به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

فهرست مطالب ایمان مصلحی

  • نیوشا هدایتی مرزونی، محمدرضا جلیلی قاضی زاده*، ایمان مصلحی، مهدی کمیلی

    شبکه های آبرسانی از جمله زیرساخت های حیاتی است که بهره برداری از آن ها همواره با چالش های متعددی همراه می باشد. در این شبکه ها، رخداد مشکلاتی مانند شکستگی لوله ها، بروز نشت و توزیع غیر یکنواخت فشار جزء معضلات محتمل تلقی می گردد. در مطالعه حاضر، ارایه برنامه ای مبتنی بر زمان جهت بهره برداری بهینه از تجهیزات کنترل فشار در شبکه آبرسانی مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای این منظور، دو سناریو بهره برداری تعریف شده که در سناریو اول، استفاده از شیرهای فشارشکن به صورت مجزا (سناریو مجزا) و در سناریو دوم نیز بهره برداری همزمان از شیرهای فشارشکن و پمپ دور متغیر (سناریو ترکیبی) مورد مطالعه قرار گرفته است. برنامه بهره برداری بهینه با هدف دستیابی به مزایای مدیریت فشار بر پایه تامین کمینه نوسانات زمانی و مکانی فشار گره ای و با استفاده از الگوریتم ژنتیک به عنوان ابزار بهینه سازی تدوین شده است. در مرحله پایانی نیز، روش پیشنهادی مبتنی بر سناریوهای دوگانه، در بستر یک شبکه تیوریک و همچنین یک شبکه واقعی مورد صحت سنجی قرار گرفت و سناریو بهینه مدیریت فشار بر اساس محاسبه شاخص های ارزیابی هیدرولیک شبکه تعیین شد. نتایج بدست آمده نشان می دهد که کارایی همزمان شیرهای فشارشکن با پمپ دور متغیر (سناریو ترکیبی) در قیاس با سناریو مجزا، از اثربخشی بیشتری در زمینه کاهش نوسانات فشار گره ای و همچنین افزایش درصد پوشش گره های با فشار مطلوب همراه است.

    کلید واژگان: شبکه توزیع آب, مدیریت فشار, شیرهای فشارشکن, پمپ دور متغیر, الگوریتم ژنتیک}
    Niuosha Hedaiaty Marzouny, Mohammadreza Jalili Ghazizadeh *, Iman Moslehi, Mahdi Komeily

    Water supply networks are considered as critical infrastructures in urban systems, the use of which has always been associated with many challenges. In these networks, the problems such as pipe breaks, water leakages and, non-uniform distribution of nodal pressures are considered as frequent challenges. In this study, a time-based scheduling approach for the use of pressure control equipment in the water network has been presented. In this regard, two operational scenarios consisting of simultaneous use of individual pressure reducing valves in the first scenario (individual scenario) and the hybrid use of pressure reducing valves with a variable speed pump in the second scenario (hybrid scenario) have been investigated. In this case, Operational programs have been developed with the aim of achieving the benefits of pressure management based on providing minimum temporal and spatial pressure variations, using a genetic algorithm as an optimization tool. Finally, the proposed strategies based on dual scenarios were validated in the context of a theoretical network as well as a real network. The optimal scenario was determined by calculating the hydraulic evaluation indicators of the network. The results show that the simultaneous use of pressure reducing valves with a variable speed pump (hybrid scenario), has been more effective in reducing pressure variations and increasing desired pressure coverage, in comparison with the individual scenario.

    Keywords: Water distribution networks, Pressure management, Pressure reducing valves, variable speed pump, genetic algorithm}
  • امیرمحمد آریایی، محمدرضا جلیلی قاضی زاده*، ایمان مصلحی

