انجمن آب و فاضلاب ایرانعلوم و مهندسی آب و فاضلاب2588-394110220250622Technical-Economic Study of Urban Drinking Water Distribution Methodsبررسی فنی-اقتصادی روشهای توزیع آب شرب شهری41821919510.22112/jwwse.2025.465656.1405FAفرزانهفتوحی فیروزآباداستادیار گروه مهندسی طبیعت، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه اردکان، اردکان، ایران.0000-0001-7162-2681محمدرضااختصاصیاستاد دانشکده منابع طبیعی دانشگاه یزد، یزد، ایران.عبدالرسولنگارشدانشجوی دکتری عمران- مهندسی آب، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب، تهران، ایران.Journal Article20240702The separation of potable water from non-potable sanitary water is a crucial strategy for the quantitative and qualitative management of water consumption. In this study, scenarios for separating drinking water from sanitary water were evaluated for the Gazorgah region of Yazd Province using EPANET software from both technical and economic perspectives. The scenarios included a dual water distribution network, as well as governmental and private drinking water withdrawal sites. The economic analysis of these methods, conducted using the Net Present Value (NPV) approach, revealed that all scenarios yielded a positive NPV, indicating their economic viability. A comparison of the unit price of drinking water per cubic meter showed a slight difference between the dual water distribution network method (63,900 Rials) and the governmental drinking water withdrawal site method (58,600 Rials). However, in terms of the NPV index, the dual water distribution network method demonstrated a significantly higher and more economical value (277.40 million Rials) compared to the governmental drinking water withdrawal site method (39.20 million Rials). Additional factors such as population age, ease of access to drinking water, and social acceptance of the dual water network were also considered in comparison to governmental and private water withdrawal methods. The implementation of this project could help promote a culture of water conservation by implementing equitable tariffs for drinking water and rationalizing sanitary water usage.جداسازی آب آشامیدنی از آب غیرآشامیدنی یکی از مؤلفههای مدیریت کمی و کیفی مصرف را تشکیل میدهد. سناریوهای تفکیک آب آشامیدنی از غیرآشامیدنی با استفاده از نرمافزار EPANET در گازرگاه یزد مورد بررسی فنی و اقتصادی قرارگرفت. سناریوها شامل شبکه دوگانه توزیع آب، جایگاههای دولتی و خصوصی برداشت آب است. نتایج تحلیل اقتصادی روشها با استفاده از شاخص ارزش فعلی خالص نشان داد که همه روشها دارای شاخص <sup>1</sup>NPV مثبت هستند که این نشاندهنده موفق بودن پروژهها از نظر اقتصادی است. در رابطه با مقایسه قیمت واحد فروش آب شرب به ازای هر مترمکعب برای روش شبکه توزیع دوگانه آب (63900 ریال)، نسبت بهروش جایگاه دولتی برداشت (58600 ریال) اختلاف اندکی وجود دارد، ولی روش شبکه توزیع دوگانه آب دارای NPV بالاتر و اقتصادیتر (40/277 میلیون ریال) نسبت بهروش جایگاه دولتی برداشت آب (20/39 میلیون ریال) است. پارامترهایی از جمله استقبال افراد مسن از شبکه دوگانه، سهولت دسترسی مردم به آب شرب و توزیع کاملاً بهداشتی آب، اجرای این روش را در بافت قدیم تأیید مینماید. با اجرای این پروژه میتوان با تعرفه پلکانی قیمت آب آشامیدنی و سهمیهبندی آب بهداشتی، فرهنگ صرفهجویی مصرف آب را بهمراتب عادلانهتر از وضعیت کنونی مدیریت نمود.https://www.jwwse.ir/article_219195_919e3efa7dff874ae055ac10594a5d1b.pdfانجمن آب و فاضلاب ایرانعلوم و مهندسی آب و فاضلاب2588-394110220250622Determining the Instantaneous Peak Factor in Water Distribution Networksتعیین ضریب حداکثر تقاضای لحظهای در شبکههای توزیع آب192818106410.22112/jwwse.2023.394036.1361FAرامتینمظاهریدانشجوی دکتری مهندسی محیطزیست گرایش مهندسی آب و فاضلاب، دانشکده عمران، آب و محیطزیست، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران.0000-0001-5925-7327محمد رضاجلیلی قاضی زادهدانشیار دانشکده عمران، آب و محیطزیست، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران.0000-0002-8242-7619همایونمطیعیدانشیار