امکان سنجی توسعه نیروگاه‌های برقابی در خطوط آبرسانی با بهره‌گیری از روش تحلیل سلسله مراتبی

یکی از روش‌های کارآمد در مدیریت بهره‌برداری از شبکه‌های آبرسانی شهری،‌کنترل فشار مازاد موجود در برخی از نقاط سامانه است. بدین منظور،‌‌بهره گیری از پتانسیل ارتفاعی موجود در خطوط اصلی انتقال آب ثقلی به صورت تولید انرژی برقابی می‌تواند رهیافت مناسبی جهت مدیریت فشار آب در شبکه و استفاده بهینه از جریان عبوری، قلمداد گردد. در این مقاله، با استفاده از شبیه‌سازی هیدرولیکی جریان در شبکه آبرسانی مورد بررسی و استخراج پارامترهای هیدرولیکی مهم نظیر بارآبی خالص موجود در محل‌های محتمل نصب توربین آبی،‌دبی جریان ورودی به مخازن ذخیره آب شرب و با در نظر گرفتن وضعیت توپوگرافی مسیر انتقال جریان و تراز ارتفاعی نقاط(تعیین گرادیان هیدرولیکی)،‌توان تولیدی در نه سایت برقابی منتخب مورد محاسبه قرار‌‌گرفت و در ادامه به منظور تصمیم گیری جهت اولویت بندی ساخت و بهره‌برداری از پتانسیل‌های برقابی پیشنهادی و ارائه رهنمود به بهره‌برداران،سرمایه گذاران و متولیان امر از روش تصمیم‌گیری چندمعیاره سلسله مراتبی بر مبنای پنج معیار‌اصلی فنی،‌اقتصادی،‌سیاسی-اجتماعی،‌پدافند‌غیرعامل ومحیط‎زیستی استفاده گردید و با اخذ پرسشنامه‌های تهیه شده،‌سایت‌های برقابی منتخب رتبه‌بندی شدند. براساس تجزیه و تحلیل پاسخ‌های بدست آمده از طریق پرسشنامه و وزن‌دهی به هریک از معیارها و زیرمعیارها(توسط مقایسه زوجی)در محیط نرم افزار expert choice مشخص گردید که معیار فنی در رتبه اول،‌معیار اقتصادی در رتبه دوم، معیار زیست محیطی در رتبه سوم،‌پدافند غیرعامل در رتبه چهارم و معیارسیاسیاجتماعی در رتبه پنجم قرار گرفت. طبق نتایج بدست آمده، سایت‌های نیروگاهی در مخزن1183،‌مخزن1453‌و مخزن57 به ترتیب با ظرفیت نصب3100، 4107، 1072 کیلووات در اولویت‌‌های‌اول تا سوم احداث و بهره‌برداری در شبکه آبرسانی مورد نظر،‌قرار گرفتند.

Feasibility study of development and exploitation projects of hydroelectric power stations in urban main water supply systems using hierarchical analysis method (case study: part of Tehran main metropolitan water main pipeline system)

Preserving the environment and making fossilfuels viable for energy production, as well as power grid losses and low efficiency of thermal power plants, have drawn human attention to the use of alternative and renewable resourcesof energy such as hydroenergy.One of the most effective approaches to operational managementof the urbanwatersupply networks is to control thesurplus hydraulicpressure in somepartsof thesystem.Therefore,utilizing thepotential head along main gravitypipelines route to recoverenergy can be considered as a favourable strategy for optimum flowcontrol and management of thewaterpressure in the network.In this study,by applying hydraulic simulationof a given water supply network,the important hydraulicparameters suchas available netpressure head in various locationsof waterpipeline and water reservoirs inflow havebeen derived.Hence,by considering these essentialparameters and taking into account the topographicstatusof water transmission route and hydraulicgrade line elevation at each point,thepower output was calculated at nine selected hydropower sites.In addition,to Prioritizing theconstruction and operationof theproposed hydropower potentials and providing useful guidance to authorities,investors and executive managers,a multicriteria decisionmaking analysis based on the analytic hierarchy process was conducted according to five key criteria including technical,economic,social, passivedefence and environmental aspects.Hence,a comprehensive multicriteria model based on AHP and questionnaires has been developed to rank hydroenergy production in proposed sites in a water supply network.By analysing the expert questionnaires and weighting to each of thecriteria and subcriteria(pairwise comparison)in theExpertChoicesoftware,it was found that thetechnical,economic,environmental,passivedefence and socialcriteria were ranked in first to fifth place,respectively.The results showed that microhydropower potential sites in R.1183,R.1453 and R.57reservoirs with installed capacityof3100,4107and1072KW respectively,were ranked in thefirst to third priorityof construction in thestudied watersupply network.