ارزیابی تناسب خطوط انتقال آب شهری با انواع کاربری ها و فاکتورهای محیطی در GIS براساس عوامل محیطی و ساختمان سازی و تاسیسات شهری

امور آب سازمان آبفا

بسیاری از فرایندهای کاری در شرکت های آب و فاضلاب استان ها و شعبات آن در سطح محدوده جغرافیایی کل استان بصورت پراکنده و با صرف وقت و هزینه بالایی انجام می شود. انجام این فرایند های کاری توسط نیروهای انسانی موجب اتلاف وقت مفید کارشناسان در ارزیابی و تحلیل اطلاعات و تهیه گزارش های مربوطه می شود که می توانست در اقداماتی صرف شود که نیاز به خلاقیت و حل مسایل بنیادی دارد. درک اطلاعات دقیق و صحیح براساس واقعیت های زمینی و سپس تهیه گزارش مناسب از آنها عملا لازمه تصمیم گیری درست توسط مدیران است. اطلاعات دقیق، صحیح، و بروز از وضع موجود مسایل با استفاده از سامانه های مکانی برای تصمیم گیری درست و به موقع ضروری بوده و می تواند اثربخشی تصمیمات مدیران را در رده های میانی تا بالای مدیریت سازمان یاری رساند.

یکی از مسایل اصلی شرکت های آب و فاضلاب این است که هر کارشناس بطور جداگانه اطلاعات واحدی را پردازش می کند بدون آنکه از انجام همان پردازش ها در واحد های دیگر یک اداره یا ادارات شهرستانی مطلع باشد. از طرف دیگر، یک کارشناس در طول یک سال روزانه مشغول انجام یک سری اقدامات تکراری است که به ناچار آنها را مکررا انجام می دهد. این دوباره کاری های فردی و جمعی در قالب شرح وظایف کارکنان موجب اتلاف وقت نیروهای انسانی و تلف شدن بودجه واحد ها در بخش های بهره برداری، امور مشترکین و درآمد، فنی و مهندسی، مالی و پشتیبانی، منابع انسانی، مدیر عامل از جمله بهداشت حرفه ای و ایمنی، امور حقوقی، و روابط عمومی و آموزش همگانی می شود و نتیجتا عملکرد کارشناسان و مدیران را کاهش می دهد.

دانش و فن سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) با قابلیت های بسیار بالایی که در دریافت، ذخیره، پردازش، و گزارش گیری اطلاعات دارد، می تواند فرایندهای کاری را با مدل کردن آنها از طریق طراحی الگوریتم های بهینه سازی بصورت استاندارد در آورد و سپس با خودکارسازی این اقدامات، هزینه های زمانی و مالی وظایف مدیریتی را در ادارات تابعه آب و فاضلابت کاهش دهد. در مرحله بعد، با در دست داشتن این زیرساخت، می توان تحلیل های مختلف در حوزه های مذکور را با کارایی بالاتری انجام داده و به نتایج بهینه رسید.