    شبکه های آبرسانی ارتباط مستقیمی با توسعه اقتصادی و اجتماعی جوامع شهری دارند. با توجه به افزایش سریع جمعیت و توسعه شهرنشینی لازم است تا این شبکه ها به طور مناسب نگهداری و بازسازی شوند. در این مقاله، با بهره گیری از روش یادگیری غیرنظارتی و با استفاده از الگوریتم خوشه بندی مبتنی بر چگالی OPTICS مناطق اولویت دار شبکه ‎های توزیع آب جهت بازسازی تعیین گردیدند. 361 حادثه شکستگی رخ داده در یکی از پهنه های شبکه توزیع آب مشهد مورد بررسی واقع شد. این الگوریتم در مجموع 16 خوشه را در پنج سطح متفاوت اهمیت شناسایی کرد. این 16 خوشه که برخی زیرخوشه دیگری محسوب می شوند از منظر نرخ شکست با یکدیگر مورد مقایسه قرار گرفتند و سه خوشه که به ترتیب نرخ شکستگی برابر با 79/1، 62/2 و 50/1 (حادثه/ 100 کیلومتر/ سال) را داشتند، به عنوان اولویت های اصلی بازسازی معرفی شدند. نرخ شکست میانگین در کل شبکه مورد بررسی برابر با 14/8 بود. در ادامه، خوشه های شناسایی شده از منظر جنس و قطر لوله نیز مورد ارزیابی قرار گرفته و عوامل موثر در نرخ شکستگی آن ها، بررسی شدند. نتایج نشان داد که الگوریتم خوشه بندی OPTICS با شناسایی خوشه های متعدد و سطح بندی آن ها توانایی قابل توجهی در تشخیص پهنه های اولویت دار برای برنامه های بازسازی دارد؛ بنابراین از روش پیشنهادی به عنوان ابزاری کاربردی و انعطاف پذیر برای اولویت بندی بازسازی شبکه توزیع آب، شناسایی علل اصلی حوادث با پرهیز از روش های محاسباتی پیچیده و طولانی و به دور از قضاوت شخصی کارشناسان می توان استفاده کرد.

    کلید واژگان: خوشه بندی مبتنی بر چگالی, تحلیل مکانی, شبکه های زیرساختی, شکستگی, ارزیابی وضعیت, شبکه توزیع آب, الگوریتم OPTICS}
    AmirMohammad Aryayee, Mohammadreza Jalili Ghazizadeh *, Iman Moslehi

    Water supply networks are directly related to the economic and social development of urban communities. Due to the rapid increase in population and urbanization, these networks should be properly maintained and rehabilitated. In this paper, an unsupervised learning method with OPTICS density-based clustering algorithm is used to determine the priority areas for rehabilitation. 361 burst event data in one of the Mashhad water network zones were analyzed. The algorithm identified a total number of 16 clusters at 5 different levels of importance. These 16 clusters, which are considered sub-clusters for higher levels, were compared in terms of burst rate. Three clusters with failure rates of 79.1, 62.2, and 50.1 (failures/100 km/year) were introduced as the main priorities for rehabilitation and renovation, respectively. The average burst rate in the whole network was 14.8. The identified clusters were examined in terms of pipe material and diameter and their most affecting factors on the burst rate. The obtained results showed that the OPTICS clustering algorithm has a significant ability to determine priority zones for the rehabilitation plan, by identifying multiple clusters and their according levels. Therefore, the proposed method can be used as a practical and flexible tool to prioritize the rehabilitation process of water networks and identify the main causes of failure events, avoiding complex computational methods or the personal judgment of experts.

    Keywords: Density-Based Clustering, spatial analysis, Infrastructure Networks, Failure, Condition assessment, Water Distribution Network, OPTICS Algorithm}
  • احسان یوسفی خوش قلب، ایمان مصلحی، محمدرضا جلیلی قاضی زاده*، هانی غمخوار

