Utredning av möjligheten att lokalisera vattenläckage med värmekamera och drönare

Abstract

Vattenläckor i kommunala ledningsnät är ett återkommande problem med stora ekonomiska och miljömässiga konsekvenser. Traditionella detekteringsmetoder, såsom akustisk avlyssning och markradar är ofta tidskrävande. Detta examensarbete undersöker möjligheten att använda drönarbaserad termografi som ett alternativ för att lokalisera vattenläckage i nedgrävda ledningar.

Arbetet genomfördes på uppdrag av Närpes Vatten och syftade till att utvärdera tekniken under verklighetsnära förhållanden. Två flygningar genomfördes över ett testområde med en känd spolventil som användes för att simulera ett läckage. Datainsamlingen gjordes med hjälp av en DJI Matrice 350 RTK utrustad med värmekameran DJI Zenmuse H20T. Den insamlade bilddatan analyserades med DJI Thermal Analysis Tool 3.

Den första flygningen genomfördes i vinterlika förhållanden med frusen och torr mark. Resultatet visade en tydlig punktformad värmeavvikelse vid spolventilen, med en temperatur på 10,6 grader Celsius, vilket tydligt skiljer sig från omgivningen. Den andra flygningen genomfördes under vårförhållanden med våt och delvis tinad mark. Under dessa förhållanden var värmeavvikelsen mer diffus och det simulerade läckaget svårt att identifiera.

Resultatet visar att drönarbaserad termografi är en användbar metod för läckagedetektering, särskilt vid kalla och torra förhållanden där termisk kontrast är tydlig. Vid mildare och blötare väderförhållanden minskar metodens tillförlitlighet. Tekniken kan fungera som ett kompletterande verktyg för kommuner och vattendistributörer för att lokalisera läckage i ledningsnät.

Water leaks in municipal distribution networks are a recurring issue with significant economic and environmental consequences. Traditional detection methods, such as acoustic listening and ground penetrating radar, are often time consuming. This thesis investigates the potential of using drone based thermography as an alternative method for locating water leaks in buried pipelines.

The study was carried out on behalf of Närpes Vatten and aimed to evaluate the technology under real world conditions. Two drone flights were conducted over a test area with a known flush valve used to simulate a leak. Data collection was performed using a DJI Matrice 350 RTK equipped with a DJI Zenmuse H20T thermal camera. The collected thermal images were analyzed using the DJI Thermal Analysis Tool 3.

The first flight was conducted in winter conditions with frozen and dry ground. The results showed a clear, localized thermal anomaly at the flush valve, with a maximum temperature of 10.6 °C, distinctly higher than the surrounding area. The second flight took place under spring conditions with wet and partially thawed soil. Under these conditions, the thermal anomaly appeared more diffuse, and the simulated leak was more difficult to detect.

The results indicate that drone based thermography is a useful method for leak detection, especially in cold and dry conditions where thermal contrast is high. In warmer and wetter environments, the reliability of the method decreases. This technology can serve as a complementary tool for municipalities and water utilities in locating leaks within pipeline networks.