آب نشانه حیات استاین مایع حیات بخش كه نمی توان آن را با هیچ ماده دیگری جایگزین نمود از منابع محدودی برخوردار بوده وكمبود آن به همراه رشد روز افزون جمعیت، زندگی بشری را در آستانه یك بحران حدی قرار داده است این مسئله مهم باعث گردیده تا تلاشهای گسترده ای برای استفاده بهینه از منابع موجود آب صورت گیرد یكی از این اقدامات، جلوگیری از تلفات آب در شبكه ها

 آنالیز كمی آب 

1-1           مقدمه

آب نشانه حیات است.این مایع حیات بخش كه نمی توان آن را با هیچ ماده دیگری جایگزین نمود از منابع محدودی برخوردار بوده وكمبود آن به همراه رشد روز افزون جمعیت، زندگی بشری را در آستانه یك بحران حدی قرار داده است. این مسئله مهم باعث گردیده تا تلاشهای گسترده ای برای استفاده بهینه از منابع موجود آب صورت گیرد. یكی از این اقدامات، جلوگیری از تلفات آب در شبكه های توزیع آب شهری است تلفات آب در شبكه های توزیع آب شهری از دو دیدگاه مختلف حیاتی و اقتصادی قابل بررسی می باشد.

تامین، تصفیه، انتقال و توزیع آب آشامیدنی در شبكه های توزیع آب شهری، مستلزم صرف هزینه های مختلفی است كه باعث می گردد آب در شبكه های توزیع آب شهری نه تنها به عنوان یك ماده حیاتی بلكه به عنوان یك كالای اقتصادی در نظر گرفته شود. به همین دلیل در چند دهه اخیر، مفهوم آب به حساب نیاممده كه رد برگیرنده مفاهیم مربوط به تلفات آب از دو دیدگاه اقتصادی و حیاتی می باشد مورد توجه كارشناسان قرار گرفته است تا كنون تعاریف مختلفی برای آب به حساب نیامده ارائه گردیده است یكی از كاملترین تعریفها در این زمینه به صورت زیر می باشد:

آب به حساب نیامده در یك شبكه توزیع آب شهری عبارت است از اختلاف حجم آب ورودی به شبكه و آن بخش از حجم آب مصرف شده توسط مشتركین كه به وسیله كنتورهای آنها اندازه گیری گردیده است. مطابق این تعریف، آب به حساب نیامده را می توان به دو بخش كلی تلفات فیزیكی و تلفات غیر فیزیكی تقسیم نمود. تلفات فیزیكی، شامل میزان آبی است كه به دلیل نشت یا شكستگی از شبكه خارج شده و به هدر می رود. این مقدار آب هدر رفته نه تنها به دست مصرف كننده نرسیده بلكه هزینه آن نیز برای شركتهای آب و فاضلاب حاصل نمی گردد. از طرف دیگر، تلفات غیر فیزیكی شامل مصارف اندازه گیری نشده و میزان خطا در مصارف اندازه گیری شده است كه باعث می شود و به ازاء اقتصادی آی مصرف شده، توسط شركتهای آب و فاضلاب حصول نگردد.

نتایج مطالعاتی كه در چند ساله اخیر در نقاط مختلف جهان انجام گردیده است نشان دهنده حجم بالای آب به حساب نیامده در اكثر شبكه های توزیع آب شهری است به عنوان مثال نتایج بررسی های انجام شده در 17 كشور مختلف جهان نشان می دهد كه درصد آب به حساب نیامده نسبت به ورودی كل شبكه از حدود 9% در آلمان تا حدود 43% در مالزی متغیر بوده و در اكثر این كشورها درصد آب به حساب نیامده در حدود 20 تا 30 درصد می باشد. (Hoogsteem 1992)

همچنین نتایج بررسی های اولیه در چند پایلوت مطالعاتی در نقاط مختلف كشورمان درصد تلفات ناشی از آب به حساب نیامده در شكبه های توزیع آب شهری را به طور متوسط حدود 35% آب ورودی به شكبه نشان می دهد.