    نشت به عنوان یکی از ارکان اصلی هدررفت واقعی آب، جزو لاینفک شبکه های توزیع آب شهری محسوب می شود؛ به طوری که حتی بهترین شبکه های توزیع آب نیز از مقداری نشت در زیرساخت خود برخوردار هستند. جهت کاهش نشت و بهبود عملکرد شبکه های توزیع آب، روش ها و رویکردهای متعددی ارایه شده است. اقدامات و استراتژی های اصلی جهت کنترل و مدیریت نشت توسط شرکت های آب و فاضلاب، شامل چهار استراتژی اصلی عملیات کنترل فعال نشت (نشت یابی فعال)، مدیریت حوادث و شکستگی ها (کنترل منفعل نشت)، مدیریت فشار و مدیریت دارایی (بازسازی و نوسازی زیرساخت شبکه) می باشد. سوال حایز اهمیت این است که، کدام یک از این رویکردها برای یک شبکه ی توزیع آب مناسب تر است؟ پاسخ این سوال با انجام تحلیل سطح اقتصادی نشت به دست می آید. لذا مهمترین جزء یک استراتژی کنترل و مدیریت نشت، هدف گذاری آن بر اساس سطح اقتصادی نشت است. این مقاله، مروری جامع بر روش های برآورد سطح اقتصادی نشت در شبکه های توزیع آب، در قالب دوره های زمانی مختلف از جمله کوتاه مدت، بلندمدت و پایدار دارد. علاوه بر این رویکردی جهت تخمین سطح اقتصادی نشت با توجه به شرایط حاکم در هر شبکه و یا شرکت آب و فاضلاب مربوطه پیشنهاد می شود. نتایج این مقاله برای متخصصان و محققان حوزه ی آب بدون درآمد که در شبکه های توزیع آب فعالیت دارند مرجعی مفید و کاربردی محسوب می شود.

    کلید واژگان: سطح اقتصادی نشت, مدیریت نشت, کنترل فعال نشت, تحلیل اقتصادی, شبکه توزیع آب شهری}
    Ehsan Yousefi Khoshqalb, Iman Moslehi, Mohammadreza Jalili Ghazizadeh *, Hani Ghamkhar

    As the main component of real water losses, leakage afflicts most water networks worldwide; even the best Water Distribution Networks (WDNs) have leakage in their network infrastructure. Several methods and strategies have been developed for leakage reduction and performance improvement in WDNs. In practice, leakage control strategies, including active leakage control, passive leakage control, pressure management, and infrastructure asset management, are performed by water utilities to reduce leakage. The main question is, which of these leakage management strategies are the most appropriate for a specific WDN? The answer to this question is obtained by analyzing the economic level of leakage (ELL). In fact, the essential component of a leakage control strategy is that its target is set in terms of the economic level of leakage (ELL). This paper provides a comprehensive review of the estimation of the ELL at different time frames, including short-run, long-run, and sustainable in WDNs. In addition, a procedure to estimate the ELL is proposed according to the conditions in each network or the relevant water utilities. Results of this review could be a valuable reference resource for practitioners and researchers dealing with non-revenue water in WDNs.

    Keywords: Economic Level of Leakage, Leakage Management, Active Leakage Control, Economic Analysis, water distribution networks}
  • جواد نوروزی، محمدرضا جلیلی قاضی زاده*، ایمان مصلحی

    یکی از مهم ترین روش های پایش و اندازه گیری مقدار نشت در شبکه های توزیع آب، تحلیل جریان حداقل شبانه در مناطق ایزوله شده است. تخمین مقدار نشت شبانه در هر ایزوله، با کسر مقدار مصرف مجاز شبانه از جریان حداقل شبانه به‎دست می آید. لذا مقدار مصرف شبانه مشترکین خانگی از مهم ترین پارامترهای تاثیرگذار در تعیین مقدار نشت است. با توجه به تفاوت های اقلیمی، فرهنگی و اجتماعی هر کشور ممکن است مقدار مصرف‎های شبانه خانگی در مناطق و کشورهای مختلف، متفاوت باشد؛ بنابراین در تعیین میزان تلفات فیزیکی شبکه به کمک تحلیل حداقل جریان شبانه، اطلاع از مقادیر صحیح مصرف شبانه خانگی و استفاده از تکنیک های مناسب تحلیل آن ضروری است. مقاله حاضر مروری بر مطالعات انجام شده به‎منظور تعیین مصرف شبانه آب مشترکین خانگی در کشورهای مختلف و آشنایی با روش ها و هم‎چنین عوامل موثر بر میزان آن دارد. این مقاله می تواند مورد استفاده متخصصان و پژوهشگران حوزه نشت در شبکه های آب رسانی قرارگیرد.

