ارائه مدل بهینه‌سازی فازی جهت ‌طراحی شبکه جمع‌آوری و انتقال پساب شهری برای مصارف کشاورزی در شرایط عدم‌قطعیت (مطالعه موردی: استان تهران)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی صنایع، دانشگاه علم وصنعت ایران، تهران، ایران

2 استادیار، عضو هیات علمی دانشکده مهندسی صنایع، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

3 کارشناسی ارشد مهندسی صنایع، دانشگاه علم وصنعت ایران، تهران، ایران

چکیده

در این مقاله یک مدل بهینه سازی فازی جهت طراحی شبکه، شامل مکان‌یابی تصفیه‌خانه فاضلاب و حوضچه ذخیره و نیز تخصیص بهینه پسآب تصفیه شده به مناطق کشاورزی ارائه شده است. در ابتدا مدلی پایه جهت مشخص کردن تصمیمات استراتژیک مکانیابی و تصمیمات تاکتیکال تخصیص برای حالت قطعی ارائه شده وسپس این مدل با در نظر گرفتن عدم قطعیت در پارامترهای مسأله با استفاده از رویکرد فازی توسعه داده شده است. به علاوه این مقاله با در نظر گرفتن کیفیت‌های متفاوت پساب، به ارائه رویکرد جدید در استفاده از پساب در کشاورزی برای افزایش سلامت محصول و کاهش آلودگی‌های میکروبی پرداخته است. درنهایت برای اعتبارسنجی مدل، مطالعه موردی استان تهران که داده‌های آن برگرفته از سازمان جهاد کشاورزی و شرکت آب منطقهای تهران میباشد مورد بررسی و تحلیل حساسیت قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که با افزایش تعداد تسهیلات تعداد لوله ارتباطی نیز افزایش می‌یابد ولی چون طول آن‌ها کاهش می یابد در نتیجه توازنی نسبی میان مجموع هزینه تأسیس آن‌ها برای حالات مختلف برقرار است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A fuzzy optimization model for network design of collection and transportation of urban wastewater for agricultural purposes under uncertainty (Case study: Tehran province)

نویسندگان [English]

  • Hojat Ahmadi Kord 1
  • Saeed Yaghoubi 2
  • Ahmad Mohamadi 3
1 MSc Student of Industrial Engineering, Department of Industrial Engineering, University of science & Technology, Tehran, Iran
2 Assistant Professor of Industrial Engineering, Department of Industrial Engineering, Iran University of science & Technology, Tehran, Iran
3 MSc of Industrial Engineering, Department of Industrial Engineering, Iran University of science & Technology, Tehran, Iran.
چکیده [English]

In this paper, a fuzzy optimization model, including the location of the tank and the wastewater treatment plant and wastewater allocation to agricultural areas for network design is presented. Firstly to determine the strategic decisions to locate and tactical allocation decisions for certain modes, the base model proposed then the model has been developed with regarding the uncertainties in the parameters using fuzzy approach. In addition, this paper has proposed a new approach according to using of wastewater in agriculture to increase crop health and reducing microbial contamination, with considering the different quality of effluent. Finally, a case study in Megacity of Tehran for model validation is applied with helping Agriculture Organization and Tehran Regional Water Company and, also, sensitivity analyzes are conducted. The results shown that the proposed model can help decision-makers to manage the water and sewage considering the consideration of proposed model and the contribuionts of that.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sewage
  • network design
  • Agricultural irrigation
  • Optimization

[1] Zhang C. (2005) A study on urban water reuse management modeling.

[2] Santamaria J. W. (1977) Designing to save energy, American School and University, Chicago.

[3] mehrnews.com/news/2335498/

[4] Rayat P. S., Ahmadi K. R., Abbasnejad T. (2016) "Applying the qualitative approach Meta synthesis for provide a comprehensive model of assemenet ofTHE sustainablity in suuply chain", Modern Researches in Decision Making, 1(1): 139-166, (In Persian).

[5] Hajirahimi M., Torkamani J. (2001) "The role of the agricultural section in the economic growth path using analysis model application", Journal of Agricultural Economics and Development, 41(2): 12-34, (In Persian).

[6] Howell T. A. (2001) "Enhancing water use efficiency in irrigated agriculture", Agronomy Journal, 93(2): 281-289. Chicago.

[7] Razmkhah H., Abrishamchi A., Torkian A. (2010) "Evaluation of spatial and temporal variation in water quality by pattern recognition techniques: A case study on Jajrood River (Tehran, Iran)", Journal of Environmental Management, 91(4): 852-860, Chicago.

[8] Schwartz M., Mays L, W. (1983) "Models for water reuse and wastewater planning", Journal of Environmental Engineering, 109(5): 1128-1147.

[9] Vieira J., Lijklema L. (1989) "Development and application of a model for regional water quality management", Water Research, 23(6): 767-777.

[10] Chung G., Lansey K., Bayraksan G. (2009) "Environmental and water resources congress", Environmental Modelling & Software, 24(4): 449-462. 

[11] Mehrabadi M., Nasrabadi A. (2011) "Effect of continuous management in the optimal use of urban flood and municipal wastewater to improve the environment in developing countries", Environmental and Water Resources Congress.

[12] Yi, L., Jiao, W., Chen, X., Chen, W. (2011) "An overview of reclaimed water reuse in China", Journal of Environmental Sciences, 23(10): 1585-1593.

[13] Agrafioti E., Diamadopoulos E. (2012) "A strategic plan for reuse of treated municipal wastewater for crop irrigation on the Island of Crete", Agricultural Water Management, 105: 57-64.

[14] Seshadri B., Bolan N. S., Kunhikrishnan A., Chowdhury S., Thangarajan R., Chuasavathi T. (2015) "Recycled water irrigation in Australia", In Environmental Sustainability, 12: 39-48.

[15] Sherali H., Alameddine A. (1992) "A new reformulation-linearization technique for bilinear programming problems", Journal of Global Optimization, 2(4): 379–410.

[16] Jiménez M., Arenas M., Bilbao A. (2007) "Linear programming with fuzzy parameters: an interactive method resolution", European Journal of Operational Research, 177(3): 1599-1609.

[17] Pishvayi M.S., Talebi S.A. (2010) "A possibilistic programming approach for closed-loop supply chain network design under uncertainty", Fuzzy Sets and Systems, 20: 2668–2683.

[18] Mollazehd Y. B., Pooya A. (2016) A longtitudinal study of changes pattern in manufacturing strategy in productiion firms of Iran during horizon 2010-2016, Modern Researches in Decision Making, 1(2): 171-193, (In Persian).

[19] https://www.google.com/maps/.