از آنجایی که بسیاری از خدمات فنی ادارات و شعبات آب و فاضلاب با داده های مکانمند در سطح شهر پردازش می شوند و همچنین از آنجایی که داده هایی که در حال حاضر بدون در نظر گرفتن اطلاعات مکانی در این ادارات پردازش می شوند با گنجاندن اطلاعات مکانی می توانند بهینه شوند، می توان گفت استفاده از GIS و قابلیت های تحلیلی و تهیه گزارش این سامانه حجم عظیمی از کار ها را کاهش داده و همچنین در دقت و صحت پردازش ها اطمینان بیشتری ایجاد نمود. با مکانمندکردن این اطلاعات و یکپارچه سازی آنها در Geodatabase های استاندارد، طراحی فرایندهای کاری تکراری و پراکنده در شرکت های آب و فاضلاب استاندارد و بهینه شده و تمامی شعبات از اطلاعات یکپارچه واحد در قالب های یکسان برخوردار خواهند شد. مکانمندسازی و استاندارد سازی این ژئودیتابیس ها لازمه اجرای مرحله اصلی بعدی یعنی بهینه سازی فرایندهای کاری است. در این مرحله، با طراحی الگوریتم ها و تهیه مدل ها بوسیله کدنویسی پایتون در سیستم اطلاعات جغرافیایی فرایندهای کاری تکراری که توسط چندین کارشناس بطور جداگانه انجام می شود و همچنین توسط یک کارشناس هرروز بصورت مکرر انجام می شود، اتومات و خودکار شده و توسط نرم فزار با نظارت همان کارشناس انجام می گیرد. در این مرحله، کارشناسان تنها ورودی ها را به سامانه وارد کرده و نتایج خروجی را با توجه به اقتضائات موجود زمانی، محلی، و قانونی بررسی و نتیجه را دریافت می کنند. پس از دریافت نتیجه، برای تهیه گزارش مجدد این اطلاعات وارد سامانه ها شده و براساس فرایندهای اجرایی ماکرو، نرم افزار بطور خودکار و در یک اتوماسیون واحد گزارشات را تهیه و در اختیار کارشناسان قرار می دهد. در این مرحله، گزارشات توسط کارشناسان هر بخش بررسی و اظهار نظرات تخصصی در زمانی بسیار کوتاه تر انجام شده و در صورت نیاز بعد از اعمال نظرات مجدد اصلاحات انجام و گزارش نهایی تهیه می شود.

نهایتا، سامانه ارایه شده در قالب این طرح می تواند با شناسایی کاربردهای GIS در اجرای فرایندهای کاری موجود این اقدامات را بهینه سازی نموده و با کاهش حجم قابل توجهی از اتلاف وقت و منابع مالی، عملکرد ادارات و شعبات منطقه ای آب و فاضلاب را بالا برده و موجب صرفه جویی در منابع بودجه در استان ها شود.

کاربردهای GIS در بخش های مختلف ادارات آب و فاضلاب

از جمله کاربردهای GIS در بخش های مختلف ادارات آب و فاضلاب را می توان به شرح زیر خلاصه نمود.

بخش بهره برداری:

• تشکیل پایگاه داده مکانی با تمامی لایه ها می تواند در هر زمانی موقعیت دقیق عوارض را بازیابی و در نقشه نمایش دهد. این فرایند با کمترین نیاز به تخصص فنی توسط مدیران و سایر کارکنان که تخصص GIS ندارند نیز می تواند صورت گیرد که به روان شدن فرایندکاری بین بخشی کمک شایانی می نماید.
• مدلسازی مسیرهای آب رسانی بین چند نقطه: با استفاده از برقراری ارتباط بین لایه های مختلف در Geodatabase مانند لوله های آب، مخازن آب، شیر آلات، ایستگاه های پمپاژ، شیب زمین، جنس زمین و دیگر لایه های مرتبط و مورد نیاز با استفاده از عملگرهای نرم افزار ArcGIS انجام می گیرد. با استفاده از مدلسازی انجام شده می توان مسیر بهینه بین دو نقطه مورد نظر مثلا مکان هایی که دچار کمبود آب و یا بدون آب هستند را تعیین نموده و اقدامات اکتشافی و پشتیبانی بعدی در این زمینه را دقیق تر پیاده نمود.
• ثبت و بررسی حوادث و اتفاقات: با همپوشانی با لایه های دیگر همچون فشار یا جنس لوله ها و … تحلیل های مفیدی جهت رفع حوادث انجام می شود.
• تنظیم ژئودیتابیس شبکه آب و سیستم فاضلاب با نرم افزارهای مرتبط مثلMIS و دریافت خروجی بصورت جداول Excel و گزارش های PDF توسط کارشناسان بخش های مختلف
• با استفاده از مدلسازی های انجام شده به راحتی می توان اقدام به استخراج و استعلام مساحت و جمعیت محدوده تحت پوشش هر لوله و در نتیجه دبی هرگره نمود. در شبکه های توزیع آب شهری یکی از مهمترین مسائل برای طراحی شبکه توزیع آب اختصاص دبی به گره های شبکه می باشد تا تحلیل هیدرولیکی شبکه و در نتیجه طراحی لوله مناسب انجام گیرد.
• اعمال کنترل کیفی در نقاط مختلف شبکه توزیع آب و تحلیل این داده ها که این امر به نتایج مفیدی همچون شناسایی علت آلودگی های موجود خواهد انجامید.
• شناسایی منشاها و استخراج داده های مربوط به منابع آب بدون درآمد
• اعمال شرطه ها و معیارهای نسبی برای گزارش گیری بر مبنای پرسش های مکانی شبکه آب و فاضلاب: مانند تعداد منهول های شبکه فاضلاب که عمق بیشتر از ۶.۵ متر دارند.
• استخراج نمونه ها براساس معیارهای مشخص که در طول زمان ممکن است تغییر کند در قالب پارامترهای شناور در مدلهای طراحی شده توسط مشاور که می تواند منجر به ثبت نتایج نمونه برداری بر روی نقشه و ترسیم نقشه های کیفی منابع آب آشامیدنی شود.
• نشت یابی با توجه به افت فشار شبکه در نقطه ای خاص و برایندگیری از فشارسنج های متعدد موجود در یک منطقه: می توان به حدود مکان رخداد نشت در شبکه پی برد.
• اجرای برنامه مدلسازی شده برای شناسایی نقاط کم فشار و پر فشار در شبکه به منظور متعادل کردن آب با بستن و بازکردن شیر های موجود
• شناسایی و ترسیم نقشه های حریم تأسیسات مربوطه براساس داده های محیطی موجود در Geodatabase و با توجه به تنظیم فیلتر های موجود در سامانه

مطالعات مشابه کاربرد سیستم اطلاعات جغرافیایی در امور آب و فاضلاب

واحد منابع آب فدرال امریکا در گزارش اقتصاد آب براساس کاربردهای GIS به تعمیم داده های زمین آماری ایالت ها پرداخته است. داده ها و شاخص های مورد استفاده در این طرح شامل استخراج آب از منابع سطحی و زیرسطحی، استفاده از منابع آبی برای مصارف خانگی و شرب، نیازهای تولیدی، آبیاری و کشاورزی، روش ها و شاخص های تغزیه منابع آبهای سطحی، روش های تغذیه و تخلیه فاضلاب های آلوده به داخل منابع آب های سطحی، و روش ها و مدل های تفکیک فاضلاب های معمولی و آلوده و روش تغذیه هرکدام به داخل منابع آب های سطحی. این سازمان طرح مسایل را براساس داده های مکانی و ارایه راه کار ها را با استفاده از قابلیت های پردازش مکانی داده های منابع و مصارف آب در سامانه اطلاعات جغرافیایی بررسی و پیشنهاد نموده است.

شرکت ایالتی (دولتی) خدمات آماری برای شهرداری های روسیه در تهیه و پردازش داده های اقتصادی اجتماعی مربوط به منابع آب شهرداری ها از سامانه اطللاعات جغرافیایی و فنون زمین آماری و مدلسازی آن استفاده کرده است. داده ها و متغیر های مورد استفاده در این طرح عبارتند از: مصرف آب براساس شاخصی های اقتصادی از جمله تولید ناخالص منطقه ای، ظرفیت آبی براساس شاخص های اقتصادی مذکور برای تولیدات صنعتی، طول شبکه های آب و فاضلاب شهرداری ها، شاخص ها و سنجش میزان تلفات آب، چرخش آب و توزیع مجدد آب و فاضلاب در سیستم توزیع آب شهری. در تمامی این پردازش های آماری اقتصادی از داده های جغرافیایی و براساس GIS استفاده شده است که نقش کارامدی در بهبود مسایل داشته است.