    کلید واژگان: مصرف شبانه آب مشترکین خانگی, حداقل جریان شبانه, نشت آب, مناطق مجزای ایزوله شده}
    Javad Norouzi, MohammadReza Jalili Ghazizade *, Iman Moslehi

    Minimum Night Flow (MNF) analysis in District Metered Areas (DMAs) is the most important method for monitoring and estimating the leakage volume in Water Distribution Networks (WDNs). An estimation of night leakage in a DMA is calculated by deducting legitimate night consumption from MNF. Therefore, the amount of household night water consumption is a crucial parameter in determining the leakage level in WDNs. The household night water consumption may be different in various countries or even in different utilities within a country. Therefore, a precise estimation of household night water consumption and use appropriate techniques are required to determine the volume of physical losses using MNF analysis. The present paper provides a literature review on analysis methods for estimating household night water consumption in different countries, their estimated values, and the effective parameters on the per capita household night consumption. This review could be used by practitioners and researchers dealing with estimating leakage level in WDNs.

    Keywords: Household Night Water Consumption, Minimum Night Flow, Water Leakage, District Metered Area}
  • ایمان مصلحی، محمدرضا جلیلی قاضی زاده*، احسان یوسفی خوش قلب

    مدیریت فشار یکی از موثرترین روش های مدیریت نشت در شبکه های توزیع آب است که علاوه بر کاهش نشت، مزایای بسیاری برای شرکت های آب و فاضلاب دارد. هدف از این پژوهش تحلیل اقتصادی مدیریت فشار از طریق تحلیل جامع سود- هزینه با در نظر گرفتن جوانب مختلف اجرای مدیریت فشار در شبکه های توزیع آب است. به این منظور یک مدل ریاضی برای ارزیابی سود حاصل از اجرای مدیریت فشار بر کاهش نشت، شکستگی ها، نشت یابی فعال، مصرف آب، مصرف انرژی، خسارات وارده به ساختمان ها و افزایش رضایت مشتریان و همچنین هزینه های ناشی از خرید، نصب، بهره برداری و نگهداری و کاهش درآمد حاصل از کاهش مصرف آب، توسعه داده شد. با استفاده از مدل توسعه داده شده، سود خالص و نسبت سود به هزینه برای هر طرح مدیریت فشار قابل محاسبه است. به عنوان مطالعه موردی، سامانه مدیریت فشار پیشرفته از طریق نصب شیرهای کاهنده فشار مبتنی بر زمان و جریان در یک ناحیه ایزوله واقع در شهر مشهد اجرا شد و سود خالص و نسبت سود به هزینه حاصل از اجرای آن توسط مدل ریاضی توسعه داده شده در این مقاله، تخمین زده شد. نتایج نشان داد که سود خالص حاصل از اجرای سامانه مبتنی بر جریان از سامانه مبتنی بر زمان بیشتر است و نسبت سود به هزینه برای سامانه های مدیریت فشار مبتنی بر جریان و زمان به ترتیب 3/7 و 3/2 به دست آمد. مدل ریاضی توسعه داده شده در این مطالعه به مدیران و متخصصان صنعت آب برای درک جامعی از مزایا و توجیه اقتصادی اجرای طرح های مدیریت فشار کمک خواهد کرد.

    کلید واژگان: مدیریت فشار, تحلیل اقتصادی, تحلیل مالی, مدیریت نشت, شبکه توزیع آب}
    Iman Moslehi, MohammadReza Jalili Ghazizadeh *, Ehsan Yousefi Khoshghalb

    Pressure management (PM) is one of the most effective methods of leakage management in water distribution networks (WDNs). In addition to reducing leakage, it provides many benefits for water utilities. The purpose of this paper is an economic analysis of the PM through a comprehensive cost-benefit analysis, taking into account the various aspects of the implementation of PM in WDNs. For this purpose, a mathematical model was developed for evaluating the benefits arising from implementing PM on the reduction of leakage, pipe breaks, active leakage control, water consumption, energy consumption, building damages and the increase of customer satisfaction and the costs of purchase, installation, operation and maintenance, and revenue reduction due to the reduction of water consumption. Using the developed model, the net benefit and benefit/cost ratio can be calculated for each PM scheme. As a case study, the advanced PM system was implemented through the installation of time modulated (TM) and flow modulated (FM) pressure reducing valves (PRVs) in a district metered area (DMA) located in Mashhad city. The net benefit and benefit/cost ration was then estimated by the developed mathematical model. The results showed that the net benefit of PM system through FM is greater than TM and the benefit/cost ratio was obtained 3.7 and 3.2 respectively. The developed mathematical model will assist water managers and practitioners in comprehensive understanding of the benefits and economic justification for implementing PM schemes.

