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 مسعود تابش

  • سارا مشهدی تفرشی، مسعود تابش*

    شبکه‎ های توزیع آب یکی از زیرساخت‎ های حیاتی هر کشور است که از جمله وظایف اصلی آن رساندن آب با کیفیت مناسب به دست مصرف‎ کننده است. این شبکه ‎ها همواره در معرض انواع مختلفی از تهدیدها هستند، و از آن جا که در انتهای زنجیره تامین آب قرار دارند و در ارتباط مستقیم با مصرف‎کننده هستند، وقوع شکست کیفیت در آن می‎تواند منجر به خسارات بهداشتی، جانی و اجتماعی جبران‎ناپذیری شود. عملکرد قابل‎قبول شبکه‎ های آبرسانی از نظر کیفیت، وابسته به برنامه ‎های بهره ‎برداری و نگهداری است که از محاسبه و مدیریت ریسک می‎توان به عنوان یکی از این برنامه‎ها اشاره کرد. یکی از اجزای اصلی ریسک در اثر وقوع شکست کیفیت، احتمال شکست است. در این تحقیق به منظور محاسبه احتمال شکست کیفیت شبکه‎ های آب در ابتدا عوامل اثرگذار بر رخداد شکست کیفیت شناسایی شده و به کمک شبکه‎ های بیزین احتمال شکست کیفیت هر لوله محاسبه می‎شود. این کار در چهار گام اساسی آماده‎ سازی داده ‎های ورودی، آموزش شبکه بیزین، صحت‎سنجی آن و دریافت نتایج خروجی انجام می‎شود. این مدل بر روی بخشی از شبکه توزیع آب شهر تهران تحلیل شده است. نتایج به دست آمده نشان می‎دهد که 31 درصد از لوله ها دارای احتمال شکست خیلی کم و 69 درصد دارای احتمال شکست کم بوده اند. علاوه بر این با انجام تحلیل حساسیت، چهار عامل جنس لوله، فشار آب، سن آب و سرعت آب به‎ عنوان اثرگذارترین عوامل بر وقوع شکست کیفیت در این منطقه شناسایی شدند؛ که با کنترل آن ها توسط مدیران و تصمیم گیرندگان شرکت های آب و فاضلاب در قالب برنامه ‎های مدیریت ریسک، می توان میزان احتمال وقوع شکست کیفیت را به مقدار قابل‎توجهی کاهش داد.

    کلید واژگان: شکست کیفیت, شبکه بیزین, احتمال شکست کیفیت, شبکه توزیع آب, عوامل اثرگذار}
    Sara Mashhadi Tafreshi, Massoud Tabesh *

    Water distribution networks are one of the vital infrastructures of any country, which one of its main tasks is to deliver good quality water to consumers. These networks are always exposed to various types of threats, and since they are at the end of the water supply chain and are in direct contact with the consumer, the occurrence of quality failure in it can lead to irreparable health, life and social damages. The acceptable performance of water supply networks in terms of quality is dependent on operation and maintenance programs, and risk analysis and management can be mentioned as one of these programs. One of the main components of risk due to the occurrence of quality failure is the probability of failure. In this research, in order to calculate the probability of failure of the quality of water networks, at first, the factors affecting the occurrence of quality failure are identified and with the help of Bayesian networks, the probability of failure of the quality of each pipe is calculated. This work is done in four basic steps: preparing input data, training the Bayesian network, validating it and receiving the output results. In addition, by carrying out sensitivity analysis, four factors consist of pipe type, water pressure, water age and water velocity have been identified as the most effective factors on the occurrence of water quality failure in this area; which controlling them by managers and decision makers of water and sewage companies in the form of risk management programs, the probability of quality failure can be significantly reduced.

    Keywords: Quality Failure, Bayesian Network, Probability Of Quality Failure, Water Distribution Network, Influencing Factors}
  • ملیکا خاشعی، مسعود تابش*، سید احمدرضا شاهنگیان، مهناز عباسی

    توجه به حفظ منابع آبی به منظور جلوگیری از مواجه شدن با بحران آب، یکی از مهم ترین وظایف عموم افراد جامعه از مسئولان است. در این خصوص مهمترین اقدامی که می تواند در عبور از بحران های آبی موثر باشد، مدیریت تقاضای آب است که روش های متفاوتی برای آن وجود دارد. یکی از این روش ها مدیریت فشار در راستای مدیریت تقاضا است که می تواند در شرایط عادی بهره برداری و همچنین شرایط وجود بحران کم آبی استفاده شود. از سوی دیگر در شرایط بحرانی که آب در دسترس، تقاضای کل را برآورده نمی کند، سیاست هایی مانند جیره بندی و تامین آب به روش نوبتی اتخاذ می شود که با مشکلات فراوانی همراه است. بنابراین نیاز به روشی جایگزین که معایب جیره بندی را حداقل کند و نیز اهداف مدیریت تقاضا را برآورده کند و در عین حال قابل اجرا، زودبازده و اقتصادی باشد احساس می شود. در این پژوهش، به کمک یک مدل ترکیبی شبیه سازی و بهینه سازی که با تلفیق نرم‎افزارهای EPANET2.2 وMATLAB ایجاد شد، تاثیرات اتخاذ رویکرد مدیریت تقاضای آب با استفاده از تنظیم فشار در حالت عادی و کمبود آب، بر هیدرولیک شبکه توزیع بررسی شد. بهینه سازی در این پژوهش در دو حالت انجام شد که در هر حالت تابع هدف متفاوتی تعریف شد. برای بهینه سازی نیز از الگوریتم ژنتیک استفاده ‎شد. مدل توسعه یافته بر روی شبکه توزیع آب شهر جدید بهارستان واقع در استان اصفهان تحلیل شد و نتایج به‎دست آمده نشان داد، مدل توانسته با استفاده از یافتن مکان و فشار تنظیمی بهینه برای شیرهای فشارشکن، در شرایط عادی، فشار متوسط شبکه را تا 8 متر کاهش دهد و در شرایط وجود کمبود، آب در دسترس را به صورت عادلانه میان گره های تقاضا توزیع کند. به طوری که پس از تحمیل کمبود 8 درصدی به شبکه، بدون اعمال برنامه مدیریت فشار، 8 گره مصرف کمبودی بین 15 تا 30 درصد و 19 گره کمبود زیر 5 درصد را تجربه کردند. در حالی که پس از بهینه سازی فشار توسط مدل تنها 3 گره تقاضا کمبودی بین 15 تا 25 درصد و 6 گره کمبود زیر 5 درصد را تجربه کردند.

    کلید واژگان: مدیریت تقاضا, مدیریت فشار, شبکه توزیع آب, شبیه سازی, الگوریتم ژنتیک}
    Melica Khashei, Massoud Tabesh *, Seyyed Ahmadreza Shahangian, Mahnaz Abbasi

    Paying attention to the conservation of water resources in order to prevent water crises is one of the most important duties of people in the community, including officials. In this regard, the most effective action is water demand management, for which there are different methods. One of these methods is pressure management in order to demand management, which can be used in normal operating conditions as well as in the event of water scarcity. On the other hand, in critical situations where the available water does not meet the total demand, policies such as intermittent water supply are adopted, which are associated with many problems. Therefore, an alternative method is needed to minimize the disadvantages of intermittent water supply,to meet the objectives of demand management and, at the same time is feasible, efficient, and economical. In this research, a combined simulation and optimization model is created by using EPANET2.2 and MATLAB software. With this model, the effects of adopting a water demand management approach using pressure management on the hydraulics of water distribution networks will be investigated. In this research, optimization is done in two approaches. In each case, a different objective function is defined and a genetic algorithm is used for optimization. The developed model has been analyzed on the WDN of Baharestan city located in Isfahan province. The results show that the model is able to reduce the average network pressure by 8 meters by finding the optimal location and adjusting pressure for pressure-reducing valves under normal conditions. Also, during water scarcity, it is able to distribute the available water among the demand nodes considering equity and justice principles. After imposing an 8% deficit on the network, without applying for a pressure management program, 8 demand nodes experienced a shortage between 15 and 30% and 19 experienced a deficit below 5%. However, after optimizing the pressure, only 3 demand nodes experienced a shortage between 15 and 25% and 6 nodes experienced a shortage of less than 5%.

    Keywords: Demand Management, Pressure Management, Water Distribution Network, Simulation, Genetic Algorithm}
  • سید احمدرضا شاهنگیان، مسعود تابش*، مسعود یزدان پناه، محمد امین رئوف، طاهره زبیدی

    اگرچه تشویق خانوارها به پذیرش رفتارهای حفاظت از آب، به عنوان یک استراتژی موثر در تامین آب پایدار، توجه مدیریت تقاضای آب را به خود جلب کرده، اما موفقیت در چنین سیاست هایی به پذیرش داوطلبانه افراد وابسته است. با توجه به نقش مهم روانشناسی در تبیین رفتار انسان، این پژوهش به بررسی عوامل اساسی اجتماعی- روانشناختی موثر بر پذیرش رفتارهای حفاظت از آب خانگی و چگونگی تبیین این رفتارها به کمک توسعه تیوری رفتار، برنامه ریزی شده و با اضافه کردن متغیر عادت، به مدل اصلی این تیوری پرداخت. در این پژوهش که صرفا بر روی رفتارهای صرفه جویی در مصرف آب (حفاظت رفتاری) متمرکز بود، 343 نفر از شهروندان شهر اصفهان شرکت کردند. در این راستا، یک پژوهش پیمایشی به کمک یک پرسش نامه ساختاریافته به عنوان ابزار پژوهش، انجام و از روش مدل سازی معادلات ساختاری نیز برای تجزیه و تحلیل داده ها استفاده شد. نتایج نشان داد که با اضافه کردن متغیر عادت به تیوری رفتار برنامه ریزی شده، مدل توسعه یافته قادر است به ترتیب 75 و 51 درصد از واریانس تمایل به انجام رفتارهای صرفه جویی در مصرف آب و نیز رفتارهای صرفه جویی در مصرف آب را پیش بینی کند. بر اساس یافته ها، متغیرهای نگرش و کنترل رفتاری درک شده، رابطه مثبت معنی داری با تمایل داشتند که از این بین نگرش، دارای بیشترین قدرت پیش بینی تمایل به انجام رفتارهای حفاظت از آب خانگی بود. علاوه بر این، متغیرهای عادت و تمایل، رابطه مثبت معنی داری با رفتارهای صرفه جویی در مصرف آب داشتند که متغیر عادت، مهم ترین عامل تعیین کننده رفتار بود. این در حالی است که متغیر هنجار ذهنی، بر تمایل و متغیر کنترل رفتاری درک شده، بر رفتار تاثیر معنی داری نداشت. در نهایت، به سیاست گذاران پیشنهاد می شود که کمپین های آگاهی بخشی و آموزشی با هدف (1) ایجاد نگرش مثبت نسبت به رفتارهای حفاظت از آب در میان خانوارها، (2) افزایش خودکارآمدی و اعتماد به نفس آنها در انجام این گونه رفتارها و (3) بهبود و یا تغییر عادات رفتاری حفاظت از آب آنها، طراحی و پیاده سازی کنند تا بتوانند تمایلات و رفتارهای حفاظت از آب را در بین خانوارها ارتقا بخشند.

