مدل پویایی سیستم در مدیریت آب شهری تهران

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای مهندسی آب، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی

2 دانشجوی دکترای مهندسی آب، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شریف

3 استاد دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شریف

چکیده

مدیریت منابع آب نیازمند تصمیم‌گیری آینده نگر با رویکردی جامع است. علم پویایی سیستم، یک ابزار مدیریتی بر اساس این نگرش می‌باشد. این علم قادر است شبیه‌سازی سیستم‌های پیچیده منابع آب را برای پشتیبانی تصمیم‌گیری انجام دهد. به کمک این شبیه‌سازی، پیامدهای نامشخص تصمیم‌گیریها آشکار می‌شود. هدف عمده این روش شبیه‌سازی، تسریع و تسهیل یادگیری رفتار سیستم‌ها در شرایط فعلی و آینده است. در این مقاله، مدل منابع و مصارف آب شهری با روش پویایی سیستم برای ارزیابی روند منابع و مصارف و عوامل اثرگذار بر آن تهیه و توسعه داده شده‌ است. اندرکنش منابع آب شهری با جنبه‌های اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی تأمین و تقاضای آب، سیستم پیچیده‌ای را ایجاد می‌کند که تحلیل آن صرفاً با نگرشی جامع و با روش پویایی سیستم‌ها مقدور می‌باشد. نتایج تحلیل پویایی سیستم آب شهری تهران، مدیران را به یک ابزار قابل فهم و تصویری برای درک علل کاهش منابع رهنمون خواهد نمود. همچنین این مدل روند تغییرات بیلان آب در آینده و تأثیر سناریو‌های مدیریتی همچون انتقال بین‌حوضه‌ای آب، اجرای طرح جمع‌آوری و تصفیه فاضلاب و مدیریت تقاضا را ارائه می‌کند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

System Dynamic Model in Tehran Urban Water Management

نویسندگان [English]

  • Abdolrahim Salvitabar 1
  • Mehdi Zarghami 2
  • Ahmad Abrishamchi 3
1 Ph.D Student of Water Engineering, Science and Research Center, Azad Islamic Universiy
2 Ph.D Student of Water Engineering, Civil Engineering Department, Sharif University of Technology
3 Professor, Civil Engineering Department, Sharif University of Technology
چکیده [English]

