بخشی از مقاله
مدیریت وبرنامه ریزی شبکه آب وفاضلاب شهری با استفاده از GIS منطقه مطالعاتی:منطقه 3 آب وفاضلاب شهر اصفهان
چکیده
با افزایش جمعیت شهرها و رشد و توسعه شهر شبکه های تاسیسات شهری از جمله شبکه های آب و فاضلاب ن یز روزبه روز پیچیده تر شده و با افزایش تعداد مشترکین ارایه خدمات ومدیریت و بهره برداری از این شبکه -هاددشوارترمی شود.یکی از راههای حل این مشکل استفاده از سیستم های جامع مدیریت اطلاعات جهت توسعه و مدیریت شبکه های شهری از جمله شبکه های آب و فاضلاب می باشد .هدف از انجام این تحقیق تشریح نحوه بکار گیری سیستم اطلاعت جغرافیایی دربرنامه ریزی و مدیریت شبکه های آب وفاضلاب شهری می باشد .درابتدا به کلیاتی در مورد شبکه های آب و فاضلاب شهری ومشکلات مربوط به مربوط به بهره برداری از آنهااشاره می شود وسپس مراحل مدیریت این شبکه با استفاده از GISتشریح می گردد .سپس بخشی از نقشه شبکه آب شهر اصفهان به عنوان نمونه درفرمت GISمورد مطالعه قرار گرفته و جزییات مربوط به آن بررسی می گردد .در انتها نتایج حاصل از مطالعه شبکه مذکور ارایه شده و پیشنهاداتی برای رفع معضلات مربوط به آن بیان می شود.
کلمات کلیدی:
سیستم اطلاعات جغرافیایی ،GIS،شبکه آب،شبکه فاضلاب،داده های مکانی ، داده های توصیفی
چنان که می دانیم آب به عنوان مهمترین منبع حیات محسوب شده واز اهمیت بسزایی در چرخه زیست انسان وسایر موجودات برخوردار است. این امر در حالی است که مسئلهتامین آب مورد نیاز و ارائه خدمات آبرسانی به شهروندان ،ِیک مشکل اساسی در اغلب شهرها و خصوصاٌ شهرهای بزرگ ،محسوب میشود . محدودیت منابع آب موجود از یک طرف و تقاضای روزافزون جهت تامین آب مصرفی و دفع بهداشتی فاضلاب و توسعه و رشد شهرها از طرف دیگر،لزوم به خدمت گیری یک تفکر سیستمی ،جامع و بهینه در زمینه مدیریت بهینه منابع و توسعه خدمات آبرسانی و دفع فاضلاب را روز به روز آشکارتر و با اهمیت تر می سازد . بدیهی است که به منظور دستیابی به این اهداف ناگزیر به استفاده ازپیشرفته ترین روشهای نوین علمی و فنی در مدیریت بهی نه منابع آب می باشیم . با توجه به مطالب فوق و درک نیاز به داشتن چنین سیستمی در این مقاله سعی شده است امکانات و قابلیتهای سیستم اطلاعات جغرافیایی در مدیریت و مصرف بهینه آ ب شرب شهروندان و ارائهخدمات مناسب به ایشان مورد بررسی قرارگیرد.
سامانه های اطلاعات جغرافیایی (GIS) سیستم های کامپیوتری هستند که از آنها برای ذخیرهو به کارگیری بهینه اطلاعات جغرافیایی استفاده می شود . به طور کلی یک سیستم اطلاعاتجغرافیایی برای جمع آوری، ذخیره و تجز یه و تحلیل داده هایی به کار می رود که موقعیتجغرافیایی آنها یک مشخصه اصلی و مهم محسوب می شود . حجم داده های جغرافیایی بسیارزیاد است، بنابراین قدرت سیستم های اطلاعات جغرافیایی، یک عامل حیاتی در آنالیز اینداده ها محسوب می شود . زیادبودن حجم داده های جغرافیایی به این علت است که امکان داردبا صدها یا هزاران نوع عارضه سر و کار داشته باشیم، د ر حالی که صدها مشخصه تنها به یک عارضه نسبت داده شوند.
این اطلاعات ممکن است به صورت نقشه، جداولی از داده ها ویا فهرست هایی از اسامی یا آدرس ها باشند . کار کردن با این حجم زیاد داده ها با روشمعمولی و غیرکامپیوتری بسیار مشکل و وقت گیر و در بعضی موارد غیرممکن ا ست. هنگامیکه همین داده ها وارد سیستم اطلاعات جغرافیایی می شوند، می توان به راحتی انواع پردازش ها و تجزیه وتحلیل ها را با صرفه جویی در هزینه و زمان، روی آنها انجام داد . البته صرف وجود یک GIS به تنهایی راه به جایی نمی برد، بلکه سازمان منسجمی از نیروی انسانی، تجهیزات وتسهیلات مورد نیاز است تا مسوولیت پیاده سازی و نگهداری GIS را به عهده گیرد.