    کلید واژگان: حفاظت از آب, تئوری رفتار برنامه ریزی شده, عادت, مدل سازی معادلات ساختاری, روانشناسی محیط زیستی, مدیریت تقاضای آب}
    Seyyed Ahmadreza Shahangian, Massoud Tabesh *, Masoud Yazdanpanah, Mohammad Amin Raoof, Tahere Zobeidi

    Encouraging households to adopt residential water conservation behaviors, as an efficient strategy for sustainable water supply, has caught the attention of water demand management. However, the success of such policies depends on the voluntary acceptance of these measures by urban households. Considering the important role of psychology in explaining human behavior, the present research explored the key socio-psychological factors underlying the household adoption of WCBs and how these behaviors can be explained by expanding the theory of planned behavior via adding the habit variable to the TPB’s main model. In the current study, which focuses solely on water curtailment behaviors (behavioral conservation), 343 Isfahan citizens participated. In this regard, a cross-sectional survey was conducted using a structured questionnaire, as a research instrument, and the structural equation modeling method was also applied for data analysis. The results revealed that, by adding the habit variable to the TPB's main model, the extended model can predict 75% and 51% in the variance of intention to adopt water curtailment behaviors and water curtailment behaviors, respectively. Based on the findings, the attitude and perceived behavioral control variables had a significant positive relationship with intention, whereby attitude had the most predictive power of intention to adopt water curtailment behaviors. Moreover, the habit and intention variables were significantly and positively related to water curtailment behaviors, of which habit was the most important determinant of behavior. However, subjective norm had no significant relationship with intention, and perceived behavioral control was not significantly related to behavior. Finally, policymakers are advised to develop and implement awareness-raising and education campaigns aimed at (1) creating positive attitude toward WCBs among urban households, (2) increasing their self-efficacy and self-confidence in performing these actions, and (3) improving and/or changing their water conservation habits in order to improve WCBs among urban households.

    Keywords: Water conservation, Theory of Planned Behavior, habit, structural equation modeling, Environmental Psychology, Water Demand management}
  • مهناز عباسی، مسعود تابش*، هانیه صفرپور، سید احمدرضا شاهنگیان

    اگرچه افزایش شهرنشینی و روند رو به رشد جمعیت، سیاست گذاران را به سمت اقداماتی در حوزه مدیریت مصرف آب شهری سوق داده است، اما اتخاذ چنین سیاست هایی می تواند تبعات مثبت و منفی گسترده ای را بر جنبه های مختلف سیستم آب شهری به همراه داشته باشد. در طی سال های اخیر به دنبال افزایش بحران آب در استان اصفهان، مدیریت فشار به منظور کاهش دسترسی به آب به عنوان سیاست جدید مدیریت تقاضای آب در شهرهای مختلف این استان اعمال شده است. در این راستا، مطالعه حاضر دیدگاه نوینی را با رویکرد چرخه حیات برای بررسی اثرات محیط زیستی ناشی از اعمال چنین سیاستی با فرض درصدهای مختلف کمبود آب در دسترس طی سال های 1397 تا 1415، ارایه و در شهر جدید بهارستان (استان اصفهان) بررسی کرده است. سیاهه نویسی چرخه حیات برای فرآیندهایی از جمله خرابی شبکه و مصرف انرژی ایستگاه پمپاژ براساس شرایط منطقه مورد مطالعه انجام شده و با استفاده از نرم افزار SimaPro ارزیابی چرخه حیات صورت گرفته است. نتایج نشان می دهد که بخش قابل توجهی از اثرات محیط زیستی در شبکه تامین و توزیع آب مربوط به خرابی های شبکه است که نسبت به مصرف انرژی، تاثیرات بسیاری در اکثر گروه های میانی و پایانی اثرات محیط زیستی دارد، به طوری که اثرات پایانی محیط زیستی خرابی های شبکه به صورت میانگین 2/2 برابر سیستم پمپاژ است. با اجرای سیاست مدیریت فشار می توان اثرات محیط زیستی شبکه توزیع آب و سیستم پمپاژ را کاهش داد. با اعمال مدیریت فشار در سناریوها با بازه زمانی یکسان، اثرات محیط زیستی پایانی به ترتیب به میزان 14/7 درصد (کوتاه مدت) و 20/2 درصد (بلندمدت) کاهش یافته است.

    کلید واژگان: مدیریت فشار, شبکه توزیع آب, سیستم پمپاژ, ارزیابی چرخه حیات, اثرات محیط زیستی}
    Mahnaz Abbasi, Massoud Tabesh *, Haniye Safarpour, Seyyed Ahmadreza Shahangian

    As the population and urbanization increase, policymakers consider urban water management more often; however, these policies can positively and negatively affect the urban water system. In recent years, following the increase in the water crisis in Isfahan province, pressure management has been applied to reduce access to water as a new water demand management policy in different cities of this province. The present study investigates the environmental effects of such policy in the new city of Baharestan (Isfahan province) during the 2018-2036 period, using a life cycle approach and different percentages of available water shortages. SimaPro software is used to conduct the life cycle assessment for processes such as network failure and energy consumption at the pumping station. The life cycle assessment is performed based on the conditions of the study area. The results show that significant part of the environmental effects in the water supply and distribution network is caused by network failures, which, compared to energy consumption, have many effects on most midpoint and endpoint environmental effects. So that the endpoint environmental effects of network failures are, on average, 2.2 times greater than that of pumping systems. The water distribution network and pumping system can minimize their environmental impact by implementing a pressure management policy. With pressure management, the endpoint environmental effects in both short-term and long-term scenarios are reduced by 14.7% and 20.2%, respectively.

    Keywords: Pressure management, Water Distribution Network, Pumping System, Life Cycle Assessment (LCA), environmental effects}
  • مسعود تابش*، مهدی ملارمضانی، اکبر شیرزاد، نیوشا راثی فقیهی

    با توجه به مشکل کمبود آب در کشور، پیشبینی بلندمدت مصرف آب شهری میتواند بهعنوان یک راهحل موثربرای سیاست گذاریهای مدیریت تقاضا و آبرسانی در شبکه توزیع آب شهری اتخاذشود. برای تحقق این امر لزوم تدوین مدلی که بتواند با دقت بالا،پیچیدگی و تاثیر عوامل مختلف بر میزان مصرف آب و عدم قطعیت هریک از این عوامل را نشان دهد، محسوس است. گسترش عدم قطعیت در طول بازه پیشبینی سبب شده است که علاوه بر روش های قطعی، روش های احتمالاتی از جمله شبکه بیزین (Bayesian network) نیزموردبررسی قرار گیرد. شبکه های بیزین با توجه به ساختار احتمالاتی، سهولت درنظرگرفتن عدم قطعیت در پیشبینی و نیز لحاظ نمودن روابط علی، برای پیشبینی مصرف آب شهری بسیار مطلوب است. در این مقاله با استفاده از شبکه بیزین، دو مدل برای پیشبینی بلندمدت مصرف آب شهرستان نیشابور ارایه شده است. همچنین کارایی مدلهای بیزین مزبور در مقایسه با تابع استون-گری و حساسیت مدلهای ارایه شده نسبت به ساختار شبکه ای و دسته بندی داده ها مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج بررسی های صورت گرفته نشان میدهد مدلهای پیشنهادی توانایی پیشبینی بلندمدت مصرف آب با دقت بالا را دارند.مقایسه انجام شده میان شبکه های بیزین و تابع استون-گری (Stone-Geary function) نشان دهنده بالاتر بودن دقت شبکه بیزین به میزان51 درصد نسبت به تابع استون-گری است،به طوری که درصد میانگین خطای مطلق برای مدل بیزین برابر با15/1و برای مدل استون-گری برابر با6/1به دست آمده است.همچنین تابع استون-گری حداکثر مقادیرپیش بینی شده برای مصرف سرانه آب را کمتر از مدلب یزین و حداقل مصرف را نیز بیشتر از مدل بیزین پیش بینی میکند.

    کلید واژگان: شبکه بیزین, پیش بینی بلندمدت مصرف آب شهری, عدم قطعیت, روش های احتمالاتی}
    Massoud Tabesh *, Mahdi Mollaramezani, Akbar Shirzad, Niousha Rasi Faghih

    According to the water scarcity in recent decades in Iran, long-term prediction of domestic water consumption is a beneficial approach in order to manage water demand and water supply in water distribution systems. Therefore, it is necessary to develop a model which is capable of demonstrating the complexity, uncertainties, and influences of various parameters on water consumption with high accuracy.  The increment of uncertainties in the forecasting period leads to apply probability methods such as Bayesian belief networks in addition to deterministic methods. This paper presents two Bayesian networks to predict long-term water demand in Neyshabour city. Furthermore, the efficiency of those models is compared to the Stone-Geary function; moreover, their sensitivity to the network structure and data categories is evaluated.

    Keywords: Bayesian belief network, long-term prediction of domestic water demand, uncertainty, Probability methods}
  • محسن رضایی، مسعود تابش*

    شبکه های جمع آوری فاضلاب مجزا برای دریافت فاضلاب خام ساختمان ها و انتقال ایمن آن به تصفیه خانه های فاضلاب طراحی و ساخته می شوند. اما به دلیل وجود اجتناب ناپذیر ترک، سوراخ یا اتصالات آب بندی نشده، قسمتی از آب زیرزمینی یا زیرسطحی که در لایه اشباع و نیمه اشباع خاک قرار گرفته وارد شبکه شده و به تصفیه خانه منتقل می شود. همچنین در شرایطی که تراز فاضلاب از آب زیرزمینی اطراف لوله بیشتر باشد، فاضلاب داخل لوله به خاک و آب زیرزمینی اطراف لوله نشت می کند که به آن نشت فاضلاب می گویند. در زمان بارش نیز قسمتی از آب باران از طریق آبرو کف حیاط یا بام ساختمان ها که به انشعاب فاضلاب ساختمان متصل شده اند وارد شبکه فاضلاب شده و جریان فاضلاب را افزایش می دهد که به آن آب باران نفوذی گویند. در این پژوهش، نشتاب، نشت فاضلاب و آب باران نفوذی در بازه ای 16 ماهه برای شبکه فاضلاب زیر پوشش تصفیه خانه جنوب تهران تحلیل شده و محدوده ورود آنها به شبکه و تصفیه خانه مشخص شده اند. نتایج نشان دهنده آن است که نشتاب نسبت به آب باران نفوذی قسمت بیشتری از جریان وارد شده به تصفیه خانه را تشکیل می دهد. ولی آب باران به دلیل ماهیت خود که جریانی لحظه ای است، دشواری های بیشتری در بهره برداری از شبکه به وجود می آورد. با محاسبه محدوده آبهای نفوذی در شهر تهران برای سال 1393، نشتاب به طور متوسط با نرخ 0175/0 لیتر بر ثانیه بر هکتار وارد تصفیه خانه شده که از مقدار توصیه شده در ضابطه شماره 118 بسیار کمتر است. همچنین، آبهای نفوذی در 5 ساعت از روزهای تر در سال 1393، مقداری بیش از 6/0 لیتر بر ثانیه بر هکتار بیان شده در ضابطه شماره 118 را داشته اند که نشان دهنده اتصال غیرمجزا تعداد زیادی از ساختمان های شهر تهران و ورود قسمت زیادی از باران به شبکه فاضلاب است. بنابراین محدوده موجود در ضابطه شماره 118 محدوده ای نامطمین به نظر رسیده و نیاز به بازنگری دارد.

    کلید واژگان: نشتاب, آب باران نفوذی, شبکه فاضلاب مجزا, نشت فاضلاب, تصفیه خانه فاضلاب}
    Mohsen Rezaee, Masoud Tabesh *

    Separate sewer networks are designed and built to collect foul sewage from buildings and convey it to wastewater treatment plants (WWTPs). However, due to some holes and cracks on the pipes or unsealed pipe joints, a volume of ground or subsurface water that is placed in saturated or unsaturated zones intrudes sewers and WWTPs. In a condition that the wastewater level in the sewer stands higher than the groundwater level, wastewater leaks into the soil and groundwater and this phenomenon is called sewer exfiltration. Moreover, during a rain event, a part of the precipitation gets into the sewer system through the illicit connection of the yard drains and roof downspouts to the building’s lateral, and this part of the flow is called rainfall-derived inflow and infiltration (RDII). In this research, infiltration, exfiltration, and RDII were evaluated in a 16-month period to show the range of inflow and infiltration in the sewer network under the service of the South Tehran WWTP. Results show that the infiltration constitutes the major volume of the total inflow and infiltration. But the RDII leads to more operational problems due to its nature as an intense flow. After calculating the range of inflow and infiltration, results show that the average infiltration rate that entered the WWTP in the year 2014 was 0.0175 L/s/ha that is much less than the values mentioned in Criterion No. 118. Furthermore, total inflow and infiltration in five hours of the study period crossed the upper limit of the inflow and infiltration range (0.6 L/s/ha) in Criterion No. 118 that shows the high percentage of illicit connections in Tehran and a high volume of rainfall that enters the sewer network. Accordingly, the inflow and infiltration range in the Criterion No. 118 seems to be an unsound range and it needs some revisions.

