ارائه الگویی مبتنی بر مدلسازی ریاضی و پویایی سیستم برای زنجیره تامین امنیت آب شهری در استان گیلان

سابقه و هدف: تامین امنیت آب شهری به مجموعه اقداماتی اطلاق می شود که به منظور حفظ و تضمین عرضه آب به شهرها و جوامع در یک رویکرد ایمن از نظر بهداشتی، کیفیتی و تامینی انجام می شود. امنیت آب شهری شامل مسائلی از قبیل تامین آب به میزان کافی و پایدار، حفظ کیفیت آب، جلوگیری از آلودگی های مختلف، مدیریت منابع آب، حفاظت از تامین آب در مواجهه با تهدیدهای طبیعی و انسانی، و تامین آب در شرایط اضطراری و بحرانی می باشد. هدف نهایی تامین امنیت آب شهری، بهبود کیفیت زندگی شهروندان و حفظ سلامتی عمومی است. بنابراین، کاهش و افزایش نوسانات در موجودی آب شرب شهری و تضمین تامین امنیت آب برای جوامع شهری، مسئولیت های مهمی هستند که بر دوش سیستم های تامین آب قرار دارند. استان گیلان، با مسائلی مانند نوسانات جوی متعددی روبرو است که اهمیت نامحدودی برای امنیت آب به وجود می آورد.مواد و روش ها: در این مقاله با استفاده از روش های بهینه سازی یک الگو برای سیستم آبرسانی شهری در استان گیلان با استفاده از مدلسازی ریاضی و پویایی سیستم ارائه شده است. برای این منظور، یک مدل ترکیبی با استفاده از مدلسازی ریاضی، الگوریتم های فراابتکاری و رویکرد پویایی سیستم ارائه شده است. با استفاده از مدل ریاضی و الگوریتم فراابتکاری متغیرهای تصمیم که شامل میزان منابع آبی، میزان آب تصفیه شده در سیستم تصفیه آب، میزان هرزآب در ناحیه و میزان کمبود آب در ناحیه به همراه مقادیر توابع هدف که هدف اول مسئله حداقل کردن هزینه تامین آب می باشد که شامل هزینه انرژی، میزان مصرف انرژی، هزینه احداث سیستم تصفیه، هزینه مدیریت منابع آب، هزینه مدیریت سیستم تصفیه، هزینه انتقال منابع آب و هرزآب می باشد. همچنین، هدف دوم مساله که دنبال حداقل ساختن کمبود آب برای کل سیستم می باشد. بدست آمده است. سپس، این مقادیر به عنوان مقادیر ورودی وارد مدل پویایی سیستم شده و به این وسیله میزان کمبود در دوره های آتی پیش بینی شده است.یافته ها: پس از بررسی صحت و اعتبار مدل ارائه شده در سیستم آبرسانی شهری از منابع مختلف، نتایج حاصل شده حاکی از آن است که افزایش ظرفیت تصفیه و همچنین وجود منابع آبی در نواحی استان می تواند بر هزینه تصفیه و کاهش کمبود و هرزآب اثرگذار باشد. نتایج حاصل از پیش بینی میزان کمبود در دوره های آتی یک روند خطی را تا بیش از ۵۲۰ هزار واحد نشان داد. ضمن اینکه تحلیل حساسیت های انجام شده نیز اثرگذاری معکوس پارامترهای ظرفیت و میزان آب ورودی و اثرگذاری مستقیم پارامترهای هزینه انتقال، میزان مصرف انرژی، هزینه مصرف تامین انرژی، هزینه تصفیه، هزینه منبع، هزینه احداث و تقاضا را نشان دادند. در میان پارامترهای با اثرگذاری مستقیم، هزینه مصرف انرژی، هزینه احداث و هزینه تصفیه دارای بیشترین اثرگذاری بر هزینه تامین می باشند. همچنین، پارامتر هزینه تصفیه و تقاضا دارای بیشترین اثرگذاری بر کمبود و هرزآب در سیستم می باشند. نتیجه گیری: نتایج این تحقیق اطلاعات مفیدی در خصوص پیش بینی کمبود آب شرب در اختیار مدیران شرکت آب و فاضلاب استان گیلان برای تامین آب شرب شهری و همچنین سایر مصرف کنندگان اعم از خانگی، صنعتی و کشاورزی در تامین آب شرب شهری در کلانشهر رشت ارائه می کند.

Keywords:

مدیریت منابع آب , مدیریت پساب , تامین آب , پویایی سیستم , امنیت آب