Организация питьевого водоснабжения в Токио (часть третья)
Потребителям Токио ежедневно поставляется около 6,9 млн. м3 воды. Протяженность водопроводной сети в японской столице превышает 25,6 тыс. км. В результате широкомасштаной и планомерной работы по ремонту и замене труб, использованию новейших методов отслеживания состояния трубопроводов и определения прорывов и повреждений труб потери воды в Токио составляют всего 3,3%. Это самый низкий показатель среди крупнейших мегаполисов мира.
Столицу Японии обслуживают 11 главных станций водоподготовки и 39 распределительных узлов и районных насосных станций. Они служат для транспортировки и доставки водопроводной воды в отдельные районы города, а также для регулирования давления в сети. По состоянию на первый квартал 2008 года в резервуарах на водопроводных станциях и распределительных узлах содержалось в общей сложности около 3,15 млрд. м3 воды.
Протяженность водопроводной сети в Токио составляет 25652 км. Диаметр магистральных трубопроводов - от 400 мм и более, а разводящих трубопроводов - от 50 до 350 мм.
Как правило, за содержанием в исправности домовых водопроводных труб и сантехнического оборудования следят потребители. Бюро по водоснабжению Токио несет ответственность за ремонт труб и другого оборудования, находящегося между точкой ответвления от распределительного трубопровода и водосчетчиком потребителя. При устранении таких аварий и прорывов под частными дорогами и владениями старые трубы на 98% заменяются на новые, стальные или пластиковые.
Особенностью системы водоснабжения Токио является широкое использование накопительных резервуаров в жилых зданиях (40% всех подключений). Сначала вода поступает в резервуар, а затем распределяется по этажам здания. В 2001 году в Закон о водоснабжении - базовый нормативный документ - были внесены поправки, обязывающие должностных лиц городского водопровода контролировать санитарное состояние накопительных резервуаров. В декабре 2002 года городское правительство дополнило Закон о питьевом водоснабжении муниципалитета города Токио положением, в котором были ужесточены требования по содержанию накопительных резервуаров в надлежащем состоянии, причем ответственность была возложена как на городские водопроводные службы, так и на лиц, установивших в своих домах такие резервуары. В настоящее время Бюро по водоснабжению Токио взяло курс на постепенный перевод всех потребителей на водоснабжение по прямой схеме без накопительных резервуаров в домах.
В одно-, трехэтажных домах предусматривается прямое подключение потребителей к распределительным трубам. Для улучшения водоснабжения в малоэтажных домах с июня 2004 года разрешается использовать домовые водопроводные трубы диаметром до 75 мм вместо труб диаметром до 50 мм.
Водопроводные службы намерены осуществить проверку 220 тыс. накопительных резервуаров в Токио и оказывать содействие тем домовладельцам и жильцам, которые будут отказываться от использования накопительных резервуаров. В тех случаях, когда здания имеют повышенную этажность, необходимо дополнительно устанавливать насосы высокого давления (бустерные насосы). Подобные насосы уже давно нашли широкое применение в городских системах водоснабжения в целом ряде стран, однако в Японии в зданиях средней этажности они стали устанавливаться лишь в последние 10-15 лет.
Для оперативного устранения аварий и прорывов в Бюро по водоснабжению Токио организовано специальное аварийное подразделение, которое функционирует круглосуточно. В его распоряжении имеется шесть автоцистерн с питьевой водой, одна спецмашина, три автомобиля, оборудованные средствами оповещения населения, и четыре машины для выезда на места. Специалисты аварийного подразделения не только оказывают необходимую помощь жителям, оказавшимся без воды, но также осуществляют контроль за деятельностью компаний, ведущих строительство водных объектов, проводят проверки водопроводных сетей и установку нового оборудования, следят за ремонтными работами в зоне нахождения магистральных трубопроводов и т.д.
В ведении Бюро по водоснабжению Токио находится большое количество сложных гидротехнических, инженерных и трубопроводных объектов. Для бесперебойной подачи воды в огромный мегаполис с населением около 13 млн. человек, проживающих на территории в 1222 км2, требуется слаженная работа многочисленных объектов и служб - от станций водоподготовки до работников, контролирующих показания счетчиков во- ды. Координирует все звенья этой системы единый центр по управлению водоснабжением Токио.
Центр работает в круглосуточном режиме. Система коммуникаций связывает в единую сеть все объекты водного хозяйства, расположенные на расстоянии в десятки километров. Это дает возможность следить за наполнением водохранилищ и за функционированием паводковых и водозаборных плотин, а также магистральных каналов в бассейне рек Тоне- Ара. При дефиците воды на одном из участков можно перенаправить поток на другие станции водоподготовки или увеличить нагрузку на нужную станцию, не допуская перепадов в водоснабжении города. Так, крупнейшая водопроводная станция Асака может работать параллельно со станцией Хигаши-Мураяма, используя воду из систем рек Тоне-Ара или Тама. Это приобретает особое значение в экстремальных ситуациях, например при возникновении землетрясений.