Water management needs to decide for the water resources development project and future planning based on comprehensive and integrated views. One of the management tools is based on system dynamic approach. This technique has the capability of simulating complex water resource systems to support decision making. The undefined outcome of decisions is revealed through this methodology. The main objective of this method of simulation is its simplicity and rapid learning of system behaivior in present and future conditions. In this paper, the model for water resources and urban water demand was developed with dynamic system for evaluating the trend of resources and demands and the effective parameter on them. The feedback of urban water resources due to the economic, socio and environmental aspects of supply and demand brings about a complex system which can only be analyzed through integrated and dynamic views of the system. The results of the dynamic analysis ofTehranurban water system leads to a tool for understanding and visualizing the reasons of the shortages. This model showes the trend of water balance variation in future as well as the effect of management scenario such as interbasin water transfer, collection and treatment of waste water and demand management.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Integrated Water Resources Management
  • System Dynamic Analysis
  • Simulation
  • Urban Water Management
1- Shiklomanov, I.A. (2000). “Appraisal and assessment of world water resources.” J. Water International, 25(1), 11- 32.
2- Gleick, P. H. (2000). “The changing water paradigm a look at twenty-first century water resources development international.” J. Water International, 25(1), 127-138.
3- WWF. (2003). World water forum, 3rd Ed., Final Report,Kyoto,Japan, 16-23.
4- Gleick, P.H., ed. (1993). Water in crisis, Oxford University Press,New York.
5- L’vovich, M. (1979). World water resources and their future, English translation, by R.L., Nace, American Geophysical Union (AGU),Chelsea,Michigan.
6- Forrester, J.W. (1973). World dynamics, 2nd Ed., Wright Allen Press,Cambridge,Massachusetts.
7- Meadows, D.H., Meadows, D.L. Randers, J., and Behrens III, W.W. (1972). Limits to growth, Universe Books Publishers.
8- Meadows, D.H., et al. (1992). Beyond the limits, McCelelland and Stewart Inc.,Toronto,Canada.
9- Forrester, J.W. (1999). Urban dynamics, 2nd Ed., Pegasus Communication Inc.,Waltham.
10- Rotmans, I., and Devries, B. (1997). Perspectives on global change, Cambridge University Press,Cambridge,UK.
11-Simonovic, S.P.(2001). “World Water: A tool for global modeling of water resources.” J. Canadian Civil Engineer, 18(3), 6-12.
12- Simonovic, S.P.(2003). “CanadaWater: A tool for modeling Canadian water resources.” Presentation at the Canadian Commission for UNESCO (CCU) Annual General Meeting, March 1-3,Ottawa.
13- Simonovic, S. P., Fahmy, H., and Elshorbagy, A. (1997). “The use of object oriented modeling for water resources planning in Egypt. ” J. Water Resources Management, 11, 243-261.
14- Simonovic, S. P., and Ahmad, S. (2000). “System dynamics modeling of reservoir operation for flood management.” J. Computing in Civil Engineering, 14( 3), 190-198.
15- Guo, H.C., Liu, L., Huang, G.H., Fuller, G.A., Zou, R., and Yin, Y.Y. (2001). “A system dynamics approach for regional environmental planning and management: A study for the lakeErahiBasin.” J. Environmental Management, 61, 93-111.
16- Stave, K.A. (2003). “A system dynamics model to facilitate public understanding of water management options in Las Vegas, Nevada.” J. Environmental Management, 67, 303-313.
17- Ruth, M., and Pieper, F. (1994). “Modeling spatial dynamics of sea level rise in a coastal area.” System Dynamics Review ,10 (4), 375-389.
18- Cassell, E.A., Clausen, J.C. (1993). “Dynamic simulation modeling for evaluating water quality response to agricultural BMP implementation.” J. Water Science and Technology, 28, 635-648.
19- Sudhir, V., Srivivasan, G., Muraleedharan, V.R. (1997). “Planning for sustainable solid water management in urban India.” System Dynamics Review, 13(3), 223-246.
20- Mashayekhi, A.N. (1993). “Transition in the New Yorkstate solid waste system: A dynamic analysis.” System Dynamic Review, 9 (1), 23-47.
21- Ford, A. (1999). Modeling the environment, an introduction to system dynamics modeling of environmental systems, Island Press,Washington,D.C.
22- Wolfenden, J.A.J. (1999). “A transdiciplinary approached to integrated resources management: a pragmatic application of ecological economics.” PhD dissertation, Center for Water Policy Research,University of New England,Australia.
23- Huerta, J.M., Serra, M., Sandoval, R. (2001). ProEstado-MAUA, A system dynamics approach for the design of sustaianble water use strategy in the Middle Lerma-Chapala Basin. In the lerma –Chapala watershed, evaluation and management, 201. Edited by A. M. Hansen and M. V. Afferden.Dordrecht, theNetherlands: Kluwer Academic/ Plenum Publishers.
24- Ho, C. C., (2005). “The application of system dynamics modeling to study impact of water resources planning and management in Taiwan.” Proc., 23rd International Conference of the System Dynamics Society, July 17-21,Boston.
25- Ewers, M. (2005). “Combining hydrology and economics in a system dynamics approach: modeling water resources for the San JuanBasin.” Proc., 23rd International Conference of the System Dynamics Society, July 17-21,Boston.
26- Sahlke, G., and Jacobson, J. (2005). “System dynamics modeling of transboundary system: the BearRiver basinmodel.” J. Ground Water, 43(5), 722-730.
27- مجتهدزاده، م.م. (1371). یک مدل دینامیک برای برنامه ریزی توسعه مناطق کم آب.م. برنامه و توسعه، مؤسسه عالی پژوهش در برنامه ریزی و توسعه، 2 (4).
28- صادقی، ن.، ابریشم‌چی، ا.، و تجریشی، م. (1383). ‌مدل‌سازی بهره برداری از مخزن به منظور کنترل سیلاب با استفاده از روش تحلیل دینامیک سیستم.اولین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شریف، 22-23 اردیبهشت.
29- جلالی،م.ر.، و افشار، ع. (1383). شبیه‌سازی پویایی سیستم تولید انرژی مخازن برقابی.اولین کنفرانس سالانه مدیریت منابع آب ایران، دانشکده فنی دانشگاه تهران، 26-27 آبان.
30- Yeh, W.W.G. (1985). “Reservoir management and operations models: A state-of-the-art review.”
J. Water Resources Research, 21(12), 1797-1818.
31-Jalali, M., Afshar, A., and Mokhtare, A. (2005), “System dynamics modeling approach for gated and ungated flood routing in a cascade multi-reservoir system.” International Journal of Civil Engineering, 2(4), 213-222.
32-Sterman, J. (2000). Business dynamics: systems thinking for a complex world, Irwin/McGraw-Hill.
33- شرکت آب و فاضلاب تهران (1380). گزارش روابط عمومی و روابط بین الملل، تهران.
34- شرکت مهندسی مشاور مهاب قدس (1384). مطالعات بهینه‌بهره‌برداری کمی،کیفی و آلودگی از منابع آب‌زیرزمینی دشتهای تهران-شهریار، کارفرما: معاونت پژوهشی شرکت آب منطقه‌ای تهران.
35- شرکت مهندسین مشاور جاماب (1380). مطالعات طرح جامع ساماندهی و توسعه منابع آب جنوب تهران، جلد دوم: مطالعات منابع آبهای زیرزمینی، معاونت مطالعات و پژوهش شرکت آب منطقه‌ای تهران.
36- علوی، ع.ا. (1371). روند افزایش مصرف آب تهران و لزوم اعمال روشهای صرفه جویی.کنفرانس صرفه جویی در مصارف کشاورزی، شرب و صنعت، وزارت نیرو، تهران 1-31.
37- رستم‌آبادی سفلی، ا. (1379).برآورد معادله مصرف آب در فصول تابستان و زمستان در شهر تهران.م. برنامه و بودجه، 55،
77-106.
38- مالکی، ا. (1371). احداث شبکه لوله کشی آب تهران و مشکلات ناشی از آن. اولین سمینار بررسی مسائل آب و فاضلاب در شهرهای بزرگ، 1-31.
39- روابط عمومی شرکت آب و فاضلاب استان تهران (1375). سیمای آب و فاضلاب استان تهران.
40- تجریشی، م.، و ابریشم چی، ا. (1383). مدیریت تقاضای منابع آب در کشور. کنفرانس روشهای پیشگیری از اتلاف منابع ملی ، فرهنگستان علوم ایران، 19-21 خرداد.
41- باقری، ع.، ابریشم‌چی، ا.، و تجریشی، م. (1383). ‌کلان شهر تهران از منظر پایداری آب شهری. اولین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شریف، 22-23 اردیبهشت.
42- Vensim PLE software version 3.0. (1998). Ventana Systems, Inc.,Massachusetts.
43- ضرغامی، م. (1380). استفاده از تصمیم‏گیری چند معیاره در مدیریت تأمین و تقاضای آب.پایان‏نامه کارشناسی ارشد، مؤسسه عالی پژوهش در برنامه‌ریزی و توسعه تهران.
44- Zarghaami, M., Abrishamchi, A., and Ardakanian, R. (2005), “Multi-Criteria decision making for integrated urban water management. ” 7th, IAHS Scientific Assembly at Foz do Iguacu, Brazil, 73-82.