بخشی از مقاله
خلاصه
امروزه بهرهبرداری بهینه و نگهداری مؤثر از فاضلابروهای شبکههای فاضلاب شهری با حداقل هزینه و در زمان مناسب، یکی از اساسیترین چالش-های مدیران بهرهبرداری شبکهها است. با وجود نگهداری مستمر، فاضلابروها به علت غیرقابل رویت بودن، به مرور زمان بر اثر عوامل مخرب دچار آسیبدیدگی و خرابی میشوند. بنابراین، در شهرهای بزرگ با سیستم فاضلاب فرسوده، نیاز مبرم به ارزیابی آسیبپذیری و رتبهبندی آسیبپذیری فاضلابروها برای تدوین برنامه نگهداری و بازسازی فاضلابروها وجود دارد. در این تحقیق، جهت ارزیابی و رتبهبندی آسیبپذیری فاضلابروها از عوامل عملکرد هیدرولیکی، شرایط درونی، عمر، جنس و قطر فاضلابرو استفاده و ارزیابی و رتبهبندی آسیبپذیری با روش مجموع وزنی ساده - - SAW انجام شد.
این روش برای 15 عدد از فاضلابروهای منطقه 1 شهر مشهد انجام گردید و فاضلابروها براساس آسیبپذیری رتبهبندی شدند. نتایج رتبهبندی آسیبپذیری بیانگر این بود که با در نظر گرفتن مجموعه عوامل، روش SAW ضمن سادگی و انعطاف در فرآیند محاسباتی، با مشخص نمودن آسیبپذیری در محدوده 0/2524 و 0/6849، فضای مقایسه معنیداری برای تصمیمگیری در این تحقیق فراهم نمود. از این روش میتوان در تدوین برنامه نظارت و نگهداری فاضلابروها استفاده نمود.
1. مقدمه
فاضلابروها جزء اصلی تأسیسات زیربنایی شبکه فاضلاب شهری به حساب میآیند. این شریانهای حیاتی در طول سرویسدهی، نیازمند نگهداری و بازسازی جهت عملکرد بهینه در تمام ابعاد میباشند. با این وجود، به آسیبهای فاضلابروها به دلیل غیر قابل رویت بودن کمتر توجه شده و این عدم رسیدگی به آسیبها، موجب وضعیتهای اضطراری خواهد شد که علاوه بر اضافه نمودن هزینههای غیرمنطقی در طول سالهای بهرهبرداری، عمر مفید شبکه را کاهش میدهد.
از اینرو آسیبپذیری فاضلابروها باید مورد توجه بهرهبرداران قرار گیرد و طبق برنامهریزی و زمانبندی مناسب بررسی و ارزیابی شوند. اما در عمل به علت گستردگی فاضلابروهای آسیبدیده و محدودیت زمان و هزینه، امکان رسیدگی و برطرف کردن تمام آسیبهای فاضلابروها در یک زمان وجود ندارد و این امر نیازمند فعالیتهای مدیریتی در قالب رتبهبندی آسیبپذیری جهت تدوین برنامه نگهداری و بازسازی فاضلابروها میباشد. برای تعیین و رتبهبندی آسیبپذیری فاضلابروها شناسایی عوامل مؤثر ضروری میباشد.
در این زمینه پژوهشهایی در سراسر دنیا و ایران پیرامون تعیین عوامل مؤثر بر آسیبپذیری و ارزیابی آسیبپذیری فاضلابروها انجام شده است. رینا و همکاران در سال 1994، ریوارد و همکاران در سال 2000، بنیس و همکاران در سال 2003 و کاردوسو و همکاران در سال 2005 شاخصهای هیدرولیکی را برای ارزیابی فاضلابروها تعریف کردند 2]،1 ، 3 و.[4 مدنی تنکابنی و تابش در سال 1384 روشی برای ارزیابی عملکرد هیدرولیکی شبکههای جمعآوری فاضلاب شهری پیشنهاد دادند.[5] حسینی و قاسمی در سال 2012 در تحقیقی به ارزیابی عملکرد هیدرولیکی فاضلابروها با تجزیه و تحلیل عدمقطعیت جریان بر پایه منطق فازی پرداختند.[6]
چوقتای و زاید در سال 2007، مطالعاتی را در مورد پیشبینی شرایط بهرهبرداری در قالب عوامل هیدرولیکی و غیرهیدرولیکی فاضلابروها با استفاده از رگرسیون چندمتغیره انجام دادند.[7] همچنین، بن قاسم و بنیس در سال 2000، در تحقیقی تحت عنوان سیستم خبره برای عیبیابی فاضلابروهای شبکه فاضلاب، شاخصهایی را در نظر گرفتند و عملکرد سیستم فاضلاب را، در دو عنوان ساختاری و هیدرولیکی تحت سیستم استنتاج فازی مورد بررسی قرار دادند.[8] جهت ارزیابی و رتبهبندی آسیبپذیری فاضلابروها در شرایط واقعی و بهرهبرداری باید عوامل تأثیرگذار مدنظر قرار گیرند. در این تحقیق عوامل مؤثر بر آسیبپذیری معرفی میشوند و روند استفاده از هر یک از عوامل در تعیین میزان و رتبهبندی آسیبپذیری فاضلابروها تشریح میگردد. روش مورد استفاده در رتبهبندی آسیبپذیری فاضلابروها روش مجموع وزنی ساده - 1 SAW - میباشد.
