إدارة شبكات توزيع المياه التي تصلها المياه بشكل متقطع باستخدام نظم المعلومات الجغرافية حالة دراسية شبكة توزيع المياه لمدينة حلحول

إدارة شبكات توزيع المياه التي تصلها المياه بشكل متقطع باستخدام نظم المعلومات الجغرافية حالة دراسية: شبكة توزيع المياه لمدينة حلحول

الطالب / إبراهيم ولدعلي

الطالب / محمد أبوالرب

المشرف: د. ماجد أبوشرخ

دائرة الهندسة المدنية والمعمارية كلية الهندسة والتكنولوجي

جامعة بولتكنيك فلسطين

1- خلفية عامة :

في حقيقة الأمر فان معظم شبكات المياه في الدول النامية بما فيها فلسطين لا تصلها المياه بشكل منتظم ومتواصل وبالتالي فهي تعمل بشكل متقطع،  ومع ذالك فلا يوجد اهتمام ملحوظ في طريقة تصميم وإدارة تلك الشبكات. وكما هو معلوم فان تصميم شبكات المياه يتم على فرض أن المياه تجري في الشبكة بشكل متواصل وهو على أرض الواقع غير موجود في جميع شبكات المياه  للمدن والقرى الفلسطينية، وبالتالي فان عملية تشغيل شبكة مياه صممت أصلا لتجري فيها المياه بشكل متواصل ولا تصلها المياه إلا في فترات محدودة قد ولد مشاكل عديدة في تزويد المناطق بالمياه وفي عدم العدالة في عملية التوزيع.(Anand, et al., 2005)

لقد تم اقترح برمجيات نظم المعلومات الجغرافية كوسيلة لبناء معلومات عن الأنظمة والشبكات المستخدمة لتوفير الخدمات الحضرية أكثر يسرا ومفيدة، والخدمات الحضرية والتي يبدو أنها مناسبة بشكل خاص لنظم المعلومات الجغرافية تشتمل على شبكات توزيع المياه والغاز والكهرباء فضلا عن شبكات تجميع مياه المجاري .(Borrough, 1986; Douglas, 1995; Brebbia and Pascolo, 1998) في هذه الدراسة سيتم تطوير نظام معلومات جغرافية لإدارة شبكات إمدادات المياه في المناطق الفلسطينية، مع أخذ مدينة حلحول من مناطق محافظة الخليل كحالة دراسية لهذا المشروع. فالهدف من اقتراح إدارة أنظمة إمدادات المياه هو لتسهيل إدارة أعمال المياه عن طريق المساعدة في حفظ  الأرقام المسجلة لكميات المياه المتسربة من الشبكة وتقديم معلومات عن جميع أجزاء شبكة المياه مثل المواسير والصمامات وغيرها، والمساعدة في اخذ القرارات المنظمة والصائبة فيما يتعلق بتطوير وتشغيل شبكات المياه.

إن تطوير نظام جغرافي لإدارة إمدادات المياه يمكن استخدامه كنظام معلومات لتشغيل وصيانة شبكة توزيع المياه. والميزة الرئيسية لهذا النظام هو أن إمكانية الاحتفاظ بالأرقام والسجلات المفصلة لتوزيع المياه، وتحديثها بسهولة. كما يمكن البحث عن سؤال محدد كالسؤال عن المواسير والصمامات، وصهاريج التخزين وغيرها على سبيل المثال. كما يمكن للموظفين الإداريين الوصول إلى استخدام النظام دون الحاجة إلى معرفة تعقيدات برمجيات نظم المعلومات الجغرافية.