    Keywords: Infiltration, Rainfall-Derived Inflow, Separate Sewer System, Sewer Exfiltration, Wastewater Treatment Plant}
  • هانیه صفرپور صفرپور، مسعود تابش*، سید احمدرضا شاهنگیان

    سیاست های مدیریت تقاضا به عنوان راهکاری برای جبران مشکل کم آبی مطرح هستند. این سیاست ها علاوه بر تاثیرگذاری بر کاهش مصرف آب، می توانند تبعات گسترده ای در زیرساخت های شهری، از جمله شبکه جمع آوری و تصفیه خانه فاضلاب دربر داشته باشند. این درحالی است که تحقیقات عمدتا به ارزیابی اثرات سیاست های مدیریت تقاضا بر سامانه های آبی متمرکز شده اند و لذا در بخش فاضلاب خلاء تحقیقاتی احساس می شود. با توجه به اهمیت موضوع، این تحقیق بر روی ارزیابی اثرات ناشی از سناریوهای متعدد سیاست های مدیریت تقاضا بر روی سامانه های فاضلاب، متمرکز شده است. این ارزیابی از دیدگاه اجتماعی به عنوان یکی از مهم ترین جنبه های مدیریت آب شهری به کمک روش ارزیابی اجتماعی چرخه حیات (SLCA) در شهر بهارستان (استان اصفهان)، انجام شده است. در این راستا گروه های تاثیرپذیر از اثرات اجتماعی سیاست های مدیریت تقاضا بر سامانه های فاضلاب (گروداران)، شامل مصرف کنندگان پساب و لجن، جامعه و جوامع محلی و نیروی انسانی شناسایی و شاخص هایی برای آن ها تعریف شد. سپس به کمک پرسشنامه، نظرات متخصصین و کارشناسان این حوزه جمع آوری شدو شاخص های تعریف شده با روش تحلیل سلسله مراتبی نمره دهی شد. سپس با درنظر گرفتن شدت اثر هر شاخص در هر سناریو، امتیاز اجتماعی تمامی سناریوها بدست آمد. نتایج نشان می دهد که جوامع محلی از بین سایر گروداران از نظر متخصصان وزن بیشتری دارد (45/0) و بین زیرگروه های آن نیز شرایط زندگی سالم و ایمن مهم تر از سایرین بوده است. هم چنین سناریویی که بیشترین میزان مصرف آب و تولید فاضلاب را داشته، از لحاظ اجتماعی برتر از سایرین است (امتیاز 845/0 از 1).

    کلید واژگان: مدیریت تقاضا, تفکر چرخه حیات, ارزیابی اجتماعی چرخه حیات, تحلیل سلسله مراتبی, سامانه ی فاضلاب}
    Haniye Safarpour, Massoud Tabesh *, Seyyed Ahmadreza Shahangian

    Water demand management policies (WDMPs) are being proposed as a solution to water scarcity. Applying any of WDMPs can have far-reaching consequences even on the urban infrastructures like wastewater systems. However, studies on the effects of WDMPs often focused on the water sector, and there is a research gap in the wastewater section. Therefore, in this study, the impact of the application of WDMPs on sewage systems from a social point of view has been evaluated during different scenarios of demand reduction. For this purpose, the Social Life Cycle Assessment (SLCA) method, which is a subset of life cycle thinking, has been used. In this regard, Baharestan city (located in Isfahan province) is selected. The groups (stakeholders) affected by the social effects of WDMPs on wastewater systems have been identified and their characteristics have been determined. Stakeholders are social and local community, workers and consumers. Then, by compiling a questionnaire and using the opinion of experts in this field, the Analytic Hierarchy Process (AHP) method has been used for scoring. Then, taking into account the intensity of the effects of each indicator in each scenario, the social score of all scenarios is obtained. The results show that social and local community has the biggest weight than other stakeholders (wight of 0.45), and safe and healthy living condition is the most important indicator of it. Also, the scenario that has the least decline in water consumption and sewage production is socially better than others.

    Keywords: Water demand management, Life Cycle Thinking, Social Life Cycle Assessment (SLCA), Analytic Hierarchy Process (AHP), Wastewater system}
  • سید احمدرضا شاهنگیان، مسعود تابش*، هانیه صفرپور

    محققین علوم اکولوژی و اجتماعی مدت ها است که با چالش نحوه مدل سازی پیچیدگی های ذاتی سیستم های اجتماعی-اکولوژی مواجه هستند. یک رویکرد معمول برای درک و بررسی این سیستم ها، مدل سازی عامل بنیان است که در طی سالیان گذشته نه تنها در علوم اکولوژیکی، بلکه در بسیاری از رشته های دیگر مورد استفاده قرار گرفته و امروزه به ابزاری با کاربرد گسترده تبدیل شده است. با این وجود برخلاف اهمیت این رویکرد مدل سازی، تا سال 2006 هیچ رویه استانداردی برای ساخت و ارایه مدل های عامل بنیان وجود نداشت. از این رو، در سال 2006 تعدادی از مدل سازان با طیف وسیعی از حوزه ها در اکولوژی، رویه ای تحت عنوان ODD (مرور اجمالی، مفاهیم طراحی و جزییات) را به عنوان استانداردی برای توصیف رویکردهای مدل سازی فرد-محور (ازجمله عامل بنیان) پیشنهاد کردند. در ادامه تعدادی از ارایه دهندگان این رویه در سال 2010 با مروری بر تحقیقاتی که از نسخه اولیه آن استفاده کرده بودند، نسخه به روزرسانی شده آن را به منظور رفع مشکلات و ابهامات نسخه اولیه توسعه و ارایه دادند و به عنوان جایگزین نسخه قبلی معرفی کردند. سپس باتوجه ‏به نقش اساسی تصمیمات انسانی در مدل سازی عامل بنیان، نسخه جدیدی از این رویه تحت عنوان ODD+D به طور خاص برای این رویکرد مدل سازی در سال 2013 ارایه شد. هدف نسخه جدید، توسعه و اصلاح رویه به منظور ایجاد استانداردی برای توصیف مدل های عامل بنیان بود؛ به نحوی که تصمیم گیری انسانی را درون خود لحاظ کند. با توجه ‎‏به اهمیت استفاده از این رویه در ساختار تحقیقات مدل سازی عامل بنیان، این مقاله به معرفی رویه ODD، مروری بر سیر تحول آن در سال های اخیر و شرح مفصل آن در نسخه های متعدد می پردازد.

    کلید واژگان: رویه ODD, رویه ODD+D, مدل سازی عامل بنیان, تصمیم گیری انسانی, سیستم های انطباق پذیر پیچیده}
    Seyyed Ahmadreza Shahangian, Massoud Tabesh *, Haniye Safarpour

    Ecological and social science researchers have long faced the challenge of modeling the intrinsic complexity of socio-ecological systems. A popular approach to understand and investigate these systems is agent-based modeling, which has been used not only in ecological sciences but in many other disciplines over the years and has become a widely used tool nowadays. Despite the importance of this modeling approach, there was no standard protocol to make and present these models by 2006. Hence, several expert modelers who covered a wide range of areas in ecology suggested the ODD protocol (Overview, design concepts, and details) as a standard for describing individual-based models (e.g., agent-based models) in 2006. After that, some providers of the first version of the ODD protocol have developed an updated version of this protocol in 2010 to resolve problems and ambiguities of the original version, as an alternative for the previous version, by reviewing research that used this protocol. Then, considering the fundamental role of human decisions in agent-based modeling, a new version of this protocol named ODD+D was introduced in 2013, specifically for this modeling approach. The purpose of the ODD+D protocol was the development and modification of the ODD protocol to create a standard for describing agent-based models so that it can consider human decision-making within itself. Due to the importance of applying this protocol in the structure of agent-based modeling studies, the present research introduces the ODD protocol, reviews its evolution over recent years, and addresses the detailed description of different versions.

    Keywords: ODD Protocol, ODD+D Protocol, agent-based modeling, Human Decision-Making, complex adaptive systems}
  • اکبر شیرزاد، مسعود تابش*، وحید عباسی مقدم

    یکی از مهم ترین کاربردهای مدل های هیدرولیکی شبکه های توزیع آب، شبیه سازی و درک شرایط غیرنرمال شبکه است. لذا وجود مدل های کالیبره شده برای ایجاد درک واقعی از رفتار شبکه ضروری است. انجام این فرایند نیازمند جمع آوری داده های میدانی از شبکه است تا با مقایسه رفتار پیش بینی شده به وسیله مدل با داده های واقعی، عملکرد مدل اصلاح شود. نمونه برداری از شبکه محدودیت های مختلفی دارد. بنابراین فرآیند طراحی نمونه‎برداری، جنبه های مختلف نمونه برداری نظیر مکان، تعداد و تناوب را به‎صورت بهینه تعیین می‎کند. در این مقاله به منظور طراحی نمونه‎برداری، تمرکز روی مکان های اندازه گیری فشار به منظور کالیبراسیون مدل هیدرولیکی است. برای اجرای طراحی نمونه‎برداری، ابتدا با انجام تحلیل حساسیت، عدم قطعیت در فشار هر گره میان پارامترهای ورودی مدل تقسیم می شود. در این مقاله از روش تحلیل حساسیت عمومی سوبول و الگوریتم ژنتیک چندهدفه عدد صحیح تحت عنوان الگوریتم MI-NSGA-II با دو معیار هزینه های نمونه برداری کمینه و آنتروپی بیشینه برای انتخاب نقاط نمونه برداری بهینه استفاده شده است. بررسی سناریوهای مختلف، بیانگر تاثیر نوع پارامتر بر موقعیت نقاط منتخب است. در این میان میزان مشابهت نتایج سناریوهای ترکیبی با سناریوهای مجزا از حالات شامل زبری، به حالات شامل تقاضا کاهش پیدا می کند که بیانگر نقش موثرتر زبری در انتخاب نقاط در سناریوهای ترکیبی است. هم چنین بررسی حالات ترکیبی پارامترها نشان داد که اندرکنش های میان پارامترها در انتخاب نقاط موثر است.

    کلید واژگان: شبکه توزیع آب, مدل هیدرولیکی, تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر فشار, کالیبراسیون, طراحی نمونه‎برداری, تحلیل حساسیت}
    Akbar Shirzad, Massoud Tabesh *, Vahid Abbasi Moghaddam
    Introduction

    Simulating and understanding of abnormal conditions is one of the most important applications of hydraulic models of water distribution networks. Hence, existence of calibrated models is essential to network behavior realization. This process requires field data collection to improve model's performance by comparing predicted and actual data. Sampling from network has different constraints. Therefore the sampling design process is performed in order to optimize it, which includes different aspects of sampling, such as location, number and frequency. This paper focuses on pressure sampling nodes for hydraulic model calibration. To implement sampling design, first by sensitivity analysis, uncertainty of each nodal pressure is divided between model inputs.

    Methodology

    In this paper, a global sensitivity analysis method, Sobol, is used which divides the variance of model into model inputs and their interactions. Then, two criteria for selecting sampling points are defined. The first criterion maximizes the entropy and magnitude of sensitivity values of each parameter for the set of sampling design points. The second criterion, by replacing number of points with sampling costs, follows minimization of sampling costs. To solve the integer multi-objective optimization problem, the multi-objective integer genetic algorithm called MI-NSGA-II is employed.