دانشکده عمران، آب و محیطزیست، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران.0000-0002-1052-8090Journal Article20230424Water Distribution Networks (WDNs) are typically designed based on the Hourly Peak Factor (HPF), which represents the ratio between the maximum and average hourly flow during a day. However, to achieve optimal WDN operation, it is necessary to analyze water demand changes at sub-hourly (instantaneous) time intervals. Due to the lack of data on sub-hourly Peak Factors (PFs), this study calculates PFs for various sub-hourly intervals using flow field data from different WDNs. The results indicate that the PF increases as both population size and time interval decrease. For instance, in populations of 1,000 and 10,000, the PF increases by 53% and 33%, respectively, when the time interval is reduced from one hour to half an hour. Based on the findings, a new equation is proposed to estimate PF based on population and time interval parameters. Additionally, the HPFs in WDNs were compared with those from various references, including the 117-3 standard. The findings of this study can be applied to the design and operation of WDNs.شبکههای توزیع آب معمولاً براساس ضریب حداکثر ساعتی تقاضای آب طراحی میشوند. این ضریب نسبت بین جریان حداکثر به متوسط ساعتی را در یک شبانهروز نشان میدهد. اما برای دستیابی به اهداف بهرهبرداری بهینه از شبکههای توزیع آب، بررسی نوسان تقاضا در گامهای زمانی کمتر از یک ساعت (لحظهای) نیز لازم است. با توجه به نبودن اطلاعات کافی برای تعیین ضرایب حداکثر تقاضا برای گامهای زمانی کمتر از یک ساعت، در این مقاله با اندازهگیری جریان ورودی به شبکه آب در پروژههای مورد مطالعه، ضریب حداکثر تقاضای آب در گامهای زمانی کمتر از یک ساعت محاسبه شد. نتایج نشان میدهد که ضریب حداکثر تقاضا با کاهش هر دو مشخصه جمیعت و گام زمانی، افزایش مییابد. برای نمونه در جمعیت 1000 و 10000 نفر، مقدار ضریب حداکثر تقاضا در گام زمانی نیم ساعته نسبت یه یک ساعته بهترتیب حدود 53 و 33 درصد افزایش مییابد. برپایه نتایج بهدست آمده، رابطه جدیدی برای برآورد ضریب حداکثر تقاضا براساس جمیعت و گامهای زمانی مختلف ارائه شد. همچنین ضریب حداکثر تقاضای ساعتی در پروژههای مورد مطالعه، با مراجع گوناگون همانند نشریه 3-117 مقایسه شد. نتایج تحقیق حاضر برای طراحی و بهرهبرداری از شبکههای توزیع آب میتواند مورد استفاده قرار گیرد.https://www.jwwse.ir/article_181064_c9b291a9e3cbe145ea51e5238300781d.pdfانجمن آب و فاضلاب ایرانعلوم و مهندسی آب و فاضلاب2588-394110220250622Numerical Study of the Flow Skew Angle Impact on the Flow Pattern of Complex Bridge Piersشبیهسازی عددی تأثیر زاویه برخورد جریان بر الگوی جریان حول پایههای پل مرکب294222130110.22112/jwwse.2025.493782.1422FAمعصومهرستم آبادیاستادیار، گروه مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد بوئین زهرا، بوئین زهرا، ایران.0000-0003-1698-211Xحمیدرضاسماعدانشآموخته دکتری، گروه مهندسی آب، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران.0009-0000-3811-1118سید حسینمهاجریدانشیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران.0000-0002-8056-293XJournal Article20241216Most studies on complex bridge piers have focused on scour around the piers, with less attention paid to the turbulent flow pattern resulting from changes in the flow impact angle. In the present study, a numerical simulation of the flow pattern around composite bridge piers was conducted for angles of 10, 30, 50, 70, and 90 degrees relative to the flow direction. The simulations were performed using Flow-3D software. After verifying the numerical model, the flow pattern and shear stress around the piers were examined. Velocity vector analysis showed that four regions can be distinguished around the column for all angles. First, the stagnation region, where the flow hits the column. Second and Third, regions on both sides of the column, where vortex flow is formed around the vertical axis; and Fourth, the saddle region, which is formed at the boundary between region two and the downstream flow. The change in the flow impact angle affected the extent and position of these areas; at an angle of 90 degrees, areas 2 and 3 are entirely similar, and at an angle of 10 degrees, area 4 is not formed. The investigation of shear stress showed that, in general, the shear stress around the piers increased with increasing angle. Specifically, compared to the zero-degree angle, the bed shear stress increased by 65, 135, 170, 173, and 202 percent for angles of 10 to 90 degrees, respectively. The shear stress around the first-row piers is always higher than that around the second-row piers; for an angle of 90 degrees, the average shear stress around the second-row piers is 45 percent of that around the first-row piers. However, this ratio is higher for other angles, reaching up to about 58 percent.اکثر مطالعات مربوط به پایههای پل مرکب بر آبشستگی حول پایهها متمرکز بوده است و توجه کمتری بر الگوی جریان آشفته با تغییر زاویه برخورد جریان به پایهها معطوفشده است. در مطالعه حاضر شبیهسازی عددی الگوی جریان حول پایههای پل مرکب با زوایای 10، 30، 50، 70 و 90 درجه نسبت به جهت جریان انجام شده است. برای این منظور، شبیهسازی عددی در نرمافزار Flow3D انجام شد و پس از صحتسنجی مدل عددی، الگوی جریان و تنش برشی حول پایهها بررسی شد. برای کلیه زوایا، بررسی بردارهای سرعت نشانداد در اطراف ستون چهار ناحیه قابلتشخیص است. اول ناحیه سکون در محل برخورد جریان به ستون است، نواحی 2 و 3 در دو طرف ستون که جریان گردابی حول محور قائم در آنها شکل گرفتهاست و ناحیه چهار که ناحیه زینی است و در مرز ناحیه شماره 2 و جریان پاییندست بهوجود آمده است. تغییر زاویه برخورد جریان با پایهها، گستردگی و موقعیت این نواحی را تحتتأثیر قرارداده است، بهطوریکه در زاویه 90 درجه نواحی 2 و 3 کاملاً مشابه و برای زاویه 10 درجه، ناحیه 4 تشکیل نشده است. بررسی تنش برشی نشان داد بهطورکلی تنش برشی حول پایهها با افزایش زاویه، بیشتر شده است؛ بهطوریکه از زاویه 10 تا 90 درجه بهترتیب 65، 135، 170، 173 و 202 درصد تنش برشی بستر نسبت به زاویه صفر درجه افزایش یافته است. همواره تنش برشی حول پایههای ردیف اول بیشتر از تنش برشی حول پایههای ردیف دوم است؛ بهطوریکه بهازای زاویه 90 درجه، تنش برشی متوسط حول پایههای ردیف دوم نسبت به پایههای ردیف اول 45 درصد است، اما بهازای زوایای دیگر این نسبت بیشتر و تا حدود 58 درصد است.https://www.jwwse.ir/article_221301_dc83ff008dac4d96e9fae90f40f57d32.pdfانجمن آب و فاضلاب ایرانعلوم و مهندسی آب و فاضلاب2588-394110220250622Mathematical Analysis of Sub-Atmospheric Vapor Pipeline (SAVP) Transmission for Seawater Desalinationتحلیل ریاضی انتقال خط لوله بخار زیراتمسفری در نمکزدایی آب دریا435422400610.22112/jwwse.2025.497070.1428FAمناشجاعیاستادیار پژوهشی، عضو هیئت علمی مرکز تحقیقات آب و فاضلاب، موسسه تحقیقات آب، تهران، ایران.0000-0002-5479-4032محسننصرتیدانشیار گروه مهندسی شیمی-بیوتکنولوژی، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران.Journal Article20241231A mathematical analysis of seawater desalination via the Sub-Atmospheric Vapor Pipeline (SAVP) method has been conducted, encompassing both theoretical and practical investigations in a natural field setting. The SAVP process facilitates vapor transfer by utilizing the temperature difference between a warm source and a cold environment. Owing to its demonstrated advantages, this technology holds potential for industrial and field-scale applications. Advancements in SAVP knowledge require studying the phenomenon under dynamic conditions, where the temperatures of the heat source and sink, as well as the thermal conditions along the SAVP path, are inherently functions of time and space. This scenario introduces novel and compelling research challenges. The analysis begins with a review and simplification of the fundamental convection-diffusion equation, leading to a solution for the temperature profile within the pipe using advanced engineering mathematics. A mathematical approach involving Eigen functions is employed to solve the temperature differential equation. The output of this mathematical model was validated in a real-world natural environment, specifically along a 16 km pipeline between a hot source (the city of Ramsar) and a cold source (the Takhte Soleiman heights).