دسترسی به آب آشامیدنی یک مشکل جدی است که اکثر جوامع را در ^{سومین سال آزار می دهد}کشورهای جهان دولت ها برای این منظور متون حاکم بر بخش آب را تدوین کرده اند که اغلب مشارکت محلی را تشویق می کند. بنابراین، در تعقیب اهداف توسعه پایدار (SDGs) که پس از ناکامی در دستیابی به اهداف توسعه هزاره توسط سازمان ملل پس از سال 2015 تنظیم شد، امروزه بسیاری از کشورها هنوز به اهداف تعیین شده دست پیدا نکرده اند. GICABAF (یک گروه ابتکار مشترک) در سال 2012 هزینه نصب شبکه آب لوله‌کشی را در منطقه Saah Batsengl’a در شورای Nkong Zem در کامرون غربی تامین کرد. اما مشکلی که در مدیریت آن مشاهده می شود این است که هیچ پایگاه داده ای برای تسهیل مدیریت آن ایجاد نشده است که نمی تواند پایداری را تضمین کند. این مطالعه یک پایگاه داده کامپیوتری را برای مدیریت شبکه آب پیشنهاد می کند. برای انجام این مطالعه، یک دوره شش ماهه کارآموزی با GICAPBAF انجام شد که در آن از GPS برای ردیابی تمام لوله‌ها و مکان‌یابی سایر پدیده‌ها استفاده شد. سپس مجموعه ای از پرسشنامه برای مشترکین و مدیران به منظور درک عملکرد شبکه اجرا شد تا GIS-AWS پیشنهاد شود. این داده‌های جمع‌آوری‌شده در یک نرم‌افزار GIS (MapInfo) پردازش و تجزیه و تحلیل شدند. سپس پایگاه داده تولید شده به یک مدل شبیه‌سازی جریان در یک شبکه توزیع (Epanet) که منجر به GIS-Epanet شد، جفت شد. این امر با استفاده از افزونه GHydraulics QGis و زبان MapBasic MapInfo محقق شد. این امر مدیران فعلی و آینده پروژه را قادر می‌سازد تا بر شبکه مسلط شوند و در نتیجه تشخیص هرگونه نقص برای واکنش سریع را تسهیل می‌کند. این به سادگی قرار دادن GIS کاربردی در تامین آب (GIS-AWS) را خلاصه می کند.

کلید واژه ها

مدل ، GIS ، GIS-AWS ، Epanet ، مدیریت پایدار ، Nkong Zem ، کامرون غربی

1. مقدمه

دسترسی به آب آشامیدنی سالم، بهداشت و بهداشت برای بقا، توسعه و رفاه یک جمعیت حیاتی است. به همین دلیل، Plan International در سال 2015 حدود 54 میلیون یورو (35،100،000،000 FCFA) را برای تأمین آب آشامیدنی سالم در سراسر جهان هزینه کرد، بیش از 2600 نقطه آب را ساخت و از 752،997 خانوار برای سهولت دسترسی به آب آشامیدنی حمایت کرد [ 1 ].]. حق بر آب یک حق اساسی است که در بسیاری از کنوانسیون های بین المللی درج شده است. اما به دلیل عدم دستیابی به آن تا سال 2015 از طریق اهداف توسعه هزاره (MDGs)، پس از سال 2015 که کشورها به خود تصمیم گرفتند تا زمینه حاکم بر بخش آب را دوباره تعریف کنند، تقویت شد. بنابراین، این هدف در اهداف توسعه پایدار (SDGs) تعیین شده است. در طول اجلاس سران زمین در سال 2002 در مورد توسعه پایدار که در ژوهانسبورگ-آفریقای جنوبی برگزار شد، برنامه های اقدام ملی برای مدیریت یکپارچه منابع آب تدوین شد و استفاده کارآمد از آب به عنوان یک جنبه مهم در دستیابی به اهداف توسعه هزاره شناسایی شد. در اين كنفرانس به كشورها توصيه شد كه برنامه حفاظت و مديريت منابع طبيعي را به منظور دستيابي به توسعه اجتماعي و اقتصادي در اختيار داشته باشند. این ضرب المثل می گوید: “آب زندگی است”. آب می تواند در طبیعت فراوان باشد اما برای نوشیدن در دسترس نیست. تلاش دولت‌ها همراه با پیشرفت‌های تکنولوژیکی این است که آب قابل شرب را در دسترس انسان قرار دهند. لازم به ذکر است که بدن انسان دارای 70 درصد آب است. اگر 2 درصد از این آب از بین برود، آن فرد باید خوش طعم باشد و اگر 8 درصد از دست برود، فرد با کم آبی مواجه می شود.2 ]. بدن انسان در هر روز به حداقل 1.5 لیتر آب نیاز دارد. بنابراین کیفیت آب یک پیش نیاز برای سلامتی بدن انسان است. اگر کسی بتواند روزها بدون برق و غذا بماند، از طرف دیگر غیرممکن است که کسی دو روز بدون آب بماند .]. بنابراین، اولویت به استفاده خانگی از آب داده می شود و این امر مستلزم خدمات عمومی کارآمد برای سهولت دسترسی به آب آشامیدنی است. با توجه به همه اینها، کامرون نیز مانند سایر کشورهای جنوب صحرا به مدیریت یکپارچه منابع آب پرداخته است. دستورالعمل‌های مدیریت منابع آب در کامرون از مجموعه‌ای از ابزارها نشأت می‌گیرد که از چندین سند، سخنرانی، متون استخراج شده است که عزم دولت برای بهبود شرایط زندگی کامرونی‌ها را نشان می‌دهد. این در چارچوب “جاه طلبی های بزرگتر” است که توسط سیاست دولت تعریف شده است. این ابزار تعداد معینی از محورهای استراتژیک را نشان می دهد که نشان دهنده حرکت مترقی کامرون به سمت هماهنگ سازی سیاست ملی آب است [ 4 ].

