پایان نامه ارزیابی میزان تلفات آب در شبکه های‌ انتقال و توزیع روستا های نورآباد ممسنی و رستم

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد مهندسی عمران«M.Sc.»

گرایش: آب

چکیده

در این پژوهش سعی بر آن است تا با انجام مطالعات موردی در تعدادی از روستا های شهرهای نورآباد و رستم از استان فارس نسبت به تعیین میزان و عوامل موثر بر خطای کنتورهای مشترکین در بخش آب روستایی تحت شرایط مختلف اقدام گردد و در نهایت براساس آن یک الگوی کلی به منظور انتخاب بهترین سیستم سنجش و اندازه‌گیری با در نظر گرفتن شرایط موثر تدوین شود. از نتایج بدست آمده در مناطق روستایی نورآباد و رستم که تقریبا تطابق یکسانی دارند نشانگر شباهت بسیار زیاد دو منطقه از لحاظ اقلیمی، آب مصرفی، نوع و عمرکنتورهای مورد استفاده و ... دارد. همچنین تایید رابطه تعداد اعضای خانواده و میزان مصرف، تایید تاثیر پلمپ، تاریخ نصب کنتور (عمر کنتور)، میزان فشار و میزان مصرف بر میزان خطای کنتور و عدم تایید فرضیه‌های رابطه عمق نصب و میزان خطای کنتور و رابطه بخار گرفتگی و میزان خطای کنتور است.

کلمات کلیدی: هدر رفت آب، خطای کنتور، شبکه انتقال و توزیع آب.

فصل اول

مقدمه و کلیات

مقدمه

رشد روزافزون جمعیت افزایش شهرنشینی پدیده‌های اکوسیستمی و کاهش منابع تجدید شونده آب همه و همه موجب گردیده تا اهمیت موضوع آب و جایگاه این مایه حیاتی روز به روز بیشتر شده و مدیران مسئولین و دست‌اندکاران ذیربط توجه ویژه‌ای به کنترل مصرف و استفاده بهینه آن معطوف دارند.

نامگذاری قرن حاضر بعنوان قرن آب و همچنین اختصاص یک روز معین در سال بنام روز جهانی آب نشان از گرایش فرامرزی و جهانی این مقوله است.

 برگزاری سمینارها کنفرانس ها و نشست های بین‌المللی منطقه ای ملی و محلی همگی در راستای فرهنگ سازی اطلاع رسانی و ارائه راهکارهای کارآمد و اثر بخش برای مهار بحران کم آبی بوده و این مهم را در اولویت و یژه ای قرار می‌دهد.

 بی‌تردید سیاست‌گذاری ها، انجام اقدامات پیشگیرانه  و پیگیری راهکارهای درخور برای تحصیل آب و استفاده بهینه از آن با اداره‌ای ملی و فراگیر قادر است تنگناهای آینده‌ی کم آبی را پیش بینی کرده و از دامنه بحران بکاهد.

بدیهی است هر اندازه که به آب و استفاده بهینه آن توجه بیشتری گردد موضوع سنجش و اندازه گیری این کالای استراتژیک نیز به همان اندازه از جایگاه قابل توجهی برخوردار خواهد شد.

1-2- بیان مسئله

یکی از موضوعات مهم تمامی سازمان ها و شرکتهای درگیر در ارائه خدمات آب بررسی و تعیین میزان تلفات شبکه‌های آب می‌باشد. برای تعیین میزان تلفات آب بررسی سیستم‌ های سنجش میزان آب عبوری بسیار مهم است. و نیز با توجه به اینکه درآمدهای شرکتها وابستگی تام به دستگاه‌های اندازه‌گیری جریان آب (کنتور) دارد، لذا شناخت عوامل موثر بر کاهش دقت کنتورها و به تبع کاهش درآمدها و برنامه‌ریزی به منظور کاهش و رفع خطاها از جمله مشکلات مجریان و مدیران در بخش آب شهری، روستایی، کشاورزی و صنعتی است. اقتصاد در شرکتهای آب و فاضلاب، تابع درآمد حاصل از فروش انشعاب و آب است. لذا هرگونه ضعف در عملکرد شرکت‌ها یا تجهیزات مورد استفاده ( از جمله کنتورهای مشترکین ) در این خصوص، موجب کاهش شاخص‌های اقتصادی و در نتیجه اختلال در عملکرد آنها می‌گردد. شرکتهای آب و فاضلاب بعنوان بنگاه‌های اقتصادی بایستی قادر باشند که براساس درآمدهای خود پاسخگوی انتظارات جامعه تحت پوشش باشند، که این امر تنها با تمرکز بر روی منابع درآمدی و جلوگیری از هدررفت آن امکان پذیر است. بدیهی است هر شرکتی که در این راه موفق‌تر عمل نماید و کنترل درستی بر منابع درآمدی و عوامل موثر بر آن داشته باشد، از شانس موفقیت بهتری در ارائه خدمات و در نتیجه رضایت عمومی برخوردار است. 

