تعیین حداقل قیمت آب شرب و بهینه سازی زمان جایگزینی لوله های شبکه توزیع آب شهری

شکست لوله ها در شبکه های توزیع آب شهری به دلیل افزایش سن لوله ها، علاوه بر هدررفت قابل توجهی از آب شبکه، باعث زیان مالی شرکت آب و فاضلاب نیز می شود. بنابراین برای کاهش تعداد شکست لوله ها و جلوگیری از نشت، باید لوله های فرسوده را تعویض کرد. از سوی دیگر عملیات جایگزینی هزینه زیادی دارد. بنابراین تعیین زمان مناسب جایگزینی و نوسازی شبکه، برای کاهش تعداد شکست لوله های شبکه از یک سو و کاهش هزینه های تعویض از سوی دیگر، ضروری است. در این پژوهش با استفاده از روش پویای سیستم، شبکه آب رسانی شهر همدان شبیه سازی و سپس با استفاده از روش های حل تحلیلی معادله ارزش فعلی خالص و روش ترکیبی پویایی سیستم-ارزش فعلی، بهترین زمان جایگزینی لوله های شبکه، بهینه سازی شد. همچنین با استفاده از روش الگوریتم بهینه سازی پاول و به منظور بهبود توازن مالی شرکت آب و فاضلاب شهر همدان، میزان بهینه قیمت آب شرب تعیین شد. شبیه سازی به روش پویا در محیط برنامه نویسی VENSIM انجام شد و برای ارزیابی دقت روش های مذکور، از اطلاعات و داده های ۵ ساله (۱۳۹۳ تا ۱۳۹۷) شرکت آب و فاضلاب شهر همدان استفاده شد. به منظور تجزیه و تحلیل آماری از شاخص های آماری ریشه میانگین مربعات خطا، خطای استاندارد و ضریب تبیین استفاده شد. بر اساس نتایج، برای متغیر منفعت به هزینه، شاخص RMSE برابر ۰۰۶/۰، SE برابر ۰۱۰/۰ و R۲ برابر ۹۹۱/۰ محاسبه شد. خطای استاندارد متغیر منفعت به هزینه نشان داد که میزان اختلاف بین مقدار مشاهده ای و شبیه سازی شده این متغیر، کمتر از حدود یک درصد است که نشان از دقت بسیار بالای مدل دارد. طبق نتایج روش های ارائه شده در این پژوهش، زمان بهینه جایگزینی لوله ها در شبکه آب شرب شهر همدان، سال ۱۴۲۰ است. در نهایت، نتایج این پژوهش نشان داد که با تعیین قیمت بهینه آب شرب، می توان بیلان مالی شرکت را افزایش داد و علاوه بر جلوگیری از ضرر دهی شرکت آب و فاضلاب، با افزایش ضریب نوسازی لوله ها، سطح رفاه اجتماعی را نیز بالا برد. بنابراین می توان از روش پویایی سیستم و الگوریتم پاول برای بهینه سازی حداقل قیمت آب شرب، کاهش زیان وارده به شرکت های آب و فاضلاب و کاهش تعداد شکست لوله های آب رسانی، استفاده کرد.

کلیدواژه ها:

زمان جایگزینی ، ارزش فعلی ، بهینه سازی ، شبکه توزیع آب شرب ، روش پویایی سیستم