تعداد نشریات | 12 |
تعداد شمارهها | 567 |
تعداد مقالات | 5,878 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,659,440 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 5,597,216 |
طراحی سامانه استحصال آب باران به کمک تصاویر پهپاد | |||||
فصلنامه علمی مهندسی منابع آب | |||||
دوره 14، شماره 48، اردیبهشت 1400، صفحه 73-85 اصل مقاله (834.13 K) | |||||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | |||||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.30495/wej.2021.4590 | |||||
نویسندگان | |||||
هادی شوکتی* 1؛ مهدی کوچک زاده2؛ علیاکبر نوروزی3 | |||||
1دانشآموخته کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس | |||||
2دانشیار گروه مهندسی آبیاری و زهکشی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس | |||||
3دانشیار پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران | |||||
تاریخ دریافت: 28 شهریور 1398، تاریخ بازنگری: 27 بهمن 1398، تاریخ پذیرش: 06 اردیبهشت 1400 | |||||
چکیده | |||||
مقدمه و هدف: کشور ایران به لحاظ اقلیمی که در آن قرار گرفته است، با مشکل کمبود منابع آبی مواجه است. از آنجا که سطح وسیعی از مساحت شهرها را سطوح نفوذناپذیر خیابانها تشکیل میدهند، حجم آب استحصالی از این سطوح قابل توجه بوده و میتواند فشار بر منابع آب را کاهش دهد و پاسخگوی بخش عمدهای از نیازهای غیرشرب باشد. ضمن آن که از گسترش آلودگی ناشی از سرریز و پسزدگی تأسیسات جمعآوری آبهای سطحی و افزایش غیراقتصادی ابعاد آنها جلوگیری میکند. مواد و روشها: در این مطالعه، طراحی سامانه استحصال آب باران از سطوح آسفالت با هدف تأمین بخشی از نیاز فضای سبز دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس، با استفاده از تصاویر پهپاد انجام شد. بدین منظور، دادههای در دسترس 22 ساله بارش روزانه و 761 تصویر هوایی با استفاده از پهپاد DJIPhantom 3 Professional تهیه شد. سپس مدل رقومی ارتفاع منطقه شد و برای تعیین مسیر رواناب، حوضهبندی منطقه در محیط GIS صورت گرفت. پارامترهای درصد قابلیت اطمینان و نسبت سرریز از مخزن برای هر سطح به ازای حجمهای مختلف مخازن برآورد گردید. سپس حجم بهینه هریک از مخازن با استفاده از الگوریتم ژنتیک تعیین شد. یافتهها: با توجه به وضعیت توپوگرافی سطوح خیابان دانشکده، رواناب حاصل از آنها قابل جمعآوری در یک مخزن نیست، لذا 4 مخزن A، B، C و D با حجمهای بهینه شده به ترتیب برابر با 15/6، 46/3، 1 و 20 مترمکعب در نقاط مختلف سطوح خیابانها در نظر گرفته شد. بحث و نتیجهگیری: با طراحی سامانههای استحصال آب باران، میتوان حجم قابل توجهی از آب باران را برای مصارف غیرشرب دانشکده ذخیره نمود. | |||||
کلیدواژهها | |||||
الگوریتم ژنتیک؛ پهپاد؛ سطوح آبگیر؛ قابلیت اطمینان؛ نسبت سرریز | |||||
عنوان مقاله [English] | |||||
Designing of Rainwater Harvesting Systems Using Drone Images | |||||
نویسندگان [English] | |||||
Hadi Shokati1؛ Mahdi Kouchakzadeh2؛ Aliakbar Noroozi3 | |||||
1M.Sc. Student, Irrigation and Drainage Department, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran | |||||
2Associate Professor of Irrigation and Drainage Eng., Tarbiat Modares University, Tehran, Iran | |||||
3Associate Professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran(AREEO), Tehran, Iran | |||||
چکیده [English] | |||||
Introduction:Iran is facing shortage of water resources due to the climate in which it is located. Since large areas of urban surfaces are Impenetrable streets, the volume of water harvested from these surfaces is significant and can reduce the pressure on water resources and meet a large portion of the non-potable demands, it also prevents the spread of pollution caused by overflows and backlogs in surface water collection facilities and uneconomic increase of their volumes. Materials and Methods:In this paper, the design of rainwater harvesting system from asphalt surfaces was carried out with the aim of meeting part of the green space demand of Tarbiat Modares University faculty of agriculture, using drone images. For this purpose, available data of 22 years of daily precipitation and 761 aerial images were obtained using DJI Phantom3 Professional drone. Then, the digital elevation map of the case study was prepared and to determine the runoff direction, the basin of the area was carried out in the GIS. Reliability percentage and overflow ratios of the tanks were estimated for each level for different tank volumes. Then the optimal volume of each tank was determined using genetic algorithm. Findings:The results showed that due to the topographic status of the faculty street surfaces, the runoff from them could not be collected in one tank, so 4 tanks A, B, C and D with optimized volumes of 6.15, 3.46, 1 and 20 cubic meters were considered in different parts of the street surfaces, respectively. Conclusion:With designing rainwater harvesting systems, a significant amount of rainwater can be stored for non-potable consumption. | |||||
کلیدواژهها [English] | |||||
Genetic Algorithm, Drone, Catchment Area, Reliability, Overflow Ratio | |||||
مراجع | |||||
https://www.daneshgahi.com/p/tl/pblet.aspx?tid=2004073
https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2013.01.010
https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2018.01.025
https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2010.07.039
https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2008.07.025
https://doi.org/10.1016/s0360-1323(98)00063-8
applications. Hydrologic Engineering. 2007; 12: 197-205.
https://doi.org/10.1061/(asce)1084-0699(2007)12:2(197)
https://doi.org/10.1088/1748-9326/9/7/075007
10. Imteaz MA, Matos C, Shanableh A. Impacts of climatic variability on rainwater tank outcomes for an inland city, Canberra. Hydrology Science and Technology. 2014; 4:177-191.
[DOI: 10.1504/IJHST.2014.067730]
11. Jing X, Zhang S, Zhang J, Wang Y, Wang Y. Assessing efficiency and economic viability of rainwater harvesting systems for meeting non-potable water demands in four climatic zones of china. Resources, Conservation and Recycling. 2017; 126:74-85.
12. Jones MP, Hunt WF. Performance of rainwater harvesting systems in the southeastern United States. Resources, Conservation and Recycling. 2010; 54:623-629.
13. Kim K, Yoo C. Hydrological modeling and evaluation of rainwater harvesting facilities: case study on several rainwater harvesting facilities in Korea. Hydrologic Engineering. 2009; 14:545-561.
14. Lani NHM, Syafiuddin A, Yusop Z, Bin Mat Amin MZ. Performance of small and large scales rainwater harvesting systems in commercial buildings under different reliability and future water tariff scenarios. Science of the total Environment. 2018; 636:1171-1179.
15. Li Y, Ye Q, Liu A, Meng F, Zhang W, Xiong W, Wang P, Wang C. Seeking urbanization security and sustainability: Multi-objective optimization of rainwater harvesting systems in China. Hydrology. 2017; 550:42-53.
16. Liaw CH, Tsai Yl. Optimum storage volume of rooftop rain water harvesting systems for domestic use 1. The American Water Resources Association. 2004; 40:901-912.
17. Mehrabadi MHR, Saghafian B, Fashi F. Assessment of residential rainwater harvesting efficiency for meeting non-potable water demands in three climate conditions. Resources, Conservation and Recycling. 2013; 73:86-93.
18. Mun JS, Han MY. Design and operational parameters of a rooftop rainwater harvesting system:definition, sensitivity and verification. Environmental Management. 2012; 93:147-153.
19. Rahman A, keane J, Imteaz MA. Rainwater harvesting in greater Sydney: water savings, reliability and economic benefits. Resources, Conservation and Recycling. 2012; 61:16-21.
20. Rostad N, Foti R, Montalto FA. Harvesting rooftop runoff to flu sh
lets: Drawing conclusions from four major US cities. Resources, Conservation and Recycling. 2016; 108:97-106.
21. Sample DJ, Liu J. Optimizing rainwater harvesting systems for the dual purposes of water supply and runoff capture. Cleaner Production. 2014; 75:174-194.
22. Walsh TC, Pomeroy CA, Burian SJ. Hydrologic modeling analysis of a passive, residential rainwater harvesting program in an urbanized, semi-arid watershed. Hydrology. 2014; 508:240-253.
23. Wang R, Zimmerman JB. Economic and environmental assessment of office building rainwater harvesting systems in various US cities. Environmental Science and Technology. 2015; 49:1768-1778.
| |||||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 867 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 471 |