ارائه الگويي مبتني بر مدلسازي رياضي و پويايي سيستم براي زنجيره تأمين امنيت آب شهري در استان گيلان

سابقه و هدف: تأمين امنيت آب شهري به مجموعه اقداماتي اطلاق مي‌شود كه به منظور حفظ و تضمين عرضه آب به شهرها و جوامع در يك رويكرد ايمن از نظر بهداشتي، كيفيتي و تاميني انجام مي‌شود. امنيت آب شهري شامل مسائلي از قبيل تأمين آب به ميزان كافي و پايدار، حفظ كيفيت آب، جلوگيري از آلودگي هاي مختلف، مديريت منابع آب، حفاظت از تأمين آب در مواجهه با تهديدهاي طبيعي و انساني، و تأمين آب در شرايط اضطراري و بحراني مي‌باشد. هدف نهايي تأمين امنيت آب شهري، بهبود كيفيت زندگي شهروندان و حفظ سلامتي عمومي است. بنابراين، كاهش و افزايش نوسانات در موجودي آب شرب شهري و تضمين تأمين امنيت آب براي جوامع شهري، مسئوليت‌هاي مهمي هستند كه بر دوش سيستم‌هاي تأمين آب قرار دارند. استان گيلان، با مسائلي مانند نوسانات جوي متعددي روبرو است كه اهميت نامحدودي براي امنيت آب به وجود مي آورد.مواد و روش‌ها: در اين مقاله با استفاده از روش‌هاي بهينه سازي يك الگو براي سيستم آبرساني شهري در استان گيلان با استفاده از مدلسازي رياضي و پويايي سيستم ارائه شده است. براي اين منظور، يك مدل تركيبي با استفاده از مدلسازي رياضي، الگوريتم هاي فراابتكاري و رويكرد پويايي سيستم ارائه شده است. با استفاده از مدل رياضي و الگوريتم فراابتكاري متغيرهاي تصميم كه شامل ميزان منابع آبي، ميزان آب تصفيه شده در سيستم تصفيه آب، ميزان هرزآب در ناحيه و ميزان كمبود آب در ناحيه به همراه مقادير توابع هدف كه هدف اول مسئله حداقل كردن هزينه تامين آب مي باشد كه شامل هزينه انرژي، ميزان مصرف انرژي، هزينه احداث سيستم تصفيه، هزينه مديريت منابع آب، هزينه مديريت سيستم تصفيه، هزينه انتقال منابع آب و هرزآب مي باشد. همچنين، هدف دوم مسأله كه دنبال حداقل ساختن كمبود آب براي كل سيستم مي باشد. بدست آمده است. سپس، اين مقادير به عنوان مقادير ورودي وارد مدل پويايي سيستم شده و به اين وسيله ميزان كمبود در دوره هاي آتي پيش بيني شده است.يافته‌ها: پس از بررسي صحت و اعتبار مدل ارائه شده در سيستم آبرساني شهري از منابع مختلف، نتايج حاصل شده حاكي از آن است كه افزايش ظرفيت تصفيه و همچنين وجود منابع آبي در نواحي استان مي تواند بر هزينه تصفيه و كاهش كمبود و هرزآب اثرگذار باشد. نتايج حاصل از پيش بيني ميزان كمبود در دوره هاي آتي يك روند خطي را تا بيش از 520 هزار واحد نشان داد. ضمن اينكه تحليل حساسيت هاي انجام شده نيز اثرگذاري معكوس پارامترهاي ظرفيت و ميزان آب ورودي و اثرگذاري مستقيم پارامترهاي هزينه انتقال، ميزان مصرف انرژي، هزينه مصرف تامين انرژي، هزينه تصفيه، هزينه منبع، هزينه احداث و تقاضا را نشان دادند. در ميان پارامترهاي با اثرگذاري مستقيم، هزينه مصرف انرژي، هزينه احداث و هزينه تصفيه داراي بيشترين اثرگذاري بر هزينه تأمين مي باشند. همچنين، پارامتر هزينه تصفيه و تقاضا داراي بيشترين اثرگذاري بر كمبود و هرزآب در سيستم مي باشند. نتيجه‌گيري: نتايج اين تحقيق اطلاعات مفيدي در خصوص پيش بيني كمبود آب شرب در اختيار مديران شركت آب و فاضلاب استان گيلان براي تأمين آب شرب شهري و همچنين ساير مصرف كنندگان اعم از خانگي، صنعتي و كشاورزي در تأمين آب شرب شهري در كلانشهر رشت ارائه مي كند.