درصد قابل توجه آب به حساب نیامده به همراه كمبود منابع و هزینه های سنگین تامین مجدد آب از دست رفته، نشان دهنده لزوم بكارگیر روشهای مناسب جهت كنترل و كاهش آب به حساب نیامده در شبكه های توزیع آب شهری است. در این زمینه در برخی از كشورها فعالیتهای مناسبی انجام گرفته و توانسته اند میزان تلفات ناشی از آب به حساب نیامده را تا حدود 10% كاهش دهند. بانك جهانی نیز برای كشورهای در حال توسعه نظیر حیاتی حائز اهمیت است بلكه از نظر اقتصادی نیز تاثیر قابل توجهی در كاهش هزینه ها و افزایش در آمدها به دنبال خواهد داشت. به عنوان مثال، میزان سود خالص حاصل از یك برنامه كنترل نشت در انگلستان حدود 30 میلیون دلار برآورد گردیده است. (Wind and Elary 1983)

دستیابی به راهكار مناسب جهت كاهش آب به حساب نیامده تنها از طریق شناخت و تجزیه و تحلیل دقیق مولفه های تشكل دهنده آن امكان پذیر است. به عبارتی دیگر، میزان موفقیت در رسیدن به اهداف مورد نظر در طرحهای كاهش آب به حساب نیامده، تحت تاثیر میزان دقت و صحت نتایج به دست آمده از آنالیز آب به حساب نیامده می باشد.

شناخت و تجزیه و تحلیل آب به حساب نیامده از سه بخش جداگانه به شرح زیر تشكیل یافته است:

1-   آنالیز كمی مولفه های آب به حساب نیامده

2-   بررسی عوامل موثر در نوع و میزان تلفات

3-   آنالیز اقتصادی تلفات در ارتباط با روش در نظر گرفته شده جهت كاهش آن

هر یك از این بررسیها و تجزیه و تحلیلها بخشهایی از اطلاعات مورد نیاز، به منظور انتخاب روش مناسب جهت كاهش آب به حساب نیامده در شبكه های توزیع آب شهری را فراهم می سازد. در این تحقیق، بخش نخست تجزیه وتحلیل آب به حساب نیامده كه شامل آنالیز كمی مولفه های آب می باشد، مورد نظر بوده است. نیامده ارائه گردیده و با توجه به اینكه از مفاهیم حداقل جریان شبانه و نیز تخمین تلفات زمینه و شكستگیها در روش ارائه شده در این تحقیق استفاده می گردد، این مفاهیم به طول مختصر معرفی گردیده اند. در پاپان این فصل روابط فشار- نشت در شبكه های توزیع آب شهری مورد بررسی قرار گرفته اند.

در فصل سوم،روش ارائه شده دراین تحقیق جهت آنالیز آب به حساب نیامده به طور مفصل مورد بررسی قرار گرفته است كه در آن مراحل مختلف آنالیز در سه بخش كلی شامل آنالیز تلفات فیزیكی، آنالیز تلفات غیر فیزیكی ودرصد سالانه تلفات بین گردیده اند. در بخش آنالیز تلفات فیزیكی، ابتدا تلفات در دو بخش جداگانه، شامل ارزیابی تلفات زمینه و برآورد تلفات ناشیاز شكستها مورد تجزیه وتحلیل قرار گرفته و در پایان با استفاده از نتایج این آنالیز ها، چگونگی روش برآورد كلی از تلفات فیزیكی سالانه در شبكه مورد بررسی قرار گرفته است.

در بخش آنالیز تلفات غیر فیزیكی نیز، ابتدا مولفه های آن به صورت جداگانه ارزیابی گردیده و سپس برآورد كلی از تلفات غیر فیزیكی بر اساس نتایج آنالیز های مولفه ایی ارائه می گردد.

در پایان این فصل روش محاسبه درصد سالانه تلفات فیزیكی، غیر فیزیكی و آب به حساب نیامده مورد بررسی قرار گرفته است.

در فصل چهارم، جهت ارزیابی روش ارائه شده در این تحقیق، آب به حساب نیامده در یك شبكه محدود شده (ایزوله) نمونه مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است این ایزوله نمونه، بخشی از شبكه توزیع آب شهری تبریز است. در این ایزوله و در قالب طرح كاهش آب به حساب نیامده تبریز روش دیگری جهت آنالیز آب به حساب نیامده ارائه گردیده است كه در ایان این فصل نتایج روش ارائه شده در این تحقیق و روش ارائه شده در طرح كاهش آب به حاسب نیامده تبریز مورد مقایسه قرار گرفته اند.

فصل پنجم، شامل جمع بندی مطالب و ارائه پیشنهادات جمع تحقیقاتی بعدی می باشد.

