Sök
Cirkulation 3/21
partners logo

Simon Granath, utvecklingsingenjör, är inte sen att dra på sig varselkläderna och matcha AI-fynden mot hur det ser ut ute i verkligheten. FOTO: Tomas Carlsson

partners logo

Av många hjälpmedel är markzonaren det sista för att mer eller mindra exakt lokalisera var vattenledningen spruckit. FOTO: Tomas Carlsson

Läckfinnare med full teknikarsenal

Det lönar sig i hög grad att leta och laga vattenläckor, har VA Syd konstaterat och använder allt från AI, Artificiell Intelligens, till gammal hederlig mänsklig intelligens och erfarenhet i sökandet. Den nya tekniken är spännande, men än vinner människan. Kombinationen kan dock i längden visa sig vara oslagbar.

Text/Tomas Carlsson

Det vimlar av gammal infrastruktur i Vattensverige och runt 15 procent av vattenproduktionen läcker ut (Svenskt Vatten, oktober 2020). Kommunalförbundet VA Syd har sammantaget ett jämförelsevis hyfsat läge med sina 11 procent i snitt mellan medlemskommunerna i dricksvattenförluster, men det är i alla fall uppemot 25 miljoner kronor årligen som bokstavligen »rinner ut i berggrunden« för de fem Skånekommunerna. Det motsvarar nästan 1,5 Hyllie vattentorn om dagen.

Mellan de ingående kommunerna varierar det mellan 23 och 9 procent vatten som inte ger några inkomster. Den stora merparten är vattenläckor, men även egen intern användning och annan icke mätt förbrukning, som exempelvis räddningstjänsten, ingår.

– Ett av våra mål är att minska de nuvarande vattenförlusterna på fem miljoner kubikmeter, till bara åtta procent av den totala produktionen i VA Syd senast år 2025. Vi sneglar på vad de uppnått i Danmark där de ju har en straffavgift på läckage över tio procent och ligger på åtta procent nu. Vi ligger på samma breddgrad, så kan de så kan vi. För att nå detta har vi ett stort åtgärdspaket, berättar utvecklingsingenjörerna Simon Granath och Victor Pelin hos VA Syd när Cirkulation besöker kontoret på Bagers Plats i Malmö. De ingår i den nya enheten Strategi & Utveckling med fokus på digitalisering, som funnits i två år nu.

Tillsammans fick de förra året New Generation-priset från Föreningen Vatten för sina insatser kring digitalisering och AI inom vattenindustrin. Mycket av deras arbete sker med datorer i kontorsmiljö och en laptop under armen är ett naturligt arbetsredskap i korridorerna. Men de har inte heller långt till varselkläderna och besök på fältet, vilket ska ske senare den här senvinterdagen.

Sedan drygt ett år leder de ett digitaliseringsprojekt där lilla Veberöd i östra delen av Lunds kommun är testbädd för läcksökningsteknik med artificiell intelligens. Ett vattenledningsnät som täcker drygt 5 000 invånare är lagom stort för tester och hydrauliska modeller med simuleringar. Särskilt bra är att redan sedan tidigare är 70 procent av vattenmätarna i Veberöd fjärravlästa.

Det de arbetar fram vid Romeleåsens fot ska sedan kunna skalas upp till att omfatta också de andra kommunerna i VA Syd; resten av Lund, Malmö, Burlöv, Eslöv och Lomma.

Valet föll på ett  spanskt AI-system som via Siemens anpassats till förhållandena och villkoren i VA Syd. Det var det brittiska innovations- och forskningsföretaget Isle Utilities som anlitades för att göra en skanning av världsmarknaden för smarta system och det ledde till det val VA Syd till slut skulle falla för.

– Det spanska systemet Buntbrain poppade upp vid Isle Utilities så kallade »horizon scan«. Problemet var dock att det systemet var molnbaserat och det tillåter inte vi av säkerhetsskäl. Men Siemens löste det genom att ordna en intern installation i våra egna serverhallar. Vi har ju en egen IT-enhet och egen infrastruktur, berättar Simon Granath.

Bunt Planets system Buntbrain Leakfinder heter i samarbetet med Siemens nu Siwa Leak Plus.

– Det vi föll för var kombinationen av simuleringar i hydrauliska modeller och maskininlärningsteknik, säger Victor Pelin.

För att först förklara kortfattat så bygger systemet upp en tidskurva som visar förväntat flöde och förbrukning utifrån historisk data. Ovanpå denna läggs så den aktuella kurvan just för stunden. När avvikelsen blir för stor går larmet. Vi får se en kurva där det är uppenbart att ett stort brott skett på en ledning, men även mindre läckor kan detekteras. Det är ett kontinuerligt arbete som gör systemet alltmer sofistikerat efterhand.