    Keywords: Pressure Management, Economic Analysis, Financial Analysis, Leakage Management, Water Distribution Network}
  • ایمان مصلحی، محمدرضا جلیلی قاضی زاده*، احسان یوسفی خوش قلب
    یکی از وظایف اصلی شرکت های آب و فاضلاب در حوزه بهره برداری از شبکه های توزیع آب، مدیریت و کنترل نشت از شبکه می باشد. در این راستا کنترل فعال نشت یکی از استراتژی های اصلی در کاهش نشت و دستیابی به سطح اقتصادی نشت می باشد. در این مقاله، یک متدولوژی کاربردی به منظور تعیین سطح اقتصادی نشت توسعه یافت که شامل مراحل تعیین نقاط اندازه گیری فشار و نرخ جریان، جمع آوری داده های میدانی و داده های هزینه ای مورد نیاز، تخمین سطح نشت شبکه و تعیین سطح اقتصادی نشت شبکه مبتنی بر استراتژی کنترل فعال نشت می باشد. با برآورد سطح اقتصادی نشت، شاخص های عملکرد اقتصادی نظیر شاخص نشت اقتصادی و بازده اقتصادی شبکه نیز بدست می آید. متدولوژی توسعه یافته برای یک ناحیه از شبکه توزیع آب مشهد استفاده شد و بر اساس نتایج، سطح اقتصادی نشت ناحیه مورد مطالعه 27/5 مترمکعب بر انشعاب در سال برآورد شد؛ در حالیکه سطح نشت موجود شبکه بر اساس تحلیل جریان حداقل شبانه، 49/2 مترمکعب بر انشعاب در سال بدست آمد. همچنین شاخص نشت اقتصادی 1/79 و بازده اقتصادی شبکه حدود 56 درصد محاسبه شد. متدولوژی توسعه یافته در این مقاله می تواند به متخصصان و مدیران شرکت های آب و فاضلاب در هدف گذاری سطح نشت شبکه و تعیین سطح نشت اقتصادی مبتنی بر آن کمک کند.
    کلید واژگان: سطح اقتصادی نشت, مدیریت نشت, شاخص نشت زیربنائی, شبکه های توزیع آب, تحلیل اقتصادی}
    Iman Moslehi, Mohammadreza Jalili Ghazizadeh *, Ehsan Yousefi Khoshqalb
    One of the main responsibilities of water and wastewater companies in the field of operating of water distribution networks (WDNs) is the management and control of leakage from these networks. In this regard, active leakage control (ALC) is one of the main strategies in reducing leakage and achieving economic level of leakage (ELL). In this paper, a practical methodology was developed to determine the ELL which is included the steps determining the points of pressure and flow rate measurements, collecting of required field data and cost data, the estimation of leakage level in the network and the determination of the ELL of the network based on the ALC strategy. Economic performance indicators such as the economic leakage index (ELI) and the economic network efficiency (ENE) are also obtained using the determined ELL. The developed methodology was applied for a district of the WDN of Mashhad. The results showed that the ELL in the study area is 27.5 m3/connection/year. While the current level of leakage was estimated to be around 49.2 m3/connection/year, based on the minimum night flow (MNF) analysis. Moreover, the ELI and ENE were calculated 1.79 and 56% respectively. The developed methodology in this paper can assist practitioners and managers of water and wastewater companies for target-setting of the level of leakage and determining of the ELL based on it.
    Keywords: Economic Level of Leakage, Leakage Management, Infrastructure Leakage Index, water distribution networks, Economic Analysis}
  • ایمان مصلحی، محمدرضا جلیلی قاضی زاده*، احسان یوسفی خوش قلب