تحلیل ریاضی شیرینسازی آب دریا از طریق خط لوله بخار زیراتمسفری معروف به SAVP، که یکی از روشهای شیرینسازی آب دریا است، بهصورت تئوری و کاربردی در یک میدان طبیعی، تحلیل شده است. انتقال بخار زیراتمسفری براساس اختلاف دما بین یک منبع گرم و یک محیط سرد اتفاق میافتد و بهعلت مزایای اثبات شدهای که دارد، میتواند کاربردهایی در ابعاد صنعتی و میدانی داشته باشد. مواردی که برای توسعه دانش SAVP مدنظر است، عبارتند از مطالعه این پدیده در حالت دینامیک که در آن دمای منبع گرم و سرد و شرایط گرمایی مسیر SAVPتحت عواملی قرار میگیرند که ذاتاً تابعی از زمان و مکان هستند. در چنین حالتی، بحثهای جدید و جالبی بهوجود میآیند که ورود به آن، از مرور و سادهسازی معادله اساسی همرفت-نفوذ شروع شده و به حل پروفایل دما در لوله با پشتوانه ریاضیات مهندسی پیشرفته میانجامد. رویکردی ریاضی برای حل معادله دیفرانسیل دما بهوجود میآید که از طریق توابع ویژه قابلحل هستند. نتایج خروجی این تحلیل ریاضی در یک میدان واقعی و طبیعی در حد فاصل 16 کیلومتری یک منبع گرم (شهر رامسر) و یک منبع سرد (ارتفاعات تخت سلیمان) ارائه میشود.https://www.jwwse.ir/article_224006_f466b4e74b9ccf8cf4acd9ebe95f1dba.pdfانجمن آب و فاضلاب ایرانعلوم و مهندسی آب و فاضلاب2588-394110220250622Examining the Contribution of Wastewater Treatment Plant Features on the Results of Artificial Intelligence-Based Models Using SHAPبررسی سهم ویژگیهای تصفیهخانه فاضلاب در نتایج مدلهای هوش مصنوعی با بهکارگیری SHAP557022173610.22112/jwwse.2025.500693.1439FAوحیدنورانیاستاد، گروه آب، دانشکده فنی و مهندسی عمران، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.0000-0002-6931-7060مهسادهقاندانشجوی کارشناسی ارشد، گروه آب، دانشکده فنی و مهندسی عمران، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.آیداحسینی بقانامدانشیار، دکترای تخصصی، گروه آب، دانشکده فنی و مهندسی عمران، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.Journal Article20250119Models can greatly contribute to the optimization and control of treatment processes. The present study investigates the Biological Oxygen Demand (BOD<sub>eff</sub>) and Chemical Oxygen Demand (COD<sub>eff</sub>) of the effluent from the Tabriz municipal wastewater treatment plant (WWTP). This plant utilizes an activated sludge process with diffused aeration. Using Artificial Neural Networks (ANN) and Long Short-Term Memory (LSTM) models, daily data from the WWTP are analyzed to assess these key pollution indicators. Prior to modeling, input features are denoised using a Simple Moving Average (SMA) technique. Both linear and nonlinear relationships between features are examined to select optimal model inputs. The conversion factors obtained using ANN and LSTM were 1.66 and 1.65 for BOD to COD, and 1.32 and 1.33 for Total Dissolved Solids (TDS) to Electrical Conductivity (EC), respectively. These values are appropriate and demonstrate the models' accuracy in estimating relationships. Furthermore, to interpret feature importance, the novel and emerging method of Explainable Artificial Intelligence (XAI) are employed. BOD<sub>eff</sub> and COD<sub>eff</sub> with a one-day lag, as well as TDS and EC, were identified as high-impact features.