مدیریت تقاضای آب با استفاده از تحلیل دینامیک سیستم

مدیریت تقاضای آب با استفاده از تحلیل دینامیک سیستم

اسلاید 1: 1گزارش پيشرفت كار پايان نامه كارشناسي ارشدعنوان پايان نامه:مديريت تقاضاي آب با استفاده از تحليل ديناميك سيستماستاد راهنما:دكتر ابريشم چي دانشجو:احمد ملكي نسب

اسلاید 2: 2مقدمه رشد روز افزون جمعيت، توسعه صنعت، گسترش شهرنشيني و بالا رفتن سطح رفاه، سبب افزايش تقاضاي آب از يک سو و بدتر شدن کيفيت منابع محدود آب از سوي ديگر شده است. در ميان مصارف مختلف آب، آب شهري به خاطر مسائل بهداشتي و نيازهاي اوليه و اساسي انسان به آب و نيز احتمال بروز تنشهاي اجتماعي، از حساسيت و اولويت بيشتري برخوردار است.

اسلاید 3: 3 اين مشکلات به همراه هزينه هاي بالاي تامين آب، سازمانها را مجبور مي سازد تا به سمت مديريت تقاضا و برنامه هاي صرفه جويي آب، به عنوان يک راه حل کم هزينه، پايدار و قابل اعتماد روي آورند.

اسلاید 4: 4 در اين پايان نامه با توجه به لزوم مديرت تقاضاي آب كاشان، مولفه هاي مصرف آب اين شهر بررسي شده و درمورد راهكارهاي كاهش تقاضاي آب بحث شده است. ضمنا استفاده از قطعات كاهنده مصرف به عنوان يك ابزار كارآمد براي كاهش تقاضاي آب، بطور كامل مورد ارزيابي قرار گرفته است.

اسلاید 5: 5مديريت منابع آب مديريت منابع آب را مي‌توان مجموعه‌اي از تمهيدات فني، اداري و قانوني دانست كه هدف آن برقراري تعادل و توازن ميان تقاضا براي آب از يك سو و تأمين آب از سوي ديگر مي‌باشد. جنبه هاي مديريت منابع آب: - مديريت تأمين آب - مديريت تقاضاي آب

اسلاید 6: 6مديريت يكپارچه منابع آب هدف از مديريت يكپارچه منابع آب دستيابي به توسعه پايدار، كارامد و عادلانه منابع آب با استفاده همزمان از مديريت تامين و تقاضاي آب مي باشد سياست ها: با آب بايد به عنوان يك كالاي اقتصادي، اجتماعي و زيست‌محيطي برخورد شود. سياست ها و گزينه‌هايي كه مديريت آب را هدايت مي‌كند بايد در چارچوبي يكپارچه تحليل شود.

اسلاید 7: 7مديريت تقاضاي آب مديريت تقاضاي آب به فعاليتهايي اطلاق مي‌شود كه كمك مي‌كند تا تقاضاي آب كاهش يابد، راندمان مصرف بهبود يابد و از آلوده شدن يا نابود شدن منابع جلوگيري ‌شود. در شرايطي كه بهترين فرصتهاي تأمين آب، استفاده شده اند و فرصتهاي حاشيه اي از لحاظ اقتصادي و زيست محيطي بسيار پرهزينه هستند، مديريت تقاضا يك ضرورت مي باشد.

اسلاید 8: 8تكنيك هاي اقتصادي تكنيك هاي سازه‌اي تكنيك هاي بهره‌برداري تكنيك هاي اقتصادي- اجتماعي روشهاي مديريت تقاضا:

اسلاید 9: 9 منافع مديريت تقاضا:كاهش مصرف آب، بدون اختلال در كيفيت زندگيكاهش هزينه هاي بهره برداريصرفه جويي در هزينه ها با به تأخير انداختن اجراي طرحهاي تأمين آبكمك به حفظ محيط زيست بواسطه نوسازي منابع طبيعي آبكاهش توليد آلودگي و عدم نياز به تصفيه خانه هاي فاضلابصرفه جويي در مصرف انرژي بواسطة كاهش مصرف آب گرمسوق دادن به سمت سيستم هاي پايدار تامين آب

