Journal of Water and Wastewater Science and Engineering

Journal of Water and Wastewater Science and Engineering

Technical-Economic Study of Urban Drinking Water Distribution Methods

Document Type : Original Article

Authors
1 Assistant Professor of Department of Nature Engineering, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Ardakan University, Ardakan, Iran.
2 Professor, Natural Resources and Desert Studies Faculty, Yazd University, Yazd, Iran.
3 PhD Student of Civil-Water Engineering, Islamic Azad University, South Tehran Branch, Iran.
Abstract
The 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.
Keywords

اسکونژاد، م.، (1395)، اقتصاد مهندسی (ارزیابی اقتصادی پروژههای صنعتی)، انتشارات دانشگاه صنعتی امیرکبیر، 455 ص.
پهلوانی، م.، جلیلی قاضی‌زاده، م.، و فاضلی، م.، (1391)، "بررسی مبانی هیدرولیکی و کیفی شبکه­های دوگانه آبرسانی (مطالعه موردی شهر اسکو، استان آذربایجان شرقی)"، پایان‌نامه کارشناسی ارشد مهندسی عمران- مهندسی آب و فاضلاب)، دانشگاه صنعت آب و برق شهید عباسپور. تهران.
سربندی فراهانی، م.، (1388)، "احداث شبکه مجزای آب شرب از آب بهداشتی در شهر قم"، چهارمین کنفرانس بین المللی مدیریت پروژه، تهران، ایران.
شرکت مهندسین مشاور تمدن کاریزی، (1396)، "بررسی اجرای مناسب­ترین روش تفکیک آب شرب از سایر مصارف در شهرهای منتخب استان یزد"، یزد، ایران. 
عبدالمنافی، ن.، و مظاهری، م.، (1392)، "گزارش شبکه­های دوگانه توزیع آب"، مرکز پژوهش­های مجلس شورای اسلامی، مطالعات زیربنایی (گروه آب)، تهران، ایران.
فتوحی فیروزآباد، ف.، اختصاصی، م.، و نگارش، ع.، (1399)، "بررسی و مقایسه فنی و اقتصادی شبکه توزیع دوگانه آب در بافت قدیم و جدید شهر یزدپژوهش‌نامه مدیریت حوزه آبخیز، 11(21)، 98-107، https://doi.org/10.52547/jwmr.11.21.98.
فتوحی فیروزآباد، ف.، (1396)، "مدیریت راهبردی ایجاد شبکه دوگانه آب آشامیدنی و غیرآشامیدنی در محدوده شهر یزد با استفاده از تحلیل SWOT"، رساله دکتری علوم و مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی و کویرشناسی دانشگاه یزد، یزد، ایران.
فتوحی فیروزآباد، ف.، و اختصاصی، م.، (1395)، "ضرورت و روش­های تفکیک آب شرب از سایر مصارف در شهرستان یزد"، اولین همایش ملی عرضه و تقاضای آب شرب، بهداشت، چالش­ها و راهکارها، دانشگاه صنعتی اصفهان. اصفهان.
فتوحی فیروزآباد، ف.، اختصاصی، م.، سفید، م.، و مروتی شریف‌آبادی، ع.، (1398)، "بررسی فنی و مقایسه اقتصادی روش­های جداسازی آب آشامیدنی از آب غیرآشامیدنی در شهرستان یزد (مطالعه موردی: منطقه صفائیه یزد)"، مجله مهندسی منابع آب، 12(43)، 76-86.
گلابچی، م.، (1388)، "بررسی سیستم­های مختلف آبرسانی و توزیع آب شهری"، سومین همایش ملی آب و فاضلاب (با رویکرد اصلاح الگوی مصرف)، ایران، تهران. 1-9.
محمدزاده، ف.، اختصاصی، م.، حسینی، ز.، نگارش، ع، و علایی، م.، (1402)، "تعیین میزان سرانه شرب در راستای اجرای پروژه جداسازی آب شرب و بهداشتی (مطالعه موردی: حوزه‌ شهری بجستان)"، نشریه علمی علوم و مهندسی آب و فاضلاب، 8(1)، 49-59،
محمدزاده، ف.، اختصاصی، م.، حسینی، ز.، نگارش، ع.، هاشمی، ح.، و علایی، م.، (1401)، "بررسی اثر جداسازی آب شرب و بهداشتی بر کیفیت آب آشامیدنی و تهیه نقشه کیفیت منابع آب زیرزمینی (مطالعه موردی: حوزه آبخیز بجستان)پژوهش‌نامه مدیریت حوزه آبخیز، 13 (26)، 215-229، https://doi.org/10.52547/jwmr.13.26.215.
معاون نظارت و راهبردی ریاست جمهوری، (1392)، "ضوابط طراحی سامانه­های انتقال و توزیع آب شهری و روستایی"، نشریه 3-117 (بازنگری اول)، دفتر مهندسی و معیار­های فنی وزارت نیرو.
Apostolidis, N., Hertle, C., and Young, R., (2011), "Water recycling in Australia", Water, 3, 869-881, https://doi.org/10.3390/w3030869.
Garcia-Cuerva, L., Berglund, E.Z., and Binder, A.R., (2016), "Public perceptions of water shortages, conservation behaviors, and support for water reuse in the U.S.", Resources Conservation and Recycling, 113(3), 106-115, https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2016.06.006.
Grigg, N.S., Rogers, P.D., and Edmiston, S., (2013), "Dual water systems: Characterization and performance for distribution of reclaimed water", Water Research Foundation, Denver, CO, USA.
