بررسی عملکرد سیستم استحصال آب باران از سطح پشت بام و بهینه‌سازی حجم مخزن (مطالعه‌ی موردی: شهرستان بیرجند)

امروزه سامانه استحصال آب باران از سطوح آبگیر خصوصاً در مناطق شهری به عنوان یکی از روش های مدیریتی به منظور تامین بخشی از نیازهای آبی به شمار آمده و در اکثر نقاط جهان به عنوان یک طرح کارآمد در حال بررسی و اجرا می باشد. با توجه به اینکه به منظور اجرای یک سامانه استحصال آب توجه به اجزای آن، شامل سطح آبگیر و بهینه سازی حجم مخزن آب ضروری می باشد، به ارزیابی عملکرد این سامانه در شهر بیرجند که با مشکل شدید کم آبی روبرو می باشد پرداخته شده است. برای این منظور با استفاده از تجزیه و تحلیل های آماری لازم، از آمار بارندگی 22 ساله ی ایستگاه سینوپتیک بیرجند و همچنین استخراج اطلاعات مصرفی آب ساکنین، از پرسش نامه های تهیه شده استفاده شد. به منظور ارزیابی سامانه تعبیه شده و تعیین یک حجم بهینه برای مخازن به بررسی سامانه های شبیه سازی شده با روش آنالیز منحنی جرم پرداخته شد و حجم بهینه ی مخزن برای دو سال تر و نرمال محاسبه گردید که برای این منظور 5 سناریو تعریف شد. در سناریوی اول بر اساس نتایج به دست آمده از اطلاعات پایه ی حجم بهینه ی مخزن به ترتیب برای ساختمان های 71 در سال نرمال 9794، 6099، 11021، 6282، 6196، 7026 و 17146 متر مکعب و در سال تر 10104، 6931، 23013، 11774، 6488، 12501 و 36972 متر مکعب برآورد گردید. در سناریوهای 52 به ترتیب با کاهش 10، 20، 30 و 50 درصدی نیاز مصرفی ساکنان در فصول تر به ذخیره سازی آب بیش تر برای فصل خشک پرداخته شد و حجم مخزن بهینه به دست آمده از هر سناریو با سناریوی پایه مقایسه گردید. نتایج نشان داد که استفاده از روش منحنی جرم، برای تعیین حجم بهینه ی مخزن، روش مناسبی بوده جز در ساختمان هایی که منحنی مصرفی آن ها بالاتر از منحنی ورودی می باشد که در این موارد، استفاده از روش آزمون و خطا مناسب تر است.

Investigation Performance of Rooftop Water Harvesting Systems and Reservoir Volume Optimization (Case Study: Birjand, Iran)

AbstractNowadays, rainwater harvesting systems, especially in urban regions, are considered as one of the approaches in water resources management. It is globally being studied as an effective plan, as well. Therefore, considering the requirement of attention to the components of rainwater harvesting system and reservoir volume optimization, this study has been launched toward the optimization of required reservoir supply volume for enabling the maximum supply with the least expenses. In this work, the rainfall statistics of Birjand synoptic station was utilized as the base information for hydrologic analysis. To estimate waterconsumptionrate, some questionnaires were distributed among residents. To determine an optimal volume for cisterns, simulated water harvesting systems were analyzed through mass curve analysis in two conditions, i.e. normal and wet years. Five scenarios were defined, in terms of water use rate in dry wet season. In the first scenario (the basic scenario without any reduction in water utilization rate in wet season), reservoir volume of the buildings 17 in normal year were estimated as 9794, 6099, 11021, 6282, 6196, 7026, and 17146 liters, respectively. However, in wet conditions (years), reservoir volume of the buildings 17 were estimated as 10104, 6931, 23013, 11774, 6488, 12501, and 36972 liters, respectively. For the scenarios 25, with 10, 20, 30, and 50%, respectively, decrease in residents rsquo; water consumption rate in wet season, water was more supplied for dry season. However these scenarios resulted in some decrease or increase in reservoir volume. Obtained optimal reservoir volume of each scenario was compared with the basic scenario. Results have shown that the mass curve approach is appropriate for determining the volume of reservoir except for the buildings where the consumption curve was higher than input curve. In these cases, trial and error approach was identified more appropriate in reservoir volume estimation.