    تشخیص داده های نویز(پرت یا غیرعادی) از داده های جریان در شبکه های توزیع آب در مرحله آماده سازی و پیش پردازش داده ها برای دستیابی به داده های تاریخی قابل اعتماد انجام می گیرد؛ که در بهبود روش های ارزیابی و مدیریت نشت و بهره برداری موثر از شبکه، مهم و ضروری است. هدف از ارائه این مقاله توسعه یک متدولوژی جدید بر مبنای روش های یادگیری بدون نظارت، جهت شناسایی داده های پرت یا غیرعادی در یک مجموعه داده های جریان در شبکه های توزیع آب می باشد. متدولوژی توسعه داده شده شامل مراحل 1- جمع آوری داده های مورد نیاز، 2- صحت سنجی و نرمال سازی داده ها و 3- شناسایی و کشف داده های پرت یا غیرعادی با استفاده از الگوریتم خوشه بندی مکانی مبتنی بر چگالی مقاوم در مقابل نویز (DBSCAN) می باشد. متدولوژی پیشنهادی برای داده های جریان ورودی به یک منطقه در شبکه توزیع آب شهری تهران با تواتر زمانی برداشت داده 15 دقیقه برای سال 1394 به کار برده شد. نتایج نشان داد که متدولوژی توسعه داده شده قابلیت شناسایی داده های پرت ناشی از انواع شکستگی ها و مصارف مجاز غیرمعمول نظیر مصارف ناشی از تغییر در الگوی مصرفی جمعیت یا مصارف مجاز غیرعادی را دارد. از اینرو این متدولوژی را می توان به عنوان یک ابزار کاربردی و انعطاف پذیربرای پایش داده های جریان و شناسایی و حذف انواع داده های پرت از آنها مورد استفاده قرار داد.

    کلید واژگان: داده پرت, خوشه بندی مبتنی بر چگالی, الگوریتم DBSCAN, داده های جریان, شبکه توزیع آب}
    Iman Moslehi, Mohammadreza Jalili Ghazizadeh *, Ehsan Yousefi Khoshqalb

    Anomaly or outlier detection of flow data in water distribution networks (WDNs) is implemented in data preparation and prepossessing step to achieve reliable historical data; it is important to improve the leakage assessment and management methods and the operations of the network efficiently. The main objective of this paper is to develop a new methodology based on unsupervised learning methods for anomaly or outlier detection in a flow data set in WDNs. The developed methodology includes three steps 1- required data acquisition, 2- data validation and normalization, and 3- anomaly or outlier detection using the density-based spatial clustering of application with noise (DBSCAN) algorithm. The proposed methodology is applied for inflow data into an area in Tehran's urban water distribution network with 15-min sampling intervals for 1394. The results showed that the developed methodology is capable to the detection anomalies due to different type of pipe breaks and unusual legitimate consumption such as water usage due to changes in water consumption pattern or unauthorized consumption. Therefore, this methodology can be used as an applicable and flexible tool for monitoring flow data and detecting and eliminating of different types of outliers from them.

