB(外 挿) 70
60
■ ■ ■ ■
莫50× × × × × × ◆ ◆t◆
出40 30 20
151719212325
夜 間 の 弁 開 度[%】
図3‑6弁 操 作 に よ る 末 端 圧 力 の 変 化
ま た,図3‑7に 示 す よ うに,電 動 弁 の操 作 で 末 端 圧 力 が 下 が っ た こ とに よ っ て,1日 の 夜 間 最 小 流 量 も減 少 して い る こ と を確 認 で き た.夜 間 最 小 流 量 とは,夜 間 の 時 間 帯 で 水 使 用 量 の 全 く無 い と考 え られ る 夜 間 の 時 間 帯 に お け る最 小 の 流 量 を い う.配 水 区域 の 規 模 に も 依 存 す る が,夜 間 最 小 流 量 の 変 化 を漏 水 量 の 変 化 とみ な す こ と に よ っ て,配 水 区 域 の 漏 水 量 変 化 を捉 え る こ とが で き る14).
■ 夜 間 最 小 流 量 咽 一弁 開 度
160 140 ミ120圭 醐100
輝 呂o
÷ 皿囲60
40 超
20 0
25 24 23 22浜 21{聚 20峠 19 18 17
就就試ぱ避就試ぱ賦ア
図3‑7弁 開 度 に伴 う夜 間最 小 流 量 の変 化
(2)運 転 改 善 方 法 の 立 案
前 項 で バ ル ブ 操 作 に よ っ て 余 剰 水 圧 を 抑 制 で き る こ と が 分 か っ た.本 項 で は,夜 間 に バ ル ブ 操 作 す る 時 間 帯 を特 定 し,さ らに 現 場 で バ ル ブ 操 作 す る 開度 を決 定 す る.
図3‑8に 現 場 測 定 したPAお よびPB付 近 の1日 の 水 圧 変 化 を 示 す.図 に 示 す よ うに,両 水 圧 と も22時 か ら水 圧 が 高 く な り始 め,水 需 要 が 増 え始 め る翌 朝7時 ま で概 ね10mか ら15m程 度 の 余 剰 水 圧 を確 認 で き た.し た が っ て,22時 か ら翌 朝7時 の 時 間 帯 で 電 動 弁 を 操 作 す る こ と が 可 能 と判 断 した.
ま た,前 掲 の 図3‑6に 示 した よ うに,例 え ばPBを50mに 維 持 す る程 度 で 良 け れ ば 弁 開 度 を 19%ま で 絞 る こ とは 可 能 とな るが,シ ス テ ム 上 の制 約 を優 先 して 最 小 の 弁 開度 を21%ま で と
した.
PA‑PB 70