روشی برای تخمین نشتی در شبکه های توزیع آب مبتنی بر تحلیل داده جریان ورودی
چکیده
کنترل و کاهش هدر رفت آب یک مسئله مهم در مدیریت جهانی شبکه های توزیع آب (WDN) است. در بسیاری از WDN ها، نظارت زیر ساختی در مورد اندازه گیری های جریان/فشار در شبکه، تا کنون انجام نشده است و تنها داده های کمی (به عنوان مثال اندازه گیری جریان ورودی WDN) برای تخمین نرخ نشتی صحیح، در دسترس است. مراحل ارزان و قابل اعمال آسانی برای تخمین هدر رفت آب موجود در WDN ها با هدف درک میزان واقعی این پدیده و برنامه ریزی اقدامات لازم، مورد نیاز است. کار حاضر، روشی ساده ارائه می کند که از تحلیل داده های ورودی ثبت شده WDN که در شبکه های توزیع آب واقعی متعدد، الهام می گیرد و مجوز ارزیابی نشتی بر اساس نوسانات فصلی مصرف آب را دارد. روش ارائه شده بر روی دو مورد مطالعاتی مصنوعی بر اساس WDN آپولین آزمایش شده است که حالت هیدرولیک آن با مدل WDN پیشرفته ای که شامل یک مدل نشتی پس زمینه وابسته به فشار واقعی است، شبیه سازی شده است. تحلیل موارد مطالعاتی اثربخشی این روش تحت تنظیمات WDN با کنترل کامل اثبات می کند (برای مثال نادیده گرفتن اشتباهات اندازه گیری که ممکن است در WDN واقعی رخ دهد و/یا تغییرات احتمالی شرایط دارایی در طول دوره تحلیل). برآورد حاصل از نشتی ها تحت شرایط تحلیلی دقیق ثابت می شوند، بنابراین روش ارائه شده را برای کاربری های بعدی WDN های واقعی، امیدوار کننده می کند.
1. مقدمه
کاهش نشتی در WDN ها اثرات اقتصادی زیادی دارد زیرا این کار به معنی کاهش هدر رفت آب و منابع انرژی است و هزینه تصفیه و پمپاژ را کاهش می دهد، خسارت شخص ثالث را به حداقل رسانده، و در نهایت از ایجاد و انتشار گاز های گلخانه ای جلوگیری می کند. تمام استراتژی ها و بهترین شیوه های عملکردی با هدف کنترل و کاهش نشتی ها نیاز به ارزیابی اولیه نرخ کنونی هدر رفت واقعی (یعنی نشتی) دارد تا اهداف احتمالی برای کاهش هدر رفت تعیین شوند، اقدامات اثربخش تکنیکی انتخاب شوند (برای مثال، استراتژی های کنترل فشار و برنامه های نوسازی/بازسازی دارایی ها) و منابع مالی برای این اقدامات اختصاص داده شوند. روش های تخمین هدر رفت کنونی واقعی معمولا به رویکرد های بالا-پایین یا پایین-بالا دسته بندی می شوند. در رویکرد های بالا-پایین، اندازه گیری یا تخمین اجزای مختلف تعادل آب سیستم برای برآورد نشتی استفاده می شوند. به این منظور، قابلیت اطمینان نشتی بالا-پایین، بر اساس قابلیت اطمینان اندازه گیری/ارزیابی مصرف آب، تخمین زده می شود. بر این اساس، تخمین نشتی بالا-پایین، معمولا به دوره های تحلیلی بلند مدت رجوع می کند که به نوع مجموعه اندازه گیری آب بستگی دارد. امروزه، جمع آوری داده ممکن است برای ساعت ها ( برای مثال سیستم های قرائت مقیاس اتوماتیک دائمی(AMR) )، هفته های کوتاه ( برای مثال، قرائت مقیاس از راه دور، برای خارج از سایت (OMR)) یا حتی به صورت ماهانه هنگامی که قرائت های مصرف سالانه کمی در هر سال انجام شده باشد، صورت می گیرد. بنابراین، رویکرد های بالا-پایین، معمولا برای تعیین تعادل آب سالانه مفید هستند اما می توانند به شدت برای تعیین میزان افزایش نشتی در طول یال، مفید واقع شوند.
Abstract
Water loss control and reduction is a major issue in Water Distribution Network (WDN) management worldwide. In many WDNs, the infrastructure monitoring in terms of flow/pressure measurements through the network, is not implemented yet and only few data (e.g. measurement of WDN inflow) are available to estimate the current leakage rate. Cheap and easily applicable procedures are needed to estimate current water losses in WDNs aimed at understanding the actual magnitude of the phenomenon and planning interventions. This work presents a simple methodology, inspired by the analysis of WDN inflow data records collected in several real water distribution networks, which permits to assess leakages based on the seasonal fluctuation of water consumptions. The methodology is tested on two synthetic case studies based on the Apulian WDN, which hydraulic status is simulated by an advanced WDN model that includes a realistic pressure-dependent background leakage model. The analyses of case studies verifies the effectiveness of the methodology under fully controlled WDN configurations (e.g. neglecting measurement inaccuracies that might happen in real WDN and/or possible alterations of asset conditions over the analyzed period). The resulting estimates of leakages proved to be accurate under the analyzed condition, thus making the methodology promising for next applications on real WDNs.
1. Introduction
Reducing leakages in WDNs has a huge economic impact [1] since it means to reduce the waste of water and energy resources, decrease cost of treatment and pumping, cut third party damages and, ultimately, reduce greenhouse gas emissions. All strategies and “best practices” (e.g. [2]) aimed at controlling and reducing leakages require the preliminary assessment of the current rate of real losses (i.e. leakages) in order to set possible targets for reductions, select effective technical actions (e.g. pressure control strategies and asset renewal/rehabilitation plans) and allocate economic resources. The methodologies to estimate current real losses are usually classified as top-down or bottomup approaches (e.g. [3][4]). In top-down approaches, the measure or estimates of different components of the system water balance are used to derive leakages. For this reason, the reliability of top-down leakage estimate depends on the reliability of water consumption metering/assessment. Accordingly, the top-down leakage estimate usually refers to long analysis periods, depending on the water metering collection mode. Nowadays, data collection might take from hours (e.g., permanent automatic meter reading systems (AMR)), few weeks (e.g. for walk by Off Site Meter Reading (OMR)) or even months when few manual consumption readings per year are carried on. Therefore, top-down approaches are useful for drawing annual water balance but can be hardly useful to detect leakage increase during the year.
چکیده
1. مقدمه
2. روش
2.1. پیش زمینه
2.2. فرضیات روش
2.3. فرموله کردن روش
3. آزمایشات بر روی WDN آپولین
4. نتیجه گیری
Abstract
1. Introduction
2. Methodology
2.1. Background
2.2. Methodology assumptions
2.3. Methodology formulation
3. Tests on Apulian WDN
4. Conclusions
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه