هدررفت آب از شبکه های آبرسانی شهری و عوامل مؤثر بر آن
الموضوعات :
1 - گروه مهندسی عمران آب و سازه‌های هیدرولیکی، دانشکده عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران.
الکلمات المفتاحية: مدیریت نشت, دبی نشت, شبکه آب¬رسانی, فشار, ترک,
ملخص المقالة :
هدررفت آب سالانه خسارات بسیاری به منابع آب، زیرساخت¬های عمرانی، محیط¬زیست و شرکت¬های توزیع آب وارد می¬کند. هدررفت آب از شبکه¬های آبرسانی شهری، به¬ویژه در مناطقی که منابع آب کمیاب هستند، یک مسئله مهم است. نشت از سامانه¬¬های آبرسانی شهری که بخشی از هدررفت آب را تشکیل می¬دهد، بخش عمده¬ای از آن را در بر می¬گیرد. این موضوع به دلایل بسیاری چون قدیمی شدن شبکه آبرسانی، آسیب رسیدن به لوله¬ها به دلیل تنش¬های سربار خاک و ترافیک شهری و همچنین افت و خیز فشار شبکه آبرسانی، اجرای نادرست لوله¬کشی شهری و خاکریز نامناسب است. با بررسی مؤلفه¬های تأثیرگذار در دبی نشت مثل فشار، جنس لوله، محیط خاکی پیرامون لوله و دما، می¬توان میزان رخداد نشت را کاهش داد و حجم نشتی را مدیریت کرد. با بررسی¬های آزمایشگاهی و میدانی انجام شده بر خلاف رابطه¬ی روزنه فشار-نشت، توان نشت در بازه¬ی 5/0 تا 79/2 قرارگرفته و بیشتر از 5/0 است که تفاوت در جنس لوله، تفاوت ابعاد و نوع ترک در تغییر توان در بازه¬ی گفته شده مؤثر است. با انتخاب مناسب دانه¬بندی خاک پیرامون لوله و کاهش D50 خاک می¬توان دبی نشت را کاهش داد. در مقاله¬ی حاضر ابتدا كلیاتی از هدررفت آب، انواع آن و دلایل آن مطرح می¬شود سپس به مبانی محاسبه¬ی نشت پرداخته می¬شود.
Ávila, C. A. M., Sánchez-Romero, F.-J., López-Jiménez, P. A., & Pérez-Sánchez, M. (2021). Leakage management and pipe system efficiency. Its influence in the improvement of the efficiency indexes. Water, 13(14), 1909. https://doi.org/doi: 10.3390/W13141909
Boudaghpour, S., & Sabooteh, S. (2020). Environmental leakage pollutions evaluations in urban water distribution network using unaccounted water principles (shokuhieh industrial town in Iran). Stavební Obzor - Civil Engineering Journal, 29(2), 219–228. https://doi.org/10.14311/CEJ.2020.02.0019
Cassa, A. M. (2005). A numerical investigation into the behaviour of leak openings in pipes under pressure. University of Johannesburg
Cassa, A. M., & Van Zyl, J. E. (2013). Predicting the head-leakage slope of cracks in pipes subject to elastic deformations. Journal of Water Supply: Research and Technology-Aqua, 62(4), 214–223. https://doi.org/10.2166/aqua.2013.094
Cassa, A. M., Van Zyl, J. E., & Laubscher, R. F. (2010). A numerical investigation into the effect of pressure on holes and cracks in water supply pipes. Urban Water Journal, 7(2), 109–120.
Farley, M., & Trow, S. (2003). Losses in water distribution networks. IWA publishing.
Farley, M., Water, S., Supply, W., Council, S. C., & World Health Organization. (2001). Leakage management and control: A best practice training manual. World Health Organization.
Ferrante, M. (2012). Experimental investigation of the effects of pipe material on the leak head-discharge relationship. Journal of Hydraulic Engineering, 138(8), 736–743.
Greyvenstein, B., & Van Zyl, J. E. (2007). An experimental investigation into the pressure-leakage relationship of some failed water pipes. Journal of Water Supply: Research and Technology—AQUA, 56(2), 117–124.