    Results and Discussion

    Investigating different scenarios demonstrates effect of parameter type on the position of selected points. In the meantime, similarity between the results of combinatorial and individual scenarios decreases from cases including roughness to cases involving demand. This indicates effective role of roughness in selecting points in combinatorial scenarios. Also, analysis of combinatorial scenarios suggests that parameter interactions are effective in selecting points.

    Conclusion

    The results showed that the developed approach offers good performance in selecting sampling points with different scenarios. The MI-NSGA-II algorithm has a good ability to find the solutions of the integer multi-objective optimization problem. The use of pressure driven simulation method is effective on the results of sensitivity analysis and sampling design.

    Keywords: Water Distribution Network, Hydraulic Model, Pressure Driven Simulation Method, Calibration, Sampling Design, Sensitivity analysis}
  • سجاد خلیلی، مسعود تابش*، الهام قائمی

    آلوده شدن آب آشامیدنی به عنوان یک تهدید برای امنیت آب در سراسر جهان شناخته می شود. در شبکه های توزیع آب، آلودگی پس از ورود به شبکه به سرعت گسترش یافته و خطرات بهداشتی و جانی برای جامعه ایجاد می کند. با استفاده از مجموعه ای از حسگرها که غلظت کلر یا هر ماده شیمیایی دیگر را گزارش دهند، می توان مشاهدات مفیدی برای تشخیص، شناسایی و مدیریت آلودگی ارایه داد. از جمله بر اساس این مشاهدات می‎توان محل، زمان و غلظت آلودگی ورودی به شبکه را تعیین و به تصمیم گیرندگان اعلام کرد. در این پژوهش برای حل مسئله تعیین مشخصات منبع آلودگی، از یک رویکرد شبیه سازی-بهینه سازی استفاده می شود که در آن نرم افزار شبیه سازی شبکه های آب تحت فشار EPANET به عنوان شبیه ساز و الگوریتم ژنتیک به عنوان بهینه ساز به کار رفته است. مدل توسعه یافته در این پژوهش، بر روی EPANET Example 3 اجرا شد. در مدل سازی شبکه های توزیع آب از اطلاعاتی به عنوان داده های ورودی استفاده شد که می توانند سبب بروز خطا در شبیه سازی مدل شوند. زبری لوله ها و نرخ زوال کلر ازجمله این ورودی ها هستند. مدل برای پیدا کردن مکان، زمان و غلظت آلودگی ورودی اجرا شده و تاثیر زبری لوله ها و نرخ زوال کلر بر جواب های مدل بررسی شده است. سناریوی ورود آلودگی بر روی شبکه اعمال شده و مدل ارایه شده در پیدا کردن مکان و زمان آلودگی کاملا دقیق است. با افزایش متغیرها، مدل مکان و زمان ورود آلودگی را به درستی ارزیابی کرده، اما در ارزیابی غلظت آلودگی دقت کامل را ندارد و غلظت آلودگی با انحراف از معیار 1/8%-8/4%=σ محاسبه می شود.

    کلید واژگان: آلودگی, شبکه های توزیع آب, الگوریتم ژنتیک, تحلیل هیدرولیکی, زبری لوله ها, نرخ زوال کلر}
    Sajad Khalili, Massoud Tabesh *, Elham Ghaemi

    Contamination of drinking water is known as a major threat of water security around the world. As contamination enters a water distribution network, it spreads rapidly into the network and poses health and safety risks to the community. Using a set of sensors to report the concentration of chlorine or any other chemical, useful observations can be made to detect, identify and manage pollution. Based on these observations, location, concentration and start time of contamination can be determined and decision makers can be informed. In this paper, a simulation-optimization approach is used to solve the problem of contamination source characterization in which the EPANET software is used as a simulator and the Genetic Algorithm is used as an optimizer. The model developed in this paper is implemented on EPANET example 3. Modeling of water distribution networks uses information as input data which can cause error in model simulation. Pipe roughness and chlorine deterioration rate are among these inputs. The model has been implemented to find the location, start time and concentration of inlet pollution and the effect of pipe roughness and chlorine deterioration rate on the model responses have been investigated. The pollution entry scenario is applied to the network and the model presented is accurate in finding the location and time of the contamination. As the variables increase, the model accurately estimates the location and time of entry of the contamination but does not have complete accuracy in estimating the concentration of contamination, which is calculated with standard deviation of σ = 4.8% -8.1%.

    Keywords: Contamination, water distribution networks, Genetic Algorithm, Hydraulic Simulation Method, Pipe Roughness, Chlorine Deterioration Rate}
  • سید احمدرضا شاهنگیان، مسعود تابش*، هانیه صفرپور، ملیکا خاشعی، مهناز عباسی

    در سال های اخیر کمبود شدید منابع و افزایش سریع هزینه های استحصال آب، باعث شده است که موضوع مصرف آب بیشتر مورد توجه قرار گیرد؛ به ویژه مصرف آب شهری که از حساسیت و اولویت بالاتری نسبت به دیگر کاربری ها برخوردار است و بسیار پر هزینه تر است. این موضوع، متولیان صنعت آب و فاضلاب را به سمت شیوه های مدیریتی جدید از جمله مدیریت تقاضا و اقدامات صرفه جویانه در مصرف آب سوق داده است. این اقدامات و سیاست ها نه تنها تبعات مثبت و منفی گسترده ای را بر جنبه های مختلف در پی دارند، بلکه می توانند با اثرگذاری بر اجزای مختلف سیستم، شدت و گستره این تبعات را تحت تاثیر قرار دهند. یکی از مهم ترین این جنبه ها، ابعاد اجتماعی و ذینفعان اصلی این حوزه یعنی خانوارها (مشترکین) است. از این رو، هدف این مقاله پرداختن به موضوعات مذکور به بررسی الزامات و ضرورت ها در ارایه یک چارچوب یکپارچه و جامع در ارزیابی سیاست های مدیریت تقاضای آب شهری از جنبه های متعدد است. در این مقاله، ابتدا به ضرورت و اهمیت ارزیابی یکپارچه سیاست های مدیریت تقاضای آب شهری و سپس با ارایه مفاهیم اصلی در این زمینه، به بررسی انواع رویکردهای رایج در زمینه ارزیابی یکپارچه پرداخته شده است. مثال هایی نیز برای بیان شفاف تر مسئله بیان شده است. در نهایت مدل عامل بنیان به عنوان رویکرد یکپارچه سازی برای بررسی نحوه تعاملات کوچک مقیاس اجتماعی و ارزیابی تبعات بزرگ مقیاس تجمعی جنبه های مختلف، معرفی شده است.

    کلید واژگان: ارزیابی یکپارچه, مدیریت تقاضا, سامانه های آب شهری, مدل سازی عامل بنیان, یکپارچه سازی دانش}
    Seyyed Ahmadreza Shahangian, Massoud Tabesh *, Haniye Safarpour, Melica Khashei, Mahnaz Abbasi

    In recent years due to water resources scarcity and increase in water extraction costs, more attention has been given to water consumption; specifically, urban water consumption as a more sensitive and high priority demand with high costs of supplying. Accordingly the water and wastewater authorities are directed to modern water management methods including water demand management policies and water conservation. These practices and policies not only have widespread positive and negative effects in different aspects, but also by affecting the different components of the system, can make more severe and immense effects. Amongst the most important aspects related to such policies are the social aspect and the main stakeholders of the urban water management, i.e. households. Thus, the purpose of this paper is to address these different aspects by reviewing the requirements and obligations of the integrated framework in assessment of water demand management policies. To this end, firstly the importance and necessity of assessing the water demand management policies has been discussed. Then, different approaches for integrated environmental assessment and management have been introduced by demonstrating the main implications. Also, some illustrative examples are presented. Finally, the agent-based model is introduces as the integrated approach for investigating the micro-level social interaction and assessment of macro-level aggregated impacts.

    Keywords: Agent-based model, Environmental Impact, Integrated assessment, Water Demand management, Water Distribution Network}
  • سید احمدرضا شاهنگیان، مسعود تابش*، مسعود یزدان پناه، طاهره زبیدی

    تامین امنیت آب در مواجهه با رشد جمعیت و کمبود منابع، سیاست گذاران را با چالش بزرگی در مناطق شهری مواجه کرده و آنها را به سمت رهیافت های مدیریت تقاضای آب سوق داده است. حفاظت از آب به عنوان عاملی اساسی در مدیریت تقاضا، راهکاری موثر در تامین پایدار آب شهری است که دو دسته رفتارهای صرفه جویی و افزایش بهره وری را شامل می شود. با توجه به انجام داوطلبانه این رفتارها توسط افراد، درک فرآیندهای روانشناختی تبیین کننده این رفتارها جنبه مهمی در طراحی سیاست ها و مداخلات کارآمد در این حوزه است. لذا هدف این تحقیق، بررسی عوامل موثر بر تمایل و رفتارهای حفاظت از آب ساکنان شهر تهران به کمک تیوری رفتار برنامه ریزی شده بود. داده های تحقیق، به کمک پرسشنامه ساختاریافته ای که روایی آن به کمک نظر متخصصان و پایایی آن با ضریب آلفای کرونباخ مورد تایید قرار گرفت، از شهروندان تهرانی به دو روش آنلاین و آفلاین (820=N) جمع آوری شد. همچنین برای تجزیه و تحلیل داده ها، از مدل سازی معادلات ساختاری استفاده شد. براساس نتایج، تیوری رفتار برنامه ریزی شده قادر است به ترتیب 83% و 40% از واریانس تمایلات و رفتارهای صرفه جویی و به ترتیب 57% و 37% از واریانس تمایلات و رفتارهای افزایش بهره وری را تبیین نماید. همچنین نتایج نشان داد، نگرش و کنترل رفتاری درک شده بر تمایل به انجام هر دو رفتار تاثیرگذار است؛ اما هنجار ذهنی، تاثیری بر تمایل به انجام این رفتارها ندارد. به علاوه، نتایج حاکی از تاثیرگذاری تمایل و کنترل رفتاری درک شده بر انجام هر دو رفتار است. درنهایت براساس نتایج، دلالت هایی برای ارتقای حفاظت از آب خانگی و پیشنهاداتی برای تحقیقات آینده، ارایه شده است.

    کلید واژگان: حفاظت از آب, تئوری رفتار برنامه ریزی شده, رفتار صرفه جویی, رفتار افزایش بهره وری مصرف آب, مدیریت تقاضای آب}
    Seyyed Ahmadreza Shahangian, Massoud Tabesh *, Masoud Yazdanpanah, Tahere Zobeidi

    Ensuring water security in the face of population growth and resource scarcity has posed a serious challenge for policymakers in urban areas and led them to water demand management (WDM) approaches. Water conservation as a key factor in WDM is an effective solution to the sustainable urban water supply that includes two categories: water curtailment behaviors and water-efficiency behaviors. Given that the voluntary acceptance of water conservation behaviors by individuals, understanding the psychological determinant processes of these behaviors is an important aspect in designing effective policies and interventions in this area. Therefore, the purpose of this study was to investigate factors affecting water conservation intentions and behaviors among Tehran citizens using the theory of planned behavior (TPB). The data collected using both online and offline surveys (N=820) in Tehran by a structured questionnaire, which its validity was confirmed by experts, and its reliability was confirmed by Cronbach's alpha coefficient. Data analyze conducted through the structural equation modeling. Based on the results, the TPB can explain 83% and 40% of the variance in water curtailment intentions and behaviors, respectively, and 57% and 37% of the variance in water-efficiency intentions and behaviors, respectively. The results also suggested attitude and perceived behavioral control affect the intention regarding both behaviors, but subjective norm does not affect the intention for both behaviors. In addition, the results revealed that both behaviors influenced by intentions and perceived behavioral control. Finally, based on the results, implications for improving residential water conservation and suggestions for future research are provided.

