تحلیل تاب آوری جامع در شبکه های جمع آوری فاضلاب شهری (مطالعه موردی: شهرک ولیعصر شهرستان تربت حیدریه)

نوع مقاله : مقاله کامل (پژوهشی)

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای سازه های آبی، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی، خراسان رضوی،مشهد

2 مدیر گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی،مشهد، خراسان رضوی

3 عضو هیئت علمی گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد

4 دانشیار ، گروه مهندسی، دانشکده مهندسی، دانشگاه اکستر، انگلستان

10.30482/jhyd.2021.281587.1520

چکیده

ارزیابی تاب‌آوری شبکه‌های فاضلاب شهری در مقابل تهدیدها همواره به عنوان یکی از مسائل اساسی در طراحی و بررسی عملکرد این زیرساخت مطرح است. ناکارآمدی در این شبکه‌ها می‌تواند خسارات جبران-ناپذیری در بخش‌های اقتصادی، زیست‌محیطی، اجتماعی و سلامتی به همراه داشته باشد. اما از آنجاییکه بخشی از این تهدید‌ها ماهیتی نامشخص و یا تاثیراتی غیرقابل پیش‌بینی دارند، روش تحلیل تاب‌آوری جامع می‌تواند معیار خوبی برای ارزیابی این شبکه‌ها باشد. اما مهمترین چالش در پیاده‌سازی این روش، پیچیدگی زمانی بالای آن در شبکه‌های شهری به دلیل بالا بودن تعداد لوله‌ها است. در این پژوهش، یک روش انتخاب سناریو مبتنی بر گردونه شانس و تصمیم‌گیری چند‌معیاره جهت تخمین نتایج تحلیل تاب‌آوری جامع در شبکه‌های فاضلاب شهری بدون نیاز به شبیه‌سازی تمام سناریوهای ممکن، ارائه شده است. نتایج شبیه‌سازی‌ها در شبکه مورد مطالعه نشان می‌دهد که مقادیر کمینه، میانگین و بیشینه تابع تاب‌آوری جامع در سطوح شکست با استفاده از روش پیشنهادی، به ترتیب با مقادیر جذر میانگین مربعات خطای 033/0، 022/0 و 002/0 تخمین زده شده است. همچنین، روش پیشنهادی توانسته است عملکرد مناسب‌تری نسبت به روش انتخاب تصادفی در پیش‌بینی سناریوهای تشکیل‌دهنده نقاط اکسترمم تابع تاب‌آوری جامع داشته باشد.

کلیدواژه‌ها


Anbari, M. and Tabesh, M. (2016). Failure event probability calculation in wastewater collection systems using the basysian network. Water and Wastewater, 27(103),48-61. (in Persian)
Atashi, M., Ziaei, A.N., Khodashenas, S.R. and Farmani, R. (2020a). Impact of isolation valves location on resilience of water distribution systems. Urban Water Journal, 17(6), 1-8.
Atashi, M., Khodashenas, S.R., Ziaei, A.N. and Farmani, R. (2020b). Resilience Analysis Under Simultaneous Failure of Pipes in Water Distribution Network (Case Study in One of the Cities of Khorasan Razavi). J. of Hydraulics, 15(3), 93-105. (in Persian)
Butler, D., Farmani, R., Fu, G., Ward, S., Diao, K. and Astaraie Imani, M. (2014) A New Approach to Urban Water Management: Safe and Sure. Procedia Engineering, 89(1), 347-354.
Butler, D., Ward, S., Sweetapple, C., Astaraie Imani, M., Diao, K., Farmani, R. and Fu, G. (2016). Reliable, resilient and sustainable water management: The Safe & SuRe approach. Global Challenges, 1(1), 63-77.
Davis, P., Sullivan, E., Marlow, D. and Marney, D. (2013). A selection framework for infrastructure condition monitoring technologies in water and wastewater networks. Expert Systems With Applications, 40(6), 1947-1958.
Diao, K., Sweetapple, C., Farmani, R., Fu, G., Ward, S. and Butler, D. (2016). Global resilience analysis of water distribution systems. Water Research, 106(1), 383-393.
Hwang, C.L., Lai, Y.J. and Liu, T.Y. (1993). A new approach for multiple objective decision making. Computers & Operations Research, 20(8), 889-899.
Johansson, J., Hassel, H. and Cedergren, A. (2011). Vulnerability analysis of interdependent critical infrastructures: case study of the Swedish railway system. International J. of critical infrastructures, 7(4), 289-316.
Juan-Garcia, P., Butler, D., Comas, J., Darch, G., Sweetapple, C., Thornton, A. and Corominas, L. (2017). Resilience theory incorporated into urban wastewater systems management. State of the art. Water Research, 115(1), 149-161.
Mardani, A., Jusoh, A., Nor, K., Khalifah, Z., Zakwan, N. and Valipour, A. (2015). Multiple criteria decision-making techniques and their applications–a review of the literature from 2000 to 2014. Economic research-ekonomska istraživanja, 28(1), 516-571.
Mugume, S.N. and Butler, D. (2016). Evaluation of functional resilience in urban drainage and flood management systems using a global analysis approach. Urban Water Journal, 14(7), 727-736.
Mugume, S.N., Gomez, D.E., Fu, G., Farmani, R. and Butler, D., (2015). A global analysis approach for investigating structural resilience in urban drainage systems. Water Res. 81(1), 15–26.
Sweetapple, C., Astaraie-Imani, M. and Butler, D. (2018). Design and operation of urban wastewater systems considering reliability, risk and resilience. Water Research, 147(1), 1-12.
Shannon, C.E. (1948). A mathematical theory of communication. The Bell System Technical Journal, 27(3), 379-423.
Tabesh, M., Badali Bavani, E., Asgarian, M. and Rouzbahani, A. (2015). An algorithm for risk analysis and management of wastewater treatment plants, Iran-water resources research, 10(31), 53-65. (in Persian)