اسلاید 10: 10 اقدامات موثر در كاهش تقاضاي آب:برنامه هاي آگاهي عمومي استفاده از قطعات كاهنده مصرفكاهش آب به حساب نيامدهاستفاده از منابع آبي غير از آب شرب، براي آبياري فضاهاي سبزنصب كنتور مجزا براي هر واحد در مجتمع هاي مسكوني استفاده از شبكه هاي توزيع دوگانه آبتغيير سياست هاي قيمت گذاري آب

اسلاید 11: 11 در طراحي برنامه هاي صرفه جويي آب، برنامه ريزان با مشکل يافتن طرحي با بيشترين بازده مواجه هستند. برخي برنامه ها مقرون به صرفه نيستند؛ در مورد برخي ديگر ممکن است درآمد حاصل نتواند هزينه هاي طرح را جبران کند يا اينکه طرح از نظر قابليت پذيرش در جامعه شکست بخورد.

اسلاید 12: 12 در دست داشتن برآوردهاي قابل اعتماد از سود و هزينه هاي پتانسيل طرح هاي مختلف صرفه جويي آب و ميزان ذخيره آب بواسطه اجراي چنين طرحهايي مي تواند اين امکان را به مديران و برنامه ريزان بدهد که آگاهانه و دقيق تر تصميم بگيرند. يکي از ابزارهاي رسيدن به برآوردهاي قابل اعتماد از ميزان صرفه جويي آب توسط طرح هاي مختلف مطالعه ميداني(تجربي) آنها مي باشد.

اسلاید 13: 13مراحل مطالعه ميداني طرح هاي صرفه جويي آبايجاد يک پايگاه داده با استفاده از مشاهدات مصرف آبانتخاب نمونه مناسب از جامعه اجراي آزمايشات و جمع آوري داده ها برآورد آماري مقدار ذخيره آببرآورد پتانسيل سود و هزينه

اسلاید 14: 14ضرورت مديريت تقاضاي آب كاشان رشد سريع جمعيت باعث كاهش ميزان سرانه آب تجديد پذير شده است.سرانه منابع آب تجديدپذير استان اصفهان

اسلاید 15: 15 برداشت بيش از اندازه از چاه هاي آب در شهر کاشان، سبب پايين رفتن مداوم سطح آب زيرزميني و بدتر شدن كيفيت آب شده است.

اسلاید 16: 16در سال هاي اخير اقدام به انتقال آب زاينده رود به كاشان شده است.به دلايل زير، ضرورت اجراي فعاليت هاي مديريت تقاضا افزايش يافته است:ارزش آب انتقال داده شده و قيمت تمام شده آن بيشتر است.اين طرح انتقال آب بين حوضه اي مي باشد كه مشكلات خاص خود را دارد. كاهش مقدار آب منتقل شده مي تواند از شدت خسارات بكاهد.بهبود كيفيت آب كاشان باعث بيشتر شدن جاذبه جمعيتي اين شهر و افزايش مهاجرت به اين شهر خواهد شد.افزايش فشار آب و تامين نياز آبي مشتركين، پس از اجراي طرح هاي بهسازي شبكه و بهره برداري از طرح انتقال آب، باعث ايجاد نگرش فراواني آب در مشتركين و افزايش مصرف سرانه خواهد شد.

اسلاید 17: 17بررسي جمعيت و وضعيت آب شهر كاشان - جمعيت كاشان

اسلاید 18: 18مصرف آب كاربري هاي مختلف در شهر كاشان

اسلاید 19: 19روند تغييرات مصرف آب خانگي در مقايسه با مصرف كل آب شرب شهر كاشان طي سالهاي اخير

اسلاید 20: 20مشتركين خانگي در گروه هاي سه گانه مصرف

اسلاید 21: 21سرانه مصرف آبسرانه مصرف آب در سال هاي گذشته

اسلاید 22: 22سرانه مصرف در سال هاي گذشته (با در نظر گرفتن آب به حساب نيامده)