کامرون دارای تعداد معینی ابزار و ارگان های نهادی است که وظیفه تدوین و اجرای سیاست ملی آب را بر عهده دارند. این قانون شامل قانون شماره 98-005 مورخ 14 ^آوریل 1998 در مورد رژیم آب است که تصریح می کند که دولت می تواند بخشی یا تمام اختیارات خود را به مجموعه های محلی غیرمتمرکز واگذار کند. ثانیاً، شورای ملی تمرکززدایی (NDC) که توسط قانون شماره 2004/017 در 22 ژوئیه 2004 ایجاد شد، به هر مجموعه محلی اختیار داد تا به طور مستقل منابع طبیعی را برای توسعه خود مدیریت کند تا از رفاه جمعیت خود اطمینان حاصل کند [ 5 ] [ 6 ] .

منطقه شورای Nkong Zem که به‌عنوان یک مجموعه سرزمینی غیرمتمرکز در نظر گرفته می‌شود، از نصب آب لوله‌کشی که توسط Groupement d’Initiateur Communal de la Population de Bafou (GICAPBAF) در سال 2012 تامین می‌شود، بهره‌مند شد. کنترل های مختلف توسط سازمان های مختلف که خدمات را به مردم محلی تضمین می کند. چهار سازمان وجود دارند که کنترل و پیگیری، بهره برداری انجام شده توسط GICAPBAF در ارتباط با COGEREPS (یک NGO) را تضمین می کنند. لازم به ذکر است که در تاریخ ²⁷GICAPBAF در ژوئن 2012 مدیریت این پروژه آبی را به COGEREPS که متشکل از 28 عضو است که از بین آنها چهار (4) منتخب از سوی جمعیت محله صاعه وجود دارد، واگذار کرد. به غیر از دفتر، یک واحد فنی وجود دارد که کارهای تعمیر و نگهداری را در شبکه تضمین می کند، سه (3) نفر که کنتورها را می خوانند و قبوض را توزیع می کنند و دو (2) صندوقدار مسئول دریافت وجوه هستند. قرارداد مشارکت COGEREPS که با GICAPBAF امضا شد بر این اساس بود که اولی پروژه آب را مدیریت می کند در حالی که دومی درصدی از کل مبلغ جمع آوری شده در ماه را دریافت می کند. عوامل COGEREPS از هیچ سیستم کامپیوتری در مدیریت این پروژه آبی استفاده نمی کنند. اگر یک سیستم کامپیوتری راه اندازی شود مفید خواهد بود زیرا این امر پایداری پروژه را تسهیل و تضمین می کند [ 7 ]].

با عدم وجود یک سیستم کامپیوتری برای این پروژه آب لوله کشی، این ترس وجود دارد که در صورت قطع شدن قرارداد با COGEREPS، یک شرکت مدیریتی جدید ممکن است بر گسترش و عملکرد شبکه تسلط نداشته باشد. علاوه بر این، نسل‌های آینده ممکن است در تسلط بر شبکه با مشکلاتی مواجه شوند که در نتیجه می‌تواند منجر به تعطیلی آن شود. GIS می تواند از طریق ایجاد یک پایگاه داده به این نگرانی پاسخ دهد، زیرا تمام بخش های شبکه (لوله ها، مخازن، شیرها، اتصالات، شیرها و غیره) در یک کامپیوتر با استفاده از یک نرم افزار GIS کدگذاری می شوند و برای شناسایی سریع هر یک مشخص می شوند. خرابی در هر نقطه از شبکه آب [ 8 ].

