پایگاه علمی سعید سان دانلود رایگان مقالات علمی کنفرانس و ژورنال
مقدمه
آب نشانه حیات است.این مایع حیات بخش که نمی توان آن را با هیچ ماده دیگری جایگزین نمود از منابع محدودی برخوردار بوده وکمبود آن به همراه رشد روز افزون جمعیت، زندگی بشری را در آستانه یک بحران حدی قرار داده است. این مسئله مهم باعث گردیده تا تلاشهای گسترده ای برای استفاده بهینه از منابع موجود آب صورت گیرد. یکی از این اقدامات، جلوگیری از تلفات آب در شبکه های توزیع آب شهری است تلفات آب در شبکه های توزیع آب شهری از دو دیدگاه مختلف حیاتی و اقتصادی قابل بررسی می باشد.
تامین، تصفیه، انتقال و توزیع آب آشامیدنی در شبکه های توزیع آب شهری، مستلزم صرف هزینه های مختلفی است که باعث می گردد آب در شبکه های توزیع آب شهری نه تنها به عنوان یک ماده حیاتی بلکه به عنوان یک کالای اقتصادی در نظر گرفته شود. به همین دلیل در چند دهه اخیر، مفهوم آب به حساب نیاممده که رد برگیرنده مفاهیم مربوط به تلفات آب از دو دیدگاه اقتصادی و حیاتی می باشد مورد توجه کارشناسان قرار گرفته است تا کنون تعاریف مختلفی برای آب به حساب نیامده ارائه گردیده است یکی از کاملترین تعریفها در این زمینه به صورت زیر می باشد:
آب به حساب نیامده در یک شبکه توزیع آب شهری عبارت است از اختلاف حجم آب ورودی به شبکه و آن بخش از حجم آب مصرف شده توسط مشترکین که به وسیله کنتورهای آنها اندازه گیری گردیده است. مطابق این تعریف، آب به حساب نیامده را می توان به دو بخش کلی تلفات فیزیکی و تلفات غیر فیزیکی تقسیم نمود. تلفات فیزیکی، شامل میزان آبی است که به دلیل نشت یا شکستگی از شبکه خارج شده و به هدر می رود. این مقدار آب هدر رفته نه تنها به دست مصرف کننده نرسیده بلکه هزینه آن نیز برای شرکتهای آب و فاضلاب حاصل نمی گردد. از طرف دیگر، تلفات غیر فیزیکی شامل مصارف اندازه گیری نشده و میزان خطا در مصارف اندازه گیری شده است که باعث می شود و به ازاء اقتصادی آی مصرف شده، توسط شرکتهای آب و فاضلاب حصول نگردد.
نتایج مطالعاتی که در چند ساله اخیر در نقاط مختلف جهان انجام گردیده است نشان دهنده حجم بالای آب به حساب نیامده در اکثر شبکه های توزیع آب شهری است به عنوان مثال نتایج بررسی های انجام شده در 17 کشور مختلف جهان نشان می دهد که درصد آب به حساب نیامده نسبت به ورودی کل شبکه از حدود 9% در آلمان تا حدود 43% در مالزی متغیر بوده و در اکثر این کشورها درصد آب به حساب نیامده در حدود 20 تا 30 درصد می باشد. (Hoogsteem 1992)
همچنین نتایج بررسی های اولیه در چند پایلوت مطالعاتی در نقاط مختلف کشورمان درصد تلفات ناشی از آب به حساب نیامده در شکبه های توزیع آب شهری را به طور متوسط حدود 35% آب ورودی به شکبه نشان می دهد.
درصد قابل توجه آب به حساب نیامده به همراه کمبود منابع و هزینه های سنگین تامین مجدد آب از دست رفته، نشان دهنده لزوم بکارگیر روشهای مناسب جهت کنترل و کاهش آب به حساب نیامده در شبکه های توزیع آب شهری است. در این زمینه در برخی از کشورها فعالیتهای مناسبی انجام گرفته و توانسته اند میزان تلفات ناشی از آب به حساب نیامده را تا حدود 10% کاهش دهند. بانک جهانی نیز برای کشورهای در حال توسعه نظیر حیاتی حائز اهمیت است بلکه از نظر اقتصادی نیز تاثیر قابل توجهی در کاهش هزینه ها و افزایش در آمدها به دنبال خواهد داشت. به عنوان مثال، میزان سود خالص حاصل از یک برنامه کنترل نشت در انگلستان حدود 30 میلیون دلار برآورد گردیده است. (Wind and Elary 1983)
دستیابی به راهکار مناسب جهت کاهش آب به حساب نیامده تنها از طریق شناخت و تجزیه و تحلیل دقیق مولفه های تشکل دهنده آن امکان پذیر است. به عبارتی دیگر، میزان موفقیت در رسیدن به اهداف مورد نظر در طرحهای کاهش آب به حساب نیامده، تحت تاثیر میزان دقت و صحت نتایج به دست آمده از آنالیز آب به حساب نیامده می باشد.