اسلاید 23: 23پيش بيني سرانه مصرف آب در سال هاي آينده

اسلاید 24: 24سرانه مصرف در سال هاي آينده با درنظر گرفتن آب به حساب نيامده

اسلاید 25: 25نمودار سرانه مصرف آب در سال هاي آينده

اسلاید 26: 26قطعات كاهنده مصرف يكي از روشهاي صرفه‌جويي آب، ترغيب مصرف‌كنندگان به استفاده از وسايل و شيرآلاتي است كه كم‌مصرف طراحي شده‌اند. از اين طريق آب كمتري براي انجام يك كار معين مورد نياز است، بدون آنكه باعث ناراحتي مصرف‌كننده شود. سرشيرهاي كاهندة مصرف كه روي شيرهاي دستشويي، آشپزخانه و حمام براي ايجاد يك جريان آب محدود و كنترل شده نصب مي‌شوند از جملة اين قطعات مي‌باشند. . اين قطعات با مكانيزم مخصوص خود مثل مخلوط كردن آب با هوا، كاهش فشار و پودر كردن آب، مصرف آب را كاهش مي‌دهند.

اسلاید 27: 27 براي رسيدن به كاهش مطلوب در مصرف آب توسط اين وسايل دو نكته مهم زير را بايد در نظر گرفت:نگهداري و اطمينان از نصب درست اين وسايلتعيين ساختار تعرفه اي مناسب براي آب كه مكمل اجراي طرح استفاده از وسايل كاهنده مصرف مي باشد

اسلاید 28: 28ارزيابي استفاده از قطعات كاهنده مصرف آب (مطالعه ميداني) قبل از اينكه قطعات كاهنده مصرف به صورت وسيع مورد استفاده قرار گيرد بايد در يك محدودة مطالعاتي، كارآيي، ميزان كاهش در مصرف آب و قابليت پذيرش مردم ارزيابي شود و بعد از تحليل اقتصادي، در سطح وسيع توزيع شود. به منظور برآورد پتانسيل صرفه جويي در مصرف آب بواسطه استفاده از قطعات کاهنده مصرف، همچنين شناخت قابليت پذيرش اين تجهيزات از طرف مردم، يک مطالعه ميداني در سطح شهر كاشان طراحي و اجرا گرديد.

اسلاید 29: 29مراحل مختلف طرحمحصولات شركت هاي مختلف بررسي و قطعات مناسب انتخاب شد.300 مشترك خانگي به صورت تصادفي انتخاب شد.با انجام مصاحبه اوليه و تكميل پرسشنامه، خانواده هايي كه تمايل به همكاري داشتند مشخص شدند.از ميان مشتركيني كه جهت همكاري اعلام آمادگي كرده بودند، 80 مشترك انتخاب شد.مشتركين انتخاب شده، به صورت تصادفي به دو گروه شاهد و تيمار تقسيم شدند.10 مشترک از بين 80 مشترک ذکر شده، به صورت تصادفي انتخاب و درستي کارکرد کنتور آب منزل تست شد.

اسلاید 30: 30اولين قرائت كنتور آب منازل مشتركين شاهد و تيمار در تاريخ 17/1/84 انجام پذيرفت.دو هفته بعد كاركرد كنتور آب براي بار دوم قرائت شد. در اين تاريخ قطعات كاهنده مصرف در منازل مشتركين تيمارنصب شد و پرسشنامه هاي بررسي قابليت پذيرش قطعات در اختيار آنها قرار گرفت. پس از گذشت دو هفته ديگركاركرد كنتور آب مشتركين شاهد و تيمار براي بار سوم قرائت شد. فرمهاي ثبت كاركرد كنتور جمع آوري شده و مورد بررسي قرار گرفت.

اسلاید 31: 31مصرف آب دو گروه تيمار و شاهد در دو هفته اول و دوم مورد ارزيابي آماري قرار گرفت. با استفاده از نتايج آماري حاصل از آزمايشات، تامين و تقاضاي آب كاشان در سالهاي آينده تحليل و بررسي شد و هزينه ها و منافع استفاده از قطعات كاهنده مصرف در شهر كاشان ارزيابي شد. فرمهاي نظرسنجي در ارتباط با قابليت پذيرش قطعات مطالعه شده و نظرات مشتركين مورد بررسي قرار گرفت.