    Keywords: Water conservation, Theory of planned behaviour, Water curtailment Behavior, Water-efficiency Behavior, Water Demand management}
  • سید احمدرضا شاهنگیان، مسعود تابش*، هانیه صفرپور

    سیاست های مدیریت آب شهری، اثرات مستقیم و غیرمستقیم و نیز مثبت و منفی گسترده ای بر جنبه های مختلف دارند و می توانند با اثرگذاری بر اجزای مختلف سیستم، شدت و گستره این تبعات را تحت تاثیر قرار دهند. همچنین اعمال این سیاست ها بر سیستم های اجتماعی که از عامل های انطباق پذیر با رفتارهای پیچیده تشکیل شده اند (اثرات غیرمستقیم) و در مقیاس میکرو با یکدیگر در تعامل اند، موجب بروز پدیده های نوظهور در سطح سیستم (مقیاس ماکرو) می شوند. علاوه بر پیچیدگی های ناشی از ماهیت درونی سیستم های اجتماعی- اکولوژیکی و چرخه تامین- تقاضای آب شهری، رفتارهای پیچیده زیرساخت های شهری نیز چالش دیگری را در این حوزه پدید می آورد. بنابراین سیستم آب شهری، به عنوان یک سیستم انطباق پذیر پیچیده شناخته می شود که نیازمند ارزیابی یکپارچه و مدل سازی پیچیدگی های سیستم در ابعاد مختلف است. لذا این مقاله به مروری بر دو مفهوم اصلی پیرامون ارزیابی و مدل سازی سیاست های زیست محیطی از جمله سیاست های مدیریت آب شهری، یعنی (1) مدل سازی سیستم های انطباق پذیر پیچیده و (2) ارزیابی و مدل سازی یکپارچه و انواع رویکردهای رایج در آنها می پردازد. با مرور این مفاهیم و تحقیقات پیشین در حوزه مدیریت آب شهری، چرخه تعاملاتی و فرآیند مدل سازی در این حوزه استخراج می شود. این مقاله با مقدمه ای در رابطه با اهمیت مدیریت آب شهری به ویژه مدیریت تقاضا، آغاز و با مروری بر الزامات و مفاهیم اساسی در ساختار ارزیابی و مدل سازی سیاست های زیست محیطی ادامه می یابد. سپس چارچوب پیشنهادی بر مبنای تحقیقات گذشته ارایه و در نهایت مدل سازی عامل بنیان، به عنوان رویکردی قدرتمند در ارزیابی و مدل سازی مدیریت آب شهری به کمک دو رویکرد فوق مورد بررسی قرار می گیرد.

    کلید واژگان: مدیریت تقاضا, مدل سازی عامل بنیان س, یستم های انطباق پذیر پیچیده, رفتارهای نوظهور, ارزیابی یکپارچه}
    Seyyed Ahmadreza Shahangian, Massoud Tabesh *, Haniyeh Safarpour

    Water demand management policies have widespread positive and negative effects on various aspects and can affect the severity and extent of these effects by affecting various components of system. Also, the application of these policies to social systems, which are composed of adaptable factors with complex behaviors (indirect effects) and interact with each other on micro-scale, causes emerging phenomena at system-level (macro-scale). In addition to the complicates of inner nature of socio-ecological systems and urban water supply-demand cycle, the complicates of urban infrastructure behaviors also present another challenge in this area. Therefore, urban water system is known as a complex adaptive system that requires integrated evaluation and modeling of system complexities in different dimensions. So, this article reviews the two main concepts regarding evaluation and modeling of environmental policies, including urban water management policies, namely (1)modeling of complex adaptive systems and (2)integrated evaluation and modeling and the types of common approaches of them. By reviewing these concepts and previous researches in the field of urban water management, the interactive cycle and modeling process in this field is extracted. This paper begins with an introduction to the importance of urban water management, especially demand management, and continues with an overview of the basic requirements and concepts in the structure of assessment and modeling of environmental policies. The proposed framework is then presented based on past researches. At the end, agent-based modeling as a powerful tool in evaluation and modeling of urban water management has been investigated using the two approaches above.

    Keywords: Demand management, Agent-based modelling, Complex adaptive systems, Emergent behaviour, Integrated assessment}
  • مسعود تابش*، امیر زندیه، احمد شفیعی، بردیا روغنی

    عملکرد مناسب یک شبکه جمع آوری فاضلاب وابستگی زیادی به برنامه مدیریت آن دارد. در همین راستا، اولویت بندی بازرسی اجزای این شبکه‎ها بخش مهمی از برنامه مدیریت آن است و توجه به آن می تواند در بهبود عملکرد آن زیرساخت تاثیر فراوانی داشته باشد. در تحقیق حاضر پس از تعیین عوامل تاثیرگذار در روند زوال سازه ای اجزای شبکه جمع آوری فاضلاب و تعریف شاخص های مربوطه و تعیین نحوه امتیاز دهی به هر شاخص، شاخص ها دسته بندی شدند. پس از آن، برای تخمین وضعیت اجزا با استفاده از شاخص های سازه ای تعریف شده و داده های ویدیومتری، مدل زوال بر مبنای رگرسیون لجستیک چندجمله ای توسعه داده شد. به علاوه، شاخص های ارزیابی هیدرولیکی و محیطی فاضلابرو ها نیز معرفی و دسته بندی شدند. در نهایت برای انجام فعالیت های بازرسی، شاخص های سازه ای، هیدرولیکی و محیطی در سناریو های مختلف با یکدیگر ترکیب شدند و برنامه اولویت بندی انجام شد. با پیاده سازی مدل معرفی شده در این تحقیق بر روی بخشی از شبکه فاضلاب شهر تهران مشخص شد که 2/0 درصد از طول لوله ها در شرایط عالی و 3/3 درصد در شرایط خیلی بد بوده و مابقی در شرایطی مابین این دو حالت قرار دارند. طبق نتایج آنالیز حساسیت بر روی ضرایب شاخص ها، شاخص سازه ای اثرگذارترین شاخص در برنامه اولویت بندی منطقه مورد مطالعه تشخیص داده شد و تعیین دقیق این ضریب باید مورد توجه قرار گیرد.

    کلید واژگان: شبکه جمع آوری فاضلاب, بازرسی, اولویت بندی, شاخص های سازه ای و هیدرولیکی, شاخص محیطی}
    Massoud Tabesh *, Amir Zandieh, Ahmad Shafiei, Bardia Roghani

    Proper functioning of a sewage collection network whole depends heavily on its management plan. Prioritizing component inspection of these networks is also an important part of management plan and paying attention to it can greatly improve their performance. In the present study, after determining the factors affecting the structural deterioration process of sewers, the impact of each of these factors on their decision-making and inspection prioritization process is investigated. After defining the indices and determining how each index is scored, each of the indices is classified in the range of 1 (very good) to 5 (very bad). Subsequently, a deterioration model based on polynomial logistic regression was developed to estimate the structural status of components using defined structural indices and videometric data. In addition, hydraulic and environmental assessment indices of sewers were introduced, which classified the condition of sewers in the range of 1 (very good) to 5 (very bad). Finally structural, hydraulic and environmental indices are combined according to different scenarios proposed to prioritize for inspection activities. In the present study, a part of Tehran wastewater collection network was investigated. On average in all defined scenarios, the pipes are in excellent, good, average, bad and very bad condition with 0.2, 6.4, 44.1, 45.9 and 3.3% of the total length of pipes, respectively. According to the results of the sensitivity analysis on the index coefficients, the structural index was identified as the most effective index in the prioritization program and its precise determination should be considered.

