23441

مدل‌سازي و بهينه‌سازي شبكه آب و فاضلاب شهري با لحاظ استفاده مجدد از فاضلاب شهري

كارشناسي ارشد

مهندسي صنايع (سيستم هاي اقتصادي و اجتماعي)

1393

1396/06/28

دكتر هادي صاحبي

دكتر ميرسامان پيشوايي

مهندسي صنايع

كمبود منابع آب يكي از مهم‌ترين چالش‌هاي حياتي براي اغلب كشورهاي جهان است. تهران به‌عنوان پايتخت و پرجمعيت‌ترين شهر ايران نيز با مسئله كمبود منابع آبي در سال‌هاي اخير مواجه است، كه در صورت عدم مديريت صحيح آن به يك بحران تهديدآميز براي منطقه تبديل خواهد شد . در اين پژوهش بازيافت و استفاده مجدد از پساب به‌عنوان يكي از راه‌حل‌هاي مناسب و داراي تجارب موفق درزمينه¬ي مديريت آب شهري در شهرهاي مختلف دنيا، براي حل مشكل تأمين آب و دفع فاضلاب شهر تهران مطرح‌شده است. با توسعه يك مدل بهينه‌سازي چندهدفه باهدف كمينه كردن هزينه‌ها، بيشينه‌سازي مقدار كاهش تقاضاي مشتريان از طريق اجراي پروژه‌هاي مديريت طرف تقاضا و بيشينه‌سازي كاهش نشت آب از خطوط لوله از طريق اجراي پروژه‌هاي بهبود خطوط لوله، تلاش شده است با ديدي جامع نسبت به سيستم آب منطقه تهران و به‌طور جزئي منطقه شش آبفا به مديريت يكپارچه منابع آب در اين حوضه آبريز كمك شود. مدل رياضي توسعه داده‌شده با استفاده از نرم‌افزار MATLAB و الگوريتم ژنتيك كد و اجرا شده است. بر اساس نتايج به‌دست‌آمده بر اساس نتايج به‌دست‌آمده از 5 كانديد مراكز ذخيره 2 مركز و از هريك از دو كانديداي مراكز تصفيه فاضلاب، يك مورد انتخاب شده است. كليه مراكز در دوره اول احداث شده و در دوره‌هاي بعدي مورداستفاده قرار مي‌گيرند. همچنين نتايج حاكي از اين مهم است كه تغيير فرهنگ مصرف آب و تشويق مشتركان بخش‌هاي خانگي و كشاورزي نقش بسزايي در كاهش هزينه‌هاي توسعه شبكه آب و فاضلاب داشته و مي‌توان از محل سود به‌دست‌آمده، شبكه فعلي را ارتقا داد. افزايش هزينه‌هاي پروژه‌هاي مديريت طرف تقاضا و نيز پروژه‌هاي بهبود نرخ نشت آب در خطوط انتقال، بر ميزان پياده‌سازي پروژه‌ها مؤثر است، به‌نحوي‌كه از حد مشخصي بالاتر مدل به سمت تأمين آب با استفاده از توسعه شبكه آب و فاضلاب رفته و كمتر از پروژه‌هاي بهبود استفاده خواهد كرد. با توجه به نتايج به‌دست‌آمده پياده‌سازي پروژه‌هاي بهبود مديريت طرف تقاضا اولويت بالاتري نسبت به پياده‌سازي پروژه‌هاي بهبود نرخ نشت آب دارد.

1400/02/03

Modeling and Optimization of Urban Water and Wastewater Network with Regarding the Reuse of Urban Wastewater

1/1/1900 12:00:00 AM

The deficiency of the water supplies is one of the most serious challenges for many of the countries in the world. Tehran, as the capital and the most populous city of Iran, has also been faced with the lack of water supplies in the past years and this, if not managed properly, can turn into a dramatic crisis in the region. In this thesis, wastewater refinement and resumption, which has proved to be a suitable and globally successful water management method, is proposed as a solution to the wastewater treatment and water supplies problems of Tehran. By developing a multi-purpose optimization method for minimising the expenses, maximising the amount of requests reduction with performing project management of the requesting party, and maximising the water-leak reduction from the pipelines, we tried to help the water-management of the 6th ABFA region and at the same time with taking the whole water-system of Tehran under consideration. Our mathematical model was developed in the MATLAB environment and uses a genetic algorithm method. Based on the results, 2 centers from the 5 water resources candidates and 1 from the 2 wastewater management system candidates were selected. All the centers are build in the first round and are used in the next rounds. Also the results show this important point that the improvement in the consumption culture of the household users and the farmers has been very influential in reducing the expenses for the developments of water and wastewater network, from the benefit of which the current network can be improved. The increase in the expenses related to the managements of the requesting party, and also the projects related to reducing the leak rate in the transferring pipelines is influential on developing projects, in a way that above a certain threshold the model proceed towards providing water using the development of the water and wastewater network and will be less dependent on the improvement projects. Based on our results, performing the projects related to the improvement of the management of the requesting party will be prior to the projects related to improvement of the water leak rate.

تصفيه فاضلاب , مديريت منابع آب , بهينه‌سازي شبكه توزيع آب , استفاده مجدد از پساب

Wastewater treatment , Water Resources Management , Optimization of Water Distribution Network , Reuse of Wastewater