عوامل موثر در بروز هدررفت آب، بر طبق موارد ارائه شده توسط انجمن بین‌المللی آب در دو بخش هدررفت واقعی و ظاهری تعریف گردیده که در فرم استاندارد بالانس آب نمایش داده شده است.

مطابق این فرم، آب بدون درآمد در برگیرنده هدررفت آب (واقعی و ظاهری) و مصارف مجاز برخی از مشترکین بوده که نهایتاً بدلیل عدم صدور قبض آب، درآمدی بابت آب مصرفی حاصل نمی‌گردد.

بر طبق این فرم، کل هدررفت (Lt) تشکیل شده از هدررفت واقعی (Lr) و هدررفت ظاهری (La) که هر کدام از اینها نیز از مولفه‌های چندی تشکیل یافته‌اند.

(فرمول ها و تصاویر در فایل اصلی موجود است)

(1-1)

Lt = Σ Lri + Σ Laj

در صورت انجام فعالیت‌های اجرائی، هر یک از اجزاء هدررفت می‌تواند به میزان (ΔL) تغییر یابد. بعبارتی:

(1-2)

ΔLt = Σ ΔLri + Σ ΔLaj

فرمول فوق یک فرمول ریاضی بوده که عملاً‌ بیانگر کنش و واکنش روابط موجود در سیستم آبرسانی درخصوص هدررفت نمی‌باشد. بطور نمونه، در صورتیکه 5 درصد از کنتورها هر سال تعویض گردد، تاثیر آن بر میزان آب بدون درآمد امکان دارد که کمتر از تاثیر 95 درصد کنتورهایی باشد که در سیستم در حال بهره‌برداری است و در نتیجه،‌ رقم نهائی هدررفت که از رابطه مزبور حاصل می‌گردد،‌ نمی‌تواند دقیقاً بیانگر تاثیر عوامل مختلف موجود در سیستم برهم باشد. بلکه تنها می‌تواند، میزان تاثیر کلی هر کدام را از لحاظ عددی بیان نماید.

در تمامی روشهای مدیریت آب، ابتدا تاکید بر تهیه یک نمای کلی از وضعیت بالانس یا توازن هیدرولیکی گردیده که در آن اجزاء هدررفت واقعی و ظاهری را از هم جدا می‌کند. این موضوع در جدول بالانس آب که توسط انجمن بین‌المللی آب ارائه گردیده، بصورت یکسان و یکپارچه آورده شده است. فرم بالانس آب، تنها در صورتی از کارآئی لازم در مدیریت هدررفت برخوردار است که اطلاعات مورد نیاز آن بدرستی و دقت تهیه و تکمیل شده باشد. در این فرم، به منظور تعیین هدررفت واقعی لزوماً بایستی حداقل جریان شبانه اندازه‌گیری گردد. این فرم، توجه کلی به موضوع هدررفت ظاهری داشته و عملاً فرمی در حد اطلاعات کلی بوده و برای ارزیابی کلی قابل استفاده است.

با این توصیف و در نظر داشتن اینکه، تمرکز هدررفت آب و بطور کلی آب بدون درآمد بر روی دو بخش مشترکین و مصرف کنندگان و سیستم تامین، ‌انتقال، ذخیره، توزیع و مصرف که مجموعاً مدیریت آبرسانی را تشکیل می‌دهد، خلاصه گردیده است. لذا، با پذیرش اینکه مجموعه آبرسانی بصورت یک سیستم عمل می‌نماید، اجزاء آن در کنش و واکنش دائمی با هم قرار داشته و می‌توان دریافت که کل اجزاء سیستم در ایجاد آن نقش داشته و نمی‌توان یک جزء را بدون تاثیر بر اجزاء دیگر بحساب آورد.

