CHAPTER 13: WATER METERS | CHƯƠNG 13: ĐỒNG HỒ NƯ ỚC

13.1 Introduction | Giới thiệu

Water meter is an instrument for measurement of quantity of water delivered to a consumer and also can serve the purpose of monitoring the efficiency of water distribution system. The water meters are the final link between a consumer and the water authority to ensure equitable distribution of water and financial sustainability of the project. A water supply project is designed for a period of 30 years. It is important to have a metering system to match the project life. Water meter plays an important role in transforming an intermittent water distribution system to 24X7 water supply system to implement ‘Drink from Tap’ initiative. 100% metering is required for demand management, water conservation and financial sustainability through cost recovery. Without 100% metering 24X7 water supply system may not be possible.

Water meters can be classified as Water meter or Flow meter. A water meter measures the volume (quantity) of water that passes through the meter and a flow meter measures the rate of flow at which the water passes through the meter. But with technological advancement, this distinction is getting inexistent more and more. Now with proper accessories and attachments, rate of flow can be measured with the water meter and quantity of flow can be assessed with flow meter as well.

The flow meters are installed at the crucial points of the water supply system such as Source, WTP, Transmission mains, Feeder mains, Inlet to Service Reservoirs, Entry point to DMAs etc. Water meters are installed at the consumer end for the purpose of measuring the quantity of water delivered to the consumer and billing for the same At present it is observed that the most of the consumer water meters are not functional at majority of the local bodies. The main causes for the present status may include:

• Though water meters are installed at the consumer connections, the local bodies do not have manpower for meter reading. Consequently, the local bodies continue with fixed rate billing system and the meters are not read. (One Instrumentation Engineering Corollary: Any instrument will continue to work only if someone looks at it at regular interval).
• In many cities/towns due to lack of manpower/funds, casual untrained labourers or other local body staff are deployed for meter reading. This results in erroneous reading and billing discrepancies.
• Procurement of water meter by the consumer at his own cost results in procurement of cheapest water meter available in the market. Mostly ‘Class A Single Jet Mechanical water meter’. These meters have poor accuracy and very short life. Very often these meters fail within a few months of installation.
• Fluctuations in pressure and flow under the present intermittent water supply system causes wear and tear and result in failure of intricate moving parts of these low cost water meters.
• Under the intermittent supply system, initial expulsion of air before beginning of water flow and suction of air after the supply stops, results in over or under billing.
• Tampering and theft: The meters are susceptible to tampering and fraud. Some customers may attempt to tamper with their water meter or steal water by bypassing the meter.
• Inadequate maintenance: With no single agency responsible for procurement and installation and maintenance of water meters, local facility for testing or repairing of the water meters does not exist in any of the cities/towns. 
• Water utilities can implement regular maintenance and repair programs for water meters, take anti-tampering measures to prevent theft and misuse of water, and use modern and accurate metering technology. Additionally, efforts can be made to raise awareness among customers about the importance of paying for their water usage and the negative  onsequences of tampering with meters.

The challenge of regular maintenance and ensuring good quality meters can be overcome by adopting policy of procuring and maintaining the meters by water utility. The cost may either be included in the project cost or recovered from the consumer. In the second case, the consumers will have a sense of ownership on the meters and will try to maintain the meter and meter boxes. By this it is possible to ensure that the water meters’ function throughout project life. Metering policy as discussed in Part A Chapter 2 to be referred

Management of water resources in a system is a function of the measurement of quantity of water at source and its effective usage. They are indispensable for understanding the quantity of water being distributed in a system and its usage. Flow meters are used to measure the quantity of water entering into water supply systems, from different sources such as water works, water treatment plants, or bulk water suppliers. Water meters are used to measure the quantity of water that is delivered to each metered consumer in the system. 

Metering helps to assess accurately the water produced and distributed and strike a water balance. An adequately metered DMA based water distribution system will result in identification of water losses through leaks or unauthorised /illegal connections.

The data obtained from an upright metering system also allows water managers to make a decision matrix on capital investments, maintenance, staffing, and various other aspects of the water supply systems. Therefore, water metering is an excellent application of the principle “to measure, is to know”. The knowledge of how much water is being used in the water distribution system is the key element in controlling the water loss and revenue loss thereof.

The water tariffs based on the quantity of consumption can be used for increasing the income of water supply agency, cross-subsidizing needy consumers, and managing water consumption. A tariff policy cannot be implemented without a well-established metering system. It is very essential in water supply system for installing a metering system in the cities/ULBs.

Water meter and flow meters consist of four basic components: (i) a sensor to detect the flow, (ii) a transducer to transmit the flow signal, (iii) a counter to keep track of the total volume of water passed, and (iv) an indicator to display the meter reading.