    Keywords: Collection Network, Inspection, Prioritization, Structural, Hydraulic Indices. Environmental Index}
  • مسعود تابش*، رضا صفایی بروجنی، اکبر شیرزاد، میثم شکوهی
    در این پژوهش با استفاده از تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر فشار و الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات، بهینه سازی تامین آب نوبتی با هدف بیشینه سازی یکنواختی توزیع آب در شبکه و قابلیت اطمینان انجام شد. در ادامه با محاسبه برگشت پذیری به عنوان یک معیار کارایی به ارزیابی عملکرد سیستم پرداخته شد و نتایج حاصل از تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر فشار با تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر تقاضا مقایسه شد. به این منظور الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات و مدل تحلیل هیدرولیکیEPANET  تلفیق شد و با اعمال تغییراتی در روند محاسبات هیدرولیکی، امکان تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر فشار نیز مهیا شد. مدل ارایه شده، بر روی یک شبکه نمونه در چندین سناریوی کم آبی بررسی شد. مطابق نتایج به دست آمده، تابع هدف و یا به عبارتی یکنواختی توزیع آب برای سناریوهایی با تنش آبی کمتر، مقدار بیشتری دارد، به طوری که بیشترین مقدار، در حالت بدون کمبود حاصل شد. همچنین مقدار تابع هدف برای سناریوهای با تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر فشار در حدود 20 درصد بیشتر از مقدار آن برای سناریوهای با تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر تقاضا به دست آمد. با مقایسه مقدار به دست آمده برای معیار های کارایی سیستم، مشاهده شد که میزان برگشت پذیری شبکه ای و گرهی در اکثر سناریوهای با تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر تقاضا بیشتر از سناریوهای با تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر فشار بود که در توجیه آن می توان گفت که در تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر تقاضا از آنجایی که تامین آب، بدون در نظرگیری مقدار فشار گرهی انجام می شود، بنابراین مقدار دبی ها واقعی نیست و حالت شکست در تامین آب مورد تقاضای گره ها به ندرت رخ می دهد. همچنین معیار برگشت پذیری، با بیشترین مقدار در حدود 99 درصد برای آستانه کارایی 70 درصد و در حالت گرهی به دست آمد. با استفاده از مدل های بهینه سازی، یکنواختی و عدالت توزیع آب بین گره های مصرف و در نتیجه رضایت ذی نفعان بیشینه می شود. در این راستا، استفاده از مدل های تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر فشار، امکان شبیه سازی واقعی تر رفتار شبکه های توزیع آب را مهیا می کند.
    کلید واژگان: کمبود آب, تامین نوبتی, تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر فشار, الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات, برگشت پذیری}
    Massoud Tabesh *, Reza Safaiee Broujeni, Akbar Shirzad, Meisam Shokoohi
    In this research, intermittent water supply is optimized using pressure driven hydraulic analysis and particle swarm optimization algorithm with the aim of maximizing the uniformity of water distribution in the network and reliability. In the following, by calculating the resiliency as an efficiency criterion, system performance is evaluated. Obtain ed results from pressure driven hydraulic analysis and demand driven hydraulic analysis are compared. In this regard, the particle swarm optimization algorithm and the EPANET hydraulic analysis model are linked. Pressure driven hydraulic analysis is performed by applying some modifications on the hydraulic calculation process. The proposed model is evaluated on a sample network in several water shortage scenarios. According to the obtained results, the objective function (uniformity of water distribution) has higher values for the scenarios with lower water shortage, so that the maximum value is relevant to the scenario without water shortage. The values of the objective function for scenarios with pressure driven hydraulic analysis are 20% more than its values for scenarios with demand driven hydraulic analysis. By comparing the values obtained for system efficiency criteria it can be observed that the network resiliency and nodal resiliency for most of the scenarios with demand driven hydraulic analysis are more than their values for scenarios with pressure driven hydraulic analysis. This is because of the independency of nodal discharge from nodal pressure in demand driven hydraulic analysis that leads to unreal values for nodal discharges and therefore, hydraulic failure accrues rarely. The maximum value achieved for resiliency is around 99% which is relevant to efficiency threshold of 70% in nodal form. Uniformity and equity of water distribution between demand nodes and as a result satisfaction of stakeholders can be maximized by using optimization models. Employing pressure driven hydraulic analysis models makes it possible to simulate the behavior of water distribution networks realistically.
    Keywords: water shortage, Intermittent Supply, Pressure Driven Hydraulic Analysis, Particle Swarm Optimization Algorithm, resiliency}
  • مسعود تابش*، نیوشا راثی فقیهی، عباس روزبهانی، بردیا روغنی، رضا حیدرزاده، ستار صالحی
    شناسایی دقیق عوامل طراحی و عمکردی موثر بر پیدایش و افزایش آب بدون درآمد و کاهش میزان تاثیر این عوامل، از جمله راهکارهای کارامد در مدیریت بهینه شبکه توزیع آب شهری و حفظ منابع مالی می باشد. در این تحقیق با استفاده از مراجع و تجربه متخصصین در حوزه شبکه های توزیع آب، عواملی که در پیدایش اجزای آب بدون درآمد نقش دارند، شناسایی شدند. سپس برای جمع اوری اطلاعات موردنیاز در مورد وضعیت عوامل، از نظر مسیولین و کارشناسان در قالب پرسشنامه استفاده شد. برای درنظرگرفتن عدم قطعیت های ناشی از فقدان داده کافی و اطلاعات دقیق در مورد وضعیت اجزای آب بدون درآمد و مدل کردن روابط احتمالاتی میان عوامل، از شبکه های بیزین به عنوان ابزار مدل سازی استفاده شد. در نهایت برای تحلیل نتایج مدل بیزین، یک شاخص حساسیت ارایه شد تا عوامل موثر شناسایی شده براساس میزان اثرگذاری بر اجزای بالادست خود رتبه بندی شوند. برای بررسی کارایی مدل پیشنهادی، منطقه تحت پوشش شرکت آب و فاضلاب منطقه 4 تهران به عنوان مطالعه موردی انتخاب شد. نتایج مدل سازی حاکی از آن است که احتمال زیاد بودن تلفات ظاهری، تلفات واقعی و آب بدون درآمد در منطقه مورد مطالعه به ترتیب 48/37 درصد، 04/35 درصد و 2/32 درصد است.
    کلید واژگان: آب بدون درآمد, پرسشنامه, تلفات ظاهری, تلفات واقعی, شبکه بیزین}
    Massoud Tabesh *, Niousha Rasi Faghihi, Abbas Roozbahani, Bardia Roghani, Reza Heidarzadeh, Sattar Salehi
    Effective strategies for optimal management of water distribution networks (WDNs) along with financial resources are clearly identifying design and performance parameters affecting the emergence of non-revenue water and reducing the impact of parameters. In this study, using references and experiences of experts in the field of WDN, the factors that are involved in the development of non-revenue water components were identified. Then, to collect the required information on the status of the parameters, officials’ and experts’ opinion were asked through questionnaires. Bayesian Networks (BNs) were used as a modeling tool so as to not only consider uncertainties associated to the lack of sufficient data and detailed information on non-revenue water components but also consider the probabilistic relationships between parameters. Finally, in order to analyze BN models results, a sensitivity index was proposed to prioritize parameters based on their impact. To investigate the usefulness of the proposed model, the area covered by District 4 of Tehran Water and Wastewater Company was selected as a case study. The results indicated that the probability that apparent losses, real losses and non-revenue water are high is 37.48 %, 35.04% and 32.2%, respectively.
    Keywords: Apparent Losses, Bayesian Network, Non-Revenue Water, Questionnaire, Real Losses}
  • مسعود تابش*، مژگان عسکرزاده، اکبر شیرزاد
    شبکه های توزیع آب زیرساخت های پیچیده ای هستند که ساخت، بهره برداری و نگهداری از آنها نیازمند صرف هزینه های قابل توجهی است. از آن جایی که اکثر متغیرهای موثر در طراحی و بهره برداری از شبکه های توزیع آب به طور دقیق و قطعی قابل محاسبه و دست یابی نیستند، لذا بحث عدم قطعیت به عنوان یک موضوع جدا نشدنی در زمینه محاسبات این شبکه ها نیز باید مد نظر قرار گیرد. در این پژوهش با استفاده از مفهوم منطق فازی و به کارگیری الگوریتم بهینه سازی ژنتیک، تاثیر عدم قطعیت های موجود در متغیرهای ورودی شبکه (تقاضای گرهی و ضریب زبری لوله) بر نتایج تحلیل هیدرولیکی دو شبکه توزیع آب نمونه بررسی شد. در ابتدا توابع عضویت فازی متغیرهای ورودی به دست آمد و با منظور نمودن تاثیر توام عدم قطعیت این متغیر ها، متغیرهای خروجی تحلیل هیدرولیکی با دقت بیشتری محاسبه شد. در ادامه متغیرهای فشار، سرعت و افت انرژی به عنوان نشانگرهایی برای ارزیابی عملکرد هیدرولیکی اجزای شبکه (گره های مصرف و لوله ها) در نظر گرفته شد. به منظور محاسبه شاخص عملکرد هیدرولیکی این اجزا، پس از تحلیل هیدرولیکی شبکه با استفاده از مدل تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر فشار، از منحنی های جریمه تعریف شده مطابق با استانداردهای موجود، استفاده شد و نتایج با خروجی های تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر تقاضا مقایسه شد. به علاوه معادله جدیدی برای تلفیق عملکرد اجزای شبکه و به دست آوردن شاخصی برای ارزیابی عملکرد کل لوله و محاسبه اندیس عملکرد هیدرولیکی کل شبکه معرفی شد. طبق نتایج حاصل، مقادیر عدم قطعیت جزئی در متغیرهای ورودی تحلیل هیدرولیکی، عدم قطعیت بالایی در نتایج تحلیل هیدرولیکی شبکه های توزیع آب به دنبال داشت. البته متغیر سرعت جریان در لوله ها بیشتر از متغیر فشار گرهی تحت تاثیر عدم قطعیت موجود در متغیرهای ورودی تحلیل هیدرولیکی قرار می گیرد. همچنین استفاده از روش تحلیل مبتنی بر فشار در ارزیابی عملکرد هیدرولیکی شبکه های توزیع آب در طول دوره بهره برداری منجر به نتایج منطقی تر و نزدیک تر به واقعیت می شود.به طور مثال شاخص عملکرد کل شبکه برای شبکه 9 حلقه ای برابر 56/0 و برای شبکه دو حلقه ای هم براساس روش های تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر تقاضا و مبتنی بر فشار به ترتیب برابر 26/0 و 59/0 به دست آمد.
    کلید واژگان: شبکه های توزیع آب, تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر فشار, ارزیابی عملکرد, عدم قطعیت, منطق فازی, الگوریتم ژنتیک}
    Massoud Tabesh *, Mozhgan Askarzadeh, Akbar Shirzad
    Water distribution networks (WDNs) are complicated infrastructures which their construction, operation and maintenance have considerable costs. Since most of the variables effective on the design and operation of WDNs cannot be computed and achieved accurately and definitely, uncertainty subject should be considered as an inseparable issue in the calculation of these networks. In this study, using the fuzzy logic concept and genetic optimization algorithm, the impact of uncertainties of input variables (nodal demands and pipe roughness coefficients) on the results of hydraulic analysis of two sample networks have been examined. In this regard, first, the fuzzy membership functions of input variables have been determined and by considering the simultaneous impacts of these variables' uncertainties, the output variables of hydraulic analysis have been calculated more accurately. Afterwards, variables of pressure, velocity and energy loss have been considered as representers for evaluating the hydraulic performance of network elements (nodal demand and pipes). In order to calculate the hydraulic performance indices of these elements, after analyzing the network based on the pressure driven simulation method, penalty curves defined according to the available standards, have been employed and the obtained results have been compared to the results of the demand driven simulation method. In addition, a new relation for combining the performance indices of network elements and obtaining an index for evaluating the total pipe performance and calculating the total hydraulic performance index of network has been introduced. According to the obtained results, slight uncertainties in the input variables of hydraulic analysis lead to high uncertainties in the outputs of the hydraulic analysis of WDNs. Meanwhile, velocity in pipes more than nodal pressures are affected by the uncertainties of input variables of hydraulic analysis. Also, implementing the pressure driven simulation method in performance evaluation of WDNs in their operation period leads to more reasonable and real results. For instance the total performance of network was 0.56 for 9-loop network and was 0.26 and 0.59 for 2-loop network, respectively, based on demand and pressure driven simulation methods.
    Keywords: water distribution networks, Pressure Driven Simulation Method, Performance Evaluation, Uncertainty, Fuzzy logic, Genetic Algorithm}
  • ستار صالحی، مسعود تابش، محمدرضا جلیلی قاضی زاده *
    چکیده
    یکی از مهم ترین زیرساخت های شهری شبکه های توزیع آب است که برنامه ریزی برای بازسازی این تاسیسات، همواره به علت استفاده از اطلاعات غیردقیق بهره برداری، با پیچیدگی های فراوانی همراه است. هدف اصلی در این پژوهش، توسعه یک مدل برنامه ریزی بازسازی لوله های شبکه توزیع آب با استفاده از حداقل اطلاعات ساختاری و مستقل از اطلاعات بهره برداری است. مدل توسعه داده شده در این پژوهش تحت عنوان WDSR-Min نامگذاری شده، که در آن با استفاده از هسته تحلیل گر
    Fuzzy TOPSIS علاوه بر ارائه اولویت بازسازی لوله ها، سیاست های بازسازی آنها نیز مستقل از اطلاعات بهره برداری ارائه می شود. با استفاده از مدل توسعه داده شده، اولویت بندی بازسازی لوله های یک شبکه توزیع آب دو حلقه ای به همراه سیاست های بازسازی آنها با دو
    روش
    1) استفاده از الگوی پیش فرض مدل WDSR-Min؛ و 2) استفاده از الگو منطبق با شرایط مسئله موجود مورد بررسی قرار گرفت و نتایج آن با هم مقایسه شد. نتایج به دست آمده بیانگر آن است که برنامه بازسازی به دست آمده از مدل WDSR-Min، منطبق بر نیازهای واقعی لوله های شبکه توزیع آب برای عملیات بازسازی است. همچنین مشخص شد که برای تعیین اولویت بازسازی لوله ها ابتدا باید معیارهای مدل با شرایط منطقه مورد بررسی، تطبیق داده شود؛ در حالی که برای تعیین سیاست های بازسازی لوله ها ضروری است که صرفا از الگوی پیش فرض مدل WDSR-Min استفاده شود. به وسیله مدل ارائه شده در این پژوهش می توان با استفاده از حداقل اطلاعات ساختاری شبکه های توزیع آب و مستقل از اطلاعات بهره برداری، اولویت بندی و سیاست های بازسازی لوله های شبکه را با دقت قابل قبولی تعیین نمود.
    کلید واژگان: شبکه های توزیع آب, بازسازی, اولویت بندی, WDSR-Min, Fuzzy TOPSIS}
    Sattar Salehi, Massoud Tabesh, *Mohammad Reza Jalili Ghazizade
    Having a reliable rehabilitation plan with sufficient operational data is crucially important for the operation and maintenance of a water distribution systems. This research was conducted to develop a prioritization model for planning the rehabilitation of pipes in water networks when minimum structural data is available. To accomplish the main objective of the study, WDSR-Min model with Fuzzy TOPSIS technique capability was used to prioritize the pipes rehabilitation. The proposed model was used for the prioritization of pipes rehabilitation in a two-loop water distribution system. The prioritization of pipes rehabilitation were evaluated under two methods by using: 1) the pre-defined template of the WDSR-Min model, and 2) the template consistent with the conditions of the study area. The results showed that the rehabilitation plan obtained from WDSR-Min was aligned with the real needs for rehabilitation in the water network pipes. Furthermore, it was found that to prioritize the pipes rehabilitation it was preferred to localize the model criteria for the conditions of the study area, while to determine the pipes rehabilitation strategies the use of the pre-defined template of the WDSR-Min model was preferred. Using the proposed model in this work makes it possible to determine the prioritization/strategies of pipes rehabilitation using the minimum structural data of water distribution networks and independent of operational data.
    Keywords: Water Distribution Systems, Rehabilitation, Prioritization, WDSR-Min, Fuzzy TOPSIS}
  • مسعود تابش *، صادق بهبودیان، رضا حیدرزاده
    در این تحقیق برای پیش بینی تقاضای سرانه آب از روش شبیه سازی احتمالاتی استفاده شده است. بعد از تعیین تابع تقاضای آب با جمع آوری اطلاعات مورد نیاز برای شهر نیشابور، مقدار متغیرهای مستقل موثر برتخمین تقاضای آب در آینده پیش بینی شد. سپس با استفاده از مدل نقطه ای، مقدار تقاضای سرانه آب در شهر نیشابور پیش بینی گردید. درمرحله بعد با ترکیب مدل پیش بینی نقطه ای وعدم قطعیت های فرض شده، با شبیه سازی مونت کارلو پیش بینی احتمالاتی توسعه داده شد که منجر به ارائه بازه ای از مقادیر محتمل برای تقاضای آب شد. مقادیر سالانه امید ریاضی پیش بینی شده تقاضای سرانه آب در سال 1410 برابر 36/80 متر مکعب محاسبه شد که در مقایسه با مقدار مورد انتظار برای سال 1390، افزایش 50 درصدی تقاضا (بطور میانگین سالانه 2 درصد افزایش تقاضا) را نشان می دهد و با نتایج بدست آمده از پیش بینی نقطه ای تطابق دارد. همچنین تابع احتمالاتی، بازه اطمینان 90 درصدی را برای کل پیش بینی های محتمل با در نظر گرفتن عدم قطعیت متغیرهای توصیفی و مستقل نشان می دهد که با افزایش زمان بدلیل افزایش انحراف از معیار، پهنای باند آن بیشتر می شود.
    کلید واژگان: پیش بینی بلند مدت, تقاضای آب, تابع استون- گری, پیش بینی احتمالاتی, شبیه سازی مونت کارلو}
    Massoud Tabesh *, Sadegh Behboudian, Reza Heydarzadeh
     