اگر در نظر بگیریم که از یکسو GIS امکانات سیستمی ،بانک اطلاعاتی و رایانه ای را با فناوری های کسب اطلاعات ماهواره ای و سنجش ازدور و شبکه های اطلاع رسانی جهانی تلفیق کرده است ، و ازسوی دیگر همه فعالیت هایبشری و پدیده های طبیعی دارای ابعاد زمانی و مکانی هستند که می توان ند روی لایه هایمختلف یک نقشه دیجیتال همپوشانی داده شوند ، آنگاه قابلیت و مزایای این سیستم دردسترسی سریع به اطلاعات ، جمع بن دی انواع مختلف اطلاعات ، جمع بندی انو اعمختلف داده ها ، تحلیل اطلاعات به طور یکجا و با هم ، بهنگام سازی ، دقت و سرعت عمل بالای آن مشخص می شود .پبشرفتهای روز افزون درزمینه فناور اطلاعات باعث ایجاد حجم عظیمی از اطلاعات آمارو ارقام شده است .اما این اطلاعات بایستی در چارچوب خاص خود ودر قالب مناسب طبقه بندی و ارایه شوند تا بخوبی قابل استفاده گردند .با توجه به اینکه سیستم اطلاعات جغرافیایی قابلیت دریافت داده ها از منابع و با فرمتهای گوناگون را دارامی باشد یکی از سیستم های کارآمد در برنامه ریزی شبکه های شهری به شمارمی آید.تا قبل ازبه وجود آمدن کامپیوتر ها ، داده های مکانی به طور سنتی با استفاده از نقشه ها و بهصورت نقاط، خطوط و سطوح ترسیم شده بر روی کاغذ یا فیلم، نشان داده می شدند . عوارضارائه شده در نقشه ها توسط سمبلها و رنگهایی که در لژاندر نقشه تشریح می شدند، مشخصشده و گاهی نیز با نوشتار همراه بودند. بدین ترتیب نقشه و اطلاعات جانبی مربوطبه آن، پایگاه داده های مکانی را تشکیل می داد.نقشه های موضوعی به عنوانابزاری برای ثبت و طبقه بندی مشاهدات مورد استفاده قرار می گرفت .آنالیزها بیشتر بهصورت کیفی بودو با بررسی های بصری برروی نقشه انجام می شد.آنالیزهای کمی صرفا بااستفاده از خط کش جهت اندازه گیری فواصل و پلانیمتر برای اندازه گیری مساحت هاانجام می گرفت.
گر چه بازیابی حجم کوچکی از داده ها و در نظر گرفتن صرفا بعضیاز ارتباطات مکانی بین عوارض نسبتا ساده بود اما وقتی که حجم وسیعی از داده ها مطرح می شد این روشها عملی و ممکن نبودند.
در دهه1970 به دلیل امکان دسترسی بهکامپیوترهای مناسب،تکنولوژی لازم برای کار با داده های مکانی (Spatial Data) بهوجود آمد و سیستم های اطلاعات مکانی برای فراهم آوردن قدرت تجزیه و تحلیل حجمبزرگ ی از داده های مکانی توسعه یافتند.ازآنجا کهشرکتآب و فاضلاب وظیفه حیاتی تامین و توزیع آب را برای شهروندان بعهده دار داز مهمترین نهادهای شهری محسوب می شود . این نهاد بدلیل گسترش فراگیر و تعداد زیاد مشترکین ، نیازمند بکار گیری سیستم اطلاعاتی یکپارچه و هماهنگ با بالاترین کیفیت است تا در کمترین زمان و با بیشترین سرعت به اطلاعاتدسترسی داشته باشد .
تاسالیانقبل روش های سنتی و دستی متداولترین شیوه مدیریت اطلاعات بوده است . حاصل بکارگیری این روشها جمع آوری شدن انبوهی از اطلاعات بوده است که معمولا " پراکنده ، غیر مستند ،غیر رقومی، دارای کیفیت پایین، قدیمی ، غیر استاندا رد و در برخی موارد در حافظه افراد ثبت شده اند . برای حل این مشکل ضروری است سیستم اطلاعات مناسبی جایگزین نظام سنتی و قدیمی گردد. سیستمی که بتواند در قالب مجموعه ای سازمان یافته و منسجم با بهره گیری از جدیدترین دستاوردهای تکنولوژی سخت افزاری و نرم افزاری اطلاعات را با صرف کمترین هزینه، کمترین وقت و با بالاترین کیفیت و سرعت در اختیار استفاده کننده قرار دهد . جهت انجام این گونه مطالعات، شناسایی پدیده ها و لایه های اطلاعاتی (مکانی توصیفی) مشترکین و شبکه آب در درجه اول اهمیت قرار دارد.