– Om vi ser avvikelser som vi vet inte är läckor, och talar om det för programmet, så lär det sig på så sätt bättre och bättre vad det ska reagera för eller inte, säger Simon Granath.

I Veberöd finns det cirka 1 000 hushåll med fjärravlästa vattenmätare. Sedan finns det också flödesmätare i tryckstegringsstationerna. Systemet får kontinuerligt in data från tre tryckzoner. Genom att successivt lära sig hur vattenbalansen fungerar går det att förutse vilka data som kan förväntas komma in. Det fiffiga är att systemet kan skapa virtuella mätzoner, vilket rejält skär ned på kostnaden för mätare.

– Med två mätare på ledningsnätet kan vi skapa sju mätzoner. Vi ska installera 200 mätare totalt hos VA Syd och de kostar en kvarts miljon styck. Så det var ytterligare en anledning att välja Buntbrains lösning med virtuella mätzoner, förklarar de båda utvecklingsingenjörerna.

VA Syd har den första installationen i Sverige av systemet. Den hydrauliska modell som följde med systemet var i behov av en ordentlig dynamisk kalibrering. Det skedde genom ett stresstest med rejäla trycksänkningar. Från brandposter på olika håll togs det ut flöden på uppemot 40 liter per sekund i olika sekvenser och trycket mättes på ett 20-tal ställen för att se hur de stora uttagen påverkade. På det sättet kalibrerades modellen så att det går att förutse rörledningsnätets reaktion vid olika scenarier. Detta gör också att de virtuella mätzonerna fungerar.

Sommaren förra året var de ute på nätterna och simulerade vattenläckor genom att sätta brandposter på att rinna en aning. Systemet kunde då upptäcka så små läckor som 0,5 liter per sekund. Även små läckor, som pågår under lång tid, ger stora förluster. Det är inte ovanligt att läckor smiter ned i dagvattennätet eller avloppsnätet. Eller helt enkel smiter genom hålrum i berggrunden. När det inte kommer upp i dagen eller orsakar slukhål kan läckorna pågå i åratal och ge stora förluster. Men med nya tider och nya metoder kan sådant nu elimineras i högre grad.

– Systemet kan också hitta rena vattenstölder i ledningsnätet, exempelvis från brandposter, säger Simon Granath.

Under 2021 ska systemet utökas för att täcka hela Lunds kommun och det pågår arbete med att installera 30 stycken flödesmätare på ledningsnätet.

Simon och Victor ser ingen ände på möjligheterna med systemet när det nu finns så mycket oanvänd data och sensorer som kan användas mycket bättre än att bara notera nulägesstatusen. Det är då begrepp som Big Data och Internet of Things rotar sig i dricksvattenvärlden.

Annons:
Svenskt Vatten 2021


Ett exempel på det är att de fått in historiska mobiltelefondata som visat var människor befunnit sig i rutnät på 500 meter i kvadrat, sex gånger per dygn. Med sådan avpersonifierad data ska det gå att förstå och förutspå förbrukningen bättre. De vill också se hur coronapandemin med mycket hemmaarbete har påverkat vattenförbrukningen.

Förutom att sätta upp målet med bara åtta procents förluster till 2025 finns också en rad väl kvantifierbara läcksökningsmål. Dessa är anpassade till ILI, Infrastructure Leakage Index, som är en kvot mellan de faktiska årliga vattenförlusterna och de vattenförluster som är svårast att hitta eller göra något åt. Är den kvoten över 3,5 anses det vara oacceptabelt.

Deras mål är nu:

•    Hitta minst två läckor om dagen i snitt med ILI över 4.
•    Hitta minst en läcka om dagen i snitt med ILI under 4.
•    Hitta minst 0,5 läckor om dagen i snitt med ILI lägre än 2.

Kommunerna i VA Syd har idag ILI-tal mellan 5,2 och 0,9.

För att nå dessa mål ska den nya gruppen vara snabba att testa och utvärdera ny teknik. I detta har också ingått att använda sig av satellitteknik för att spåra vattenläckor. Det är samma teknik som använts för att spåra vatten på Mars, Venus och andra planeter och är framtagen av det israeliska bolaget Utilis. Principen är att det tack vare skillnaden i konduktivitet mellan behandlat vatten, det vill säga dricksvatten, och grundvatten går att skanna fram misstänkta platser med läckor.

En radarsignal skickas från satelliten och vid avläsning kan saker upp till två meter under markytan avslöjas. Genom spektrumanalys kan signaturen för olika slags vatten kartläggas, där behandlat vatten har annorlunda salthalt. När kartan över ledningsnätet och satellitkartan kombineras kan platser med misstänkta läckor pekas ut.

– Vi hittade 63 läckor på fyra veckor. Det är 3,6 om dagen, mot tidigare bara fyra per vecka. Fast innan det här jobbade vi i och för sig inte lika aktivt med läcksökning, berättar Simon Granath.