بعبارتی در موضوع آب بدون درآمد و ارائه راهکارهای اجرائی و عمل به آن بایستی تمام جوانب فعالیتها مورد بررسی قرار گیرد و گزینه‌های مختلف قبل از اجراء‌ به آزمون گذارده شود و در نهایت براساس گزینه‌های برتر، فعالیت‌های اجرائی دنبال گردد.

از اینرو، تنها در صورتی می‌توان به نتایج مطلوب در کاهش و کنترل آب بدون درآمد دست یافت که کل مجموعه بصورت یک سیستم واحد نگریسته شود و تمامی فعالیت‌ها درون سیستم اولاً بصورت استاندارد و هدفمند انجام شود و ثانیاً تاثیر هر یک از عوامل برهم و بر کل سیستم مشخص گردد. بدین سبب این کار میسر نمی‌باشد مگر اینکه به مدیریت جامع‌نگر پیش از پیش پرداخته شود.

مدیریت هدررفت آب، منوط به یک واحد یا بخش در شرکتهای آب و فاضلاب نبوده، بلکه اغلب بخشها و واحدها به نوعی در آن دخیل هستند که هر کدام  وظایف دیگری علاوه بر توجه به موضوع هدررفت آب دارند. این فعالیت‌های داخلی ممکن است مشکلاتی را در رسیدگی به هدررفت آب ایجاد کند. از اینرو، بایستی بگونه‌ای عمل گردد که این تداخلات به حداقل ممکن برسد. این کار نیز میسر نمی‌باشد مگر اینکه، بدون اینکه تداخلی در روند جاری بخش‌های مختلف عملکردی و بهره‌برداری شرکت صورت پذیرد، هر بخش با انجام فعالیت‌های روزمره خود، بطور خودکار اطلاعات مورد نیاز مدیریت آب بدون درآمد را فراهم نماید.

انجمن بین‌المللی آب و اخیراً نیز انجمن تحقیقات آب آمریکا، چهار راهکار را برای مدیریت هدررفت واقعی و ظاهری به شرح نمودارهای شماره (1-1) و (1-2) پیشنهاد نموده‌اند.

نکته قابل توجه اینکه، هر چند راهکارهای ارائه شده در دو نمودار بصورت جداگانه آورده شده، ولی عملاً جداسازی و تفکیک فوق بدین معنی نمی‌باشد که پرداختن به موضوع هدررفت ظاهری جدای از هدررفت واقعی می‌تواند دنبال گردد و بالعکس.

بطور نمونه، مدیریت فشار و هیدرولیک جریان تابع مستقیمی از مصرف می‌باشد، ‌لذا در صورتیکه مشترکین و مصارف بدرستی شناخته نشوند و پردازش اطلاعات قرائت و آنالیز مصرف بدرستی صورت نپذیرد، نمی‌توان انتظار مدیریت بهینه‌ای در هیدرولیک سیستم توزیع آب (‌فشار و جریان) را داشت. یا سرعت بخشیدن و ارتقاء کیفیت تعمیرات و رفع حوادث و اتفاقات، وابستگی زیادی به اطلاعات مربوط به شبکه توزیع و انشعابات دارد، از اینرو، در صورت عدم و جود یک سیستم مدیریت کارآمد در بخش مشترکین، عملاً دست یافتن به سرعت و کیفیت مطلوب میسر نمی‌باشد. بدین سبب، حصول نتایج مطلوب در هر بخش منوط به وجود مدیریت جامع و ارتباط اطلاعاتی مناسب بین اجزاء عملکردی در کنترل و کاهش آب بدون درآمد است. از اینرو، عدم شناخت این روابط مدیریتی و اطلاعاتی، موجب ضعف در نتیجه‌گیری از فعالیت‌های که انجام می‌شود، خواهد شد.

عموماً، اغلب بهره‌برداران به موضوع هدررفت واقعی بیشتر از ظاهری توجه می‌کنند در حالیکه غفلت از هر کدام به منزله نتیجه‌گیری غلط و تبعاً منجر به ارائه راهکارهائی می‌گردد که نتیجه مطلوبی را در شاخص‌های عملکردی هدررفت آب نخواهد داشت. از اینرو، همان دقتی که در خصوص هدررفت واقعی مطرح است بایستی در خصوص هدررفت ظاهری نیز مورد توجه واقع گردد. برای حصول نتیجه مناسب در این بخش استفاده از روشهای آماری، نتایج آزمون‌ها و بازدیدهای میدانی و آزمایشگاهی با همان دقتی که در خصوص هدررفت واقعی بکار می‌رود، توصیه شده است.

در خصوص هدررفت ظاهری، کار به ظاهر آسانتر می‌باشد ولی در باطن بدلیل تنوع عوامل تاثیر گذار پیچیدگی‌های خاصی در آن نهفته است. از اینرو، استفاده از روشهای ریاضی و مدل‌های ریاضی و آماری و اقتصادی می‌تواند تا حدود زیادی به شناسائی و کاهش و کنترل آن کمک نماید.

(تصاویر در فایل اصلی موجود است)

3- اهمیت و ضرورت انجام تحقیق

بر‌طبق تجربیات بدست آمده از مطالعات انجام شده در کشورهای اروپایی و آمریکائی مشخص گردیده که خطای و کاهش دقت کنتورها در طول زمان می‌تواند تاثیر بسزائی در اقتصاد شرکتها داشته باشد و از آنجائیکه کنتور رابط مصرف و توزیع می‌باشد، لذا خطا در این جز از سیستم در نهایت می‌تواند به برآوردهای غلط و در نتیجه بکارگیری راه‌حل‌های غیرمنطقی گردد. بطور کلی دلایل نیاز و ضرورت انجام تست آماری و دوره‌ای کنتورهای مشترکین با توجه به مسئولیت و وظایف شرکتهای آب و فاضلاب در تامین و توزیع بهینه آب و جلوگیری از هدررفت این کالای با ارزش را می‌توان، در مواردی به شرح ذیل خلاصه نمود:

1-3-1- ضرورت انجام از جنبه فنی

در اولین همایش سازگاری با کم آبی با توجه به اعلام نام سال 1387 به عنوان " سال مقابله با هدررفت آب "، پیشنهاد شده تا کلیه راهکارهای سخت افزاری و نرم افزاری توسط دستگاه‌های اجرایی و موسسات تحقیقاتی برای مقابله با بحران آب که از جمله عوامل موثر در آن هدررفت آب و منجمله هدررفت ناشی از کنتورهای مشترکین می‌باشد، در دستور کار قرار گیرد.

از اینرو در حل مسائل فنی و علمی مرتبط با فعالیتهای آب بدون درآمد که کنتور و دقت آن جزء مهمی از این سیستم محسوب می‌گردد، دسترسی به اطلاعات جامع و ساماندهی شده و ابزارها، می‌تواند در انجام فعالیتها بسیار سودمند باشد و لذا لزوم شناخت وضعیت کنتورها و دقت آنها ضروری می‌نماید.

1-3-2- ضرورت انجام از جنبه اقتصادی

امروزه، تصور این موضوع که بتوان یک سازمان مناسبی را بدون داشتن یک پلان اقتصادی بر مبنای نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل اطلاعات داشت، غیر ممکن و یا بسیار سخت است.

اقتصاد در شرکتهای آب و فاضلاب، تابع درآمد حاصل از فروش انشعاب و آب است. لذا هر گونه ضعف در عملکرد شرکتها یا تجهیزات مورد استفاده ( از جمله کنتورهای مشترکین ) در این خصوص،‌ موجب کاهش شاخص‌های اقتصادی و در نتیجه اختلال در عملکرد آنها می‌گردد. شرکتهای آب و فاضلاب بعنوان بنگاه‌های اقتصادی بایستی قادر باشند که براساس درآمدهای خود پاسخگوی انتظارات جامعه تحت پوشش باشند، که این امر تنها با تمرکز بر روی منابع درآمدی و جلوگیری از هدررفت آن امکان پذیر است. بدیهی است هر شرکتی که در این راه موفق تر عمل نماید و کنترل درستی بر منابع درآمدی و عوامل موثر بر آن داشته باشد، از شانس موفقیت بهتری در ارائه خدمات و در نتیجه رضایت عمومی برخوردار است.