Kandiah, V.K., Berglund, E.Z., and Binder, A.R., (2019), "An agent-based modeling approach to project adoption of water reuse and evaluate expansion plans within a sociotechnical water infrastructure system", Sustainable Cities and Society, 46, 101412, https://doi.org/10.1016/j.scs.2018.12.040.
Kotwicki, V., and Al-Otaibi, M., (2011), "Drinking water saving potential of dual networks in Kuwait",  Management of Environmental Quality,22(6),743-756,
https://doi.org/10.1108/14777831111170849.
Lam, C.M., Leng, L., Chen, P., Lee, P., and Hsu, SH., (2017), "Eco-efficiency analysis of non-potable water systems in domestic buildings", Applied Energy, 202, 293-307, https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2017.05.095.
Ilemobade, A.A., Adewumi, J.R., and JE, V.Z., (2008), “Assessment of the feasibility of using a dual water reticulation system in South Africa”, Water Research Commission Report, 1701.
Mainali, B., Hao Ngo, H., Guo, W., Nga Pham, T., and Johnston, A., (2011), "Feasibility assessment of recycled water use for washing machines in Australia through SWOT analysis", Resources, Conservation and Recycling, 56(1), 87-91, https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2011.09.007.
Menge, J., (2010), "Treatment of wastewater for re-use in the Drinking Water System of Windhoek", Water Institute of Southern Africa Conference, Midrand, Southern Africa.
Nairizi, S., (1994), "Dual water distribution system: A final solution for freshwater shortages", In: Tsakiris, G., and M.A., Santos, (eds.), Advances in Water Resources Technology and Management, 102-120, Rotterdam, The Netherlands.
Nguyen, B., (2003), "Operation of dual drinking and non-potable water networks in Paris: Advantages and constraints", Water Science and Technology: Water Supply, 3(3), 193-200, https://doi.org/10.2166/ws.2003.0026.
Oesterholt, F., Martijnse, G., Medema, G., and Van der Kooij, D., (2007), "Health risk assessment of non-potable domestic water supplies in the Netherlands", Journal of Water Supply: Research and Technology –AQUA, 56(3), 171-179, https://doi.org/10.2166/aqua.2007.043.
Rasoulkhani, K., Mostafavi, A. Cole, J., and Sharvelle, S., (2019), "Resilience-based infrastructure planning and asset management: Study of dual and singular water distribution infrastructure performance using a simulation approach", Sustainable Cities and Society, 48(5), 101577, https://doi:10.1016/j.scs.2019.101577.
Rogers, P.D., and Grigg, N.S., (2007), "Alternative approaches for water distribution: Dual and decentralized systems", World Environmental and Water Resources Congress, Florida, U.S.A.
Satterfield, Z., (2009), "Dual water systems", Tech Brief, The National Environmental Services Center, 9(3),1-4.
Shang, S., Uber, J.G., and Rossman, L.A., (2008), EPANET multi-species extension user’s manual, Environmental Protection Agency, United States. EPA/600/S-07/021.
Storey, M.V., Deere, D., Davison, A., Tam, T., and Lovell, A.J., (2007), Risk management and cross-connection detection of a dual reticulation system, Water reuse and recycling, UNSW Publishing, Sydney, Australia, 459-466.
Tang, S.L., Yue, D.P.T., and Ku, D.C.C., (2007), Engineering and costs of dual water supply systems, IWA Publishing, London, U.K., https://doi.org/10.2166/9781780402062.
Varbanets, M., Zurbrugg, C., Swartz, C., and Pronk, W., (2009), "Decentralized systems for potable water and the potential of membrane technology", Water Research, 43(2), 245-265, https://doi.org/10.1016/j.watres.2008.10.030.
Yang, CH., Shen., ZH., Chen., H., Zeng, G., and Zhong, Y., (2006), "Dual water distribution systems in China", 8th Annual Water Distribution Systems Analysis Symposium, Ohio, https://doi.org/10.1061/40941(247)137.
Yi, l., Jiao., W., Chen., X., and Chen, W., (2011), "An overview of reclaimed water reuse in China", Journal of Environmental Sciences, 23(10), 1585-1593. https://doi.org/10.1016/S1001-0742(10)60627-4.
Volume 10, Issue 2
Summer 2025
Pages 4-18

  • Receive Date 02 July 2024
  • Revise Date 03 March 2025
  • Accept Date 11 March 2025