الزامات و نقشه راه هوشمندسازی شبکه توزیع آب شهری

نوع مقاله : مقاله مروری

نویسنده

گروه مهندسی عمران دانشگاه اصفهان

10.22112/jwwse.2020.217579.1185

چکیده

شبکه توزیع آب یکی از زیرساخت‌های شش‌گانه در شهرهای هوشمند است که می‌تواند به‎صورت مستقل یا هماهنگ با سایر زیرساخت‌ها مدیریت و بهره‌برداری شود. پژوهش حاضر با انجام مطالعات تطبیقی و بررسی رویکردها و تجربیات بین‌المللی و مقایسه آن با شرایط کنونی در کشور نشان می‌دهد که اولاً شبکه هوشمند توزیع آب شهری نسبت به روش‌های اسکادا از تفاوت قابل‎ملاحظه‌ای برخوردار است و می‌تواند ضمن کاهش تلفات آب، زمان عکس‌العمل به وقایع بهره‌برداری را کاهش دهد. به‎علاوه این رویکرد می‌تواند موجب ارتقای بهره‌وری سیستم و کیفیت آب، بهبود مدیریت تجهیزات، افزایش درآمد شرکت‌های آب و فاضلاب و در بلندمدت موجب افزایش آگاهی‌های عمومی برای کاهش سرانه مصرف و افزایش رضایتمندی مشترکین شود. ثانیاً این مطالعه تأکید دارد که ارتقای شبکه توزیع آب به سامانه‌های هوشمند موضوعی چندوجهی (فنی، بهره‌برداری، اجتماعی) است و لازم است مطابق مدل مفهومی اسپایرال، چندین مرحله به‎صورت متوالی انجام شود تا بتوان ادعا نمود شبکه توزیع آب هوشمند شده است. این مدل مفهومی به‎صورت یک نقشه راه، متدولوژی ارتقای سامانه‌های اسکادا به هوشمند را تبیین نموده و ضمن مرحله‌بندی اقدامات، فرآیند را در راستای مدیریت توأمان عرضه و تقاضای آب شهری به‎صورت کوتاه‌مدت و بلندمدت هدف‎گذاری می‌کند. هم‎چنین، روش پیشنهادی تأکید دارد که سامانه سخت‌افزاری-نرم‌افزاری ابتدا باید تحت شرایط کنترل شده برای سناریوهای مختلف واسنجی شده و پس از چندمرحله مطالعات پایلوت توسعه داده شود.