 

1-2           هدف از انجام این تحقیق

تا كنون روشهای مختلفی جهت آنالیز كمی آب به حساب نیامده ارائه گردیده است كه اكثر آنها بر اثر مشكلات مختلفی از قبیل تعدد عوامل موثر بر نوع و میزان مولفه ها و متغیر بودن این عوامل در شبكه های مختلف و نیز عدم دسترسی مستقیم به اجزا شبكه، از قابلیتهای مورد نظر از جلمه دقت مناسب، ارائه آنالیز مولفه ایی و یا كاربرد فراگیر برای شرایط مختلف برخوردار نمی باشند. به همین دلیل در این تحقیق، تلاش گردیده است كه با استفاده از امكانات، نرم افزارها و تجهیزات موجود، یك روش آنالیز مولفه ایی با دقت قابل قبول و متناسب با شرایط موجود در شبكه های توزیع آب شهری كشورمان ارائه گردد. این روش می تواند بخشی از مشكلات موجود در عدم دستیابی به كلیه اهداف مورد نظر در طرحهای كاهش آب به حاسب نیامده كه ناشی از عدم دقت آنالیز به حساب نیامده می باشد  را بر طرف نماید.

1-3           مروری بر مطالب فصلهای بعدی

مطالب این تحقیق در 5فصل تدوین شده است. فصل اول (فصل حاضر) به ارائه كلیاتی در زمینه آب به حاسب نیامده و آنالیز آن اختصاص دارد.

در فصل دوم با عنوان مروری بر ادبیات فنی، پس از تعریف آب به حساب نیامده ومولفه های تشكل دهنده آن، فعالیتها و تحقیقاتی كه تا كنون در زمینه آنالیز آب به حساب نیامده انجام گردیده است به صورت اجمالی مورد بررسی قرار گرفته است. سپس روشهای مختلف آنالیز آب به حساب نیامده ارائه گردیده و با توجه به اینكه از مفاهیم حداقل جریان شبانه و نیز تخمین تلفات زمینه و شكستگیها در روش ارائه شده در این تحقیق استفاده می گردد، این مفاهیم به طور مختصر معرفی گردیده اند. در پایان این فصل روابط فشار- نشت در شبكه های توزیع آب شهری مورد بررسی قرار گرفته اند.

در فصل سوم، روش ارائه شده در این تحقیق جهت آنالیز آب به حساب نیامده به طور مفصل مورد بررسی قرار گرفته است كه در آن مراحل مختلف آنالیز در سه بخش كلی شامل آنالیز تلفات فیزیكی، آنالیز تلفات غیر فیزیكی و درصد سالانه تلفات بیان گردیده اند. در بخش آنالیز تلفات فیزیكی، ابتدا تلفات در دو بخش جداگانه، شامل ارزیابی تلفات زمینه و برآورد تلفات ناشی از شكستگیها مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و در پایان با استفاده از نتایج این آنالیزها، چگونگی روش برآورد كلی از تلفات فیزیكی سالانه در شبكه مورد بررسی قرار گرفته است.

در بخش آنالیز تلفات غیر فیزیكی نیز، ابتدا مولفه های آن به صورت جداگانه ارزیابی گردیده و سپس برآورد كلی ازتلفات غیر فیزیكی بر اساس نتایج آنالیز های مولفه ایی ارائه می گردد.

 در پایان این فصل روش محاسبه درسد سالانه تلفات فیزیكی، غیر فیزیكی و آب به حاسب نیامده مورد بررسی قرار گرفته است.

در فصل چهارم، جهت ارزیابی روش ارائه شده در این  تحقیق، آب به حساب نیامده در ی شبكه محدود شده (ایزوله) نمونه مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. این ایزوله نمونه، بخشی از شبكه توزیع آب شهری تبریز است. در این ایزوله و در قالب طرح كاهش آب به حاسب نیامده تبریز روش دیگری جهت آنالیز به حساب نیامده ارائه گردیده است كه در ایان این فصل نتایج روش ارائه شده در این تحقیق و روش ارائه شده در طرح كاهش آب به حساب نیامده تبریز روش دیگری جهت آنالیز آب به حساب نیامده ارائهخ گردیده است كه در ایان این فصل نتایج روش ارائه شده در این تحقیق و روش ارائه شده در طرح كاهش آب به حساب نیامده تبریز مورد مقایسه قرار گرفته اند.

فصل پنجم، شامل جمع بندی مطالب و ارائه پیشنهادات جمع تحقیقات بعدی می باشد.

فصل دوم

مروری بر ادبیات فنی  

2-1مقدمه

در سالهای اخیر به علت رشد روز افزون جمعیت و محدودیت منابع آب، استفاده بهینه از این منابع مورد توجه قرار گرفته است. یكی از روشهای بهره وری بهینه از منابع موجود آب كاهش آب به حساب نیامده در شكبه های توزیع آب شهری است.