بر طبق تجربیات بدست آمده از مطالعات انجام شده در کشورهای اروپائی و آمریکائی مشخص گردیده که خطای و کاهش دقت کنتورها در طول زمان می‌تواند تاثیر بسزائی در اقتصاد شرکتها داشته باشد و از آنجائیکه کنتور رابط مصرف و توزیع می‌باشد، لذا خطاء در این جزء از سیستم در نهایت می‌تواند به برآورد‌های غلط و در نتیجه بکارگیری راه حل‌های غیرمنطقی گردد.

1-3-3- ضرورت انجام از جنبه اجتماعی

با نگاهی به تجربیات بدست آمده در سطوح ملی و منطقه‌ای، ملاحظه می‌گردد هر جا که شفافیت لازم در عملکردها وجود داشته، مردم از ارائه دهنده خدمات رضایت کافی داشته و هر جا که این شفافیت و جود نداشته، مردم رضایت مندی لازم را از ارائه خدمات نداشته اند. این موضوع به عینه در مبحث مصارف مشترکین که توسط کنتور اندازه‌گیری می‌شود و جود دارد. بگونه ایکه و جود کنتورهایی با خطای بالا عمدتاً موجب افزایش نارضایتی مردم به سبب بالاتر بودن هزینه آب مصرفی مشترکین و در نتیجه مراجعه مشترکین به شرکتها و ارائه اعتراض به قبوض صادره می‌گردد. این موضوع علاوه بر نارضایتی مشترکین موجب هدررفتن وقت پرسنل شرکتهای آب و فاضلاب به منظور رسیدگی به این قبیل شکایت‌ها می‌گردد.

همواره بدلیل مشخص نبودن وضعیت دقت و خطای کنتورها، زمان زیادی از وقت شرکت بدون دلیل مصروف این قضیه می‌گردد و بسیاری از مشترکین نیز از این امر اظهار نارضایتی می‌کنند. این در حالیست که در صورتیکه شرکتهای آب و فاضلاب نسبت به خطای کلی موجود در سیستم اندازه‌گیری مصرف آب مشترکین خود آگاه باشند، بدرستی می توانند بر موضوع مدیریت نموده و در راستای جلب رضایت مشترکین گام بردارند.

1-3-3- ضرورت انجام از جنبه زیست محیطی

یکی از موضوعات بسیار حائز اهمیت که امروزه در سراسر جهان به آن توجه خاصی مبذول می‌گردد، موضوع محیط زیست و سنجش عواقب زیست محیطی ناشی از واکنش انسان با محیط پیرامون خود است.

آگاهی جهانی و ملی در حال شکل‌گیری است. این امر، بنگاه‌های اقتصادی را علاوه بر منافع صاحبان و سهامداران آن، ملزم به پذیرش مسئولیت‌های متعدد دیگری نیز، نسبت به محیط انسانی و طبیعی اطراف خویش می‌کند و در یک نگاه بلند مدت و انسانی، رفتار اخلاقی بنگاه‌ها و مسئولیت‌پذیری اجتماعی‌شان، رفتاری اقتصادی و تضمین کننده سود قرار خواهد گرفت.

بدیهی است که هدررفت آب همراه با آثار و پیامدهای زیست محیطی همراه است و آثار و پیامدهای زیست محیطی در پی فرآیندها و محصولات (تولید و توزیع آب و ارائه خدمات) در شرکتهای آب و فاضلاب بوجود می‌آیند. بعبارتی برای مدیریت پیامدها و عوارض زیست محیطی باید فرآیندها و محصولات شرکتهای آبفا مدیریت گردند.

تمامی سازمان‌های تولیدی، خدماتی و عمومی همچون شرکتهای آب و فاضلاب متشکل از فرآیندها و محصولاتی هستند که هر کدام براساس ویژگی‌هایی، آثار زیست محیطی از خود به جا می‌گذارند. هیچ فرآیند و محصولی وجود ندارد که آثار و پیامد زیست محیطی نداشته باشد. فقط حجم و نوع تاثیر آن متفاوت نیست.

