قابلیت اطمینان، بهینه‌سازی و تحلیل اقتصادی سامانه استحصال آب باران از پشت‌بام

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 گروه مهندسی آبیاری و زهکشی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

3 پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

چکیده

ارزیابی عملکرد و تحلیل اقتصادی سامانه‌های استحصال آب باران، که یکی از روش‌های مؤثر و کارآمد در زمینه مقابله با بحران کمبود منابع آبی می‌باشد، موجب اعمال مدیریت بهتر در اجرای این سامانه‌ها می‌گردد. در این مقاله با هدف ارزیابی عملکرد سامانه‌های استحصال آب باران، دو ساختمان خوابگاه موسی نژاد و باشگاه ورزشی در دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس به عنوان مکان‌های مورد مطالعه انتخاب شدند. سپس داده‌های22 ساله بارش روزانه ایستگاه هواشناسی چیتگر تهیه شد. شبیه سازی سامانه در محیط نرم‌افزار متلب صورت گرفته و قابلیت اطمینان و آزمون سرریز مخازن ذخیره‌سازی تعیین شد. همچنین با استفاده از الگوریتم ژنتیک، حجم بهینه مخازن هر دو ساختمان تعیین شده و در نهایت تحلیل اقتصادی سامانه‌های مذکور با شاخص ارزش کنونی خالص و نسبت منفعت- هزینه انجام شد. نتایج نشان داد که حجم بهینه مخازن برای باشگاه ورزشی و خوابگاه موسی‌نژاد به ترتیب برابر با 415/2 و یک مترمکعب می‌باشد که با استفاده از این مخازن می‌توان سالانه به ترتیب 82 و 120 مترمکعب آب ذخیره نمود. همچنین نتایج نشان داد که اجرای سامانه‌های استحصال آب باران برای خوابگاه موسی‌نژاد سودآور بوده ولی برای باشگاه ورزشی به دلیل تقاضای کم و درنتیجه سرریز زیاد توجیه اقتصادی ندارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Reliability, Optimization and Economic Analysis of the Rainwater Harvesting System from the Rooftop

نویسندگان [English]

  • Hadi Shokati 1
  • Mahdi Kouchakzadeh 2
  • Aliakbar Noroozi 3
1 Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
2 Irrigating and Drainage Eng., Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
3 Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran
چکیده [English]

Performance assessing and economic analysis of rainwater harvesting systems, which is one of the most effective methods to deal with the crisis of water scarcity, will lead to better management of these systems. The purpose of this study was to evaluate the performance of rainwater harvesting systems, Musanejad dormitory and sports club buildings in Tarbiat Modares University, Faculty of Agriculture were selected as study areas. Then, the 22 years old daily precipitation data of the Chitgar Weather Station was prepared. System simulation was performed in Matlab software and reliability and overflow ratio of storage tanks were determined. The Genetic Algorithm was used to determine the optimal volume of the tanks of both buildings and finally, an economic analysis of these systems was carried out using the Net Present Value method and benefit-cost ratio. The results showed that the optimum volume of tanks for the Sports Club and Musanejad dormitory was 2,415 and 1 cubic meters, respectively. These tanks can store up to 82 and 120 cubic meters of water per year, respectively. The results also showed that the performance of rainwater harvesting systems was beneficial for the Musanejad dormitory but had no economic justification for the sports club due to low demand and high overflow.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Economic Analysis
  • Genetic A

مراجع

 تاران، ف.، ق. مهتابی. 1395. بررسی تأمین آب مورد نیاز بخش‌های مختلف شهر از طریق استحصال آب باران؛ مطالعه موردی شهر بناب. نشریه مهندسی آبیاری و آب ایران، 7(25): 213-198.
 دفتر تحقیقات و معیار‌های فنی، مبانی و ضوابط طراحی طرح‌های آبرسانی شهری، نشریه 3-117، سازمان برنامه و بودجه. 1371.
 طباطبائی یزدی، ج.، ح. توکلی. 1389. گزارش طرح پژوهشی استحصال آب باران برای تأمین بخشی از آب مورد نیاز فضای سبز مشهد. وزارت جهاد کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی.
 قاسمی، س. 1389. ارزیابی و طراحی سیستم‌های جمع‌آوری آب باران برای مصارف خانگی(مطالعه موردی: شرق آق‌قلا، استان گلستان). پایان‌نامه کارشناسی ارشد مهندسی مدیریت مناطق بیابانی، دانشکده مرتع و آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان.
Bashar, M. Z. I., M. R. Karim and M. A. Imteaz. 2018. Reliability and economic analysis of urban rainwater harvesting: A comparative study within six major cities of Bangladesh. Resources, Conservation and Recycling, 133(1): 146-154.
Imteaz, M. A., O.B. Adeboye, S. Rayburg and A. Shanableh. 2012. Rainwater harvesting potential for southwest Nigeria using daily water balance model. Resources, Conservation and Recycling, 62(1): 51-55.
Imteaz, M. A., C. Matos and A. Shanableh .2014. Impacts of climatic variability on rainwater tank outcomes for an inland city, Canberra. Hydrology Science and Technology, 4(3): 177-191.
Jing, X., S. Zhang, J. Zhang, Y. Wang and Y. Wang. 2017. Assessing efficiency and economic viability of rainwater harvesting systems for meeting non-potable water demands in four climatic zones of China. Resources, Conservation and Recycling, 126(1): 74-85.
Karim, M. R., M. Z. I. Bashar and M. A. Imteaz. 2015. Reliability and economic analysis of urban rainwater harvesting in a megacity in Bangladesh. Resources, Conservation and Recycling, 104(1): 61-67.
Kim, K and C. Yoo. 2009. Hydrological modeling and evaluation of rainwater harvesting facilities: case study on several rainwater harvesting facilities in Korea. Hydrologic Engineering, 14(6): 545-561.
Lani, N. H. M., A. Syafiuddin, Z. Yusop and M. Z. Bin Mat Amin. 2018. Performance of small and large scales rainwater harvesting systems in commercial buildings under different reliability and future water tariff scenarios. Science of the Total Environment, 636(15): 1171-1179.
Mehrabadi, M. H. R., B. Saghafian and F. Fashi. 2013. Assessment of residential rainwater harvesting efficiency for meeting non-potable water demands in three climate conditions. Resources, Conservation and Recycling, 73(1): 86-93.
Mun, J. S and M. Y. Han. 2012. Design and operational parameters of a rooftop rainwater harvesting system: definition, sensitivity and verification. Environmental Management, 93(1): 147-153.
Rahman, A., J. Keane and M. A. Imteaz. 2012. Rainwater harvesting in greater Sydney: water savings, reliability and economic benefits. Resources, Conservation and Recycling, 61(1): 16-21.
Rahman, S., M. T. R. Khan, S. Akib, N. B. C. Din, S. K. Biswas and S. M. Shirazi. 2014. Sustainability of rainwater harvesting system in terms of water quality. The Scientific World Journal, (2014).

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار