برآورد ميزان آب صرفه جويي شده به منظور برنامه ريزي قابل اطمينان در مديريت تقاضاي آب

چكيده:
گسترش شهرنشيني ، افزايش جمعيت،توسعه صنعتي شهرها وبالا رفتن استانداردهاي زندگي موجب شده تا مصرف سرانه آب درايران ازروندي روبه رشد برخوردارباشد. ازيكسو كاهش ظرفيت منابع آب موجود به همراه تقاضاي افزونتر براي آب وازسوي ديگرنياز ايجاد منابع تامين آب جديد به سرمايه گذاري بالاي اقتصادي، موجب گرديده تاضرورت ذخيره سازي درمصرف آب بيش ازپيش

احساس شود. بدين منظور ضروري است تابا برنامه ريزي دقيق وحساب شده درزمينه مديريت تقاضاي آب واعمال روشهاي مديريتي درجهت ارتقاء سطح آگاهي جامعه واستفاده ازفن آوريهايي كه منجر به صرف جويي درمصرف آب مورد تقاضا براي مصرف وظرفيت ذخاير آب موجود را فراهم نمود.بطوركلي ميزان موفقيت برنامه هاي مديريت تقاضاي آب دراين زمينه، بستگي به ميزان كارائي روشهاي ارائه شده درزمينه صرفه جويي درمصرف آب داشته وبراين اساس مي بايست با اندازه

گيري ميزان آب صرفه جويي شده حاصل ازاجراي اين روشها،ميزان موفقيت برنامه هاي مديريت تقاضاي آب رادر امر ذخيره سازي آب بررسي نمود. بايد توجه داشت كه تعيين دقيق مقدارآب صرفه جويي شده به آساني امكان پذير نبوده وعواملي نظير ثابت نبودن مصرف آب درطول شبانه روز، يكسان نبودن آهنگ مصرف آب در بين مشتركين مختلف،تغييرات فصلي وآب وهوايي، نوسانات قيم

ت آب بهاء ووجود نشتي آب از لوله ها به ميزان مصرف آب تاثيرگذار مي باشند.
باتوجه به مباني فوق،هدف ازارائه اين مقاله معرفي روشي اصولي وعلمي به منظور برآوردنسبتا” دقيق ميزان آب صرفه جويي شده دريك جامعه بوده تا با دسترسي به چنين روشي ضمن آنكه ميزان آب مصرفي حاصل از اجراي راهكارهاي فني واجتماعي درزمينه بهينه سازي مصر

ف آب با ميزان آب مصرفي در دوره قبل از اجراي برنامه هاي مديريت تقاضاي آب مقايسه ميشود، ميزان كارائي روشهاي به كار گرفته شده درزمينه صرفه جويي نيز مشخص گردد. دراين روش ابتدا به چگونگي شرايط انتخاب نمونه هاي آماري به منظور انجام مطالعات وروشهاي موثر درزمينه پايش ميزان مصرف آب مشتركين اشاره شده، سپس به چگونگي پردازش داده هاي جمع آوري شده وبرآورد مقدارآب صرفه جويي شده با استفاده ازروشهاي مهندسي، روشهاي مقايسه اي ماري ومدلسازي رگرسيوني اشاره ميگردد. اين روش همچنين به عنوان ابزاري موثر، دربررسي توجيه پذيري اقتصادي طرحهاي پيشنهادي صرفه جويي مصرف آب قابل كاربرد بوده وبرنامه هاي درازمدت درزمينه مديريت تقاضاي آب را ازقابليت اطمينان بيشتري برخوردار خواهدنمود.
۱- مقدمه:
درطول ده سال اخير، ديدگاههاي محققان صنعت آب وفاضلاب دربرنامه ريزيهاي بلندمدت تامين آب تفاوتهاي زيادي باگذشته نموده است. در دهه هاي گذشته موضوعاتي نظير احداث سدهاي جديد برروي رودخانه ها، افزايش ظرفيت تصفيه خانه هاي آب وتوسعه شبكه هاي آبرساني ازمحورهاي اصلي سياستگذاري درزمينه برنامه هاي مديريت تامين آب به شمار مي آمدند. گسترش شهرنشيني وافزايش سريع جمعيت دربسياري ازكشورهاي جه