2- بيان المشكلة :

تعاني مدن وقري ومخيمات الضفة الغربية وقطاع غزة من نقص مزمن في  كميات المياه المزودة والتي تمنع النمو الاقتصادي وتلحق أضرارا كبيرة بالبيئة وصحة الفلسطينيين.  إن النقص الكبير في كميات المياه المزودة للفلسطينيين يعود بشكل أساسي إلى سياسة شركة المياه الإسرائيلية (ميكروت) والتي تحد من كمية المياه التي يتم ضخها إلى المجتمعات الفلسطينية من خزانات المياه الجوفية. والسبب الآخر هو النمو السريع للسكان، وعدم كفاية شبكات توزيع المياه، وارتفاع نسبة التسرب في شبكات مياه الشرب وزيادة النشاطات المتعلقة بالزراعة وما تحتاجه من كميات مياه كبيرة.

 إن معدل استهلاك المياه للفرد الفلسطيني منخفض جدا، حيث يبلغ متوسط استهلاك المياه في المناطق الحضرية 60 ليتر في اليوم للشخص الواحد، مع أن منظمة الصحة العالمية توصي بأن يكون معدل استهلاك الشخص الواحد من المياه في اليوم 100 ليتر للاستخدام المنزلي والحضري. بالإضافة إلى ذالك فهناك المئات من القرى الريفية في الضفة الغربية بدون شبكات مياه،  حيث يعتمد السكان على صهاريج المياه وعلى أبار الجمع للتزود بالمياه مما يجعل استهلاك الفرد في تلك المناطق يقل عن 30 ليترا للفرد الواحد في اليوم بسبب ارتفاع تكاليف الحصول على المياه عن طريق الصهريج. في الوقت نفسه فان أرقام معدلات التسرب تشير أن معدل الفاقد من المياه يصل الى حوالي 50% وهي نسبة عالية جدا والتي تزيد من تفاقم مشكلة المياه في الضفة الغربية وقطاع غزة.

في ضوء النقص الحاد في كميات المياه، تقوم العديد من البلديات والمجالس المحلية في الضفة الغربية وقطاع غزة بتقسيم المدينة أو القرية إلى عدة مناطق ومن ثم توزيع المياه على أساس التناوب. كما أصبحت مشكلة الساعات القليلة التي يضخ فيها المياه وانخفاض نسبة ضغط المياه في المواسير جزءا من حياة الناس اليومية في الضفة الغربية.  كما أصبحت تشكل تحدي كبير للبلديات والمجالس المحلية في الصفة الغربية وخصوصا في منطقة الخليل.

وفقا لوصف المشكلة السابقة وتأثيرها السلبي على حياة الفلسطينيين في كافة المناطق الفلسطينية، فهناك حاجة إلى إيجاد حلول يمكن من خلالها التغلب على المشاكل التي تعاني منها المدن والقرى الفلسطينية فيما يتعلق بشبكات المياه التي تصلها المياه بشكل متقطع  وبتوزيع المياه بين السكان بشكل يضمن العدالة في التوزيع.  هذا ومن الممكن تقليل مشكلة شبكات المياه التي لا تصلها المياه بشكل متواصل إلى الحد الأدنى من خلال تطوير قاعدة بيانات لإدارة شبكة توزيع المياه باستخدام نظم المعلومات الجغرافية وهو ما تحاول هذه الدراسة عمله من خلال هذا المشروع.

إدارة الأصول هي عملية منهجية للمحافظة ورفع وتشغيل الأصول المادية (Anand, et al., 2005). في حالة شبكات توزيع المياه فالأصول المادية تشتمل على مكونات الشبكة مثل خطوط الأنابيب والخزانات والمضخات والصمامات وغير ذلك. إن مفتاح النجاح لإدارة أصول الشبكة هو تعزيز معرفة المهندسين والفنيين على مختلف الأصول وتفاصيلها ، والتي تساعد في عملية صنع القرارات الصائبة والمنطقية، وتعمل في إطار يوفر مقياسا لأداء الشبكة والوصلات على المدى القصير والطويل مما يساعد في التخطيط الأمثل لتحسين أصول شبكات المياه بأقل تكلفة.