اسلاید 32: 32انتخاب قطعات پس از بررسي محصولات شركت هاي مختلف قطعات زير براي انجام آزمايشات انتخاب شدند. - سرشير دستشويي:

اسلاید 33: 33- سرشير آشپزخانه

اسلاید 34: 34- سردوش حمام

اسلاید 35: 35انتخاب نمونه فرآيند نمونه گيري شامل شش مرحله زير مي باشد:بيان هدف تعيين اندازه نمونهانتخاب نمونهجمع آوري داده هاي لازم از نمونهتحليل داده هانتيجه گيري در مورد جمعيت

اسلاید 36: 36اندازه نمونه محدوديت هاي اصلي در تعيين اندازه نمونه:پولزماندر دسترس بودن سه عامل در محاسبه اندازه نمونه به کار گرفته مي شود:اندازه جمعيتدقت مورد نيازقابليت اعتماد

اسلاید 37: 37سطح دقت، فاصله ايست در بالا و پايين ميانگين نمونه که انتظار مي رود ميانگين جمعيت در آن فاصله قرار داشته باشد. سطح اعتماد، احتمال آن است که ميانگين نمونه از ميزان واقعي ميانگين جمعيت بيش از سطح دقت تعيين شده، انحراف نداشته باشد. تعداد نمونه هايي كه در نهايت براي انجام محاسبات آماري براي هر يك از گروه هاي شاهد وتيمار مورد استفاده قرار گرفت بطور متوسط 26 مي باشد.درصورتي كه سطح اعتماد را 80 درصد درنظر بگيريم، با استفاده از روابط مربوطه، سطح دقت 0.25 انحراف معيار بدست مي آيد.

اسلاید 38: 38 اين ميزان سطح دقت (S.25 0) و سطح اعتماد (80 درصد) براي نتايج حاصل از مطالعه ميداني حاضر،کافي مي باشد زيرا هدف از اين تحقيق مشخص نمودن اهميت استفاده از قطعات كاهنده مصرف و موثر بودن اين قطعات در كاهش مصرف آب مي باشد بنابراين برآورد تقريبي از ميزان آب ذخيره شده بواسطه استفاده از اين قطعات در سطح شهر كافي بوده و دقت بالا مورد نياز نمي باشد. ضمن اينكه در آزمايشاتي كه نيازمند صرف هزينه هاي بالا مي باشند، عامل اصلي تعيين اندازه نمونه مسائل اقتصادي مي باشد.

اسلاید 39: 39طرح نمونه گيري براي نمونه گيري از روش نمونه گيري تصادفي طبقه بندي شده استفاده شده است.مزاياي اين روش:كاهش انحراف معيار داده هااطمينان بيشتر از اينكه نمونه معرف جامعه است خصوصا وقتي اندازه نمونه بزرگ نباشد

اسلاید 40: 40معيار هاي ممكن براي طبقه بندي مشتركينالف) ميزان مصرف آب در گذشته كه مي تواند شامل بازه هاي زير گردد:- پايين تر از الگوي مصرف- الگوي مصرف تا دو برابر الگوي مصرف- بيش از دو برابر الگوي مصرفب) ميزان درآمد خانوارج) توزيع فشار شبكه

اسلاید 41: 41طرح آزمايشطرح انتخاب شده براي آزمايش حاضر طرح پيش آزمون و پس آزمون با گروه شاهد “ مي باشد. نگاره اين طرح به شكل زير است.

اسلاید 42: 42نتايج آزمايشات

اسلاید 43: 43

اسلاید 44: 44

اسلاید 45: 45

اسلاید 46: 46

اسلاید 47: 47تحليل آماري نتايجنمونه تيمار- دو هفته اول:

اسلاید 48: 48نمونه تيمار- دو هفته دوم :فرض صفر و و فرض مقابل به قرار زير مي باشند:

اسلاید 49: 49براي تعيين معني دار بودن اختلاف ميانگين دو مرحله، بايستي مقدار t محاسبه شده و با مقدار t جدول مقايسه شود. مقدار t محاسبه شده از t جدول بيشتر مي باشد بنابراين با سطح احتمال 97.5 درصد اختلاف ميانگين هاي گروه تيمار براي قبل و بعد از نصب قطعات معني دار مي باشد.

اسلاید 50: 50نمونه شاهد- دو هفته اول:- دو هفته دوم:فرض صفر و و فرض مقابل به قرار زير مي باشند:

اسلاید 51: 51 مقدار t محاسبه شده از t جدول بيشتر مي باشد بنابراين با سطح احتمال 90 درصد اختلاف ميانگين هاي گروه شاهد براي قبل و بعد از نصب قطعات معني دار مي باشد..