شناخت و تجزیه و تحلیل آب به حساب نیامده از سه بخش جداگانه به شرح زیر تشکیل یافته است:
- آنالیز کمی مولفه های آب به حساب نیامده
- بررسی عوامل موثر در نوع و میزان تلفات
- آنالیز اقتصادی تلفات در ارتباط با روش در نظر گرفته شده جهت کاهش آن
هر یک از این بررسیها و تجزیه و تحلیلها بخشهایی از اطلاعات مورد نیاز، به منظور انتخاب روش مناسب جهت کاهش آب به حساب نیامده در شبکه های توزیع آب شهری را فراهم می سازد. در این تحقیق، بخش نخست تجزیه وتحلیل آب به حساب نیامده که شامل آنالیز کمی مولفه های آب می باشد، مورد نظر بوده است. نیامده ارائه گردیده و با توجه به اینکه از مفاهیم حداقل جریان شبانه و نیز تخمین تلفات زمینه و شکستگیها در روش ارائه شده در این تحقیق استفاده می گردد، این مفاهیم به طول مختصر معرفی گردیده اند. در پاپان این فصل روابط فشار- نشت در شبکه های توزیع آب شهری مورد بررسی قرار گرفته اند.
در فصل سوم،روش ارائه شده دراین تحقیق جهت آنالیز آب به حساب نیامده به طور مفصل مورد بررسی قرار گرفته است که در آن مراحل مختلف آنالیز در سه بخش کلی شامل آنالیز تلفات فیزیکی، آنالیز تلفات غیر فیزیکی ودرصد سالانه تلفات بین گردیده اند. در بخش آنالیز تلفات فیزیکی، ابتدا تلفات در دو بخش جداگانه، شامل ارزیابی تلفات زمینه و برآورد تلفات ناشیاز شکستها مورد تجزیه وتحلیل قرار گرفته و در پایان با استفاده از نتایج این آنالیز ها، چگونگی روش برآورد کلی از تلفات فیزیکی سالانه در شبکه مورد بررسی قرار گرفته است.
در بخش آنالیز تلفات غیر فیزیکی نیز، ابتدا مولفه های آن به صورت جداگانه ارزیابی گردیده و سپس برآورد کلی از تلفات غیر فیزیکی بر اساس نتایج آنالیز های مولفه ایی ارائه می گردد.
در پایان این فصل روش محاسبه درصد سالانه تلفات فیزیکی، غیر فیزیکی و آب به حساب نیامده مورد بررسی قرار گرفته است.
در فصل چهارم، جهت ارزیابی روش ارائه شده در این تحقیق، آب به حساب نیامده در یک شبکه محدود شده (ایزوله) نمونه مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است این ایزوله نمونه، بخشی از شبکه توزیع آب شهری تبریز است. در این ایزوله و در قالب طرح کاهش آب به حساب نیامده تبریز روش دیگری جهت آنالیز آب به حساب نیامده ارائه گردیده است که در ایان این فصل نتایج روش ارائه شده در این تحقیق و روش ارائه شده در طرح کاهش آب به حاسب نیامده تبریز مورد مقایسه قرار گرفته اند.
فصل پنجم، شامل جمع بندی مطالب و ارائه پیشنهادات جمع تحقیقاتی بعدی می باشد.
فهرست مطالب:
1-2هدف از انجام این تحقیق.. 5
1-3مروری بر مطالب فصلهای بعدی.. 6
فصل دوم. 8
مروری بر ادبیات فنی.. 8
2-1مقدمه. 8
2-2- آنالیز آب به حساب نیامده در شبکه های توزیع آب شهری.. 8
2-3 آب به حساب نیامده در شبکه های توزیع آب شهری (U.F.W) 9
الف) تلفات فیزیکی.. 10
1-تلفات زمینه (Background Losses) 11
2-شکستگی ها (Bursts) 11
ب- تلفات غیر فیزیکی.. 12
2-4 تاریخچه فعالیتهای انجام شده جهت آنالیز آب به حساب نیامده. 13
2-5 روشهای آنالیز آب به حساب نیامده. 15
2-6- حداقل جریان شبانه (NFM) 19
2-6-2 مولفه های حداقل جریان شبانه. 20
26-3 عوامل موثر بر حداقل جریان شبانه. 21
2- شکستگی ها (Bursts) 21
3- مصارف شبانه. 21
2-6-3-1 تغییرات حداقل جریان شبانه با ابعاد ایزوله. 22
2-6-3-2 تاثیر فرکانس اندازه گیری حداقل جریان شبانه. 22
2-6-3-3 تاثیر تدوام اندازه گیری حداقل جریان شبانه. 22
2-6-3-4 تاثیر فشار بر حداقل جریان شبانه. 23
2-7 استفاده از مفهوم BABE در آنالیز آب به حاسب نیامده. 23
2-8 فشار در شبکه های توزیع آب شهری.. 25