ان موجب كاهش سرانه آب دردسترس وپديد آمدن آثار سياسي، اجتماعي واقتصادي ناشي از بحران كم آبي درسالهاي پاياني قرن بيستم وآغاز هزاره جديد گرديده است.
ازسوي ديگرباتوجه به برنامه هاي تدوين شده درگذشته،ايجاد

تاسيسات وسازه هاي آبي جديد حجم انبوهي ازسرمايه گذاري اقتصادي در درازمدت را مي طلبد كه اين امر موجب هدايت برنامه هاي تامين آب درجهت اعمال روشهاي مديريت تقاضاي آب بعنوان تنها راهكار اصلي ايجاد تعادل ميان عرضه وتقاضاي آب شده است.
مديريت تقاضامجموعه اي از روشهاست كه هريك ازآنها به ويژگيهاي خاص مديريت تامين آب رسيدگي نموده واقدام لازم ومناسب را بدون ايجاد ظرفيت هاي بزرگ وجديد انجام مي دهد. امروزه راهكارهاي نظير صرفه جويي درمصرف آب. ضرورت استفاده مجدد ازآب درصنايع، بازيافت فاضلابهاي شهري، بهره برداري كارآمد ازتاسيسات آب شهري وطراحي الگوي مصرف آب براي مناطق مختلف ازجمله موضوعات موردتوجه درمباحث مديريت تقاضاي آب مي باشند. باتوجه به روند روبه رشد مصرف سرانه آب درمقايسه با منابع آب بالقوه سالم دراطراف شهرها، لزوم اعمال مديريت هاي مورد نياز براي صرفه جويي درمصرف آب به منظور استفاده ازمنابع موجود درجهت رفع بحران كم آبي بيش ازپيش احساس ميشود. به طوركلي برنامه ريزي درزمينه صرفه جويي آب مي بايست براساس دومحور مديريت وفن آوري انجام پذيرد. ارتقاء سطح آگاهي جامعه وآموزش همگاني درزمينه مصرف بهينه آب ازطريق رسانه هاي جمعي ومطبوعات، استفاده ازروشها وفن آوري انجام پذيري. ارتقاء سطح آگاهي جامعه وآموزش همگاني درزمينه مصرف بهينه آب ازطريق رسانه هاي جمعي ومطبوعات، استفاده ازروشها وفن آوريهايي نظير استفاده ازمخازن كوچك درتوالتها، استفاده ازسردوشهايي باخروجي كم وفشارزياد درحمام، استفاده ازسرشيرهاي پودركننده آب درمنازل،جلوگيري ازنشتي آب درلوله ها ، بازيافت ومصرف مجددآب درصنايع ازجمله راه حلهاي مستقيم وغيرمستقيمي به شمار مي آيند كه دربرنامه هاي صرفه جويي آب موردتوجه قرارگرفته اند.(۱) اصولا” ميزان موفقيت اين راه حلهادربرنامه هاي مديريت تقاضاي آب بستگي به ميزان بازدهي وكارائي آنها درعمل باتوجه به شرايط اقليمي،اقتصادي وفرهنگي حاكم برجامعه داشته وبراين اساس به منظور اعتماد به

 

ظرفيت ذخاير آب موجود درتامين آب مورد نياز مي بايست ميزان آبي كه دراثر اجراي برنامه هاي صرفه جويي ذخيره شده رابا اطمينان قابل قبولي برآورد نمود. ازسوي ديگر اين برآورد كارائي روشهاي پيشنهادي درزمينه مقوله صرفه جويي را درعين اساس درادامه به بررسي مراحل روش اصولي وعلمي به منظور برنامه ريزي مطمئن تر درامرتامين آب مورد نياز جامعه باتوجه به برآوردهاي انجام شده ازميزان صرفه جويي آب وظرفيت ذخايرآب موجود اشاره ميشود.
۲- جمع آوري اطلاعات آماري محلي:
اولين گام درطراحي يك برنامه ذخيره سازي آب، جمع

