توسعه مدل برنامه ریزی و مدیریت در استفاده مجدد و تخصیص بهینه پسابهای شهری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری مهندسی محیط زیست/مهندسی آب و فاضلاب، پردیس بین المللی کیش، دانشگاه تهران.

2 استاد / دانشکده محیط زیست، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران.

3 استاد/ دانشکده محیط زیست، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران.

4 استادیار / گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران.

چکیده

یکی از راهکارهای تامین آب با توجه به رشد شهرنشینی و افزایش جمعیت، اجرای طرح های انتقال آب بین حوضه ای می باشد که براساس تجارب قبلی بدست آمده، این طرح تبعات منفی جدی اقتصادی، زیست محیطی و اجتماعی در بردارد. در مقابل طرح استفاده بهینه از پساب در مدیریت آب شهری، مانع روی آوردن به اجرای طرح های انتقال آب بین حوضه ای بوده و در نتیجه کاهش هزینه های سنگین و کاهش تبعات منفی اجتماعی را به دنبال خواهد داشت. سیاستهای جدید وزارت نیرو و مدیریت آب کشور مبتنی بر برنامه ریزی و بهره برداری از پسابها از طریق جایگزینی آن با منابع آب باکیفیت در دسترس صنعت، فضای سبز و کشاورزی و آزادسازی این منابع جهت استفاده شرب می باشد. لیکن در برنامه ریزی ها و صدور مجوزهای تخصیص، مسائل کیفیت پساب و همچنین بررسی های اقتصادی سناریوها لحاظ نمی گردد. در این مقاله یک مدل توسعه یافته جهت برنامه ریزی، مدیریت و تخصیص بهینه پسابهای شهری با ترسیم جریان شبکه و استفاده از روشهای بهینه سازی معرفی می گردد. از اهداف این مدل کمینه کردن هزینه کل سیستم با در نظرگرفتن محدودیتهای فنی،‌ اقتصادی و زیست محیطی و همچنین کمینه کردن استفاده از آب خام موجود می باشد. با حل یک مساله کاربردی، کارایی مدل به اثبات رسیده و صحت سنجی آن با استفاده از انجام بهینه سازی در نرم افزار MATLAB صورت گرفته است. این مدل می تواند سیاستگذاریها و تصمیم سازی مدیران در بخش صدور مجوزهای تخصیص پسابهای شهری را تسهیل نماید.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Development of planning and management model for reuse and optimal allocation of municipal effluent

نویسندگان [English]

  • Asghar A.Jahani-Bahnamiri 1
  • Naser Mehrdadi 2
  • Gholamreza Nabi-bidhendi 3
  • Majid Hosseinzadeh 4
1 Ph.D. Student in Environmental Engineering-Water and Wastewater Engineering, Kish International Campus, University of Tehran, Tehran.
2 Professor, Department of Environment, University of Tehran, Tehran.
3 Professor, Department of Environment, University of Tehran, Tehran.
4 Assistant Professor, School of Civil Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran
چکیده [English]

Urbanization growth, increasing population and water demand, especially the increasing demand for drinking water in Iranian cities, particularly metropolises, have created a great challenge for water resources management in the country. Optimal use of effluent in urban water management prevents the inter-basin water transfer plans from being tolerated and consequently reduces heavy costs and reduces negative social consequences. In this paper, an extended model for planning, management and optimal allocation of municipal effluent by mapping the network flow and applying optimization methods is introduced. The objectives of this model are to minimize the total cost of the system by considering the technical, economic and environmental constraints as well as minimizing the use of existing raw water. By solving an application problem, the model's performance is verified and its validation is achieved by using MATLAB optimization software. This model can facilitate the policy making and decision making of managers in the licensing of municipal effluent allocation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • allocation model
  • optimization
  • Effluent
  • Inter basin
Abdolghafourian A, Tajrishi M, Abrishamchi M (2012) Urban water management in case of wastewater and runoff as new water resources (Case Study: Tehran). Journal of Water and Wastewater 34 (In Persian)
Bishop B, Hendricks D (1971) Water reuse system analysis. Journal of the Sanitary Engineering Division (ASCE) 97(1):41-57
Bruk M, Berhanu N, Blackhurst M, Kirisits M (2016) Feasibility of water efficiency and reuse technologies as demand-side strategies for urban water management”. Journal of Industrial Ecology 21(2):320-331
Chu J, Chen J, Wang C, Fu P (2004) Wastewater reuse potential analysis: Implications for China’s water resources management. Journal of Water Research 38:2746-2756
Fallahnejad M, Mehrdadi N, Torabian A (2013) Formulation of qualitative index of urban wastewater with Wastewater reuse approach. Journal of Environmental Science and Technology 21(4) (In Persian)
Institute of Standards and Industrial Research of Iran (ISIRI) (2016) Plans for the use of treated wastewater in irrigation. No. 21876-2
Jahani A (2010) A Look at the reuse plans for urban effluents in Iran. Journal of Water and Environment 77 (In Persian)
Keckler S (1998) A materials reuse model. M.Sc. Thesis, University of Texas at Austin
Ministry of Energy of Iran (2006) Guidelines for quality classification of raw water, effluent, and reused water for industrial and recreational use. No. 462
Mulvihil ME, Dracup JA (1974) Optimal timing and sizing of a conjunctive urban water supply and wastewater system with nonlinear programming. Journal of Water Resources 10(2):171-175
Neirizi S (1999) Reuse of treated wastewater as a solution for water supply. Journal of Water and Environment 34 (In Persian)
Nobel CE, Allen DT (2000) Using geographic information Systems (GIS) in industrial water reuse modelling. Trans IChemE 78
Pingry M, Shaftel J (1997) Integrated water management with reuse: a programming approach. Water Resources Research 15(1):8-14
Rezaei M, Sarafzadeh M (2006) Investigation of opportunities and obstacles for effluent recycling in urban use. Journal of Iran-Water Resources Research 12(4) (In Persian)
Ryan T (2016) A model for analyzing water reuse potential in urban areas. Proceedings of the Water Environment Federation
Saeedi M, Hosseinzedeh M (2006) Optimization of water consumption in industrial systems using linear and nonlinear programming. Journal of Applied Science 6(11):2396-2393
Tavakoli M, Jahani A, Mahmoodi Sh (2011) Planning and management of municipal effluent. Iran Water Resources Management Company 150p (In Persian)