2. مواد و روشها

2.1. منطقه مطالعه

منطقه شورای Nkong zem مساحتی معادل 225 کیلومتر مربع را پوشش می‌دهد ^و در منطقه جداکننده بافوسام – پایتخت منطقه‌ای غرب، و Dschang به سمت غرب با یک سکونتگاه پراکنده که در سراسر تپه‌های غلتشی با تراکم روستایی بالا مشخص می‌شود، مشخص می‌شود ( شکل 1 ) . . این یکی از پنج بخش فرعی است که بخش منوآ در منطقه غربی کامرون را تشکیل می دهد. بخش فرعی به چهار منطقه اصلی تقسیم می شود که عبارتند از: بافو شمالی، مرکز بافو، بافو جنوبی و بالونگ. با این حال، این مطالعه محدود به بافو جنوبی است که با نام Batsengl’a شناخته می شود که مساحتی معادل 9.5 کیلومتر مربع را پوشش می دهد ^.. کل چشم انداز توسط زمین های کشاورزی پوشیده شده است که از قهوه، ذرت، درختان میوه و سایر محصولات غذایی تشکیل شده است. دهکده های منزوی بر کشاورزی تمرکز می کنند و محصولات خود را به شهرهای بافوسام، دشانگ، دوآلا و یائونده می فروشند. GICAPBAF که پروژه آب لوله کشی را برای این منطقه آغاز کرد، به عنوان هدف تضمین رفاه مردم و دستیابی به توسعه روستایی بود. بنابراین، از تأمین مالی «الانس» و «توکم» برای اطمینان از مدیریت یکپارچه منابع آبی که کشاورزی و دامپروری را با شرایط نامساعد آب و هوایی در منطقه مرتبط می‌کند، بهره برد. فاز اول پروژه در سال 2012 با 2.2 شروع شد. حفظ یکپارچگی مشخصات نصب پروژه آب Saah Batsengl’a که توسط COGEREPS مدیریت می شود [ 9 ].

2.2. روش شناسی به تصویب رسید

روشی که برای این مطالعه اتخاذ شده است، برای مدیران منابعی که در جستجوی دائمی برای مدیریت پایدار منابع طبیعی هستند، بسیار مورد توجه است. بنابراین ابزاری است که برای مدیریت پایدار و کارآمد آب لوله کشی در یک قلمرو کاملاً تعریف شده در نظر گرفته شده است. این روش به مراحل مدل‌سازی و درمان تقسیم می‌شود که به سه مرحله متفاوت به شرح زیر تقسیم می‌شود:

➢ جمع آوری و ساختار داده ها (قرار دادن به جای پایگاه داده).

➢ دسته بندی چند معیاره تحقیقات و توانبخشی. این به معنای مدل سازی ساختار شبکه به منظور تعیین مناطق نقص و ناهنجاری، مدل سازی تصمیم گیری به منظور تعیین اولویت های تعمیر و نگهداری و بازسازی شبکه است.

➢ کاشت GIS به کار رفته در تامین آب (GIS-AWS) [ 10 ].

2.2.1. جمع آوری داده ها و ساختار

داده‌های شطرنجی مورد استفاده برای این مطالعه، یک تصویر Google Earth است که منطقه مورد مطالعه را پوشش می‌دهد. سپس تفسیر تصویر بصری دنبال شد. روی تصویر مدتی برای تفسیر تصویر صرف شد، یعنی شناسایی اشیاء خاص و تعیین نقاطی که نقاط GPS را می توان برای استفاده برای ارجاع جغرافیایی گرفت. در این راستا یک سفر میدانی آزمایشی فقط برای به دست آوردن امتیاز برای ارجاع جغرافیایی سازماندهی شد. این نقاط به منظور استفاده در MapInfo در Decimal Degrees (DD) ثبت شدند. با نرم افزار کامپیوتر MapInfo، تصویر شطرنجی با استفاده از سیستم طرح ریزی زیر ارجاع جغرافیایی داده شد.

– دسته-WGS 84،

– منطقه UTM – 32 نیمکره شمالی،

– واحدها – مدارک تحصیلی،

– مبدأ-منطقه 32 برآمدگی ازیموتال [ 11 ].