Специалисты Центра отслеживают прохождение воды на всех этапах с помощью измерительного оборудования, установленного в различных точках. Они осуществляют:
- замер осадков в зонах водосбора;
- измерение уровня и объема заполнения накопительных водохранилищ;
- определение количественных и качественных параметров воды на входе и выходе со станций водоподготовки;
- контроль за работой распределительных узлов и районных насосных станций;
- мониторинг главных магистральных и распределительных трубопроводов.
С помощью многочисленных датчиков, установленных на магистральных водоводах и в распределительных сетях, дежурные Центра могут видеть на мониторах уровень потребления воды в отдельных районах города в данный момент времени и отслеживать динамику водопотребления в течение суток, месяца и т.д. О том, насколько точно оборудование Центра может контролировать уровень потребления воды в Токио, говорят данные, полученные во время матча между сборными Японии и Бразилии на чемпионате мира по футболу в 2002 году.
Подача воды в Токио по трубам под давлением началась в 1898 году, а с 1913 года здесь стали проводиться работы по определению потерь воды в трубопроводах и разработке способов их устранения. Предполагается, что уровень утечек в 1913-1917 гг. составлял около 13%. Наивысший показатель утечек за всю историю водоснабжения Токио отмечался в 1945 году в конце Второй мировой войны (свыше 70%), когда практически вся регулирующая и запорная арматура на разводящих сетях была выведена из строя. В 50-гг. ХХ века был выполнен большой объем восстановительных работ и внедрены методы обнаружения утечек с помощью специальных детекторов и локаторов, что дало возможность в начале 60-х годов снизить потери воды при транспортировке до 20%.
В 1962 году был принят комплексный план по борьбе с прорывами и утечками, который предусматривал замену старых труб новыми из более долговечных материалов (ковкий чугун), применение современных методов поиска утечек, в том числе подземных, и регулярное обследование распределительных сетей в профилактических целях.
Благодаря этому в середине 70-х - начале 80-х гг. удалось стабилизировать потери на уровне 15%. С 60-х годов широкое применение получили трубы из ковкого чугуна диаметром от 1000 до 1500 мм, которые примерно в три раза превосходят по надежности трубы из обычного чугуна. С 1973 года такие трубы стали систематически заменяться на новые, а в 2002 году было принято решение о полной их замене на трубы из ковкого чугуна. Трубы из ковкого чугуна, получаемого из белого чугуна отливкой и дальнейшей термической обработкой, отличаются по сравнению с традиционным чугуном значительно большей прочностью из-за повышенного содержания магния в железо-углеродистом сплаве и наличия сферических или сфероидальных молекул графита (так называемые фуллерены). Такие трубы соединяют в себе коррозионную стойкость чугуна с механическими свойствами стали. Кроме того, они демонстрируют повышенную сейсмоустойчивость и вдобавок имеют внутреннюю облицовку из полимерных материалов, которая препятствует возникновению коррозии и попаданию в воду посторонних веществ. К концу 2007 года около 99% труб в распределительных трубопроводах были заменены на новые трубы из ковкого чугуна.
В 1979 году 90% утечек воды в Токио было вызвано неудовлетворительным состоянием подводящих домовых труб, в основном сделанных из свинца и железа и находящихся под землей без дополнительной изоляции. Во многом это обусловлено спецификой их подсоединения к ответвительным или субмагистральным трубопроводам среднего диаметра, типичной для Токио и других японских городов.
Несмотря на то, что центральные районы Токио почти целиком застроены современными многоэтажными зданиями и небоскребами, большую территорию мегаполиса занимают тянущиеся на много километров кварталы, состоящие из небольших частных домов в два или три этажа, прорезаемые группой высотных зданий или отдельно стоящими башнями. Каждый из частных домов подключен к ответвительному трубопроводу, проходящему под улицами, с помощью отдельной домовой трубы, которая также проложена под землей, но уже на территории домовладельца. Как правило, эти трубы имеют большой возраст и часто находятся в неудовлетворительном состоянии. Поэтому именно здесь происходит больше всего прорывов и утечек. Перед вводом в дом на трубе обычно установлен водомер, который представляет собой своеобразный «пограничный столб», разделяющий домовую сеть на две зоны собственности. Считается, что домовые (подземные и поверхностные) и внутридомовые трубы ниже за водомером являются собственностью домовладельца, поэтому он несет полную ответственность за их состояние и оплачивает все виды ремонта. Та же часть трубы, которая расположена выше водомера (до точки подсоединения ответвительного трубопровода), в случае прорыва воды обслуживается Бюро по водоснабжению Токио, хотя номинально этот участок тоже является частной собственностью. Однако все работы, не связанные с аварийными ситуациями, например, по перекладке или модернизации труб должен оплачивать домовладелец.
