אתגר מקורות
כיצד אפשר לנטר מרחוק את איכות וכמות המים במאגרים פתוחים?
האתגר:
כיצד ניתן לבצע בדיקת אל הרס לריתוכי מילאת המתבצעים בחיבורי צנרת בשיטת "פעמון" בעת הנחת קווי צנרת מים.
רקע לבעיה
חברת מקורות מפעילה עשרות מאגרים עיליים של קולחים באיכות שניונית ושלישונית המשמשים להשקייה חקלאית. בעוד בישראל כמעט לא מסופקים מי שתייה ממקורות עיליים (פרט לכנרת), בעולם זהו מקור עיקרי לאספקת מי שתייה וקיימים אלפי מאגרים ואגמי מים מתוקים.
פריחות של גורמים ביולוגיים שונים (פיטופלנקטון, זואופלנקטון, אצות חוטיות וצמחי מים) עלולות להוביל לסתימות מסננים ואביזרי השקיה, לשיבושים בהשקיה ולנזקים חמורים לחקלאים. בנוסף, רגולציה המתגבשת בארץ בנושא אספקת מים מושבים, צפויה להכתיב ערכי עכירות הנמוכים מ- 10 NTU ותחייב ניטור של מאגרי המים הפתוחים בסמוך לזמן אמת במטרה לטפל באיכות המים ובמטרדים עוד בטרם מסופקים המים לצרכנים.
האתגר בפירוט
הבחנה במגמות (עליה/דעיכה וקצבם) של פרמטרים באיכות המים (ביולוגיים, כימיים ופיזיקליים) במרחב המאגר ובזמן אמת, באמצעי חישה מרחוק ללא מגע עם המים.
על המדידות לנטר פרמטרים שונים של איכות המים לפי תקנות קולחין וכן גורמי סתימה אפשריים למסננים וציוד השקיה (פרמטרים ביולוגיים, כימיים ופיזיקליים, או חלקם).
כמו כן, נדרש ניטור מדויק מרחוק של כמות המים במאגר - מפלס, נפח וכד'.
תדירות מינימלית נחוצה לניטור - פעם בשבוע (עדיפות לתדירות יומית או יותר).
מי הגלם - קולחים שלישוניים במאגרים המספקים מים להשקיה חקלאית ו\או מים עיליים הנכנסים למפעלי הטיפול בטרם יסופקו כמי שתיה.
ניטור מרחוק של משתנים כימיים, פיזיקאליים וביולוגיים במי הגלם לשתייה, במים המושבים להשקיה חקלאית ובשטח סוללות המאגרים, שתוצאותיו מתקבלות בסמוך לזמן אמת יאפשר להצביע ואף להתריע על שינויים ובמרחב במספר קטגוריות:
-
מים במאגרים פתוחים, בעיקר קולחים להשקיה חקלאית, הינם עשירים בנוטריינטים (חנקן, זרחן, חומר אורגני) המעודדים פריחות אצות ובהמשך עליה בביומאסה של זואופלנקטון. התפתחות מהירה ובלתי נשלטת כזו מהווה מטרד באספקת המים ומובילה לשטיפות מסננים מרובות ולסתימות אביזרי השקיה אצל צרכן המים.
-
במי הגלם לשתייה ניטור איכות המים תאפשר הבחנה בכניסה או בדעיכה של עכירות וחומר מרחף, חדירת זיהום שפכים או זיהומים ממקורות תעשייתיים במים. כימות ואפיון התפתחות פריחת אצות לסוגיהן השונים (למשל: אצות כחוליות בעלות פוטנציאל לייצור רעלנים או אצות צורניות בעלות פוטנציאל לסתימות מסננים וכו).
-
מעקב אחר היציבות המבנית של סוללות המאגרים להבחנה והתראה מוקדמת במקרה של סכנת פריצת הסוללה. זאת דרך מעקב אחר גלישת הסוללות או הבחנה בהתפתחות צמחיה חריגה.
-
חישוב כמויות המים במאגרי תפיסת השיטפונות ומאגרי ההחדרה דרך חישובי מפלס ושטח כיסוי המים בהתאמה למפת גבהים DSM ונפחים ידועים.
קריטריונים לפתרון מוצלח
על הפתרון לעמוד בקריטריונים הבאים:
הניטור יעשה מרחוק, ללא מגע במים
01
הניטור עשוי לכלול פרמטרים ביולוגיים, פיזיקליים וכימיים ברזולוציה ודיוק הרלוונטיים לפרמטרים המופיעים בתקנות הקולחים להשקיה בישראל (ppm, NTU, CFU וכו')
02
תדירות המדידה - לפחות אחת לשבוע עם עדיפות ליומית או פחות מכך, בכל מאגר
03
יכולת לפריסה או כיסוי של עשרות מאגרים שונים (או יותר)
04
הנתונים שנאספים יועברו אוטומטית למאגר ממוחשב, בזמינות מידית
05
הנתונים ינותחו ויוצגו באופן שיאפשר הסקת מסקנות תפעוליות ע"י משתמשי הקצה
06
הכנה והכוונה של המערכת ללמידת מכונה - יתרון
07
פתרון פשוט להקמה ותפעול, עם אחזקה קלה ונוחה
08
על החברה
מקורות היא חברת המים הלאומית של מדינות ישראל. מקורות מחזיקה בכ13 אלף ק"מ של מערכת הולכה, חלקה מנוטרת באמצעות סיבים אופטיים ששוכנים בתוך הצנרת, והיא פועלת תחת תכנית עבודה רב שנתית ובהיקף השקעות שנאמר בכ-20 מיליארד שקל לעשור הקרוב.
מקורות מפעילה יחידת חדשנות והיא החברה הממשלתית היחידה שקיבלה אישור להשקיע בחברות הזנק (סטראט אפ) שפועלות בתחומי המים, האנרגיה, הגנות סייבר, BIG DATA, וניתוח עשרות מיליוני נתונים יומיים. מקורות ממשיכה ומחפשת הזדמנויות עסקיות חדשות והיא פתוחה לשיתופי פעולה עם מגזר החדשנות, מה שמבטיח ייעול של מערכת המים הארצית וגם מספק במקביל גישה לחברות השונות למגזרים ושיתופי פעולה בינלאומיים תחת מטריה של חברה ממשלתית שמשמשת כזרוע המים של מדינת ישראל.