بررسی تأثیر تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر فشار در قابلیت اطمینان کیفی شبکه‌های توزیع آب (از نظر کلر باقی‌ مانده و تری‌هالومتان) با بهره‌گیری از نرم‌افزار EPANET-MSX

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران،دانشکدگان فنی، دانشگاه تهران

2 دانشکده مهندسی عمران،دانشکدگان فنی،دانشگاه تهران

3 دانشکده مهندسی عمران ،دانشکدگان فنی ،دانشگاه تهران

10.22034/ceej.2025.64179.2394

چکیده

ارزیابی عملکرد شبکه‌های توزیع آب بر اساس پارامترهای کیفی و رعایت مقدار کلر باقی‌مانده در گره‌های مصرف از اهمیت به‌سزایی برخوردار است. . مدل‌های شبیه‌سازی مبتنی بر تقاضا در شرایط کمبود فشار، نتایجی به دور از واقعیت ارائه می‌دهند. از سوی دیگر، برای شبیه‌سازی کیفی آب، رویکرد تک‌گونه‌ای، ناکارآمد و تا حدودی غیر واقعی است؛ زیرا در شبکه‌های توزیع آب، مواد زیادی با هم تعامل دارند. در این مقاله، به‌منظور ارزیابی دقیق عملکرد شبکه از نظر پارامترهای کیفی کلر و تری‌هالومتان در شرایط نرمال و کمبود فشار، مدل شبیه‌ساز کیفی چندگونه‌ای EPANET-MSX توسعه داده شده است. این برنامه توسعه‌یافته که تحت عنوان نرم‌افزار EPANET-MSX-HDSM یاد شده است، قادر به شبیه‌سازی هیدرولیکی و کیفی شبکه به‌صورت توأمان و دینامیکی است و قابلیت استفاده در شرایط نرمال و کمبود فشار را دارد. مدل پیشنهادی بر روی دو شبکه توزیع از جمله شبکه توزیع آب شهر محلات مورد آزمایش قرار گرفته و با بهره‌گیری از منحنی‌های جریمه‌ای که برای کلر و تری‌هالومتان تعریف شده، قابلیت اطمینان شبکه از نظر این پارامترها بررسی شده است. بر اساس نتایج استفاده از نرم‌افزار توسعه داده شده در شرایط وجود کمبود فشار می‌تواند به‌طور قابل ملاحظه‌ای نتایج قابلیت اطمینان کیفی شبکه را تحت تأثیر قرار دهد. چنان که در شبکه نمونه اول، در سناریویی که در آن 64 درصد تقاضا تأمین می‌شود، کاهش 36 درصدی در قابلیت اطمینان کیفی تلفیقی و در شبکه نمونه دوم، در سناریوی تأمین 30 درصد تقاضا نسبت به سناریوی تأمین 90 درصد تقاضا، کاهش تقریبی 70 درصدی این شاخص مشاهده می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigating the Effect of Pressure-Based Hydraulic Analysis on the Quality Reliability of Water Distribution Networks as for Residual Chlorine and THM using EPANET-MSX

نویسندگان [English]

  • Massoud Tabesh 1
  • Fatemeh Sajjadi 2
  • Niloufar Karimi 3
1 School of Civil Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
2 School of Civil Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
3 School of Civil Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
چکیده [English]

Evaluating the performance of water distribution networks based on quality parameters and the residual chlorine levels at consumption nodes is critically important. Demand-based simulation models under low-pressure conditions yield results that are far from reality. On the other hand, for water quality simulation, a single-species approach is inefficient and somewhat unrealistic since many substances interact within water distribution networks. In this paper, to accurately assess network performance regarding chlorine and trihalomethane quality parameters under normal and low-pressure conditions, a multi-species water quality simulation model, EPANET-MSX, has been developed. This developed program, referred to as EPANET-MSX-HDSM software is capable of dynamically simulating both hydraulic and water quality aspects of the network simultaneously and can be used in both normal and low-pressure conditions. The proposed model has been tested on two distribution networks including the water distribution network of Mahallat city and by utilizing the penalization curves defined for chlorine and trihalomethane, the network's reliability regarding these parameters has been assessed. Based on the results, using the developed software under low-pressure conditions can significantly impact the network's water quality reliability results. For instance, in the first sample network, under a scenario where 64% of demand is met, there is a 36% reduction in combined water quality reliability, and in the second sample network, in a scenario where 30% of demand is met compared to a scenario where 90% of demand is fulfilled, an approximate 70% reduction in this index is observed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • EPANET- MSX
  • Multispecies qualitative analysis
  • reliability
  • Pressure based hydraulic analysis
  • residual chlorine
  • trihalomethanes
  • water distribution network