С 1980 года в Токио началась частичная замена старых подводящих труб на новые, в основном изготовленные из нержавеющей стали. В связи с высоким процентом утечек, ухудшающимся состоянием труб, а также принятием нового более жесткого норматива по содержанию свинца в питьевой воде (0,01 мг/л вместо 0,05 мг/л) Бюро по водоснабжению Токио разработало в 1994 году программу по полной замене изношенных подводящих труб. В рамках реализации этой программы было изучено 3,5 млн. старых схем, чертежей и рисунков, на основании которых разрабатывались практические шаги по замене труб. Первоначально планировалось завершить основную часть работ в 2000-2002 гг., однако выяснилось, что придется заменить около 900 тыс. свинцовых труб, в связи с чем сроки пришлось сдвинуть. Программу удалось выполнить в 2007 году.
По состоянию на март 2007 года в Токио находится в эксплуатации 245 км чугунных труб, которые прокладывались до 1969 года (1%); 2312 км труб - из чугуна и ковкого чугуна, которые прокладывались в 1969 -1973 гг. (9%); 22 223 км труб только из ковкого чугуна, которые прокладывались с 1973 года и до настоящего времени (89%). Длина всех стальных труб составляет 349 км (1%), а труб из ПВХ - 33 км.
В рамках программы по полной замене изношенных подводящих труб удалось решить целый ряд важных задач:
- заменить старые, опасные для здоровья населения свинцовые и ветхие железные трубы на трубы из нержавеющей стали;
- кардинально решить проблему утечек в домовых распределительных сетях;
- сократить число подключений и количество частных труб под землей;
- повысить сейсмоустойчивость всей системы городского водопровода.
В результате принятых мер по широкомасштабному ремонту и замене труб, внедрению современных методов и аппаратуры для отслеживания состояния трубопроводов и точного определения прорывов и повреждений труб потери воды в 1993 году снизились до 9,9%, в 1998 году - до 8% (133 млн. м3), в 2003 году - до 4,7% (75 млн. м3).
В 2007 году уровень утечек уменьшился до рекордного значения 3,3% (54 млн. м3), что является самым низким показателем среди крупнейших городов мира с населением от 4 млн. жителей и более.
Анализ ремонтно-восстановительных работ водопровода Токио за 2007 год показывает, что из общего числа аварий (16270) в городских сетях 93,3% пришлось на поверхностные утечки (15173), на подземные - 6,7% (1097). Для сравнения: в 2003 году было всего зарегистрировано 27702 случая прорывов и аварий, из которых 24186 - поверхностные утечки, 3516 - подземные утечки.
В случае аварии все заявки поступают в отдел по обслуживанию и ремонту Бюро по водоснабжению Токио. Для максимально оперативной работы в отделе имеется семь подразделений (14 пунктов обслуживания потребителей), в которых круглосуточно дежурят сотрудники Бюро по водоснабжению и работники организаций-подрядчиков, которые выполняют весь объем ремонтно-восстановительных работ. В качестве генподрядчика на территории Токио и в окрестностях города выступает компания Tokyo Waterworks Service Co., Ltd. Работа по обнаружению скрытых повреждений трубопроводов и незаметных утечек, в основном подземных, целиком находится в ведении специалистов Бюро по водоснабжению. Она строится на плановой основе - последовательно проверяется вся распределительная сеть каждого квартала в пределах городского района. Как правило, проверки выполняются в наиболее тихий ночной период времени, так как для выявления скрытых утечек применяются разнообразные тонкие аналитические тесты и методы, включая акустические.
Особое внимание в Токио уделяется разработке и внедрению простых в обращении и эффективных методов и приборов для диагностики и идентификации подземных утечек. Дело в том, что столица Японии Токио отличается чрезвычайно высокой плотностью застройки и очень высокой интенсивностью уличного движения, в связи с чем возникают большие трудности по поиску и диагностике поврежденных трубопроводов, залегающих в труднодоступных местах иногда на достаточно большой глубине. В русле решения этой задачи ведется широкая научно-исследовательская работа и осуществляется подготовка высококвалифицированного персонала.
В структуре Бюро по водоснабжению Токио действует центр технического развития и обучения, специалисты которого разрабатывают большинство методик и устройств, находящихся в арсенале работников водопроводного хозяйства японской столицы. В настоящее время для обнаружения скрытых дефектов труб и утечек используется широкий спектр методов и диагностической аппаратуры - от простых и дешевых до самых сложных и дорогостоящих. Это:
- акустический метод;
- метод обнаружения утечек по минимальному значению потока в ночной период;
- корреляционный метод;
- течеискатели интегрированного типа;
- течеискатели трансмиттерного типа;
- другие методы и устройства.
Фото в открытии материала: funjapan.ru
Александр Литвинов
(Окончание следует)
Журнал «Вода Magazine», №7 (23), 2009 г.