 إن الاحتفاظ بالأرقام والسجلات المتعلقة بمكونات الشبكة هي مهمة كبيرة وبرمجيات نظم المعلومات الجغرافية هي من أفضل الأدوات لتنفيذ ذلك بنجاح. المهندسون والفنيون بحاجة إلى معلومات عن الجوانب المختلفة لشبكة المياه للاحتياجات الإدارية وأعمال الصيانة. الإدارة الفعالة للمنفعة يتطلب معلومات حديثة عن الموارد المادية المتاحة لمدير المنفعة لهذه الموارد وكيفية العمل معا لتزويد المستهلكين بالفائدة المقررة. حداثة وفعالية إدارة مرافق شبكات المياه يتطلب استخدام برمجيات نظم المعلومات الجغرافية والنماذج الهيدروليكية المحوسبة لأنظمة توزيع المياه وهو ما يحاول المشروع تحقيقه من خلال إدارة شبكات توزيع المياه باستخدام نظم المعلومات الجغرافية .

3. الهدف الرئيسي والأهداف التفصيلية

الهدف الرئيسي من هذا المشروع هو بحث السبل التي يمكن من خلالها استخدام برمجيات نظم المعلومات الجغرافية كأداة فعالة لمساعدة المهندسين في مجال تصميم وإدارة شبكات توزيع المياه التي لا تصلها المياه بشكل متواصل، وقد تم التركيز على مثل هذه الشبكات لان جميع شبكات توزيع المياه في فلسطين هي من النوع التي تصلها المياه بشكل متقطع. يهدف هذا المشروع إلى تحقيق الأهداف التالية:

1) يمكن استخدام برمجيات نظم المعلومات الجغرافية كأداة متكاملة في تجهيز البيانات المكانية الشاملة لتصميم وإدارة نظم توزيع المياه التي لا تجري فيها المياه بشكل متواصل. يسلط هذا المشروع الضوء على كيفية استخدام نظم المعلومات الجغرافية في تصميم وإدارة الأصول المادية لشبكات توزيع المياه.

2) تطوير نموذج معلومات جغرافي لإدارة شبكات إمدادات المياه في المناطق الحضرية الفلسطينية، والمساعدة في أكثر انتظاما وتقدما في القرارات من أجل تطوير وتشغيل شبكات المياه.

3) جمع المعلومات والبيانات الخاصة والكاملة لشبكة توزيع المياه لمدينة حلحول، ومن ثم  وضع  وصف رقمي للبيانات والمعلومات التي تم جمعها، وبعد ذلك تطوير نموذج وترجمته باستخدام قاعدة بيانات نظام ArcGIS لمكونات الشبكة بالكامل.

4) زيادة كمية المياه المزودة للسكان الفلسطينيين في منطقة المشروع من خلال الإدارة الجيدة لشبكة توزيع المياه القائمة.

4. نظم المعلومات الجغرافية وشبكات المياه

كما ذكرنا سابقا فقد أصبح هناك زيادة كبيرة في استخدام برمجيات نظم المعلومات الجغرافية في تحليل شبكات توزيع المياه.يشرح هذا الجزء من المشروع كيفية التعامل مع أنظمة توزيع المياه باستخدام نظم المعلومات الجغرافية مع اخذ شبكة توزيع المياه لمدينة حلحول كحالة دراسية.

 لقد تم استخدام  Arc GIS 9.2في عملية تحليل شبكة المياه وتوليد الشبكة الهندسية المطلوبة لتطوير قاعدة البيانات الجغرافية ((Geo-database ومحلل شبكة المرافق ( (Utility Network Analyst. لقد تم إتباع الخطوات التالية:-

1) مثلث الشبكات غير النظامية (TIN) لمدينة حلحول تم إيجادها كما يظهر في الشكل رقم (1).

2) شبكة أنابيب المياه الرئيسية  تم إنشاءها كما هو موضح في الشكل رقم (2).

3) مصادر المياه والخزانات لمدينة حلحول تقع على النحو المبين في الشكل رقم (3)

==================

لتحميل البحث كاملاً:

حمل من هنا