آوري اطلاعات آماري ازسازمانهاي آبرساني محلي مي باشد. همچنين آگاهي ازميزان جمعيت فعلي وآهنگ رشدآن به منظورتعيين ميزان تقاضاي آب درآينده وگردآوري اطلاعات اقليمي وآب وهوايي نظير تغييرات دمايي هواوميزان بارندگي درفصول مختلف سال كه ازعوامل مهم وتاثيرگذاربرميزان مصرف آب به شمارميآيند نيزضروري مي باشد.
اطلاعات آماري عموما دربرگيرنده تعداد مشتركين خانگي،تفكيك اشتراكهاي خانگي از لحاظ تعداد طبقات،كاهش تعداد اشتراكهاي صنعتي،تجاري وعمومي، ميزان هدرروي آب درشبكع وقيمت آب بها مي باشند.(۲)
۳- ارزيابي ميزان آب مصرفي مشتركين:
به منظور برنامه ريزي درزمينه صرفه جويي وبرآورد ميزان آب موردنياز درآينده، اطلاع ازميزان آب مصرف شده توسط مشتركين امري ضروري مي باشد. بدين منظور مي بايست ابتدا براساس قبوض آب بها ميزان مصرف آب را دربخشهاي مختلف خانگي، صنعتي ،تجاري وعمومي مشخص نمود. دربخش مصارف خانگي نيزمي بايست ميزان مصرف آب را درداخل وخارج ازمحدوده مسكوني منزل به طور جداگانه تعيين نمود.
مصارف داخل محدوده مسكوني منزل عموما” شامل دستشويي وتوالت، استحمام وشستشو، پخت وپز وآشاميدن، ظرفشويي ولباسشويي بوده ومصارفي خارج از محدوده مسكوني منزل را دربرمي گيرند. براي تعيين مصارف داخلي منزل چنانچه آب پس از مصرف مشتركين وارد شبكه جمع آوري فاضلاب شود وبه تصفيه خانه فاضلاب انتقال

يابد. حجم فاضلاب ورودي به تصفيه خانه تقريبا” ميزان مصرف داخلي آب دراين مراكز ازاهميت بالايي برخوردار بوده ولزوم سرمايه گذاري درزمينه استفاده مجدداز آب رانشان داده واختلاف بين مقدارآب مصرف شده (براساس قبوض آب بهاي م

شتركين)ومقدارفاضلاب ورودي به تصفيه خانه نشانگر ميزان مصارف خارجي مي باشد. درصورتيكه منطقه مورد مطالعه فاقد سيستم جمع آوري فاضلاب باشد. مي توان بابررسي ماهيانه مصارف خانگي درطول سال، كمترين ميزان مصرف را به عنوان مصرف داخلي ماهيانه دربخش اشتراكهاي خانگي منظور نمود.(۳)
دربخش مصارف تجاري وصنعتي نيزابتدا سهم آب مصرفي اختصاص يافته به اين بخشها رااز مصرف كل تعيين نموده وسپس صنايع وواحدهاي پرمصرف رابايد مشخص نمود.بطور كلي تعيين ميزان مصرف آب دربخشهاي تجاري وصنعتي، برنامه ريزي براي صرفه جويي آب دراين بخشها را ازقابليت اطمينان بيشتري برخوردار نموده ومانع ازاتلاف زمان وبودجه لازم براي اجراي اين برنامه ها خواهدشد. بعنوان مثال چنانچه آب مصرف شده دربخشهاي تجاري وصنعتي درصد كمي از مصرف كل آب را به خود اختصاص دهد، سرمايه گذاري بالا در زمينه كاهش مصرف آب دراين بخشها ازنظر اقتصادي مقرون به صرفه نبوده ولي چنانچه درصد قابل توجهي ازحجم آب درصنايع مصرف شود،كاهش مصرف آب دراين مراكز ازاهميت بالايي برخوردار بوده ولزوم سرمايه گذاري درزمينه استفاده مجدد ازآب درصنايع امري لازم وضروري مي باشد.
۴- پيش بيني ميزان آب موردنياز درآينده
يكي ازمهمترين وموثرترين عوامل دربرنامه ريزيهاي ذخيره سازي آب،پيش بيني منطقي ومطمئن ازميزان آب مورد تقاضا درآينده است. بطور كلي يك پيش بيني مطلوب مي بايست ازچهارويژگي زيربرخوردار باشد:
الف – قابل اطمينان باشد(پيش بيني مورد نظر تاچه اندازه به واقعيت نزديك است)
ب – قابل اعتبار باشد(آيا پيش بيني موردنظر براساس تمامي عوامل موثر برميزان آب مورد تقاضا درآينده صورت گرفته است).
ج- قابل فهم باشد(آيا پيش بيني موردنظرقابل فهم مي باشد)
د- قابل ارزيابي باشد (آيا پيش بيني مورد نظر ازقابليت انعطاف دربرابر ارزيابي ها برخوردار است).
عواملي نظيرآهنگ رشد جمعيت ،آب وهوا،بالارفتن استانداردهاي زندگي،تغييرات فن آوري درسيستم آبرساني، تبديل خانه هاي ويلايي به مجتمع هاي آپارتماني وايجاد صنايع جديددرشهرها موجب تغييرسرانه آب مصرفي درشهرها شده وبراين اساس با شبيه سازي وضعيت آب مورد تقاضا درآينده ازطريق مدلهاي رياضي مي توان پيش بيني صحيح تري رادراين زمينه ارائه داد وبرنامه ريزي بهتري را به منظور ايجاد تعادل ميان ظرفيت ذخاير آب موجود وميزان تقاضا براي آب انجام داد(۴).
۵- برآورد ميزان آب صرفه جويي شده.
به منظور برنامه ريزي جامعتر درزمينه مديريت تامين آب براساس ذخايرآب موجود،لزوم برآورد صحيحي ازميزان آب ذخيره شده كه حاصل اجراي راهكارهاي پيشنهادي درزمينه كاهش مصرف آب درجامعه مي باشد امري ضروري است.بايد توجه داشت كه تعيين دقيق ميزان آب صرفه جويي شده به آساني امكان پذيرنبوده وعواملي نظير ثابت نبودن