2.2.2. مدلسازی اجزای هیدرولیک شبکه آبرسانی

شبکه آبرسانی با سه عملکرد اصلی مشخص می شود که شامل عملکرد تولید، عملکرد ذخیره سازی و عملکرد توزیع می شود. شکل 3-5 مدل های مختلف را نشان می دهد. در مدل‌سازی تابع تولید باید توجه داشت که تولید در سطح آب زیرزمینی یا آب‌گیری سطحی صورت می‌گیرد. کیفیت آب تابع سطح تصفیه است ( شکل 2 ). برای مدل‌سازی عملکرد ذخیره‌سازی، این کار در مخازن یا مخازنی انجام می‌شود که در بالادست در هر محل قرار دارند تا تامین گرانشی تضمین شود ( شکل 3 ).

در نهایت با توجه به مدل‌سازی تابع توزیع، آب خروجی از مخازن در شبکه‌های پیچیده یا شاخه‌ای به دریچه‌های تقسیم‌بندی مختلف و سکتور متر مجهز شده‌اند. این باعث افزایش امنیت و جلوگیری از وقفه در هنگام تعمیرات می شود. آب از طریق اتصالات خاص به کاربر می رسد ( شکل 4 ) [ 12 ].

2.2.3. مفهوم شبکه

پایگاه داده در هر سیستم کامپیوتری با توجه به انعطاف پذیری و کمیت اطلاعاتی که می تواند داشته باشد، یکی از مهمترین جنبه ها را تشکیل می دهد. داده ها درست مانند اطلاعات خام (مشاهده) هستند. پس از درمان، اطلاعات مفیدی به دست می آید که منجر به مفهوم پایگاه داده می شود. این پایگاه داده ماهیت های مختلفی دارند.

– ماهیت متغیر (پرونده جغرافیایی)، یک نقطه (دروازه، سوراخ سوراخ، مخزن). یک خط (لوله، مسیر…)؛ یک سطح یا منطقه (یک سطح، سکونتگاه);

– ساختار متغیر: شطرنجی (تصویر ماهواره ای، تصویر اسکن شده)؛ بردار (حد یک سطح)؛

– منبع متغیر، جدول شکل‌ها (پرونده‌های حفره‌ها)، نقشه‌ها یا طرح‌های محقق‌شده در منطقه مورد مطالعه (طرح‌های شبکه‌ها، پروفیل‌های بلند…) [ 13 ].

داده های مرتبط در قالب جداول سازماندهی شده اند. نام ویژگی ها فیلد به فیلد با توجه به انواع آنها (نویسه، عدد صحیح، شناور، اعشار، تاریخ …) داده می شود. هر موجودیت هندسی (لوله) به یک توضیح جامع مرتبط است، این پیوند از طریق یک شناسه داخلی ایجاد می شود که معمولاً کلید یا شاخص اصلی نامیده می شود. با استفاده از GPS، ردیابی لوله ها به منظور ردیابی شبکه لوله بر روی نقشه و تشخیص آسان هر گونه مشکل در شبکه انجام شد. این کار توسط دو نفر انجام شد، یکی مربوط به شبکه در شمال و دیگری در جنوب که نقطه جدایی در محله صعح ثابت شده بود. سپس تمام داده های ردیابی شده روی سطح ارجاع جغرافیایی پوشانده شد و بعداً برای شبیه سازی بیشتر به نرم افزار کامپیوتری QGIS وارد شد [ 14 ].

2.3. رویه از GIS به Epanet

عبور از GIS به Epanet ما را قادر ساخت تا پس از ردیابی شبکه لوله، یک شبیه‌سازی هیدرولیکی از داده‌های GIS در داخل Epanet انجام دهیم. برای این منظور، یک فایل “inp” (فایل متنی) ایجاد شد که می تواند برای لوله ها، پمپ ها، مخازن، برزنت ها و شیرهای شبکه تفسیر شود. قبل از صادرات فایل “inp”، QGIS امکان راه اندازی یک شبیه سازی را فراهم می کند تا اطمینان حاصل شود که شبکه پس از وارد شدن به Epanet بدون هیچ خطایی مدل سازی می شود. کنترل توپولوژیکی شبکه قبل از راه اندازی شبیه سازی ضروری بود. با این حال Epanet خطای توپولوژیکی را در اجرای یک شبیه سازی هیدرولیکی تحمل نمی کند. توپولوژی در اینجا به جنبه های زیر اشاره دارد:

– قطع شدن لوله ها در سمت راست هر تقاطع،

– عدم برهم نهی اشیاء منتقل شده.

– بدون اشیاء چند قسمتی منتقل می شود

– بررسی اتصال لوله ها یکی پس از دیگری در شیرها

گذر از GIS به Epanet به لطف استفاده از پلاگین GHydraulics QGIS محقق شد. GHydraulics به تجزیه و تحلیل شبکه آبرسانی با استفاده از

Epanet. این با صدور فایل “inp” که توسط Epanet تفسیر شده بود و شبیه سازی آن در QGIS تضمین شد [ 15 ].

2.4. مطالعه سناریوهای احتمالی

سیستم شبیه‌سازی در اینجا حاصل مطالعه سناریوهای مختلف است که شامل رفتار شبکه در دوره‌های اوج مصرف آب (صبح و عصر) و سناریوهای شبیه‌سازی در دوره‌های استراحت (بعد از ظهر و شب) می‌شود. شکل 5 ویژگی های هندسی و هیدرولیکی لوله شماره 5 را پس از یک هفته شبیه سازی نشان می دهد.

2.4.1. جفت کردن Epanet با GIS

گذر از Epanet به GIS به لطف ابزار inpshp که یکی از عناصر بسته inptool Epanet است، محقق شد. این شامل اسناد و ابزارهای تکمیلی است که فایل های Epanet ورودی را مدیریت می کند. منوی متنی ابزار Inp را می توان تنها با یک کلیک راست بر روی فایل inp در Windows Explorer باز کرد. Shp2inp تمام فایل های ورودی را که نشان دهنده شبکه آب مورد استفاده در تجزیه و تحلیل هیدرولیک تحت Epanet و مجموعه ای از فایل های shp برای عملیات جغرافیایی بیشتر با استفاده از یک نرم افزار GIS است، تبدیل می کند. این تبدیل فقط به اجزای شبکه مانند پمپ ها، لوله ها، مخازن، شیرها و برزنت ها مربوط می شود. در شکل 6 ، نحوه تبدیل فایل inp به فایل shp مشاهده می شود. پس از کلیک بر روی “create shapefile” یک دایرکتوری جدید برای ذخیره سازی تعریف می شود ( شکل 6). فایل های تبدیل شده را نمی توان مستقیماً در MapInfo تفسیر کرد، بنابراین نیاز بود که آنها به جدول تبدیل شوند تا MapInfo آنها را بخواند. برای این منظور فقط ابزار عرضی جهانی نرم افزار MapInfo می تواند برای انجام تبدیل استفاده شود. ( شکل 7 ) [ 16 ] [ 17 ].

نتایج مربوط به فایل های تبدیل شده در تب (جدول MapInfo) تبدیل شده از مترجم جهانی به صورت زیر ارائه شده است ( شکل 8 ).

2.4.2. مراحل اجرای GIS-AWS

انتخاب زبان برنامه نویسی:

MapBasic انتخاب شد زیرا برای سفارشی کردن برنامه های MapInfo ایده آل است. این زبان استاندارد پرس و جوهای SQL را ادغام می کند که امکان دستکاری آسان جداول یا موجودیت های پایگاه داده را فراهم می کند. برنامه های MapBasic را می توان در محیط MapInfo (.mbx) اجرا کرد. این محیطی را برای توسعه برنامه ها به زبان خاص فراهم می کند که می تواند مستقیماً اجرا شود و نتایج در MapInfo قابل مشاهده باشد. ویرایشگرهایی مانند MapBasic IDE یک محیط راحت و به راحتی قابل دستکاری را فراهم می کند. با استفاده از مترجم جهانی نرم افزار Mapinfo می توان این فایل ها را به شکل فایل تبدیل کرد.

3. استفاده از GIS-AWS برای نظارت و مدیریت پروژه تامین آب Nkongzem

با جمعیتی که 53367 نفر برآورد می شود (BUCREP، 2005)، دو جامعه اصلی که پس از تکمیل پروژه تحت پوشش قرار می گیرند شامل Baleveng و Bafou هستند. برای اولین مرحله که در حال حاضر تکمیل شده است، جنوب بخش فرعی بافو به نام Batsengl’a است. با افزایش سالانه جمعیت حدود 2.8 درصد، انتظار می‌رود که تا سال 2035 (سالی که دولت کامرون برای دستیابی به ظهور در نظر گرفته است) جمعیت به 122201 نفر برسد، رقمی که می‌تواند راهنمای توسعه آینده پروژه آب لوله‌کشی باشد.