اسلاید 52: 52درصد افزايش مصرف آب گروه شاهد در دو هفته دوم، نسبت به دو هفته اول برابر است با:و درصد كاهش مصرف آب گروه تيمار در دو هفته دوم، نسبت به دو هفته اول برابر است با: بنابراين با توجه به اينكه عوامل موثر به غير از نصب قطعات كاهنده مصرف در جهت افزايش مصرف آب بوده اند، مي توان با اطمينان كامل گفت كه نصب قطعات كاهنده مصرف حداقل باعث 13.7 درصد كاهش در مصرف آب خانگي مي شوند.

اسلاید 53: 53استفاده از نتايج طرح در مديريت يكپارچه آب كاشان از مهمترين منافع اجراي طرح هاي مديريت تقاضاي آب، صرفه جويي در هزينه ها با به تأخير انداختن اجراي طرحهاي تأمين آب يا طراحي آنها با ظرفيت كمتر و يا حتي حذف آنها مي باشد.پرسش : آيا طرح انتقال آب زاينده رود به همراه استحصال آب از چاه ها مي تواند جوابگوي تقاضاي كاشان در 25 سال آينده باشد؟ در صورتي كه جواب، منفي باشد آيا مي توان با اجراي طرح استفاده گسترده از قطعات كاهنده مصرف در شهر كاشان، اجراي طرح هاي تامين آب مورد نياز در آينده را به تاخير انداخت؟

اسلاید 54: 54

اسلاید 55: 55

اسلاید 56: 56

اسلاید 57: 57تحليل اقتصادي كل اعتبار درنظر گرفته شده براي طرح انتقال آب زاينده رود به كاشان 1100 ميليارد ريال مي باشد. مدت زمان درنظرگرفته شده براي بهره برداري از اين طرح 25 سال مي باشد. بنابراين با درنظرگرفتن 4 درصد نرخ استهلاك و 4 درصد هزينه بهره برداري، قيمت تمام شده يك متر مكعب آب انتقال داده شده خواهد بود: ريال به مقدار فوق بايستي هزينه هاي توزيع آب در شهر نيز اضافه شود. هزينه توزيع هر مترمكعب آب در شهر كاشان در سال 1383 در حدود 1000 ريال بوده است. بنابراين قيمت يك مترمكعب آب 3800 ريال خواهد بود.

اسلاید 58: 58 درصورتي كه طرح استفاده از قطعات كاهنده مصرف از سال 1386 در شهر كاشان آغاز شود با توجه به اينكه عمر مفيد قطعات 5 سال مي باشد، ميزان آب صرفه جويي شده برابر خواهد بود با :سود حاصل برابر است با : ريال

اسلاید 59: 59هزينه : ريالبنابراين نسبت سود به هزينه خواهد بود:

اسلاید 60: 60 همچنين مي توان منافع اقتصادي استفاده از قطعات كاهنده مصرف را براي مشتركين محاسبه كرد. در صورتي كه متوسط تعداد افراد ساكن دريك واحد مسكوني را 5 نفر در نظر بگيريم با مصرف سرانه 150 ليتر در روز، ميزان مصرف آب در يك ماه برابر خواهد بود با:هزينه آب مصرفي : ريال

اسلاید 61: 61 درصورت نصب قطعات كاهنده مصرف، آب مصرفي منزل 13.7 درصد كاهش خواهد يافت. بنابراين ميزان مصرف آب در يك ماه خواهد بود:هزينه آب مصرفي : ريال هزينه خريد قطعات 80000 ريال مي باشد و كاهش در هزينه آب بها 13950 ريال در ماه مي باشد. بنابراين در عرض كمتر از 6 ماه هزينه تهيه قطعات برگشت داده خواهد شد در حالي كه عمر مفيد قطعات 5 سال مي باشد.

اسلاید 62: 62ادامه كاربررسي فرم هاي تعيين قابليت پذيرش قطعات و جمع بندي نظرات مشتركينمطالعات آب به حساب نيامدهاستفاده از حلقه هاي علت و معلولي براي نشان دادن اثرات فعاليتهاي مديريت تقاضاي آب

اسلاید 63: 63با تشكر از توجه شما