    Introduction
    Probabilistic prediction model is obtained by development of spot prediction model. Unlike definite prediction, probabilistic prediction provides an amplitude of probable amounts for water demand. It is clear that there is more trust to amplitude values in decision making process. Probabilistic prediction of water demand is calculated through the distribution of uncertainty in independent variables by water demand model and production of a probabilistic distribution function for water demand in the point of interest in future. Looking for the probabilistic distribution allocation, Monte Carlo simulation process is used to develop probabilistic prediction of water demand according to the spot model by using Stone-Geary utility function. For each repeat in Mont Carlo simulation, a value of allocated distributions to each descriptive variable is used randomly. In this research both methods of determination of probable density functions consist of analyzing the past information and other experiences are used. Normal and uniform distribution functions were used because of their easiness in determination of parameters whenever their real distribution is not clear or it cannot be determined easily.
    Materials and methods
    To apply uncertainty on independent variables used in prediction of domestic water demand consist of per capita real income, the real price of water, stock prices of goods and services, the average maximum temperature and the number of literates, the best distribution of their monthly values, resulted from probabilistic distribution function, were used as the entrance of water demand function and the outputs obtained as the monthly water demand. For validation of water demand prediction model, the predicted values of water demand was compared with its real values in a few periods. In this research the LARS-WG micro scale statistical exponential model was used to predict the annually maximum temperature.
    Neyshabur city, located in Razavi Khorsan province, was selected as a case study and the statistical society of domestic water branches was investigated. The required information was obtained from its subsidiaries annually function report and statistics of meteorological organization.
    Independent variables which were used for water demand estimation are per capita real income, the real price of water, stock prices of goods and services, the average maximum temperature and the number of literates. The best distribution was selected by applying distribution functions on the value of variables, considering results of the Anderson test, selecting the minimum Anderson multiplier and attending to the others studies and experiences.
    The final model for long term water demand according to the Ston-Geary utility function is as equation 1:(1) t=1,…, 120 
    MP: is the average price of water (Rial)
    I: is the per capita income of consumer (Rial)
    PO: is the stock price of goods & services in Razavi khorasan province
    Perc: is the amount of per capita consumption (m3)
    E: is the number of literates
    MT: is the average maximum temperature
    U: is the disturbing element
    Discussion of results and
    conclusions
    Calculated elasticity of price, income, intersecting, maximum temperature and number of literates by considering their average values in investigated time periods for Neyshabur city are presented in Table 1. Table 1. Calculated elasticity of water demand for Neyshabur city
    Price Income Intersecting Maximum temperature Number of literates
    -0.117 0.195 -0.078 0.054 0.402 Table 1 shows if the price of water increases one unit, it will result to decrease of just 0.117 unit in water demand that indicates the possibility of using pricing policies for decreasing water consumption. Relatively low income elasticity (0.195) shows the small share of water in the family income. Negative intersecting elasticity indicates that water is a complementary good. Temperature elasticity is positive (0.054) that notes the tendency of using water by temperature rise. In this research the elasticity for number of literates obtained equal to 0.402. So one percent increase in the number of literates will result to 0.402 percent increase in water demand.
    To assess the accuracy of the model the per capita water demand was predicted by using independently observed variables for the period of 1997 to 2008 and the results were compared with observed information that showed a good match. Also results of RMSE and MSE tests for assessing the accuracy of the models was 0.22 and 0.12 respectively that emphasizes on acceptable accuracy of the model.
    After finalizing the model the per capita water demand of Neyshabur was predicted by the spot method and summary of results are showed in Table 2. Table 2. Summary of the per capita water demand prediction by spot method.
    Unit Year Percentage
    changes Average of yearly changes
    2008 2011 2016 2021 2026 2031
    M3 51.18 53.35 60.06 66.03 71.93 79.31 48.6% 2% Finally the per capita water demand was predicted for Neyshabur through the probabilistic model and summary of the result is presented in Figure 1.   Fig.1. Comparison of the observed values and 90% confidence interval of the annual per capita water demand forecast. As it can be seen in Figure 1 the annual amount of predicted mathematical expectation for the per capita water demand in year 2031 is calculated equal to 80.36 m3 which shows 50% increase in comparison with year 2011. The average annual increase in water demand is about 2% which is consistent with the results of the spot prediction model. For year 2011 the defined confidence interval for water demand has obtained between 48.34 and 58.36 m3 averagely. While for year 2031 this range has grown and broadened to 67.66 and 98.64 m3. Furthermore, probability function shows 90% confidence interval for all probable predictions with considering uncertainty of independent and explanatory variables.
    Keywords: Long-term prediction, Monte Carlo simulation, Probability prediction, Stone–Geary utility function, Water demand}
  • مسعود تابش، عباس روزبهانی، فرهاد هادیگل
    وجود یک رویکرد جامع در ارزیابی عملکرد تصفیه خانه های آب و کاهش آسیب پذیری آنها، می تواند باعث کاهش هزینه های ناشی از عملکرد نامناسب در شرایط بحرانی و تمرکز بر روی مهم ترین نقاط آسیب پذیر و کاهش آسیب پذیری آنها شود و از این طریق هزینه موثر بودجه ها در برنامه های بهسازی صرف می شود. در این پژوهش روش تحلیل ریسک مشهور درخت خطا با دو رویکرد ساده و فازی برای ارزیابی ریسک تصفیه خانه آب استفاده شد و منطق فازی برای در نظر گرفتن عدم قطعیت ها در نظرات کارشناسی و ماهیت خطرات تهدید کننده به کار گرفته شد. این مدل در قالب یک مطالعه موردی در تصفیه خانه جلالیه تهران ارائه می شود. رویداد نامطلوب در این ساختار، کمیت و کیفیت نامناسب آب بود. نتایج پژوهش نشان داد که عملکرد تصفیه خانه در رویکرد فازی با احتمال 19 درصد و در حالت غیر فازی حدود 10 درصد با شکست مواجه می شود که این مقدار ریسک در بازه کم تا متوسط به وجود می آید. عوامل مختلفی موجب تهدید عملکرد و راندمان تصفیه می شود. با رتبه بندی رویداد های پایه مشخص شد تهدیداتی از جمله طراحی نامناسب مخزن، خرابی تجهیزات برق رسانی، شکست لوله انتقال و تعمیر و نگهداری نامناسب پمپ ها، بیشترین سهم را در رویکرد و عملکرد تصفیه خانه دارند.
    کلید واژگان: درخت خطای فازی, تحلیل ریسک, آسیب پذیری, تصفیه خانه آب}
    Masoud Tabesh, Abbas Roozbahani, Farhad Gadigol
    In this research, Fault Tree Analysis (FTA) with fuzzy and crisp approaches were used to assess the risk associated with the performance of water treatment plants. The fuzzy logic was used to consider the uncertainties in expert opinions and the nature of threats. This modelling approach was implemented as a case study in Jalaliyeh water treatment plant in Tehran. One undesirable event in such structure was improper water quantity and quality. The results of this case study showed that probability of treatment plant failure under fuzzy and non-fuzzy methods are 19% and 10%, respectively. The risk treatment plant failure was found to be within the low to medium range. For risk assessment, multiple components were found to influence the failure of treatment plants. Our evalutation showed that the following items were ranked as highest to lowest to influence the treatment plant failure: inappropriate tank design, power equipment failure, failure of transmission line, and inadequate repair and maintenance of the pumps.
    Keywords: Fuzzy Fault Tree, Risk Analysis, vulnerability, Water Treatment Plant}
  • مسعود تابش، محمد کاظمی سوچلمایی
    با توجه به اهمیت فشار کافی در تامین تقاضای مصرف کنندگان در شبکه های توزیع آب، بررسی عوامل موثر بر تغییر فشار ضرورت می یابد که زبری لوله ها به‏صورت مستقیم بر روی فشار گره ها تاثیرگذارند. بنابراین بررسی عوامل موثر بر تغییر ضریب زبری (ضریب هیزن-ویلیامز) در شبکه های آب اهمیت پیدا می کند. قطر لوله ها، عمر لوله ها و خورندگی آب از جمله عوامل موثر در تغییر ضریب زبری لوله ها هستند که در این مقاله مورد ارزیابی قرار می گیرند. تغییرات ضریب زبری با هرکدام از عوامل مذکور رسم می شود و با برازش نمودارهای حاصله می توان روابط تقریبی ضریب زبری را به‏دست آورد. در نهایت با ترکیب روابط به دست آمده، یک رابطه کلی برای ضریب زبری حاصل می شود. همچنین در این مقاله از لوله های چدنی که داده های آزمایشگاهی آن در اختیار است، برای به دست آوردن رابطه ریاضی استفاده می شود. با وجود این، به جای استفاده از ضریب زبری لوله های نو در تحلیل و طراحی از ضریب زبری در انتهای دوره طرح با درنظر گرفتن عوامل موثر مذکور استفاده خواهد شد. برای ارزیابی نتایج روش ارائه شده، شبکه دوحلقه ای در دو حالت معمول و واقعی مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج نشان می دهد اگر برای طراحی از ضریب زبری لوله های نو استفاده شود، فشار شبکه در انتهای دوره طرح بیش از 25 درصد کاهش می یابد ولی در هزینه لوله ها در ابتدای دوره طرح حدود 50 درصد صرفه جویی می شود. بنابراین برای تضمین وجود فشار کافی و ارضای تقاضا در انتهای دوره طرح باید افزایش هزینه اجرای شبکه در ابتدای دوره طرح را پذیرفت.