3.1. عملکرد موجود پروژه آب لوله کشی

این توزیع آب از طریق لوله دارای 18 کیلومتر طول است که 17 کیلومتر آن شامل لوله های توزیع و 1 کیلومتر آبکش است. قطر لوله‌های توزیع کننده آب بین 27 تا 75 میلی‌متر متغیر است در حالی که قطر لوله‌های آب‌کشی 50 میلی‌متر است. شبکه توزیع آب Batsengl’a مجهز به مخزن به ارتفاع 12 متر و حجم 15 متر مکعب ^است . محل ضبط آن در Saah Ketsop با عمق 8.40 متر با سطح آب مشاهده شده در 4.30 متر در نوامبر 2012، یک پمپ 2.2 کیلووات، 95 متر ارتفاع، 1.5 متر طول و پمپاژ با سرعت 5 متر مکعب ^در ساعت واقع شده است. به این یک مخزن آب آشامیدنی به ارتفاع 12 متر با 25 متر مکعب اضافه شده ^استظرفیت، 17 اتصال اصلی با 13 اتصال با ظرفیت کامل در 6 شیر. عملکرد پروژه آب لوله کشی در ابتدا به طور کلی رضایت بخش بود. در طول سال 2013-2014، نرخ عملکرد 67 درصد با میانگین 450 متر مکعب ^آب مصرفی ماهانه و 177 متر مکعب آب ^به عنوان تلفات ثبت شده است. تا آن سال نیز، تعداد اتصالات با عملکرد خوب از 13 به 16 افزایش یافت. از زمان راه اندازی پروژه، آب به طور مداوم بر روی شیرهای عمومی و همچنین در خانه های شخصی که نصب شده بود، جریان داشته است. با وجود نشتی های مشاهده شده از اینجا و آنجا، مصرف آب در محل تثبیت شده و عادت قدیمی طی کردن مسافت های طولانی برای تهیه آب آشامیدنی حتی با کیفیت مشکوک فراموش شده است.

3.2. کاربرد GIS-AWS

GIS-AWS یک سیستم کاربردی است که برای مدیریت پایدار شبکه آب انتقالی در Sa’a Batsengl’a توسعه یافته است. این کار با نقشه برداری از شبکه در داخل فضا و ایجاد پایگاه داده ای آغاز شد که به راحتی توسط مقامات مدیریتی متوالی قابل درک باشد و بدین ترتیب راه را برای مدیریت پایدار باز کرد. به منظور کامپیوتری کردن سیستم، برنامه های کاربردی زیر توسعه داده شد.

– توزیع سرعت

این برنامه نمایش یک نقشه موضوعی را به دنبال توزیع سرعت همانطور که در شکل 9 نشان داده شده است، فعال می کند.

– توزیع جریان

این برنامه نمایش یک نقشه موضوعی را به دنبال توزیع جریان همانطور که در شکل 10 نشان داده شده است، فعال می کند.

– ارائه پایگاه داده

همانطور که در شکل 11 نشان داده شده است.

– نمونه هایی از پرس و جوهای SQL

GIS که برای مدیریت تامین آب Saah Batsengl’a توسعه داده شده است، تجزیه و تحلیل شبکه را بر اساس معیارهای مختلفی که شامل قطر لوله‌ها، نوع مصالح ساختمانی، ماهیت و سن لوله‌ها می‌شود، ممکن می‌سازد. شکل 12 و شکل 13 نمونه هایی از یک پرس و جو را نشان می دهند.

SELECT * FROM PIPE_LIN WHERE DIAMETRE_MM= “30”;

SELECT * FROM PIPE_LIN WHERE MATERIEL= “PVC”.

با توجه به اینکه قطر لوله در کل شبکه 30 میلی متر است، از شکل 13 انتخابی از ویژگی های مختلف جدول لوله را می بینیم. در حالی که در شکل 14 ، یکی انتخاب ویژگی های مختلف جدول لوله را با توجه به اینکه ماده مورد استفاده PVC (پلاستیک) در کل شبکه است، پیدا می کند [ 18 ].

3.3. مدل سازی GIS-AWS

شکل 14 کل مدل GIS-AWS را برای شبکه آب Batsengl’a نشان می دهد.

پس از موفقیت در شبیه سازی، به لطف استفاده از الگوریتم شبیه سازی “Epanet”، بسیاری از ویژگی ها به طور خودکار برای شیرها، لوله ها، پمپ ها، مخازن و برزنت ها به جدول اضافه می شوند. شکل 15 محتویات جدول را برای لوله هایی که در هنگام شبیه سازی به رنگ قرمز احاطه شده اند، نشان می دهد.

