مسيريابی خطوط لوله در سیستم های انتقال آب (از سد طالقان تا شهر جدید هشتگرد)

0

سعید قره حسنلو / مهدی عربی

طالقان تعیین مسیر بهینه خط لوله که در آن ملاحظات فنی ومهندسی، اقتصادی و زیست محیطی اعمال شده باشد نیاز به تکنیک­هایی است که پارامترهای موثر در تعیین مسیر را به­طور توام در نظر بگیرند. در این پژوهش (از سد طالقان تا شهر جدید هشتگرد) ابتدا پارامترهای موثر در تعیین مسیر وضعیت توپوگرافی (شیب، ارتفاع)، پوشش­گیاهی، کاربری ­اراضی، تراکم جمعیت، طول خط لوله، رودخانه و جاده، نواحی و مکان­های مهم، سکونتگاه­ها، نواحی حساس           زیست­محیطی و مراکز (مذهبی- فرهنگی) تعیین و با کاربرد نقشه­های پایه و استخراج مکان هندسی نقاط موردنظر از گوگل ارث، اقدام به عملیات میدانی پیمایش و برداشت اطلاعات زمینی شد. پس از آن اطلاعات لایه­های مربوط به پارامترهای موردنظر در محیط GIS بارگذاری و پس از اعمال وزن­دهی­های خاص عملیات تولید نقشه هزینه بر اساس فرآیند تحلیل سلسله مراتبی ارزش­گذاری، ترکیب و نهایتاً مسیر بهینه با استفاده از الگوریتم کم­ترین هزینه تعیین گردید. نهایتاً مسیرها شامل مسیر آبفا، مسیر بهینه تعیین شده با هم مقایسه شدند. مقایسه مسیر بهینه تعیین شده با استفاده از نرم­افزارهای ArcGIS و ادریسی نشان می­دهد دو مسیر بر هم منطبق هستند و مقایسه هزینه این مسیر با مسیر آبفا 14 درصد کاهش هزینه را نشان می­دهد که عمده هزینه اضافی مسیر آبفا ناشی از تقاطع بیش­تر با رودخانه و جاده، عبور از نواحی غیر مجاز، عبور از کاربری­های مختلف با هزینه بالاتر و نهایتاً افزایش طول خط لوله است.

واژه ­های کليدی: وزن­ دهی، خطوط لوله آب، سد طالقان، شهر جدید هشتگرد، تحلیل سلسله مراتبی.

مقدمه

طراحی اولیه مسیر و مطالعات فاز صفر، یکی از مهم­ترین مراحل احداث مسیر خطوط لوله انتقال آب است که در طی آن محل عبور خطوط لوله، پیش از شروع ساخت، از جنبه­های مختلف بررسی شده و  ایمن­ترین و اقتصادی­ترین موقعیت احداث مسیر خطوط لوله شناسایی می­شود (نگاهداری و همکاران،1391). پردازش و تحلیل به منظور تعیین کوتاه­ترین مسیر، همواره یکی از کاربردی­ترین         راه­هاست. تاکنون الگوریتم­های مختلفی برای مسیریابی بهینه، باتوجه به پارامترهای موثر و خصوصیات مختلف آن­ها ارائه شده است. اینکه کدام روش ارزیابی و تحلیل تناسب جغرافیایی، مکانی و زمانی از پارامترهای پایه تأثیرگذار دارد، امری مهم و نیاز به کاربرد فنون و روش­های خاص خود دارد؛ بهینه‌سازی، یک فعالیت مهم و تعیین‌کننده در طراحی است. طراحان زمانی قادر خواهند بود طرح‌های بهتری تولید کنند که بتوانند با روش‌های بهینه‌سازی در صرف زمان و هزینه طراحی صرفه‌جویی نمایند. هدف از بهینه‌سازی، یافتن بهترین جواب قابل قبول، باتوجه به محدودیت‌ها و نیازهای مسئله است. برای یک مسئله، ممکن است جواب‌های مختلفی وجود داشته باشد که برای مقایسه آن‌ها و انتخاب جواب بهینه، تابعی به نام تابع هدف تعریف می‌شود و انتخاب این تابع به طبیعت مسئله وابسته است (واحد منشوری، 1372: 2). به عنوان مثال، کاهش زمان یا هزینه از جمله اهداف رایج بهینه‌سازی مسیریابی خطوط لوله انتقال آب است. در طراحی مسیر علاوه بر رعایت نکات فنی و اقتصادی، باید به خصوصیات زیست­محیطی نیز توجه نمود، تا احداث آن حداقل آسیب‌ها را به محیط­زیست وارد نماید.