    کلید واژگان: ضریب زبری هیزن - ویلیامز, قطر لوله, عمر لوله, خورندگی آب, مصرف, فشار}
    Massoud Tabesh, Mohammad Kazemi Soochelmaei
    Considering the importance of sufficient pressure in supplying demand in water distribution networks, it is necessary to study the factors affecting pressure variation, that the roughness of pipes directly affects the pressure of nodes. Therefore, the study of factors affecting the change in roughness coefficient (Hasen-Williams) in water distribution networks is important. Pipes diameter, age and corrosion are among factors affecting the change in the roughness coefficient of pipes that are evaluated in this paper. The roughness coefficients were plotted against each of the above mentioned factors, and the approximate relations of the roughness coefficient was obtained by fitting to the obtained graphs. Finally, by combining the relations obtained, a general relation is obtained for the roughness coefficient. Also, in this paper, the cast iron pipes, for which laboratory data is available, were used to obtain a mathematical relationship.Then again, instead of using the roughness coefficient of new pipes in analysis and design, the roughness coefficient for the end of the design period was used, taking into account the effective factors mentioned.To evaluate the results of the proposed method, a two-loop network was investigated in two common and real situations. The results showed that if the roughness coefficient of new pipes at the end of design period is used for designing, there will be a save of about 50% in cost of pipes, but then the network pressure at the end of design period will be reduced by more than 25%. Therefore, in order to ensure that there is sufficient pressure and demand satisfaction throughout the design period, it is necessary to accept an increase in the cost of network implementation at the beginning of the project.
    Keywords: Consumption, Corrosion, Hazen-Williams roughness coefficient, Pipe age, Pipe diameter, Pressure}
  • مهدی دینی*، مسعود تابش
    در سال های اخیر شاخص های قابلیت اطمینان زیادی به منظور بررسی شبکه های آبی توسط پژوهشگران مختلف تعریف شده است، به طوری که کاربران و مدیران به دلیل پیچیدگی، تعدد و دامنه تغییرات ناهمگون نتایج برای شاخص ها، در به کارگیری آنها دچار سردرگمی هستند. در این پژوهش با در نظر گرفتن ویژگی های یک شاخص کاربردی که شامل نرمال بودن نتایج شاخص، حساسیت مناسب شاخص نسبت به تغییرات پارامترهای شبکه، تغییر جهت مناسب شاخص در شرایط حدی و قابلیت شاخص در پوشش شرایط بحرانی بهره برداری است، شاخص های قابلیت اطمینان هیدرولیکی و کیفی جدیدی ارائه شد.
    برای این منظور ضوابط و معیارهای طراحی و بهره برداری شبکه های توزیع آب به صورت کنترل حدود تغییرات حداقل و حداکثر و بهینه فشار در گره ها، سرعت جریان در لوله ها و کلر آزاد باقیمانده در گره ها در نظر گرفته شد و شاخص قابلیت اطمینان فشار گرهی، شاخص قابلیت اطمینان سرعت جریان لوله ای، شاخص قابلیت اطمینان کیفی گرهی و شاخص قابلیت اطمینان کل شبکه تعریف شد. برای ارزیابی عملکرد شاخص تعریف شده، از یک شبکه نمونه دوحلقه ای و یک شبکه واقعی توزیع آب استفاده شد. بررسی مقادیر شاخص ها نشان داد که مقدار شاخص ها بین 11/0 و 0/1 در نوسان است و این تغییر نشان دهنده نرمال بودن و حساسیت مناسب شاخص ها است. همچنین با افزایش مقادیر هد و کلر باقیمانده مخزن، شاخص قابلیت اطمینان تلفیقی شبکه ای از 54/0 به 75/0 افزایش یافته و سپس به 54/0 کاهش یافت و این تغییر نشان دهنده تغییر جهت مناسب شاخص در شرایط حدی است. همچنین با شکست برخی اجزای شبکه، مقدار شاخص ها تغییر محسوسی نکرد و این نشان دهنده قابلیت شاخص ها در پوشش شرایط بحرانی است. با نتایج حاصل از این پژوهش مشخص شد که در مجموع شاخص های تعریف شده از کارایی مناسبی برای ارزیابی عملکرد شبکه های توزیع آب برخوردار هستند.
    کلید واژگان: شاخص قابلیت اطمینان, فشار گرهی, سرعت جریان لوله ای, کلر باقیمانده گرهی, شبکه توزیع آب}
    Mehdi Dini *, Massoud Tabesh
    Various reliability indices have been defined by researchers for the water distribution networks. Due to the complexity and heterogeneous nature of distribution networks, results of indicies can vary substantially and municipalities have hard time to select the most practical indicies for their networks. This study was undertaken to develop a new method for identifying the best reliability index by considering various factors including the appropriate sensitivity to changes in network parameters, the appropriate shift in extreme conditions, the capability in covering critical condition, hydraulic condition, and water quality reliability. To accomplish the objective of the study, several water distribution networks were evaluated under multiple scenarios and the optimum reliability indices were verified with an example real water distribution network in Ahar. Controlling parameters included in scenario analysis for network reliability indices include: minimum, maximum and optimal pressure, residual chlorine in nodes, velocity in pipes, nodal pressure reliability, pipe velocity reliability, and nodal residual chlorine reliability . To evaluate the performance of defined index, a two-loop test (critical) were compared with the conventional single-lop test (normal). The performance assessment of indices obtained from this study showed that the index values ranged between 0.11 and 1.0, which indicate the normality and the appropriate sensitivity of the indices. Also, by increasing the residual chlorine of the reservoir, the network reliability index changed from 0.54 to 0.75 and then as the residual chlorine decreases in the distributon network the reliability index decreased back to 0.54. This appropriate shift in reliability index while changing residual chlorine in the network, cearly shows the the effectiveness of new method in determining the reliability indicies under extreme conditions. Also, the new method did not respond to the failure of some network components, as were evident with insignificant change in the indices values under critical conditions. From the results of this study generally can be concluded that the newly defined relability indices is an efficient way for evaluating the performance of water distribution networks.
    Keywords: Reliability Index, Nodal Pressure, Pipe Velocity, Nodal Residual Chlorine, Water Distribution Network}
  • اکبر شیرزاد، مسعود تابش *، هومن بیات
    رودخانه ها از جمله منابع آب شیرین هستند که در معرض مقادیر مختلف آلاینده ها قرار دارند. لذا داشتن آگاهی از تغییرات کیفی آب رودخانه ها الزامی است. یکی از روش های تحلیل و تفسیر مشخصه های کیفی آب، استفاده از شاخص های کیفیت آب است. در پژوهش حاضر نوع و وزن متغیرهای موجود در شاخص های کیفیت آب معتبر داخلی و بین المللی مورد بررسی آماری قرار گرفته است. سپس منحنی های شاخص عملکرد متغیرهای منتخب، بر اساس محدوده مجاز غلظت آلاینده ها در آیین نامه ها و استانداردهای مختلف تولید شده است. در گام بعد با استفاده از روش دلفی 9 متغیر موثر بر کیفیت آب ایران انتخاب گردیده و وزن آن ها بر اساس روش تحلیل سلسله مراتبی به دست آمده است. به ارزش های کیفی اعلام شده توسط متخصصین، منحنی های با درجه همبستگی بالا برازش داده شده و در نهایت تابع میانگین هندسی برای جمع بندی زیرشاخص ها و به دست آوردن عدد نهایی شاخص مد نظر قرار گرفته است. مقدار شاخص تدوین شده برای رود کارون محاسبه شده و نتایج آن با شاخص های موجود مقایسه شده است. نتایج حاصله حاکی از تفسیر متفاوت تر کیفیت آب در این مورد مطالعاتی توسط شاخص تدوین شده نسبت به شاخص های دیگر است.
    کلید واژگان: شاخص کیفیت آب, روش دلفی, تحلیل سلسله مراتبی, غلظت آلاینده ها, طبقه بندی کیفی آب}
    A. Shirzad, M. Tabesh *, H. Bayat
    Rivers are water resources which are exposed to different amounts of pollutants. Therefore having awareness of qualitative variation of rivers is necessary. Using water quality indices is one of the methods for analysis of water quality. In this study, kind and weight of the variables included in the valid national and international water quality indices are examined statistically. Then, the performance index curves of the variables are produced based on the various standards and guidelines. In the next stage, using the Delphi method 9 variables are selected as the effective variables for water resources in Iran and their weights are determined based on the analytical hierarchy process. Curves with high correlation coefficient are fitted to the quality values proposed by the specialists and geometric average function is employed for combination of sub indices and calculating the final value of the quality index. The value of the proposed quality index is calculated for the Karoun river and is compared with the other quality indices. According to the obtained results, interpretation of water quality in the Karoun river based on the presented new quality index differs from the other quality indices.
    Keywords: Water Quality Index, Delphi method, Analytical hierarchy process, Pollutant concentration, Water quality classification}
  • الهام قائمی، مسعود تابش*، آناهیتا پورمحمدی
    پژوهش و تحقیق لازمه رشد و توسعه اقتصادی، جزء لاینفک فعالیت های صنعتی و از نیازهای پایه صنایع پویا محسوب می شود. در یک پژوهش کارآمد، نحوه و روند مطالعه همواره حائز اهمیت بوده و فرصت سوزی و اتلاف انرژی در فرآیند تحقیق از چالش ها و موانع پیش روی صنایع می باشد. بنابراین بهینه سازی روند و فرآیند تحقیق و چابک سازی مراحل مرتبط از ضرورت های یک پژوهش موفق خصوصا در صنایع کلان می باشد. در این مطالعه سعی بر آن است تا فرآیند تحقیقات در دانشگاه های کشور (مطالعه موردی دانشگاه تهران) مورد بررسی و ارزیابی قرار گیرد و موانع و چالش های پیش‏روی تحقیق و پژوهش در حوزه آب و فاضلاب آسیب شناسی شود. هدف از این مقاله، مطالعه عمده و ساختاری عوامل عدم کارآمدی تحقیقات در مسیر پیشبرد اهداف صنعت می باشد. از جمله این عوامل می توان به بهینه نبودن نظام تحقیقات، عدم ارتباط پویای صنعت و دانشگاه و عدم تعریف مشکلات علمی صنعت برای دانشگاه ها، فقدان سیستم کارآمد مدیریت دانش و تبادلات علمی، اعتبارات ناکافی تحقیقات، نادرست بودن ساختار نظام آموزش و پرورش و عدم تناسب با نیاز صنعت، ساختار سازمان‏های دولتی و... اشاره کرد. پس از بررسی و شناخت ساختاری معایب موجود در سیستم تحقیقات دانشگاهی، راهکارهای مناسب برای رفع نقایص و عملیاتی کردن نتایج حاصل از پژوهش ارائه می شود. سعی بر آن است تا راهکارهای ارائه شده علی رغم تعمیم پذیری، سازگار و متناسب با پژوهش های حوزه های فعال در حوزه محیط زیست به ویژه آب و فاضلاب باشد.
    کلید واژگان: پایان نامه, آب و فاضلاب, دانشگاه تهران, مدل سازی, تحقیق آزمایشگاهی}
    Elham Ghaemi, Massoud Tabesh *, Anahita Pourmohamadi
    Investigation and research, which are essential for economic growth, are integral parts of industrial activities and also the basic needs of dynamic industries. In an efficient research, the process of study is always important and the industry faces challenges and obstacles such as opportunity lose and energy that was spent through it. Therefore, the optimization of the process and the way of research and also the agility of the related stages are necessity of a successful research. In this study, it is tried to investigate the process of research in universities of the country (case study: University of Tehran) and identify barriers of investigation and research in the field of water and wastewater. The purpose of this paper is to study the main and structural issues of the inefficiencies of research in advancing the goals of the industry. Some of these factors are lack of an effective research system, lack of dynamic linkages between industry and universities, lack of definition of scientific problems for universities, lack of effective knowledge management system and scientific exchanges, inadequate research credit, inadequate structure of education system and inappropriateness with the need of industry, the structure of government agencies, and so on. After reviewing and recognizing the disadvantages structure of the academic research system, appropriate solutions are found to eliminate defects and use the results of the research. It is attempted to make the proposed solutions, in spite of generalization, consistent and relevant to the research of active areas in the field of the environment, especially water and sewage.
    Keywords: Laboratory Research, Modeling, Thesis, University of Tehran, Water, Wastewater}
نمایش عناوین بیشتر...
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