Tillgång till vatten är en förutsättning för mänskligt liv och behovet att kontrollera vatteninfrastrukturen har antagligen alltid funnits. Olika typer av dammar har därför byggts för att styra vattenföringen i floder och andra vattendrag. Det var dock inte förrän i början av 1800-talet som dammbyggnadskonsten utvecklades till en vetenskap. Förutsättningarna för detta var ökade kunskaper inom hydrologi och hållfasthetslära. I våra dagar finns det tre huvudtyper av dammar och de indelas efter byggnadsmaterialet – jord, sten eller betong. Vilket material man väljer för en viss dammbyggnad beror på de geologiska, topografiska och klimatologiska förhållandena.

Uppskattningsvis finns det i världen mer än 50 000 dammar som är högre än 15 meter. Det sammanlagda antalet dammar av olika storlekar är mycket stort och bara i Kina finns det runt 87 000 dammar. Ungefär 85 procent av alla dammar, reservoarer och vallar byggdes för mellan 30 och 50 år sedan och många är i behov av renovering. Utöver detta byggs nya dammar både i den utvecklade världen och i tillväxtländer som Kina och Brasilien.

Cirka 85% av alla dammar i världen byggdes för 30-50 år sedan och är i behov av renovering.

Cirka 85% av alla dammar i världen byggdes för 30-50 år sedan och är i behov av renovering.

Historien är tyvärr kantad av dammar som brister och konsekvenserna för människor och miljön har i många fall varit mycket stora. Risken för skador på små till medelstora dammar och vallar är högst eftersom de ofta är belägna på avlägsna platser som är svårtillgängliga och svåra att övervaka. Det svenska företaget Hexagon har nyligen utvecklat ett integrerat system som övervakar driften och säkerheten hos dammar och andra fördämningar.

Säkrare dammar

Hexagons hydrologilösning H2O (Hexagon Hydrology Overall Solution) är ett heltäckande system för vatteninfrastruktur. Det övervakar driften och säkerheten hos dammar, reservoarer och vallar. Vid nödsituationer tar systemet fram planer för att säkra omkringliggande områden och samhällen.

Systemet består av sensorer och teknik för övervakning och inkluderar totalstationer, Global Navigation Satellite Systems (GNSS) och skannrar, samt teknologier för styrning av räddningsinsatser och andra övervakningslösningar. Övervakningen, som sker i realtid, minskar risken för katastrofer och vid tillbud skickar systemet varningssignaler (early warning) och ger beslutsunderlag för eventuella räddningsinsatser.

En strategisk samarbetspartner för Hexagon kring dammsäkerhet är Changjiang Institute for Survey, Planning, Design and Research (CISPDR). Institutet konstruerade bland annat Three Gorges Dam i floden Yangtze i Kina som är ett av historiens största dammprojekt. För Hexagons del startade det hela med ett pilotprojekt vid dammen Lushui, som utgör en del av Three Gorges Dam. Ägarna till Lushuidammen stod inför en mängd utmaningar då dammen var gammal och saknade ett riskbaserat system för övervakning. Det fanns också brister i nödlägesberedskapen.

För Intergraph, som är ett bolag inom Hexagonkoncernen, blev dammen ett utmärkt objekt för installation och testning av sensorer, mjukvara och annan utrustning för att hantera möjliga risker som naturkatastrofer, risksituationer som orsakas av människor, samt risker som orsakas av brister i dammkonstruktionen. Utvecklingsarbetet startade 2010 och resultatet blev ett ledningssystem för vatteninfrastruktur som består av tre huvudkomponenter. Pilotsystemet är numera ersatt av operativt system och Hexagon förväntar sig att kompletterade moduler i H20 kommer att installeras vid Lushuidammen.

Förutom Intergraph är även Hexagonbolagen Leica Geosystems och Z/I Imaging delaktiga i utvecklingen av H2O. Systemet ger möjlighet att både skydda dammen och de människor, fastigheter, ekosystem, vägar och annan infrastruktur som finns i omgivningen. Detta görs genom att H2O innehåller ett antal moduler som omfattar bland annat:

  • Drift och underhåll av vatteninfrastrukturen.
  • Riskanalys och riskhantering.
  • Utbildning och träning.
  • Inspektioner.
  • Registrering av incidenter och hantering av nödlägen.
  • Återuppbyggnad och spridning av kunskaper och erfarenheter av incidenter och olyckor.
Hexagons hydrologilösning H2O innehåller 12 olika moduler och kan erbjuda en komplett bild över tillståndet hos dammar och andra fördämningar.

Hexagons hydrologilösning H2O innehåller 12 olika moduler och kan erbjuda en komplett bild över tillståndet hos dammar och andra fördämningar.

Kärnan i ledningssystemet är möjligheten att kombinera och utnyttja all den information som mätinstrument, sensorer, satellitövervakning (GIS), videokameror, väderradar och annan teknisk utrustning genererar.

Sammanlagt innehåller H2O tolv olika moduler och här redovisas några av modulerna i ledningssystemet:

Smart H2O Solution Dashboard
Operatören av dammen kan med hjälp av en webbläsare snabbt analysera läget. Avläsningen görs i realtid och baseras på instrumentavläsningar och geospatiala vyer (geo=jord, spatial=rumslig; begreppet används för att tydliggöra en positions tre dimensioner). Operatören varnas när mätvärdena från sensorerna avviker från ett definierat tröskelvärde och systemet ger information om aktuella och historiska data. De geospatiala vyerna i 2D och 3D gör det enkelt för användaren att se var händelserna/avvikelserna äger rum, var resurserna finns, hur uppdragen utförs och var sensorerna och kamerorna har placerats ut. Genom att klicka på kameraikonen kan operatören se platserna i och runt dammen där videokamerorna installerats i och runt dammen och därmed följa händelseutvecklingen.

Smart H2O Mobile
Den mobila tillämpningen lämpar sig för inspektörer som ansvarar för att bedöma dammars status och säkerhet och den gör det enkelt för inspektören att sammanställa inspektionsrapporter till myndigheter. Underlaget baseras på en kombination av elektroniskt genererad information (exempelvis givarvärden) och information som fås via den visuella besiktningen av dammen. Smart H2O Mobile förenklar också planerat och akut underhåll av dammar och liknande anläggningar. Alla nuvarande och historiska sensoravläsningar lagras på ett ställe och är tillgängliga genom Smart H2O Mobile. En mobil användare kan snabbt se den senaste läsningen från en viss sensor eller flera sensorer samt historiska värden för ett datum eller ett tidsintervall i grafiskt format.

Stort behov av övervakningssystem

Infrastruktursystem för vatten ger många möjligheter för mänskligheten men skapar samtidigt betydande risker. Uppskattningar visar att det under de kommande 25 åren behövs investeringar i storleksordningen 400 biljoner USD för att underhålla och reparera dammar, fördämningar, flodvallar och andra konstruktioner. Risken är annars uppenbar att en anläggningstillgång övergår till ett problem som kan resultera i betydande ekonomiskt ansvar och stor miljöpåverkan.

Ledningssystemet H20 gör det möjligt att på avstånd övervaka mycket stora dammar som Lushuidammen i Three Gorges Dam i Kina, men också att följa upp statusen på avlägsna och svårtillgängliga platser. Enligt Hexagon är deras system unikt och koncernen ser stor potential på den globala marknaden.

Artikeln publicerades i december 2013