منطقه مطالعاتی
شهر تاریخی اصفهان سومین شهربزرگ ایران از نظرجمعیتی (پس از تهران و مشهد ) بوده واز مراکز مهم گردشگری فرهنگی و اقتصادی کشورمحسو ب می شود .شهراصفهان باتوجه به جایگاه ویژه ای که درمیان سایر کلانشهرهای ایران دارد دردهه های اخیررشد بی سابقه ای رادرشهرنشینی تجربه کرده که منجر به افزایش تقاضا توسط مشترکین آب و فاضلاب شده است.
منطقه مطالعاتی منطقه 3 آب وفاضلاب شهر اصفهان می باشد که محدوده ای وسیع بین مرکز تا شمال غربی اصفهان را شامل می شود.
موادوروشها
منابع داده های موردنیاز جهت کاربا نرم افزار Arcgisبه شرح زیر می باشد: -1داده های گرافیکی (نقشه پایه)شامل:
الف-نقشه های قدیمی موجود در بایگانی
ب- عملیات نقشه برداری زمینی و ترازیابی معابر ج-برداشت های انجام شده توسط GPS
د-پروفیل های آب و فاضلاب موجوددردفترفنی شرکت ه-نقشه های به هنگام شده رقومی
و-ترسیمات انجام شده در نرم افزار Autocad
-2 داده های غیر گرافیکی(بانک های اطلاعاتی)شامل:
الف- بایگانی پرونده های مشترکین موجود در اداره آب وفاضلاب منطقه 3 ب- اطلاعات غیر گرافیکی موجوددر پروفبلهای آب و فاضلاب ج- اصلاح وویرایش مستقیم اطلاعات مالی ، آب بها و میزان مصرف مراحل انجام یک پروژه نمونه با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی در شبکه های آب و فاضلاب بطور خلاصه به شرح زیر می باشد:
الف- تهیه تکمیل و رقومی سازی نقشه های مورد نیازو اتصال آنها به یکدیگرجهت تشکیل بلوک درمساحتی بالغ بر 200 هکتار از منطقه شهری اصفهان ب-پیاده کردن واحدهای ساختمانی برروی نقشه هاو نوشتن یک شماره یگانه مانند شماره ردیف مشترکین برروی آنها
ج-ترسیم شبکه های آب و فاضلاب برروی نقشه های پایه و نمایش موقعیت شیرها ، تقاطع لوله ها ، آدم روهاو...
د- تعیین کدارتفاعی نقاط درمعابر با توجه به کد ارتفاعی شبکه ه-تشکیل بانک اطلاعاتی مربوط به واحدهای ساختمانی و برقراری ارتباط بین نقشه مربوط و بانک اطلاعاتی از طریق شماره ردیف. در این بانک اطلاعاتی تعدادی رکورد و فیلد به شر ح زیر وجوددارد:
شماره ردیف، شماره اشتراک، نام و نام خانوادگی مشترکین ،آدرس ،متراژ عرصه و اعیانی ، تعداد واحد مسکونی یا تجاری ،تاریخ نصب انشعابات آب و فاضلاب ، نوع کاربری ،میزان مصرف آب در یک دوره مشخص ، قطر انشعاب آب، قطر سیفون فاضلاب، بدهی بابت قبوض آب، بدهی بابت امور مشترکین.
و-تشکیل بانک اطلاعاتی مربوط به لوله ها وبرقراری ارتباط بین لوله مربوط و بانک اطلاعاتی از طریق کد متناظرآن.لازم به ذکراست که در مورد شبکه فاضلاب تراز زمین و تراز لوله نیز در نظر گرفته می شود.
ز-برقراری ارتباط یک به یک بین بانک اطلاعاتی و اجزای نقشه پایه با استفاده از نرم افزار Arcgis ح- انجام تحلیل های نرم افزاری
شکلهای زیر کاربا لایه های اطلاعاتی شبکه فاضلاب منطقه 3 اصفهان رادر برنامه Arcmapنشان می دهد
شکل-1لایه های اطلاعاتی شبکه فاضلاب منطقه 3 اصفهان
شکل:2جدول اطلاعات توصیفی شبکه فاضلاب منطقه 3اصفهان
