非洲是世界上缺水國家最多的國家,不斷增長的人口和城市化正在增加需求,而供水正在萎縮,在這場水危機中,非洲大陸不能損失一滴水,但它卻不斷地通過管道洩漏和普遍管理不善,有一名叫Kobus van Zyl 教授在過去 15 年裡一直在調查導致這些洩漏的糟糕基礎設施,最近他和他的團隊發明了一種可以改變遊戲規則的設備。
Van Zyl 的研究促成了一種管道狀況評估裝置的開發,該裝置目前已獲得 UCT 的專利,該設備易於運輸,並使用消火栓連接到一段管道,有了這個小工具,Van Zyl 可以比我們用任何其他方法更準確地評估單個管道部分的狀況,Van Zyl 正在努力尋找方法來識別洩漏的確切位置,這樣的設備在世界任何地方都很有用,但在水系統管理不善的地方尤其重要。南非的許多城市都是如此,它正在加劇可用水的數量和質量。
市政管理不善
在WRC進行的一項研究中,van Zyl 和他的學生發現,在南非安裝的管道配件中只有 50% 符合南非標準局制定的具有法律約束力的要求,在低收入開發項目中,有跡象表明合規水平降至 15% 以下,雖然 van Zyl 強調,對低收入開發項目的調查並不全面,但仍然令人震驚的是他發現政府並沒有按照自己的規則建造房屋,在 WRC 項目期間,一位為其中一個大地鐵工作的土木工程師告訴 van Zyl,即使他們的管道系統不合規,他也被親自指示為社區接水,“你可以理解政客為社區服務的需求,”van Zyl 說,“但我們無法通過製造漏水問題來解決住房問題,” 此外,未來維修和維護安裝不良的基礎設施的成本遠遠高於安裝符合 SABS 標準的系統的前期成本,van Zyl 說,為了抵制政客們提出的短期解決方案,需要合格的人才,但市政當局缺乏經驗豐富的合格技術人員。事實上,根據南非土木工程學院前主席 Allyson Lawless 的一項研究,新西蘭奧克蘭動物園的土木工程專業人員數量超過了 86% 的南非城市,腐敗使糟糕的情況變得更糟,並且實際上是“從窮人那裡偷東西”,van Zyl 說:“在這個國家,真正遭受水資源管理不善的將是窮人。”
分水嶺的壓力
許多城市決定引入分水嶺以應對嚴重的干旱條件,這表明缺乏專業知識,這種方法也被稱為“間歇性供水”,目前在德班使用,市政府在晚上 10 點關閉供水,並在第二天早上 4 點再次打開,從表面上看,分水嶺是有道理的——這是一種類似於南非長期以來用於應對可變電力供應的分水嶺的系統。然而,分水嶺是有問題的,而負荷分水則沒有。van Zyl 說,水管與電線非常不同:它們在我們的街道和建築物周圍延伸約一米深。在某些地方,有與房屋和水錶的連接。除了這些管道周圍的土壤和有機物外,雨水和污染還會從地表衝下並包圍它們。然後是地下運行的下水道系統。如果這些洩漏,污水可能會與水管接觸,“當自來水在水管中產生壓力時,水的質量不會受到威脅,”van Zyl 說。然而,在分水嶺期間,管道被排空並且壓力下降。這使得管道周圍的污染物更有可能通過任何弱點進入。“如果你離開它八小時,細菌就會生長並粘在牆上,”van Zyl 說,根據之前的一項研究,分水嶺的另一個負面後果是爆裂管道的數量增加了 300%。分水過程中進入水管的空氣也會損壞水錶。而且該系統不區分空氣和水,因此居民要為通過儀表的空氣付費。
雲端解決方案
van Zyl 說,迫切需要投資於能夠為解決南非水資源問題提供可持續解決方案的研究項目。他的管道狀況評估裝置只是難題的一小部分。另外兩個組件正在開發中。van Zyl 說,其中一個是移動應用程序,它使運營商成為“市政當局的眼睛和耳朵”。使用此應用程序,設備操作員可以通過拍照並將其上傳到應用程序來報告非法連接、洩漏或需要維修的閥門。該應用程序將 GPS 坐標嵌入到圖像中,整理其他相關數據(例如團隊正在解決問題的位置)並將數據傳輸到雲或虛擬中心進行數據存儲,這是第三個組成部分:一個基於雲的管理系統,旨在監控駐留在雲中的應用程序、數據和服務,從雲中可以從世界任何地方提取信息,Van Zyl 的夢想是讓這種設備成為解決發展中國家面臨的一些與水有關的問題的工具。通過創建一個在線論壇,他希望促進在當地村莊和城鎮管理部門工作的顧問之間的互動。通過這種方式,地方當局可以提出分析和修復社區洩漏的建議。研究人員通過在線投標過程提交提案,使社區能夠接觸到可以位於世界任何地方的專家。該應用程序將使潛在的資助者能夠隨著時間的推移跟踪狀況,因此他們可以監控他們的投資並確保完成維護。
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