    Keywords: outlier, Density-Based Clustering, DBSCAN Algorithm, Flow Data, Water Distribution Network}
  • یاسمن تاج آبادی، محمدرضا جلیلی قاضی زاده *، ایمان مصلحی
    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.
    کلید واژگان: شبکه توزیع آب, تواتر شکستگی, تحلیل داده های میدانی, مدیریت فشار}
    Yasaman Taj Abadi, Mohamadreza Jalili Ghazizadeh*, Iman Moslehi
    Introduction
    One of the challenges facing water and wastewater companies around the world is water loss from water distribution networks following burst pipes and leakage, which imposes high economic, social and environmental costs on these companies. So, every year a large part of the budget of water and wastewater companies is allocated for the repair and rehabilitation of the pipe network. Therefore, knowing the frequency of burst pipes will help in estimating network leakages and selecting appropriate management strategies for dealing with these. Various factors affect the failure of water distribution pipes, one of the most important being water pressure. Therefore, the development of models to predict failure based on effective factors precisely is necessary to achieve optimal leakage management in water distribution networks.
    Materials and methods
    In the present study, using a developed model and analysis of pressure and burst field data in the urban water distribution network, the relationship between pressure and burst rate has been determined for a district of Tehran. The study area has 516 km of mains pipelines that include many types of material such as polyethylene, ductile iron, steel, PVC and asbestos cement. Both polyethylene and ductile iron pipes were selected for the investigation because they comprise 93 percent of the network length. After collecting and revising the statistics and information about the bursts and pressures recorded during the years 1386 to 1395, we have calculated the average zone point and the pressure index at this point and assigned it to the whole area. Finally, the pressure-burst relationship was presented individually for each material in the pipes. The prediction model of the failure consists of two parts, namely independent and dependent parts, through which the pressure parameter is linked through a power component to the failure rates. In this study, the maximum daily pressure at the average zone point was used as a pressure index in the pressure-burst relationship.
    Results and discussion
    The pressure-burst relationship for polyethylene and ductile iron based on maximum the daily pressure index is presented separately. In the relationships obtained for comparison, both the average of maximum daily pressure and the maximum of maximum daily pressure values were used. The results of this study showed that, in the dependent pressure part, the average of the maximum daily pressure index presents a more accurate result compared with the maximum value of the maximum daily pressure index and has a higher correlation coefficient. The reason for the inappropriateness of the maximum value of the maximum daily pressure can be temporary and non-permanent overload in one or more days of the year. As it may not really have caused a failure but has been involved in the calculation, this index does not have an accurate prediction of burst. Also, the relations are obtained for two conditions with a power pressure of 3 and an unknown situation, which indicates that, in the case of unknown power, higher correlation coefficients are obtained. Thus, for polyethylene the power is equal to 3 and the correlation coefficient = 0.97, while for ductile iron, the power was equal to 2.7 and the correlation coefficient = 0.99.
    Conclusion
    According to the relationships obtained, it can be concluded that the pressure-burst model could predict the number of failure of main pipes in the water distribution networks well. The results also showed that pressure variations more often affect burst frequency in the polyethylene than the ductile iron pipes. The exponent of pressure in the failure prediction model also depends on the pipe material and is larger for polyethylene in comparison with ductile iron material, and the average for the maximum daily pressure index was a more accurate indicator in the failure prediction model. According to the results of this paper, we can improve pressure management and rehabilitation strategies for the reduction in burst frequency. By applying accurate pressure management and awareness of material susceptibility to burst, it is possible to reduce failure rate and, consequently, water loss.
    Keywords: Burst frequency, field-data analysis, pressure management, water distribution system}
  • ایمان مصلحی، محمدرضا جلیلی قاضی زاده
    مدیریت فشار علاوه بر کاهش نشت و مصرف بر وقوع شکستگی های جدید در شبکه های آب رسانی نیز تاثیر می گذارد. طی دو دهه اخیر مزایای مدیریت فشار بر کاهش تواتر شکستگی لوله ها توسط پژوهشگران مختلفی در سرتاسر جهان مورد بررسی قرار گرفته و روابط و مدل های گوناگونی به منظور تعیین روابط فشار- شکستگی نظیر روابط فشار- نشت توسعه داده شده است. هدف از ارائه این مقاله مروری کامل و جامع بر مطالعات، روابط و مدل های تجربی ارائه شده در ارتباط با تاثیر مدیریت فشار بر نرخ شکستگی لوله ها در شبکه های آب رسانی می باشد. بدین منظور روابط و مدل های تجربی ارائه شده توسط پژوهشگران مختلف طی بیست سال اخیر مورد بحث و بررسی قرار گرفته و مزایا و معایب هریک از آنها بیان شده است. بر اساس این مقاله می توان به درک و شناخت بهتری از روابط فشار- شکستگی دست یافت و نتایج آن می تواند در تحلیل و ارزیابی برنامه های مدیریت فشار در شبکه های آبرسانی مورد استفاده قرار گیرد.
    کلید واژگان: مدیریت فشار, رابطه فشار, شکستگی لوله ها, شبکه های آب رسانی, نقطه میانگین ناحیه, فشار ماکزیمم}
    Iman Moslehi, Mohammad Reza Jalili Ghazizadeh
    Besides reducing leakage and consumption, pressure management affects occurrence of new bursts in water supply systems. Over the past two decades, several researchers throughout the world have studied the benefits of pressure management on reduction in the burst frequencies. During this period a wide assortment of empirical models have been developed to determine pressure-burst relationships such as pressure-leakage relationships. This paper aims to conduct a comprehensive review of these studies, relationships and empirical models pertaining to the effects of pressure management on the break rates of pipes in water supply systems. For this purpose, the developed relationships and empirical models by various researchers over the last twenty years were discussed and the advantages and disadvantages of them were summarized. Based on the review, the better understand of pressure- burst relationships could be founded and the results could be used in the analysis and evaluation of pressure management schemes in water supply systems.
    Keywords: Pressure management, Pressure-Burst relationship, Water supply systems, Average zone point, Maximum pressure}
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال