Hydraulic Simulation of Rural Water Distribution Network Aiming at Reduced Leakage (Case Study: Ghorakhk Village, Binalood Region)

Document Type : Technical Note

Authors

1 Expert of Mashhad Water and Wastewater Company

2 Assistant Professor of Asrar Higher Education Institute-Manager of operation and network development of Khorasan Razavi Water and Wastewater Company

3 Expert in charge of installing branches of Khorasan Razavi Water and Wastewater Company

Abstract

In water distribution systems, pressure is one of the most important factors affecting leakage. Accordingly pressure management is an integral part of the leak reduction strategy. The main purpose of pressure management is to minimize network leakage by providing minimal pressure on network nodes. Using the pressure control valves (PRV) in the water networks is one of the common methods to reduce water leakage. In this study, with the aim of determining the optimal pressure in the network, the water distribution network was analyzed using WaterGEMS and ArcGIS software and based on field data. The modeling results showed that the pressure distribution in the network is uneven and some network nodes are experiencing non-optimal pressure. Therefore, based on the topography of the area, three pressure optimization scenarios were implemented in the model, which reduced the average night network pressure by 32% to 53%. The results showed that the infrastructure network leakage index (ILI) was reduced by 23.18 to 13.96, which showed a decrease of 28% to 40%. Finally, the calculations showed that by applying these scenarios, network leakage can be reduced by 24.2% to 34.5%.

Keywords


 
جعفری اصل، ج.، (1395)، "کنترل بهینه فشار درجهت حداقل‏سازی نشت در مدیریت سیستم‏های توزیع آب با استفاده از روش‏های بهینه‏سازی فراکاوشی"، پایان‏نامه کارشناسی ارشد، مهندسی عمران - مهندسی و مدیریت منابع آب، دانشکده فنی و مهندسی، گروه عمران، دانشگاه یاسوج، ایران.
حریری اصلی، ک.، حضوری علیپور، ا.، بازیار، س.، رحمانی‎راد، س.، و نظری، س.، (1395)، "مدیریت هوشمند و مدل‏سازی هیدرولیکی آب بدون درآمد"،  کنگره علوم و مهندسی آب و فاضلاب ایران، دانشگاه تهران، تهران، ایران.
ساقی، ح.، (1396)، "ارائه روشی نوین جهت تخمین میزان نشت در شبکه‏های آبرسانی با استفاده از تحلیل فشار گرهی"، نشریه علوم آب و خاک، 21(1)، 127-143.
سلطانی اصل، م.، و فغفور مغربی، م.، (1388)، "مدیریت هوشمند فشار به‎منظور کاهش نشت در شبکه‎های آبرسانی، مطالعه موردی: منطقه سرافرازان مشهد"، نشریه آب و فاضلاب، 20(3)، 99-104.
عطارزاده، ف.، حسین زاده، م.، پورنصیری، ز.، حمیدی مدنی، ح.، و پیرخواه کهن، م.، (1397)، "مقایسه دو الگوریتم فراابتکاری در کالیبراسیون شبکه توزیع آب"، دومین کنگره علوم و مهندسی آب و فاضلاب ایران، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران.
ملاباشی، آ.، و شفیعی دستگردی، ا.، (1395)، "کاربرد مدیریت فشار در کاهش حوادث خط انتقال آب"، کنگره علوم و مهندسی آب و فاضلاب ایران، دانشگاه تهران، تهران، ایران. 
معاونت برنامه‏ریزی و نظارت راهبردی ریاست جمهوری، (1392)، ضوابط طراحی سامانه‏های انتقال و توزیع آب روستایی و شهری، نشریه شماره 3-117، بازنگری اول، معاونت برنامه‏ریزی و نظارت راهبردی ریاست جمهوری و دفتر تهیه استانداردها و معیارهای فنی آب و آبفا، وزارت نیرو، تهران، ایران.
معاونت برنامه‏ریزی و نظارت راهبردی ریاست جمهوری، (1391)، راهنمای شناخت و بررسی عوامل موثر در آب به حساب نیامده و راهکارهای کاهش آن، نشریه شماره 556، معاونت برنامه‏ریزی و نظارت راهبردی ریاست جمهوری و دفتر تهیه استانداردها و معیارهای فنی آب و آبفا، وزارت نیرو، تهران، ایران.
AbdelMeguid, H., Skworcow, P., and Ulanicki, B., (2011), “Mathematical modelling of a hydraulic controller for PRV flow modulation”, Journal of Hydroinformatics, 13(3), 374-389.
Giustolisi, O., Savic, D., and Kapelan, Z., (2008), “Pressure-driven demand and leakage simulation for water distribution networks”, Journal of Hydraulic Engineering, 134(5), 626-635.
Lambert, A., (1997), “Pressure management/Leakage relationships: Theory, concepts and practical applications, minimizing leakage in water supply / distribution systems”, IQPC Seminar, London.
Lambert, A., (2000), “What do we know about pressure: Leakage relationships in distribution systems?” System approach to leakage control and water distribution systems management, IWA, Brno, Czech Republic.
Mays, J., (1994), “Pressure dependent leakage”, World Water andEnvironmental Engineering, October, WEF Publishing Inc.: London, UK. 
Pilipovic, Z., and Taylor, R., (2003), “Pressure management in Waitakere City, New Zealand, A case study”, Water Supply, 3(1-2), 135-141.
Thornton, J., and Lambert, A., (2005), “Progress in practical prediction of pressure: leakage, pressure: Burst frequency and pressure: Consumption relationships”, Leakage 2005 Conference Proceedings, Halifax, Canada.
Thornton, J., Sturm, R., and Kunkel, G., (2008), Water loss control, McGraw-Hill, Inc., New York.
Rossman, L.A., (2000), EPANET user’s manual, US.Environmental Protection Agency, Cincinnati, Ohio: Drinking Water Research.
U.K. Water Industry, (1994), Managing leakage reports A: Summary, E: Interpreting measured night flows, F: Using night flow data, G: Managing water pressure, J: Leakage management techniques, technology and training, WRC plc/Water Service Association/Water Companies Association, Swindon, UK. 
Walski, T., Chase, D.V., Savic, D.A., Grayman, W.M., and Beckwith, S., (2003), Advanced water distribution modeling and management, Haested Methods, Waterbury USA.