GHydrualics وظیفه محاسبه قطر لوله ها را با توجه به مقدار آب تخلیه شده دارد. عملکرد این نرم افزار این امکان را فراهم می کند که حجم آب مصرفی ماهانه از 450 متر مکعب ^به حدود 600 متر مکعب ^برسد . میزان آب از دست رفته از 177 متر مکعب ^به کمتر از 80 متر مکعب ^در ماه کاهش می یابد. اگرچه تلفات آب زیادی در سال 2013 بر اساس Olivier Gente و VSI Elans [ 7 ] ثبت شد، تولید سالانه به همان اندازه که انتظار می‌رفت در 47% پایین ماند (یعنی 798 متر مکعب ^در مقابل 903 متر مکعب مصرف شد ^.گمشده). برای این منظور، پروژه آب اکنون دارای یک سیستم مدیریت کارآمد و پایدار است که کیفیت خدمات ارائه شده به مشترکان را بهبود می بخشد، تعداد مشترکین را افزایش می دهد، جمع آوری و جمع آوری اطلاعات مرتبط با موقعیت جغرافیایی توزیع را تسهیل می کند. شبکه در یک پشتیبانی کامپیوتری تعاملی اگرچه این ظرفیت تولید پایین را نمی توان به عدم وجود یک سیستم کامپیوتری مرتبط دانست، اما راه اندازی آن کیفیت و کمیت آب قابل دسترسی بیش از 90 درصد از جمعیت باتسنگلا را افزایش می دهد. فعالیت‌های واحد فنی که وظیفه تعمیر و نگهداری در شبکه را بر عهده دارد، بسیار تسهیل می‌شود، زیرا یک فاصله 1 ساعتی برای علامت دادن به نقص در شبکه کافی است. از آنجایی که سیستم کامپیوتری از مخزن ذخیره کد می کند،19 ].

4. تجزیه و تحلیل نتایج

اگر پروژه ای به خوبی تصور و مدیریت شود، مردم محلی از آن سود می برند، اما اگر تصور نادرست یا مدیریت ضعیف باشد، به جای حل آن، مشکل ایجاد می کند. اغلب دولت‌ها در کشورهای آفریقایی جنوب صحرا، تامین آب لوله‌کشی در مناطق روستایی را دشوار، یا غیرممکن می‌دانند. با این دشواری، این کشورها به مبارزه با پدیده مهاجرت روستایی ادامه می دهند. لازم به ذکر است که منطقه شورای Nkong Zem یکی از بالاترین مناطق مهاجرت در کامرون را به خود اختصاص داده است. بیشتر مردم به دوآلا و یائونده نقل مکان می کنند و در آنجا کار می کنند و سالن های سنتی غول پیکری به نام “سرسرا” ایجاد می کنند. آنها به طور منظم در این سالن ها ملاقات می کنند

پول برای توسعه در خانه جمع آوری می شود. اکثر جوانان وقتی دیگر نمی توانند به مدرسه بروند روستا را ترک می کنند تا در این دو شهر ساکن شوند تا تجارت کنند. از طریق این پیشینه است که GICAPBAF به دو دلیل عمده تصمیم به تامین مالی راه اندازی آب لوله کشی در منطقه گرفت: [ 20 ]

– به طوری که روستاییان اکنون می توانند آب آشامیدنی سالم را در کنار خود داشته باشند زیرا این یک مشکل جدی در طول تاریخ مردم بوده است.

– کاهش قابل توجه مهاجرت از منطقه و در عین حال تشویق مهاجران بازگشتی که می توانند در توسعه منطقه سهیم باشند.

این ابتکار خصوصی ناشی از مقررات ارائه شده توسط قانون شماره 98-005 در 14 آوریل 1998 توسط دولت کامرون است. این قانون به نهادهای خصوصی اجازه می دهد تا در حوزه آب آشامیدنی سرمایه گذاری کنند، حتی اگر این کار برای کسب سود باشد. ابتکار GICAPBAF یک تسکین خوشایند برای جمعیت محلی بود، زیرا این پروژه از حمایت دولت از طریق اعطای کمک مالی بهره مند شد که تا 21 درصد از کل هزینه پروژه را شامل شد [ 21 ].

در جریان تحلیل شبکه آب لوله کشی در GIS، پرس و جوهای SQL در سیستم راه اندازی شده است. به عنوان مثال برای تجزیه و تحلیل نتیجه با استفاده از تسهیلات پرس و جو SQL به عنوان مثال SELECT * FROM PIPE _LIN, WHERE DIAMETRE_MM= “30; نوع=خصوصی؟ (عمومی؟)”؛ ( شکل 12) این اتفاق می افتد که انتخاب قطر لوله ها بر اساس پیشنهاد تامین کنندگان 30 اینچ باشد. با توجه به مقدار زیادی آب تخلیه که توسط لوله های توزیع منتقل می شود، در مناطق روستایی به سختی بیش از 75 میلی متر است. قطرهای مختلف لوله های مورد استفاده در پروژه آب Batsengl’a 75 میلی متر (47%)، 50 میلی متر (18%)، 30 میلی متر (29%) و 20 میلی متر (6%) است. ارتباطات خصوصی در نظر گرفته نمی شود. استفاده از لوله‌هایی با قطر 75 میلی‌متر گواه قدمت این پروژه است، اما پایداری آن‌ها تنها با ارائه نقشه‌برداری و پایگاه داده تضمین می‌شود.