The following points indicate that how water meter is different from flow meter:

• (i) It is a quantity meter and not a rate of flow meter;
• (ii) Water meter is always specified in two accuracies i.e. lower range and upper range whereas a flow meter is specified in a single range accuracy;
• (iii) The upper range and lower range accuracies are 2% and 5% of the actual quantity, respectively for the water meter whereas it is variable for flow meter i.e. ± 0.5% and ±5% as per the customer’s requirement; and
• (iv) Importance is not given for repeatability and linearity in the case of water meter whereas importance is given in the case of flow meter because the accuracy of flow meter performance is related to linearity and repeatability

Đồng hồ nước là thiết bị dùng để đo lượng nước cung cấp cho người tiêu dùng và cũng có thể phục vụ mục đích giám sát hiệu quả của hệ thống phân phối nước. Đồng hồ nước là liên kết cuối cùng giữa người tiêu dùng và cơ quan cấp nước để đảm bảo phân phối nước công bằng và tính bền vững tài chính của dự án. Một dự án cấp nước được thiết kế cho thời gian 30 năm. Việc có hệ thống đồng hồ đo để phù hợp với tuổi thọ dự án là rất quan trọng. Đồng hồ nước đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi hệ thống phân phối nước không liên tục sang hệ thống cấp nước 24/7 để triển khai sáng kiến 'Uống từ vòi'. Đòi hỏi 100% lắp đặt đồng hồ đo để quản lý nhu cầu, bảo tồn nước và bền vững tài chính thông qua thu hồi chi phí. Nếu không lắp đạt 100% đồng hồ đo, hệ thống cấp nước 24/7 có thể không thực hiện được.

Đồng hồ nước có thể được phân loại thành Đồng hồ nước hoặc Đồng hồ lưu lượng. Đồng hồ nước đo thể tích (lượng) nước lưu qua đồng hồ và đồng hồ lưu lượng đo tốc độ dòng chảy của nước lưu qua đồng hồ. Nhưng với sự phát triển của công nghệ, sự phân biệt này ngày càng không còn rõ ràng. Bây giờ với phụ kiện và đồ gá thích hợp, tốc độ dòng chảy có thể được đo bằng đồng hồ nước và lượng dòng chảy cũng có thể được đánh giá bằng đồng hồ lưu lượng.

Đồng hồ lưu lượng được lắp đặt tại các điểm quan trọng của hệ thống cấp nước như Nguồn nước, Nhà máy xử lý nước, Đường ống truyền tải chính, Đường ống phân phối, Đầu vào Bể nước, Điểm vào các Khu vực Quản lý Áp lực, v.v. Đồng hồ nước được lắp đặt tại nhà người tiêu dùng để đo lượng nước cung cấp cho người tiêu dùng và lập hóa đơn thanh toán. Hiện nay, tại hầu hết các cơ quan quản lý địa phương, hệ thống đồng hồ nước của người tiêu dùng đều không hoạt động. Các nguyên nhân chính có thể bao gồm:

• Mặc dù đồng hồ nước được lắp đặt tại các kết nối của người tiêu dùng, nhưng các cơ quan quản lý địa phương lại không có nhân lực để đọc số đồng hồ. Hậu quả là các cơ quan quản lý địa phương tiếp tục áp dụng hệ thống lập hóa đơn cố định và không đọc số đồng hồ. (Nguyên lý của Kỹ sư Thiết bị: Bất kỳ thiết bị nào cũng sẽ tiếp tục hoạt động chỉ khi ai đó kiểm tra nó theo định kỳ).
• Tại nhiều thành phố/thị trấn, do thiếu nhân lực/kinh phí, công nhân thời vụ chưa qua đào tạo hoặc nhân viên khác của cơ quan quản lý địa phương được bố trí để đọc số đồng hồ. Điều này dẫn đến đọc số sai và gây ra sai lệch trong việc lập hóa đơn.
• Việc mua đồng hồ nước do người tiêu dùng tự chi trả dẫn đến mua đồng hồ nước rẻ nhất trên thị trường. Hầu hết là 'Đồng hồ nước cơ khí Dòng đơn Hạng A'. Những đồng hồ này có độ chính xác thấp và tuổi thọ rất ngắn. Thường những đồng hồ này sẽ hỏng chỉ trong vài tháng sau khi lắp đặt.
• Dao động về áp lực và lưu lượng trong hệ thống cấp nước không liên tục hiện nay gây ra hao mòn và làm hỏng các bộ phận chuyển động tinh vi của những đồng hồ nước giá rẻ này.
• Trong hệ thống cấp nước không liên tục, việc thoát khí ban đầu trước khi bắt đầu dòng chảy nước và hút khí sau khi nguồn cấp dừng lại dẫn đến tính sai quá mức hoặc dưới mức thực tế.
• Gian lận và trộm cắp: Các đồng hồ dễ bị can thiệp và gian lận. Một số khách hàng có thể cố gắng can thiệp vào đồng hồ nước của họ hoặc trộm nước bằng cách bỏ qua đồng hồ.
• Bảo trì không đầy đủ: Khi không có cơ quan duy nhất chịu trách nhiệm mua, lắp đặt và bảo trì đồng hồ nước, các cơ sở tại địa phương để kiểm tra hoặc sửa chữa đồng hồ nước không tồn tại ở bất kỳ thành phố/thị trấn nào.
• Các cơ sở cấp nước có thể thực hiện các chương trình bảo trì và sửa chữa đồng hồ nước định kỳ, áp dụng các biện pháp chống gian lận để ngăn chặn trộm cắp và lạm dụng nước, và sử dụng công nghệ đo đạc hiện đại và chính xác. Ngoài ra, có thể nỗ lực để nâng cao nhận thức của khách hàng về tầm quan trọng của việc trả tiền cho việc sử dụng nước và các hậu quả tiêu cực của việc can thiệp vào đồng hồ.

Thách thức về bảo trì thường xuyên và đảm bảo đồng hồ nước chất lượng tốt có thể được khắc phục bằng cách áp dụng chính sách mua và bảo trì đồng hồ của công ty cấp nước. Chi phí có thể được bao gồm trong chi phí dự án hoặc thu từ người tiêu dùng. Trong trường hợp thứ hai, người tiêu dùng sẽ có cảm giác sở hữu đối với đồng hồ và cố gắng bảo trì đồng hồ và hộp đồng hồ. Bằng cách này, có thể đảm bảo rằng đồng hồ nước hoạt động suốt tuổi thọ của dự án. Tham khảo chính sách đồng hồ đã được thảo luận trong Phần A Chương 2

Quản lý tài nguyên nước trong hệ thống là một chức năng của việc đo lượng nước tại nguồn và việc sử dụng nước hiệu quả. Chúng là vô cùng cần thiết để hiểu lượng nước đang được phân phối trong hệ thống và cách sử dụng nó. Đồng hồ lưu lượng được sử dụng để đo lượng nước đi vào hệ thống cấp nước, từ các nguồn khác nhau như nhà máy nước, nhà máy xử lý nước hoặc nhà cung cấp nước thô. Đồng hồ nước được sử dụng để đo lượng nước được cung cấp cho mỗi người tiêu dùng có lắp đồng hồ trong hệ thống.

Đồng hồ đo giúp đánh giá chính xác lượng nước được sản xuất, phân phối và cân bằng nước. Một hệ thống phân phối nước dựa trên các Khu vực Quản lý Áp lực (DMA) với đồng hồ đo đầy đủ sẽ giúp xác định các khoản thất thoát nước do rò rỉ hoặc các kết nối trái phép/bất hợp pháp.

Dữ liệu thu được từ một hệ thống đồng hồ đo đúng đắn cũng cho phép các nhà quản lý nước ra quyết định về đầu tư vốn, bảo trì, nhân lực và các khía cạnh khác của hệ thống cấp nước. Do đó, đồng hồ nước là một ứng dụng tuyệt vời của nguyên tắc "đo đạc là biết". Kiến thức về lượng nước đang được sử dụng trong hệ thống phân phối nước là yếu tố chính để kiểm soát thất thoát nước và tổn thất doanh thu do đó.

Biểu giá nước dựa trên lượng tiêu thụ có thể được sử dụng để tăng thu nhập của công ty cấp nước, trợ giá chéo cho người tiêu dùng có nhu cầu và quản lý tiêu thụ nước. Một chính sách giá cả không thể được thực hiện nếu không có một hệ thống đồng hồ đo vững chắc. Việc lắp đặt hệ thống đồng hồ đo là rất cần thiết trong hệ thống cấp nước tại các thành phố/đơn vị hành chính cấp huyện.

Đồng hồ nước và đồng hồ lưu lượng bao gồm bốn thành phần cơ bản: (i) một cảm biến để phát hiện dòng chảy, (ii) một bộ chuyển đổi tín hiệu để truyền tín hiệu dòng chảy, (iii) một bộ đếm để theo dõi tổng lượng nước đã trôi qua, và (iv) một bộ hiển thị để hiển thị số đọc trên đồng hồ.

Các điểm sau đây chỉ ra cách đồng hồ nước khác với đồng hồ lưu lượng:

• (i) Đó là đồng hồ đo lượng chứ không phải đồng hồ đo lưu lượng;
• (ii) Đồng hồ nước luôn được quy định ở hai mức độ chính xác, đó là dải dưới và dải trên, trong khi đồng hồ lưu lượng chỉ được quy định ở một dải độ chính xác duy nhất;
• (iii) Độ chính xác của dải trên và dải dưới lần lượt là 2% và 5% của lượng thực tế đối với đồng hồ nước, trong khi đó là biến đổi đối với đồng hồ lưu lượng, ví dụ ± 0,5% và ±5% tùy theo yêu cầu của khách hàng; và
• (iv) Không quan tâm đến khả năng lặp lại và tuyến tính trong trường hợp đồng hồ nước, trong khi coi trọng điều này đối với đồng hồ lưu lượng bởi vì độ chính xác trong hiệu suất của đồng hồ lưu lượng liên quan đến tính tuyến tính và khả năng lặp lại.