مدلها میتوانند تا حد زیادی به بهینهسازی و کنترل فرآیندهای تصفیه کمک نمایند. بنابراین با درنظرگرفتن این موضوع، تحقیق حاضر، اکسیژن مورد نیاز بیولوژیکی (BODeff) و اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (CODeff) پساب تصفیهخانه فاضلاب شهری تبریز را که تصفیهخانهای بهروش لجن فعال با هوادهی دیفیوزری میباشد، بهعنوان دو شاخص مهم در بررسی میزان آلودگی، با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی(ANN) و حافظه طولانی کوتاهمدت (LSTM) بر پایه دادههای روزانه مربوط به اطلاعات تصفیهخانه، مورد بررسی قرار داده است. ویژگیهای ورودی قبل از استفاده برای مدل، توسط میانگین متحرک ساده (SMA) حذف نویز شدند؛ سپس با بهکارگیری دو روش، ارتباط خطی و ارتباط غیرخطی بین ویژگیها بررسی شد و ورودیهای مدل انتخاب شدند. نتایج ضریب تبدیل با ANN و LSTM برای BOD به COD بهترتیب 66/1 و 65/1 و برای کل جامدات محلول (TDS) به هدایت الکتریکی (EC)، 32/1 و 33/1 بوده که مقادیر مناسبی هستند و دقت مدلها را در تخمین روابط نشان میدهند. همچنین برای درک اهمیت هریک از ویژگیها در نتایج بهدست آمده، از روش جدید و نوظهور هوش مصنوعی توضیحپذیر (XAI) مورد استفاده قرار گرفت. BODeff و CODeff با تأخیر یک روزه، TDS و EC بهعنوان ویژگیهای مهم شناسایی شدند.https://www.jwwse.ir/article_221736_2317bf93f2d95262452aecc13707ecda.pdfانجمن آب و فاضلاب ایرانعلوم و مهندسی آب و فاضلاب2588-394110220250622Modeling and Forecasting the Average Water Consumption of Each Urban Household Unit Affected by the COVID-19 Pandemic: A Case Study of Mazandaran Provinceمدلسازی و پیشبینی متوسط مصرف آب هر واحد خانگی شهری متأثر از همهگیری کووید-19: مطالعه موردی استان مازندران717921846210.22112/jwwse.2025.484416.1415FAمعصومهشیراوژندکترای آمار، کارشناس برنامهریزی و بودجه، شرکت آب و فاضلاب استان مازندران، ساری، ایران.0000-0002-8061-4672ربابهکاظمیکارشناسی فناوری اطلاعات، کارشناس برنامهریزی و بودجه، شرکت آب و فاضلاب استان مازندران، ساری، ایران.محمدعلیرمضانیرئیس گروه طرح و برنامه، شرکت آب و فاضلاب استان مازندران، ساری، ایران.Journal Article20241025Modeling and forecasting water consumption have long been a key focus of research. While various time series models have been developed to fit average water consumption data, the COVID-19 pandemic with its profound impact on lifestyles and consumption patterns has introduced new challenges for accurate modeling. This study investigates the pandemic's effect on modeling the average water consumption per household unit. It is demonstrated that the COVID-19 intervention represents a significant structural break in water consumption data, and failing to account for it introduces bias and forecasting error. Utilizing an intervention time series analysis for the periods before and after the pandemic, this research studies the average water consumption in the urban sector of Mazandaran province and provides a three-year forecast. The predictions were generated using a segmented regression model with a seasonal trend, based on an inverse-Gaussian distribution. The model's efficiency and adequacy were rigorously validated through residual analysis. The results from the proposed model indicate that, after an initial surge and a peak during the epidemic, average water consumption is expected to return to a pre-existing downward trend, which is projected to continue in the coming years.مدلسازی و پیشبینی حجم مصرف آب از دیرباز مورد توجه و مطالعه محققین قرارگرفته است. تاکنون مدلهای سری زمانی مختلفی برای برازش متوسط مصرف آب معرفیشده است. همهگیری کووید-19 و تأثیر آن بر سبک زندگی و تغییر الگوی مصرف، در مدلسازی متوسط مصرف آب نیز مؤثر است. از اینرو در این مقاله، تأثیر همهگیری بر مدلسازی متوسط مصرف آب هر واحد خانگی بررسیشده است. طرح مداخلهای کووید-19 در مدلسازی مصرف آب تأثیر معناداری دارد و حذف اثر همهگیری، باعث ایجاد اریبی و خطای پیشبینی میشود؛ با درنظرگرفتن دو برهه پیش و پس از همهگیری در سری زمانی مداخلهای، متوسط مصرف آب در استان مازندران، بخش شهری مطالعه شده و مقادیر سه سال آتی آن پیشبینیشده است. مقادیر متوسط مصرف آب با استفاده از مدل رگرسیون قطعهای با روند فصلی براساس توزیع معکوس گوسین پیشبینی و کارایی و کفایت مدل نیز براساس آنالیز باقیماندههای مدل بررسی میشود. طبق مدل پیشنهادی، متوسط مصرف آب خانگی، پس از یک دوره هیجانی و اوجگیری در دوران همهگیری، به روال نزولی باز میشود و در سالهای آتی دوباره روند نزولی آن مشاهده میشود.https://www.jwwse.ir/article_218462_daf11726638d104a21413ed8dd6009fa.pdf