آهنگ مصرف آب درطول شبانه روز،يكسان نبودن آهنگ مصرف آب دربين مشتركين ، تغييرات فصلي وآب وهوايي ، نوسانات بهاي آب وميزان نشتي آب از لوله ها برميزان مصرف آب تاثيرگذار مي باشند.
براين اساس ،روش انتخابي دربرآورد ميزان آب صرفه جويي شده بايد توانايي تعيين مقدار مصرف آب رابا توجه به خصوصيات مشتركين، عوامل تاثيرگذارخات تقاضا درجامعه راداشته باشد. لذابراي انجام مطالعات لازم دراين زمينه مي بايست ، ميزان آب مصرفي مشتركين دردو دوره زماني مختلف كه يكي قبل ازاعمال روشهاي صرفه جويي وديگري بعد ازآن مي باشد تحت پايش وكنترل مستمر قرارگيرد. بدين منظور مي بايست مشتركين را در دوگروه مجزا كه يكي شامل مشتركين تحت پوشش روشهاي صرفه جويي آب (گروه تحت پوشش) وديگري شامل بقيه مشتركين مي باشند.تقسيم نمود. بايد توجه داشت كه دقت درجمع آوري نمونه هاي آماري وبه كارگيري روشهاي مناسب درتجزيهوتحليل داده هاي جمع آوري شده از اهميت بالايي برخوردار بوده وموجب كاهش هرچه بيشتر خطا درانجام محاسبات ميشود. براين اساس درادامه به تشريح روش صحيح نمونه گيري آماري وتجزيه وتحليل داده هاي جمع آوري شده اشاره ميگردد.(۵)
۵-۱ انتخاب نمونه ها

باتوجه به اينكه عمل پايش واندازه گيري مقدار

مصرف آب به طور مجزا براي تمامي مشتركين مستلزم صرف وقت وهزينه هاي بسياري مي باشد. ضروري است تا به منظور انجام مطالعات لازم دراين زمينه از روش نمونه گيري طبقاتي استفاده شود. دراين روش مشتركين به چهار بخش خانگي ، تجاري، صنعتي وعمومي تقسيم گرديده وسپس ازهربخش نمونه هايي به طور تصادفي انتخاب ميشود. حسن اين روش آن است كه نمونه هاي انتخابي دربرگيرنده مشتركين هريگ ازچهار بخش بوده وازدقت قابل قبولي برخوردار مي باشد. فضاي نمونه گيري نيزبنا به پيشنهاد بسياري ازمحققان شامل ۵۰۰ تا۲۰۰۰ مشترك خانگي وبين ۵۰ تا۵۰۰ مشترك غيرخانگي مي باشد.(۵)