بررسی میدانی ضریب حداکثر تقاضا در شبکه‌های توزیع آب روستایی (شمال شرق خوزستان)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مربی گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی زراعی و عمران روستایی، دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی رامین خوزستان

2 استاد دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران، اهواز

3 کارشناس پروژه‌های آب و فاضلاب، بخش آب و فاضلاب، شرکت مهندسی مشاور دز‌آب، اهواز

چکیده

آگاهی از نوسانات زمانی کوتاه مدت تقاضا در شبکه‌های توزیع آب آشامیدنی، از ابتدایی‌ترین الزامات طراحی و بهینه‌سازی یک شبکه است. اصولاً ظرفیت شبکه برای تعیین قطر خطوط لوله در بخش‌های مختلف آن با توجه به ضرورت توانایی سیستم در توزیع آب در شرایط حداکثر تقاضا، با اعمال ضریب حداکثر در متوسط تقاضای روزانه به‌دست می‌آید. شواهد موجود نشان می‌دهد که الگوی روزانه تقاضا که ضریب حداکثر تقاضای شبکه از آن نتیجه می‌شود، در اثر عوامل بسیار متفاوتی که مهم‌ترین آنها تعداد مشترکان است، از یک منطقه به منطقه دیگر، متغیر بوده و بیشتر مراجع و استانداردهای معتبر با تأکید بر لزوم محلی سازی این الگو، ضرایب حداکثر تقاضای روزانه، ساعتی و ضریب حداکثر خاص خود را پیشنهاد نموده‌اند. این پژوهش با توجه به اهمیت مطالعات منطقه‌ای روی ضرایب حداکثر، برای یک گروه از شبکه‌های روستایی در منطقه شمال شرق استان خوزستان انجام شد. پس از نصب جریان‌سنج‌های ثبات از نوع الکترومغناطیس با حداکثر خطای 3/0 درصد و اندازه‌گیری جریان تقاضا در فواصل زمانی 5/7 دقیقه به‌مدت یک‌سال، الگوی روزانه تقاضا و ضرایب حداکثر به‌دست آمد. تفاوت قابل ملاحظه بین ضرایب حداکثر نتیجه شده از این تحقیق با معیارهای پیشنهادی استانداردها و مراجع ملی و بین المللی، اهمیت منطقه‌ای کردن ضرایب حداکثر را به‌وضوح نشان می‌دهد. برای مثال، در خصوص کوچک‌ترین شبکه مورد مطالعه، ضریب حداکثر پیشنهادی استاندارد ملی 3-117، 3/27 درصد کمتر از ضریب حداکثر واقعی به‌دست آمده در پژوهش حاضر است. همچنین نتایج نشان داد که محاسبه ضرایب حداکثر، بدون توجه به اثر منفی تلفات فیزیکی آب به‌حساب نیامده، می‌تواند ضرایب حداکثر را بین 5/14 تا 5/24 درصد نسبت به واقعیت کاهش دهد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A Field Study on Peak Factor of Rural Water Distribution Networks (Northern-East Part of Khuzestan Province, Iran)

نویسندگان [English]

  • Adell Moradi sabzkouhi 1
  • Seyed Mahmoud Kashefipour 2
  • Atena Salimi Chamkakaei 3
چکیده [English]

Evaluation of the short-term fluctuations in water demand and consumption is one of the most important consideration in design and optimization of drinking water distribution networks. According to necessity of system ability to distribute water during peak demand conditions, the capacity and pipe sizing of network are determined based on multiplying Peak Factor in Average Daily Flow. It seems that Diurnal Demand Pattern through which Peak Factor is obtained, regionally varies due to many complicated reasons, mainly because of the number of subscribers. So, most of standards and references have recommended their own specific Daily Peak Factor , Hourly Peak Factor and Peak Factor with emphasis on localization of these terms. Considering the importance of regional studies on Peak Factors, this research was conducted for a group of rural networks in north-east part of Khuzestan Province, Iran. After installation of electro-magnetic flowmeter with maximum error of 0.3% and measurement of demand flow in 7.5-minute time intervals by data logger, during one-year period, Diurnal Demand Patterns and Peak Factors were determined. The considerable difference between Peak Factors resulted in this research and those recommended by national and some international standards or references, makes the importance of peak factor localization more and more obvious. For example, in the case of the smallest investigated network, the peak factor proposed by national standard 117-3 is 27.3% less than the actual factor acquired in present study. Also, the results show that calculation of peak factors without any notice on the negative effects of physical loss of unaccounted-for water can sensibly reduce peak factors 14.5% to 24.5% compared to reality.  

کلیدواژه‌ها [English]

  • Water Demand
  • Diurnal Pattern
  • Peak Factor
  • Drinking Water Distribution Network
1- The Iranian Ministry of Energy. (2011). Standards of urban and rural water transmission and distribution system design, Draft Report, Issue No. 380-A, The Eng. Office and Technical Standards of Water and Wastewater, Tehran. (In Persian)

2- The Iranian Ministry of Energy. (1992). Basic and standards of urban water supply desing, Report Issue No. 117-3, The Organization of Planning and Budget Pub., Tehran. (In Persian)

3- Washington State Department of Health. (2009). Water system design manual, Division of Environmental Health, Office of Drinking Water,

4- Booyens, J.D., and Haarhoff, J. (2002). “Probabilistic peak factors residential water demand in south Africa.” Biennial Conference of the Water Institute of Southern Africa (WISA), Durban, South Africa

5- CSIR Building and Construction Technology. (2000). Guidelines for human settlement planning and design (Red Book), Department of Housing, South Africa.

6- Monzavi, M. T. (2009). Water supply, 16th Ed., Tehran University Press, Tehran. (In Persian)

7- Teymouri, H., and Latifi, A. (2006). “Determining of hourly and daily peak factor and daily water consumption per capita of rural areas of Kermanshah, Iran.” The First Expert National Congress on Environmental Eng., Tehran University. (In Persian)

8- AWWA Manual M32. (2005). Computer modeling of water distribution systems, 2nd Ed., Denver.

9- Jitoo, Y., Wei, I., Morgan, T. R., and Quellette, D. (2006). “An assessment of the water distribution system in the city of Medford, Massachusetts.” Joint International Conference on Computing and Decision Making in Civil and Building Engineering, Montréal, Canada.

10- Camrosa Water District. (2011). Integrated facilities master plan, Draft Report, California.

11- Moradi, Sabz kouhi, A., and Kashefipour, S. M. (2011). Investigation of demand pattern and determination hourly and daily peak factors of rural water distribution networks in Khuzestan province, Final Report of the Research Project, Khuzestan Rural Water and Wastewater Eng. Co., Dept. of Research and Productivity, Ahwaz. (In Persian)

12- Walski, Th. M., Chase, D. V., Savic, D. A., Grayman, W., Bechwith, S., and Koelle, E. (2004). Advanced water distribution modeling and management, Chapter 4, Bentley Institute Press, Philadelphia.

13- Johnson, M., Ratnayaka, D., and Brandt, M. (2009). Twort's water supply, 6th Ed., Published by Elsevier, Great Britain.