Iwanek, M., & Suchorab, P. (2017). The assessment of water loss from a damaged distribution pipe using the FEFLOW software. 15, 03006. https://doi.org/10.1051/ITMCONF/20171503006
Kanakoudis, V., & Tsitsifli, S. (2019). Water networks management: New perspectives. Water, 11(2), 239. https://doi.org/10.3390/W11020239
Karadirek, I. E., & Aydin, M. E. (2022). Water losses management in urban water distribution systems. In M. Bahadir & A. Haarstrick (Eds.), Water and wastewater management: Global problems and measures (pp. 53–65). Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-030-95288-4_6
Kingdom, B., Liemberger, R., & Marin, P. (2006). The challenge of reducing non-revenue water in developing countries—How the private sector can help: A look at performance-based service contracting.
Kourbasis, N., Patelis, M., Tsitsifli, S., & Kanakoudis, V. (2020). Optimizing water age and pressure in drinking water distribution networks. Environmental Sciences Proceedings, 2(1), 51. https://doi.org/10.3390/ENVIRONSCIPROC2020002051
Latifi, M., Naeeni, S. T. (Omid), & Mahdavi, A. (2018). Experimental assessment of soil effects on the leakage discharge from polyethylene pipes. Water Supply, 18(2), 539–554. https://doi.org/10.2166/ws.2017.134
Latifi, M., Parvaneh, R., & Naeeni, S. T. (Omid). (2022). Investigating the influence of surrounding soil properties on leakage discharge from cracks in polyethylene pipes. Engineering Failure Analysis, 141, 106676. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2022.106676
Liemberger, R., & Wyatt, A. (2018). Quantifying the global non-revenue water problem. Water Science and Technology: Water Supply, 19, ws2018129. https://doi.org/10.2166/ws.2018.129
Mahdavi, M., Hosseini, K., Behzadian, K., Ardehsir, A., & Jalilsani, F. (2011). Leakage control in water distribution networks by using optimal pressure management: A case study. Water Distribution Systems Analysis, 1110–1123. https://doi.org/10.1061/41203(425)101
May, J. (1994). Pressure dependent leakage, world water and environmental engineering. Water Environment Federation: Washington DC, USA.
Mohsin, R., & Majid, Z. (2014). Erosive failure of natural gas pipes. Journal of Pipeline Systems Engineering and Practice, 5(4), 04014005.
Noack, C., & Ulanicki, B. (2008). Modelling of soil diffusibility on leakage characteristics of buried pipes. Water Distribution Systems Analysis Symposium 2006, 1–9.
Ociepa, E., Molik, R., & Lach, J. (2018). Assessment of water loss level on the example of selected distribution systems. 44, 00131. https://doi.org/10.1051/E3SCONF/20184400131
Pike, S. (2016). Experimental investigation of leakage-induced pipe erosion outside of pipe leaks. University of Cape Town.
Ribeiro, L., Sousa, J., Muranho, J., & Marques, A. S. (2018). Locating unreported leaks with modelling tools and pressure monitoring: A case study. 3, 1758–1749. https://doi.org/10.29007/79RG
Sadr-Al-Sadati, S. A., & Jalili Ghazizadeh, M. (2019). The experimental and numerical study of water leakage from High-Density Polyethylene pipes at elevated temperatures. Polymer Testing, 74, 274–280. https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2019.01.014
Tabesh, M., & Vaseti, M. M. (2006). Leakage reduction in water distribution networks by minimizing the excess pressure. Iran-Water Resources Research, 2(2), 53–0. (In Persian).
Thornton, J., & Lambert, A. (2005). Progress in practical prediction of pressure: Leakage, pressure: Burst frequency and pressure: Consumption relationships. Proceedings of IWA Special Conference’Leakage, 12–14.
Thornton, J., Sturm, R., & Kunkel, G. (2008). Water loss control. McGraw-Hill Education.
US EPA, O. (2015, August 19). Drinking water distribution systems [Overviews and Factsheets]. https://www.epa.gov/dwsixyearreview/drinking-water-distribution-systems
van Zyl, J. E. (2014). Theoretical modeling of pressure and leakage in water distribution systems. Procedia Engineering, 89, 273–277.
Van Zyl, Je., & Clayton, C. R. I. (2007). The effect of pressure on leakage in water distribution systems. Proceedings of the Institution of Civil Engineers-Water Management, 160(2), 109–114.
Walski, T., Bezts, W., Posluszny, E. T., Weir, M., & Whitman, B. (2004). Understanding the hydraulics of water distribution system leaks. In Critical Transitions in Water and Environmental Resources Management (pp. 1–10).