1

طرح مسأله: از آنجا که استفاده مجدد از فاضلاب تصفیه شده یکی از روش­های تأمین آب مورد نیاز محسوب می­شود و با توجه به این­که در استان البرز با مشکل کم آبی روبه­رو شده­ایم و مسائل و پیامدهایی را به همراه آورده است. در این تحقیق سعی شده تا از تکنیک­ نوین GIS که جهت                  تصمیم­گیری و مشاوره کارشناسان در طراحی مسیر خطوط لوله است استفاده و همچنین با به کارگیری روش الگوریتم کم­ هزینه­ترین مسیر و ارزیابی چند معیاره بهترین مسیر برای خطوط لوله انتقال آب در نظر گرفته شود. به علاوه می­توان عوامل مختلف فنی و مهندسی، اقتصادی و                  زیست­محیطی مؤثر در طراحی مسیر را مدل­سازی کرد و با استفاده از الگوریتم­های مختلف، مسیر بهینه را تعیین نمود. با توجه به  این­که تاکنون روش­های مختلفی برای مسیریابی خطوط لوله انتقال آب ارائه گردیده است، این سؤال مطرح می­گردد که کدام روش برای استفاده مسیریابی خطوط لوله انتقال آب انتخاب شود؟ از آنجا که تقاضای روز افزون جهت تهیه آب مصرفی، سامان­دهی بهداشتی فاضلاب و محدودیت منابع آب کشور، نیاز به یک تفکر سیستمی جامع و بهینه در مدیریت این منابع را ایجاب می­نماید . از این­رو با توجه به وسعت کشورمان و هزینه بالای احداث خط لوله، عدم بررسی لازم در هنگام طراحی و ساخت خطوط لوله هزینه­های گزافی را تحمیل می­نماید. بنابراین ضروری است قبل از

  1. Least Cost Path Algorithm
  2. Multi Criteria Evaluation

قبل از عملیات لوله­گذاری خطوط لوله انتقال آب، در تعیین مسیر بهینه تمام ملاحظات فنی و مهندسی، اقتصادی و زیست­محیطی لحاظ شده باشد و دقت ویژه­ای مبذول داشت.

پيشينه پژوهش: طراحی مسیر اعم از جاده، راه­آهن، خطوط نفت و گاز، آب، کابل­های مخابراتی و غیره با استفاده از GIS بیش از دو دهه است که مورد توجه قرار گرفته و در زمینه مسیریابی بهینه خطوط لوله به کمک GIS در سطح جهان فعالیت­های مختلفی انجام شده، ولی در داخل کشور ایران انجام این کار در مراحل اولیه اجرا است.

– نقیبی در سال 1381 در دانشگاه تهران به مسیریابی بهینه خطوط لوله نفت و گاز به کمک سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) بر روی بخشی از مسیر خط لوله انتقال گاز اهواز- مارون پرداخت و به این نتیجه رسید که مسیر تعیین شده نسبت به مسیر احداث شده با در نظر گرفتن ملاحظات فنی و مهندسی و زیست­محیطی دارای 29 درصد هزینه کم­تر است.

– شوبیری و همکاران در سال 1394 به مسیریابی بهینه خطوط انتقال آب با استفاده از مدل ارتفاعی رقومی و ابزارGIS  پرداختند. در این تحقیق از مدل ارتفاعی رقومی بدست آمده از ماهواره­ها و GIS برای رسیدن به مسیر بهینه استفاده شده است. طبق این هدف، معیارهای اصلی و ارزش هر معیار نیز با نظر کارشناس مشخص و برای ارزش­گذاری مناطق مورد استفاده در عبور خطوط انتقال لایه­های اطلاعاتی بدست آمده با توجه به ارزش آن­ها نسبت به یکدیگر، با هم ادغام شده و مسیر بهینه مشخص گردید. مسیر بهینه پیشنهادی در تحقیق حاضر دارای ارزش مهندسی بالاتر و طول خط لوله کوتاه­تر نسبت به مسیر مورد استفاده برای خط لوله در منطقه مورد مطالعه است.

– ییلدیریم و یومرالیوگلو در سال 2011 به مسیریابی خطوط لوله نفت و گاز با مقایسه GIS و                        روش­های سنتی در ترکیه پرداختند. در این پژوهش ثابت شد مسیریابی خطوط لوله با استفاده از این سیستم نسبت به روش­های سنتی 14 درصد کاهش هزینه و نیز نرم­افزار سیستم اطلاعات جغرافیایی کاربر پسند­تر و نه تنها مدل مفهومی، بلکه یک پژوهش واقعی را نشان داده است. با استفاده از این سیستم اکثر جنبه­های مهم به عنوان مثال، تعیین پارامترهای موثر در مسیریابی خطوط لوله شناسایی شد، سپس برای تعیین وزن هر عامل، از روش فرآیند تحلیل سلسله مراتبی استفاده گردید.

– بالوگون و همکاران در سال 2012 پژوهشی با عنوان انتخاب مسیر بهینه خطوط نفت با استفاده از GIS انجام دادند. در این پژوهش اشتقاق وزن متغییرها وابسته به میزان اهمیتی است که جامعه برای آن­ها تعیین می­کند. آنان نتیجه گرفتند متغیرهای وزن­دار را بر اساس میزان آسیب­پذیری که بر محیط زیست دارند ارزیابی کرده و روش پیشنهادی آنان کاهش خطرات زیست­محیطی را دربردارد.

متن کامل مقاله

مقاله مرتبط

اشتراک:

درباره نویسنده

نظرات بسته اند

برچسب‌ها : % % % % % % % % % %
Call Now Button