2-8-1 بررسی وضعیت کلی فشار در شبکه. 25
2-8-1-1- خطوط همفشار. 26
2-8-1-2 فشار متوسط شبانه منطقه ای (AZNP) 26
1-روش نقطه اندازه گیری شاخص (جایگزین) 27
2-روش منحنی تراز وزنی شده. 27
3-روش مشترکین 28
2-8-2-2 رابطه توانی بین فشار (AZNP) و حداقل جریان شبانه (NFM) 30
2-8-2-3- رابطه فشار- شاخص نشت.. 32
2-8-2-4 رابطه فشار- نشت با استفاده از مفهوم (FAVAD) 33
2-9 خلاصه و نتیجه گیری.. 37
متدولوژی.. 38
آنالیز آب به حساب نیامده. 38
3-1 مقدمه. 38
3-2 آنالیز تلفات فیزیکی در شبکه های توزیع آب شهری.. 40
3-2-1 آنالیز تلفات زمینه. 41
3-2-1-1 چار چوب عملکرد در آنالیز تلفات زمینه. 41
-گام اول 41
گام دوم. 41
گام سوم. 42
گام چهارم: 42
3-2-1-2 اندازه گیری حداقل جریان شبانه. 44
3-2-1-2-1 شناسایی و پیمایش محدوده ایزوله. 44
3-2-1-2-2 اندازه گیری و تصحیح حداقل جریان شبانه. 45
ب- تصحیح میزان جریان.. 46
1-فاکتور تصحیح فشار (PCF) 46
1- فاکتور تصحیح تداوم اندازه گیری (SDCF) 49
3-2-1- 3-برآورد آب تحویل شده شبانه. 50
3-2-1-3-1 انحراف معیار استاندارد آب تحویل شده شبانه. 51
3-2-1-4 ارزیابی و محاسبه تلفات زمینه شبانه و روزانه ایزوله. 53
3-2-1-4-1 گام اول: تخمین اولیه تلفات زمینه روزانه. 53
3-2-1-4-2گام دوم: فاکتور ساعت- روز و محاسبه تلفات زمینه شبانه اولیه. 57
الف- استفاده از رابطه جذر فشار. 58
ج- استفاده از ضریب توصیه شده در Report 26. 59
3-2-1-4-3- گام سوم: محاسبه حجم اضافی (Excess Volume) (EV) 60
3-2-1-4-4گام چهارم: مکان یابی و ارزیابی شکستگیهای گزارش نشده (URB) 61
1-تعیین نقاط و مسیرهای فشار سنجی با استفاده از شبیه سازی هیدرولیکی.. 62
4-افزایش حساسیت گره های فشار سنجی نسبت به وقوع شکستگی.. 64
5- تعیین محل دقیق وقوع شکستگی با استفاده از دستگاههای نشت یاب.. 65
3-2-1-4-5گام پنجم: تعیین مقدار دقیق تلفات زمینه شبانه. 66
3-2-1-4-6 گام ششم: اصلاح فاکتور تصحیح فشار و فاکتور ساعت – روز. 68
5-تعیین فاکتور تصحیح فشار و فاکتور ساعت- روز. 70
3-2-1-4-7 گام هفتم: محاسبه تلفات زمینه روزانه اصلاح شده. 70
3-2-1-5 جدول محاسباتی (Spreadsheet) آنالیز تلفات زمینه. 72
3-2-2 ارزیابی تلفات ناشی از شکستگی ها 79
1-دبی شکستگی (Burst Flow Rate) 79
2-تداوم شکستگی (Duration) 80
3-فرکانس شکستگی (Frequency) 81
3-2-2-1 محاسبه کل تلفات سالانه ناشی از شکستگیهای در ایزوله. 82
3-2-2 حجم کل تلفات فیزیکی در ایزوله. 82
3-3 آنالیز تلفات غیر فیزیکی در شبکه های توزیع آب شهری.. 83
3-3-1 تلفات غیر فیزیکی ناشی از خطای بهره برداری (Eo) 84
3-3-2- تلفات غیر فیزیکی ناشی از خطای مدیریتی (EM) 85
3-3-3 تلفات غیر فیزیکی ناشی از خطای انسانی (EP) 86
3-3-4 تلفات غیر فیزیکی ناشی از خطای ابزار اندازه گیری (EE) 87
3-3-4-1 منحنی دقت کنتور. 87
3-3-4-2 خطا در اندازه گیری دبی استارت (شروع به حرکت کنتور) 89
3-3-4-3 تلفات غیر فیزیکی ناشی از خطا در اندازه گیری از دبی حداقل تا دبی حداکثر. 90
3-3-4-4 تلفات غیر فیزیکی ناشی از خرابی کنتورها 93
3-3-4-5 حجم کل تلفات غیر فیزیکی از خطای ابزار اندازه گیری.. 94
3-3-5تلفات غیر فیزیکی ناشی از انشعابات غیر مجاز (Eu) 94
3-3-6 تلفات غیر فیزیکی ناشی از اشتراک غیر مجاز (Eu’) 94
3-3-7 تلفات غیر فیزیکی ناشی از مصارف مجاز اندازه گیری نشده (Ea) 94
3-3-8 حجم کل تلفات غیر فیزیکی سالانه. 95
3-4 تعیین درصد سالانه تلفات فیزیکی و تلفات غیر فیزیکی و مولفه های آنها 95
3-5 خلاصه و نتیجه گیری.. 96
فرمت فایل: Word (قابل ویرایش)
تعداد صفحات: 102
حجم: 672 کیلوبایت