پس شرکتهای آب و فاضلاب نیز در چارچوب مسئولیت‌های زیست محیطی خود موظف به پاسخ گویی به عملکردها و رفتارهای خود می‌باشند. چرا که مخاطبین و جامعه تحت پوشش به رفتار و عملکرد زیست محیطی آنها حساس هستند و این حساسیت هر روز بیشتر از روز قبل می‌‌گردد. بنابراین توجه به محیط زیست از این منظر قابل تامل است.

در این خصوص، بخش عمده‌ای از عدم تعادل در منابع آب ناشی از چرخه آب شناسی و محدودیت طبیعی منابع آبی بوده و بخش دیگر آن تاثیر گذاری اقدامات و فعالیت‌های انسان برای منابع آب بوده که محدودیت ذاتی منابع آب، خشکسالی، افزایش جمعیت، بهره‌برداری بی‌رویه از منابع و ذخایر موجود، هدررفت بی رویه آب در پروسه تولید تا مصرف و در نتیجه تاثیر بر منابع آب سطحی و زیر زمینی، و اثرات تخریبی انسان بر محیط زیست جملگی زمینه ساز چالش‌های سنگینی در بهره گیری از منابع آب شیرین گردیده است.

با نگاهی به آمار و ارقام ارائه شده، ملاحظه می‌گردد که بیش از یک و نیم میلیارد متر مکعب آب شرب در بخش آب شهری کشور تلف می‌گردد ( آیا این نمونه بارزی از تخریب منابع آبی محیط زیست نمی‌باشد؟! ) که این میزان تقریباً معادل بهره برداری از بیش از 2000 حلقه چاه آب است. تنها در استان تهران سالانه حدود ۳۰۰ میلیون متر مکعب هدررفت آب و جود دارد که این مقدار معادل آب انتقالی از سد کرج به تهران است. بعبارت دیگر آبی که از منابع آبی استحصال می‌گردد، بدون استفاده هدررفته و تنها موجب تخریب محیط آبی را فراهم می آورد. در این خصوص باید توجه داشت که سالانه شش تا هفت میلیارد متر مکعب آب شرب استفاده می شود که در حدود ۳۰ درصد آن هدر می‌رود و چون هزینه‌های گزافی برای شرب پرداخت می شود و از کیفیت بالایی برخوردار است جلوگیری از هدررفتن آن کار بزرگی هم از جنبه اقتصادی و هم از جنبه زیست محیطی است.

نظر به مواردی که مورد توجه قرار گرفت، مشخص شد که انجام مطالعات مربوط به تست کنتورهای مشترکین و شناسائی عوامل موثر بر ایجاد خطاها در هر شهر و در نهایت دست یافتن به یک مدل اصلاح و نوسازی سیستم سنجش مصرف مشترکین، ضرورتی اجتناب ناپذیر است. لذا، در این تحقیق سعی بر آن شده تا این موضوع در ارزیابی میزان تلفات آب در شبکه‌های‌ انتقال و توزیع روستایی روستاهای فهلیان، ماهور، آب‌پخشان، دشمن‌زیاری، بابامیدان و منگودرز از شهرستانهای نورآباد و رستم فارس مورد بررسی قرار گیرد.

ABSTRACT

Assessment of Water Losses in Transmission and Distribution Networks in Rural Areas Nurabad and Rustam

This study is based on Case studies in a number of villages and towns Nurabad and Rostam in Fars Province The error counters to determine the extent and factors affecting subscribers in the rural water sector under different conditions can be Finally, based on a general model to select the best measurement system should be developed with consideration of conditions. The results obtained in rural areas Rustam and Nurabad indicates that nearly matched the same two regions are very similar in terms of climate, water, and counters types are used. Also confirmed the relationship between family size and consumption, Confirm the effectiveness of seal, meter installation date (life meter), pressure and flow rate of the error rate Mounting depth without verifying hypotheses concerning the relationship between error rate and steam flow meters is tightness and error rate.

Keywords: Water Loss, Error Counters, Water Transmission and Distribution Networks.