تُعدّ شبكة أنابيب الصرف الصحي شريان الحياة تحت الأرض في المدينة، وتتميز بتغيرات كبيرة في التدفق، وأنماط تدفق معقدة، وتدني جودة المياه، وظروف تركيب غير ملائمة للمعدات. لذا، يُعتبر نظام شبكة أنابيب الصرف الصحي في المدن مرفقًا أمنيًا أساسيًا، يؤثر بشكل مباشر على التنمية الاقتصادية واستقرار حياة السكان، ويلعب دورًا حيويًا في تنمية المدينة. ومع تقدم المدن وتطورها، أصبحت إدارتها وصيانتها مهمة ملحة تواجه مديري المدن وصناع القرار.
بالإضافة إلى ذلك، في أسلوب الإدارة التقليدي، لا يمكن فهم تشغيل شبكة الأنابيب إلا من خلال فتح غطاء فتحة التفتيش للمراقبة. ومن المستحيل فهم تشغيل الشبكة بدقة، كما يستحيل اكتشاف الأنابيب القديمة أو التالفة في وقت مبكر. لاحقًا، ورغم إدخال معالجة المعلومات على مستوى منخفض، استُخدمت برامج مثل AutoCAD وExcel وغيرها لتخزين بيانات شبكة أنابيب الصرف الصحي في كتل، مما اقتصر على وظائف عرض الخرائط والاستعلام الأساسية، ولم يعكس خصائص الشبكة المعقدة. وبالتالي، يستحيل فهم تشغيل خط الأنابيب في الوقت الفعلي بدقة. كما أنه غير قادر على توفير إنذار ومراقبة فعالة عبر الإنترنت لمشاكل مثل غمر المياه في المدن، وطفح مياه الصرف الصحي، والتصريف غير القانوني لمياه الصرف الصناعي، والتصريف المفرط لمياه الصرف الصناعي، واختلاط مياه الأمطار ومياه الصرف الصحي.
لذا، يُمكن أن يُوفر رصد التدفق بيانات أساسية لحل مشكلات غمر المياه في المدن، وتلف الأنابيب، وانسدادها، كما يُوفر أساسًا لتشغيل وصيانة شبكة أنابيب الصرف الصحي. في الوقت نفسه، تُتيح الدراسة المنهجية لتدفق شبكة الأنابيب فهمًا دقيقًا لحالة تشغيلها، وتُوفر بيانات مُحددة لدعم إعادة بناء شبكة أنابيب الصرف الصحي. ونظرًا لخصوصية شبكة أنابيب الصرف الصحي البلدية، فمن الضروري اختيار معدات رصد التدفق المناسبة وفقًا للاحتياجات الفعلية للحصول على بيانات دقيقة للتدفق على المدى الطويل وتقليل الحاجة إلى صيانة المعدات.
إذن، ما هي عدادات التدفق المناسبة لشبكة الصرف الصحي لأغراض مراقبة التدفق؟
أولاً، يجب اختيار جهاز يتمتع بقدرة عالية على التكيف، بحيث يمكن استخدامه في بيئات ووسائط معقدة، ولا يتأثر بسهولة برواسب المياه والمواد الصلبة العالقة؛ كما يجب أن يتكيف مع التغيرات السريعة في التدفق ومستوى السائل، وأن يتمتع بنطاق واسع؛ وأن يمتلك قدرة معينة على قياس التدفق العكسي؛ وأن يتعامل مع حالات التدفق الكامل وأنابيب مملوءة جزئياً.
ثانيًا، يتم الحصول على التدفق بدقة؛ التركيب بسيط، والصيانة اليومية قليلة وسهلة. غالبًا ما يكون موقع التركيب داخل غرف التفتيش، حيث يصعب توفير مصدر طاقة واتصال سلكي. لذلك، يحتاج الجهاز إلى بطارية خاصة به، ويتمتع بقدرة تحمل معينة لتقليل الصيانة. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يدعم الجهاز الاتصال اللاسلكي، أو يمكن توصيله بأجهزة أخرى لتحقيق هذه الوظيفة.
علاوة على ذلك، ولأن معدات التدفق الموجودة في فتحة التفتيش معرضة لخطر الفيضانات المفاجئة والكاملة خلال موسم الأمطار، فإنها تحتاج إلى مستوى أعلى من مقاومة الماء لمنع تلفها بسبب الفيضانات، ويكون مستوى مقاومة الماء عادةً أعلى من IP68؛ وعندما يتبين، وفقًا للبيئة، أن تركيز غاز الميثان المعتاد قريب من حد الانفجار، يجب مراعاة استخدام معدات تدفق مقاومة للانفجار.
تعتمد أجهزة قياس التدفق الحالية المستخدمة في شبكات الصرف الصحي بشكل أساسي على طريقة قياس معدل التدفق المساحي. تتميز هذه الأجهزة بسهولة التركيب والاستخدام، وقدرتها العالية على التكيف مع بيئة التركيب، وانخفاض تكاليف صيانتها نسبيًا. يُعرف هذا النوع من أجهزة قياس التدفق في السوق باسم مقياس تدفق دوبلر فوق الصوتي أو مقياس تدفق مياه الصرف الصحي.
ستتشتت الموجات فوق الصوتية عندما تصطدم بجزيئات صلبة صغيرة أو فقاعات في مسار انتشارها، لأنطريقة زمن العبورلا يُجدي نفعاً عند قياس السوائل التي تحتوي على مثل هذه المواد. لا يُمكن استخدامه إلا لقياس السوائل النظيفة.طريقة دوبلرتعتمد هذه الطريقة على حقيقة أن الموجات فوق الصوتية تتشتت. لذلك، تُعدّ طريقة دوبلر مناسبة لقياس السوائل التي تحتوي على جزيئات صلبة أو فقاعات. ومع ذلك، ونظرًا لوجود الجزيئات أو الفقاعات المتشتتة بشكل عشوائي، فإن أداء انتقال الصوت في السائل يختلف أيضًا.
بالإضافة إلى ذلك، عند قياس سائل ذي أداء ضعيف في نقل الصوت، يكون التشتت أقوى في منطقة سرعة التدفق المنخفضة بالقرب من جدار الأنبوب؛ بينما يتشتت السائل ذو الأداء الجيد في نقل الصوت في منطقة السرعة العالية، مما يجعل دقة قياس دوبلر منخفضة. على الرغم من فصل محول الإرسال عن محول الاستقبال، إلا أنه لا يمكنه استقبال التشتت إلا في المنطقة الوسطى من منحنى سرعة التدفق، ومع ذلك تظل دقة القياس أقل من دقة طريقة زمن العبور.
تاريخ النشر: 28 سبتمبر 2015