کلیدواژه‌ها


 
جمشیدی، ش.، و اکبرزاده ع.، (1392)، "ارزیابی پایلوتی میزان تلفات آب با اندازه‌گیری جریان حداقل شبانه (مطالعه موردی: منطقه نیروی دریایی تهران)"،  اولین همایش محیط‌زیست، انرژی و صنعت پاک، دانشگاه تهران
جمشیدی، ش.، (1393)، "کاهش تلفات شبکه توزیع آب شهری با استفاده از مدیریت فشار (مطالعه موردی)"، اولین کنفرانس بین‌المللی مهندسی محیط‌زیست، مرکز راه‎کارهای دستیابی به توسعه پایدار، تهران.
جمشیدی، ش.، (1398)، "رویکردها و الزامات هوشمندسازی شبکه توزیع آب شهری"، دومین همایش ملی مدیریت مصرف آب، دانشگاه تهران.
خلیفه س.، اسماعیلی ک.، و خلیفه ح.، (1397)، "بهینه‌سازی شبکه توزیع آب با رویکرد بیشینه‎سازی سود (مطالعه موردی: هماشهر استان کرمان)"، نشریه علمی علوم و مهندسی آب و فاضلاب، 3(2)، 35-43.
غیبی، م.ا.، لطیفی، م.، و امید نائینی س.ت.، (1396)، "بررسی و مقایسه کارایی رویکردهای مختلف تنظیم شیرهای فشارشکن در بهبود قابلیت اطمینان شبکه‌های توزیع آب"، نشریه علمی علوم و مهندسی آب و فاضلاب، 2(3)، 4-13.
وزارت نیرو (1396)، طرح استراتژیک پایش کمی و کیفی منابع و مصارف آب مبتنی بر اینترنت اشیا.
Beal, C.D., and Flynn, J., (2014) “The 2014 review of smart metering and intelligent water networks in Australia and New Zealand”, Reportprepared for WSAA by the Smart Water Research Centre, Griffith University.
Eden Strategy Institute, (2018), Top 50 smart city governments, ONG & ONG Private Limited Company.
Fantozzi, M., Popescu, I., Farnham, T., Archetti, F., Mogre, P., Tsouchnika, E., Chiesa, C., Tsertou, A., Castro Gama, M., and Bimpas, M., (2014), “ICT for efficient water resources management: The ICeWater energy management and control approach”, 12th International Conference on Computing and Control for the Water Industry, CCWI2013, Procedia Engineering, 70, 633-640.
Gungor, V.C., Sahin, D., Kocak, T., Ergut, S., Buccella, C., et al., (2012), “Smart grid and smart homes”, IEEE Industrial Electronic Magazine, 6(4), 18-34.
Hajebi, S., Song, H., Barrett, S., Clarke, A., and Clarke, S., (2013), “Towards a reference model for water smart grid”, International Journal of Advances in Engineering Science and Technology, 2(3), 310-317.
Hancke, G.P., de Carvalho, E., Silva, B., and Hancke Jr, G.P., (2013), “The role of advanced sensing in smart cities”, Sensors, 13(1), 393-425.
Harou, J.J., Garrone, P., Rizzoli, A.E., Maziotis, A., Castelletti, A., Fraternali, P., Noval, J., Wissmann-Alves, R., and Ceschi, P.A., (2014), “Smart metering, water pricing and social media to stimulate residential water efficiency: Opportunities for the SmartH2O project”, 16th Conference on Water Distribution System Analysis, WDSA 2014, Procedia Engineering 89, 1037-1043.
Kashid, S.G., and Pardeshi, S.A., (2014), “A survey of water distribution system and new approach to intelligent water distribution systems”, IEEE, First International Conference on Networks and Soft Computing, Guntur, India, 339-344.
Kumura, T., Suzuki, N., Takahashi, M., Tominaga, S., Morioka, S., and Stoianov, I., (2015), “Smart water management technology with intelligent sensing and ICT for the integrated water systems”, NEC Technical Journal, 9(1), 103-106.
Larrauri, J., (2011), “Smart water networks, integrated solutions for an optimal utility management”, Esri European User Conference, Madrid, Spain.
Laspidou, C.S., (2014), “ICT and stakeholder participation for improved urban water management in the cities of the future”, Water Utility Journal, 8, 79-85.
Lee, S.W., Sarp, S., Jeon, D.J., and Kim, J.H., (2015), “Smart water grid: The future water management platform”, Desalination and Water Treatment, 55(2), 339-346.
McKenna, S.A., Fusco, F., and Eck, B.J., (2014), “Water demand pattern classification from smart meter data”, 12th International Conference on Computing and Control for the Water Industry, CCWI2013, Procedia Engineering, 70, 1121-1130.
Mizuki, F., Mikawa, K., and Kurisu, H., (2012), “Intelligent water systems for smart cities”, Hitachi Review 61(3), 147-151.
Nguyen, K.A., Stewart, R.A., Zhang, H., Sahin, O., and Siriwardene, N., (2018), “Re-engineering traditional urban water management practices with smart metering and informatics”, Environmental Modelling and Software, 101, 256-267.
Scolnicov, H., (2011), “How to build a smart water network”, Smart Water Network Conference, TaKaDu, SWAN Forum, Surrey, UK.
Sensus, (2012), Smart water global survey. A Report.
Suciu, G., Bezdedeanu, L., Vasilescu, A., and Suciu, V., (2017), “Unified intelligent water management using cyberinfrastructures based on cloud computing and IoT”, 2nd International Conference on Control Systems and Computer Science, 606-611.
Thompson, K., Sorbello, J., Dang, H., and Snadden, D., (2012), “Approaches to efficiency and intelligent water networks at Yarra Valley Water”, Water, Intelligent Water Networks, December,101-107.
Veolia, (2013), Our proposal for a smart water management pilot, Veolia’s Solutions for Smart Cities, Veolia.
Whittle, A.J., Allen, M., Preis, A., Iqbal, M., (2013), “Sensor networks for monitoring and control of water distribution systems”, 6th International Conference on Structural Health Monitoring of Intelligent Infrastructure (SHMII 2013), Hong Kong.