یک روش داده محور برای تعیین رابطه فشار و شکستگی در شبکه های توزیع آب شهری

پیام:
نوع مقاله:
مقاله پژوهشی/اصیل (دارای رتبه معتبر)
چکیده:
سابقه و هدف
یکی از چالش های شرکت های آب و فاضلاب در سرتاسر جهان، هدررفت آب از شبکه های آب رسانی به صورت شکستگی و نشت است که هزینه های بالای اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی را بر این شرکت ها تحمیل می کنند. هر سال بخش زیادی از بودجه شرکت های آب و فاضلاب در بخش تعمیر و بازسازی لوله های شبکه ناشی از شکستگی ها هزینه می شود. از این رو آگاهی از میزان تواتر شکستگی ها به برآورد میزان نشت شبکه و انتخاب استراتژی های مناسب برای مدیریت نشت کمک شایانی خواهد کرد. عوامل مختلفی بر شکستگی لوله های شبکه آب رسانی تاثیر می گذارد که یکی از مهمترین این عوامل، فشار آب است. بنابراین توسعه مدل هایی که از عهده پیش بینی دقیق تواتر شکستگی لوله ها بر حسب عوامل تاثیرگذار برآیند، برای مدیریت بهینه نشت در شبکه های آب رسانی ضروری خواهد بود.
مواد و روش ها
در این تحقیق با استفاده از یک مدل توسعه داده شده و تحلیل داده های میدانی فشار و شکستگی در شبکه توزیع آب شهری در ناحیه ای از شهر تهران، رابطه فشار و شکستگی برای این ناحیه تعیین شد. ناحیه مورد بررسی دارای 516 کیلومتر خط لوله اصلی از جنس های پلی اتیلن، چدن داکتیل، فولادی، پی وی سی و آزبست سیمان است که دو جنس پلی اتیلن و چدن داکتیل با توجه به کاربرد تقریبا 93 درصدی شان در طول شبکه، برای بررسی انتخاب شدند. پس از جمع آوری و پایش آمار و اطلاعات مربوط به حوادث و فشارهای ثبت شده طی سالیان 1386تا 1395، محاسبه نقطه میانگین ناحیه و محاسبه شاخص های فشار در این نقطه و انتساب آن به کل ناحیه رابطه فشار-شکستگی برای هر جنس لوله به صورت مجزا استخراج شد. مدل پیش بینی حادثه از دو بخش مستقل از فشار و وابسته به فشار تشکیل شده که در آن فشار از طریق یک مولفه توانی به تواتر شکستگی ها مرتبط شده است. در این پژوهش از فشار حداکثر روزانه در نقطه میانگین ناحیه، به عنوان شاخص فشار در رابطه فشار-شکستگی استفاده شد. نتایج و بحث: روابط فشار–شکستگی برای هر یک از دو جنس پلی اتیلن و چدن داکتیل به تفکیک ارائه شد که بر حسب شاخص فشار حداکثر روزانه است. در روابط به دست آمده برای مقایسه، از دو شاخص متوسط فشار حداکثر روزانه و حداکثر فشار حداکثر روزانه استفاده شد و نتایج نشان داد که در بخش وابسته به فشار، شاخص متوسط فشار حداکثر روزانه نتایج دقیق تری در مقایسه با شاخص حداکثر فشار حداکثر روزانه ارائه داده و دارای ضریب همبستگی بالاتری است. علت نامناسب بودن شاخص حداکثر فشار حداکثر روزانه می تواند به علت ایجاد نوسانات شدید فشاری به طور موقت و زودگذر در یک یا چند روز از سال باشد. به طوری که ممکن است واقعا باعث رخداد حادثه نشده ولی در محاسبات دخیل شده است؛ بنابراین، این شاخص، پیش بینی صحیحی از حوادث ندارد. همچنین روابط برای دو حالتی که توان ترم فشار برابر با 3 و حالتی که مجهول است به دست آمد که حاکی از آن است که در حالت توان مجهول ضرایب همبستگی بزرگتری حاصل می شود به طوری که برای پلی اتیلن توان برابر با 3 و 97/0 ضریب همبستگی و برای چدن داکتیل توان برابر با 7/2 و 99/0= ضریب همبستگی به دست آمد.
نتیجه گیری
با توجه به روابط به دست آمده می توان نتیجه گرفت که مدل فشار-شکستگی دو بخشی به خوبی توانست تعداد شکستگی لوله های اصلی در شبکه های آب رسانی را پیش بینی کند. نتایج همچنین نشان داد که تغییرات فشار بر میزان حوادث در جنس پلی اتیلن تاثیرگذارتر از جنس چدن داکتیل بوده و توان ترم فشار در پلی اتیلن بزرگتر از چدن داکتیل است و نیز شاخص متوسط فشار حداکثر روزانه شاخص دقیق تری در پیش بینی حوادث است. با اگاهی از این امر می توان در برنامه های مدیریت فشار و در امور نوسازی و به سازی شبکه، گا م های مهمی برداشت تا به نتایج مطلوب تری در راستای کاهش حوادث دست یافت. با مدیریت صحیح فشار و با توجه به جنس لوله به کار رفته و اینکه تا چه میزان مستعد حادثه هستند؛ می توان از وقوع حوادث و به تبع آن از هدررفت آب و خسارات دیگر جلوگیری کرد.
زبان:
فارسی
صفحات:
127 تا 140
لینک کوتاه:
magiran.com/p1919639 
دانلود و مطالعه متن این مقاله با یکی از روشهای زیر امکان پذیر است:
اشتراک شخصی
با عضویت و پرداخت آنلاین حق اشتراک یک‌ساله به مبلغ 990,000ريال می‌توانید 70 عنوان مطلب دانلود کنید!
اشتراک سازمانی
به کتابخانه دانشگاه یا محل کار خود پیشنهاد کنید تا اشتراک سازمانی این پایگاه را برای دسترسی نامحدود همه کاربران به متن مطالب تهیه نمایند!
توجه!
  • حق عضویت دریافتی صرف حمایت از نشریات عضو و نگهداری، تکمیل و توسعه مگیران می‌شود.
  • پرداخت حق اشتراک و دانلود مقالات اجازه بازنشر آن در سایر رسانه‌های چاپی و دیجیتال را به کاربر نمی‌دهد.
دسترسی سراسری کاربران دانشگاه پیام نور!
اعضای هیئت علمی و دانشجویان دانشگاه پیام نور در سراسر کشور، در صورت ثبت نام با ایمیل دانشگاهی، تا پایان فروردین ماه 1403 به مقالات سایت دسترسی خواهند داشت!
In order to view content subscription is required

Personal subscription
Subscribe magiran.com for 50 € euros via PayPal and download 70 articles during a year.
Organization subscription
Please contact us to subscribe your university or library for unlimited access!