Det är nu de båda avslöjar något omskakande:

– Det som ger bäst resultat är att vi aktivt är ute i fält och letar. En av fem markerade satellitpunkter var faktiska läckor. Men när vår mest erfarna personal själva fick markera punkter där de trodde att det kunde vara läckor visade det sig att fyra av fem sådana punkter var läckor i verkligheten.

Människors erfarenhet visar sig just nu fungera bättre än high tech från rymden, alltså. Och när de plockade fram punkter i sitt ledningsnät med slumpgenerator blev träffsäkerheten likadan som med satellittekniken. Frågan är hur sådana jämförelser blir när den aktiva läcksökningen medfört ett mycket tätare ledningsnät så att det är färre läckor och då också längre mellan läckorna?

– Vi kan inte säga än om satellittekniken funkar eller inte, det behöver vi undersöka mer i framtiden. Vi har även testat satellitteknik från svenska Metria som också skickar radarsignalar, men bara fungerar på åkermark, säger Victor Pelin.

– Slutsatsen var att vi har så många vattenläckor där ute att vi måste börja jobba proaktivt med att leta vattenläckor. Därför anställdes det två personer på heltid för att aktivt leta vattenläckor, vilket i sig är ett fantastiskt resultat av projektet. Eftersom de hittar så många läckor som kostar oss pengar, räknar vi med att spara mycket pengar på att anställa, säger Simon Granath.

VA Syd använder sig också av den metod som Stockholm Vatten och Avfall använder, där ledningsnätets karakteristikdata kombineras med AI. Maskininlärningen kan sedan hitta punkter där sannolikheten är hög för läckor. Dimensioner, material, ventiler, brandposter, jordmån, trafiklast, nederbörd, ålder är bara några parametrar i ett sådant system. Detta har Cirkulation berättat om tidigare (Cirkulation 5/18).

Under Cirkulations besök görs sådan läcksökning i ett villaområde i Bunkeflostrand i södra Malmö. Området är utpekat som ett högriskområde för att läckor ska uppstå. När vi kommer dit efter en coronasäker transport är en läcka på en huvudledning redan framgrävd för lagning och flera andra är lokaliserade. Läcksökarna och ledningsnätsteamet gör skillnad och visar konkret hur det går till.

Vi tar oss fram till gropen på Årtevägen där en läcka just tätats med en muff och en till intill är under behandling. Alexander Nilsson slipar rörytan med en kedja där sprickan finns och står i begrepp att klämma fast ännu en tätningsmuff. Det kan hända att de får gräva ytterligare meter fram. Finns det fler läckor visar det sig när vattnet släpps på igen ut till gatuförgreningen om det då fortsätter att låta i rören.

– Den här läckan var nog på 2 – 3 liter i sekunden. Vattnet kommer aldrig upp marknivå på grund av att här är det kalkberg. Läckan kan ha funnits i många år, säger läcksökaren Robert Jörgensen.

Han visar oss nästa grävställe, i korsningen till Norra vägen. Med en mikrofon och hörlurar får vi lyssna på ventilen och det skvalar verkligen högt så att man förstår att något inte står rätt till. Han har gått gata upp och gata ner i det här området och lyssnat. Till sin hjälp har han också en marksonar som kan lyssna direkt uppe på asfalten. Det låter som man hört i u-båtsfilmer. Den kan behövas just för att peka ut var grävskopan ska börja ta sig ner.

En annan utrustning är “Korrelatorn”. Med den görs lyssning på två ställen på en ledning och genom att mäta ljudnivåerna ger den besked om hur långt det är från mätpunkterna till läckan.

– Jag matar in dimension, material och antalet noder och får sedan fram antalet meter till platsen där röret läcker, säger Robert Jörgensen.

Om du nu är effektiv och hittar alla läckor, hur går det då sen med ditt jobb?

– Jag kan nog hålla på fram till pensionen för läckor finns det hela tiden, flinar Jörgensen och får glatt medhåll av Simon Granath.

Att titta ner i grävda gropar ger också en ny insikt i hur ledningsnätet förr i tiden har anlagts. Det kan ligga stora stenblock i fyllnadsmassorna och med tiden är risken stor att dessa skadar ledningarna. Idag fyller man inte igen gropar kring vattenledningar på samma sätt.

Framåtblickar saknas inte hos Simon och Victor. Bland alla möjligheter finns också en önskan att bättre kunna förutspå och planera underhåll så att investeringsplanerna blir så effektiva som möjligt. I en intervju med Siemens på nätet får de frågan om de har några råd till kollegor i branschen. Då säger Victor Pelin:

– Våga prova och göra misstag. Det viktiga är bara att börja i liten skala. Det är då man lär sig.

Publicerad 2021-05-05 08:00

Uppdaterad 2021-05-05 08:00