.2 عوامل مرتبط با آسیبپذیری فاضلابروها
اساسیترین گام در تعیین آسیبپذیری فاضلابروها، شناسایی عوامل مرتبط میباشد. از اینرو براساس مطالعات انجام شده و نظرات کارشناسان متخصص برای آسیبپذیری فاضلابروها، عوامل عملکرد هیدرولیکی، شرایط درونی، عمر، جنس و قطر فاضلابرو در نظر گرفته شده است.
.1,2 عامل عملکرد هیدرولیکی فاضلابرو
جهت بررسی عملکرد هیدرولیکی هر فاضلابرو، سرعت جریان با استفاده از رابطه سرعت مانینگ - معادله - 1 به ازای اعماق 0/1، 0/25 و نیز 0/5 قطر لوله تعیین میشود و سپس با توجه به نمودار شکل 1 عملکرد هیدرولیکی هر فاضلابرو نسبت به سرعتهای بدست آمده، محاسبه میگردد - نمودار شکل 1 براساس سرعت حداقل، سرعت شستشو و سرعت حداکثر در فاضلابروها تدوین شده است - . در انتها میانگین عملکرد هیدرولیکی هر فاضلابرو نسبت به سرعتهای بدست آمده، مبنای عملکرد هیدرولیکی قرار میگیرد و هر چه عملکرد هیدرلیکی کمتر باشد، بر آسیبپذیری فاضلابروها اثر بیشتری می-گذارد. که در آن، V، سرعت جریان، S ، شیب طولی فاضلابرو، n، ضریب زبری مانینگ و R شعاع هیدرولیکی فاضلابرو میباشد. مقدار ضریب 0 زبری با توجه به اینکه مدتی از کارکرد لوله میگذرد، دیگر تابعی از جنس لوله نبوده، بلکه ناشی از رسوبات و نیز لایه نازک چسبیده شده به بدنه داخلی فاضلابرو میباشد و از اینرو مقدار ثابت 0/013 برای آن لحاظ شده است .[9]
.2,2 عامل شرایط درونی فاضلابرو
در این تحقیق به منظور بررسی شرایط درونی فاضلابروها، از اطلاعات ویدئومتری فاضلابروها استفاده شده است. اطلاعات عملیات ویدئومتری فاضلابروها میبایست در ابتدا توسط دستورالعملی تحلیل گردد. از اینرو، از دستورالعملی جهت امتیازدهی منفی به عیوب فاضلابروها مطابق با استاندارد WRC و EN 13508 استفاده میگردد. این استانداردها در مقایسه با سایر استانداردها از قدمت بیشتری برخوردار بوده و با توجه به سهولت طبقهبندی، در کشور مورد استفاده قرار گرفتهاند.
دستورالعمل طبقهبندی وضعیت فاضلابروها، معایب آنها را در قالب دو گروه معایب بهرهبرداری و سازهای مورد بررسی قرار میدهد و به عیوب امتیازهایی اختصاص داده میشود که برخی از این عیوب و امتیازهای مربوطه در جدول 1 به عنوان نمونه نشان داده شده است .[10] پس از بررسی عیوب فاضلابرو، به هر عیب امتیازی تخصیص داده میشود که بزرگی آن متناسب با شدت تأثیر منفی آن عیب در عملکرد و پایداری فاضلابرو است. سپس مجموع امتیازهای عیوب در هر محور فاضلابرو - امتیاز کل - استخراج میگردد و مبنای ارزیابی شرایط درونی فاضلابرو قرار میگیرد و هر چه امتیاز شرایط درونی فاضلابرو بیشتر باشد، آسیبپذیری فاضلابرو افزایش مییابد.