نخستین گام در طرحهای كاهش آب به حساب نیامده در شبكه های توزیع آب شهری، تجزیه و تحلیل دقیق آن در شبكه می باشد. روشهای مختلف آنالیز آب به حساب نیامده مبتنی بر قوانین هیدرولیكی، روشهای آماری و شبیه سازی هیدرولیكی می باشد كه بخشی از آن به صورت عملیات صحرایی با استفاده از تجهیزاتی ویژه انجام می گردد.

آشنایی با روشها، قوانین، تجهیزات و اصطلاحاتی كه در آنالیز آب به حساب نیامده به كار می رود پیش از ارائه روش مورد نظر برای آنالیز، ضروری به نظر می رسد لذا در این فص با بررسی و بیان موارد فوق، مقدمات لازم برای ارائه روشی مناسب جهت آنالیز آب به حساب نیامده در شبكه های توزیع آب شهری در فصل بعدفراهم می گردد.

2-2- آنالیز آب به حساب نیامده در شبكه های توزیع آب شهری

آنالیز به حساب نیامده، یكی ارزیابی كمی از مولفه های آب به حساب نیامده، محل وقوع و عوامل موثر بر آنها ارائه می نماید. لازم به توضیح است كه آب به حساب نیامده دارای مفهومی فراگیر تر از مفهوم سنتی تلفات در شبكه های توزیع آب شهری می باشد. این مفهوم در بخش (2-3) به طور مفصل مورد بررسی قرار گرفته است. آنالیز آب به حساب نیامده، عامل تعیین كننده ایی در انتخاب روش مناسب جهت طرحهای كاهش آب به حساب نیامده ارائه نگردد، دست یابی به اهداف مورد نظر با مشكل مواجه خواهد شد.

از چند دهه پیش تا كنون كه كاهش تلفات در شبكه های توزیع آب شهری مورد توجه قرار گرفته، روش های مختلفی جهت آنالیز آب به حساب نیامده ارائه گردیده است كه اكثر آنها دارای كاربردی محلی و منطقه ایی می باشند.

مدفون بودن اجزاء شبكه در درون زمین و تاثیر عوامل مختلف در میزان تلفات، دسترسی به اطلاعات دقیق و كامل از وضعیت اجزاء شبكه را غیر ممكن می سازد. لذا در هنگام برآورد اولیه از آب به حساب نیامده یك جعبه سیاهی مواجهیم كه اطالعات محدودی از اجراء درون آن داشته و هدف ما بررسی برخی از رفتارها وخصوصیات این مجمو.عه می باشد همچنین وضعیت تلفات در هر شبكه تحت تاثیر شرایط محلی وخصوصیات آن شبكه قرار داشته و در بسیاری از موارد با شبكه های دیگر متفاوت است. لذا ارائه روشی واحد جهت آنالیز آب به حساب نیامده با قابلیت كاربرد فراگیر و هزینه های كم و دقتی قابل قبول از پیچیدگی های خاصی برخوردار است.

2-3 آب به حساب نیامده در شبكه های توزیع آب شهری (U.F.W)

آب به حساب نیامده كه معادل فارسی عبارت Unaccounted For Water می باشد و به اختصار U.F.W نامیده می شود، به صورتهای مختلفی تعریف گردیده است. از جمله Hanson در سال 1983 آب به حساب نیامده را به عنوان تفاوت بین حجم كل آب ورودی به شكبه و حجم كل آب اندازه یگری شده از طریق كنتورهای مشتركین می داند. تعریف بعضی از سازمانها و مراجع دیگر از آب به حساب نیامده، فقط به مقدار آبی محدود می شود كه نمی توان آن را به حساب آورد، خواه اندازه گیری شده وهزینه های آب دریافت شده باشد و یا هزینه ایی بابت آن دریافت نشده باشد.

جامع ترین و كامل ترین تعریفی كه می توان از آب به حساب نیامده ارائه داد به صورت زیر می باشد:

آب به حساب نیامده میزان آبی است كه به صورتهای مختلف از شبكه توزیع خارج گردیده ولی هزینه ایی بابت آن دریافت نگردیده است مطابق این تعریف آب به حاسب نیامده به دو قسمت كلی تقسیم می گردد:

1-   تلفات فیزیكی

2-   تلفات غیر فیزیكی

به منظور آشنایی بیشتر با این روش، نحوه تعریف این تلفات و عوامل موثر بر آنها در ادامه آورده می شود.