در مثال دوم ( شکل 13 ) برای تجزیه و تحلیل نتیجه با استفاده از این ابزار پرس و جوی SQL SELECT * FROM PIPE _LIN، WHERE MATERIEL= “PVC”، نشان می دهد که مواد مورد استفاده برای لوله های لوله Batsengl’a پروژه آب قابل حمل PVC است. این مزیت این است که انعطاف پذیر و مقاوم است. PVC در پروژه آب Batsengl’a 82٪ و 18٪ فولاد نصب شده در مناطق شکننده منطقه را تشکیل می دهد تا از همه اشکال برافزایش خارجی جلوگیری شود [ 22 ].

5. بحث

این ابزار پیشنهادی، اگر همانطور که مقامات شورای Saah Batsengl’a اطمینان می‌دهند اجرا شود، به عنوان یک سرعت‌دهنده و یک ابتکار ستودنی عمل می‌کند که باید توسط سایر جوامع روستایی به‌ویژه در کامرون غربی که در آن شهرک‌سازی پراکنده است، تقلید شود. پرسنل محلی آموزش خواهند دید و مشارکت مستقیم آنها در چنین پروژه ای مطمئناً پایداری را تضمین می کند. این امر از بروز بحران مدیریت جلوگیری می کند، همانطور که همیشه باعث بسته شدن آنها می شود. برای مثال پروژه SCAN WATER که در دهه 1980 در کامرون معرفی شد و توسط دولت کانادا تامین مالی شد، نتوانست به مدت دو سال در بسیاری از روستاهای روستایی کامرون مقاومت کند. بزرگترین فایده ای که جوامع روستایی از پروژه SCAN WATER به دست آوردند این است که پایه آب لوله کشی برای هر گونه تاسیسات آینده ایجاد شده است.23 ].

ارائه کارتوگرافی و پایگاه داده برای پروژه آب Nkong Zem تا حدی نقطه عطفی در نصب آب پایدار با لوله در این منطقه روستایی است. این پایگاه امکان ثبت و ارائه کد به هر شیر، شیر، لوله، محل اتصال، کنتور، مخزن و غیره را فراهم می کند و همچنین هر اندازه، طول و متریال لوله ثبت و کدگذاری می شود. صرفاً استفاده از کدها در سیستم تعامل است که عمل در هر نقطه معین از شبکه تعیین می شود [ 24 ].

قبل از راه اندازی پروژه، منابع آب آشامیدنی برای جمعیت محلی که توسط سرشماری سال 2005 در کامرون ارائه شده است، را تشکیل می دادند ( جدول 1 ).

منابعی مانند چاه‌ها، چشمه‌ها، آب رودخانه/باران و چاه‌ها آب آشامیدنی را برای حدود 70.15 درصد از جمعیت تامین می‌کردند، در حالی که منابع کنترل‌شده با کیفیت قابل قبول آشامیدنی به سختی توانستند 29.85 درصد را تامین کنند. جدا از استفاده از آب شیرین برای آشامیدن، بیشتر این آب برای آبیاری محصولات کشاورزی در مناطق کم ارتفاع در فصل خشک استفاده می شود. نقاط آبی که در این منطقه مدیریت می‌شوند از کمک‌های دولتی بهره می‌بردند، یعنی از بودجه سرمایه‌گذاری عمومی که فاقد سیاست نگهداری هستند و رها شده‌اند. بنابراین، این بدان معناست که با قرار دادن آب منتقل شده از طریق لوله، حتی از طریق یک ابتکار خصوصی، هنوز هم می توان سیاست پیگیری و نگهداری مناسب را نداشت. اگر اینطور نباشد، ممکن است مانند برخی از نقاط آب مدیریت شده همچنان از رها شدن رنج ببرد.

بنابراین، از دلایل بالا، ارائه آب لوله‌کشی با یک نقشه تعاملی، (GIS-AWS) همراه با یک پایگاه داده، نه تنها پایداری مدیریت را تضمین می‌کند، بلکه نگهداری تجهیزات و خروجی را تا حد زیادی افزایش می‌دهد. مهم نیست که چه زمانی یک کارمند برای کار در پروژه استخدام می شود، دانستن محل شیرها، انشعابات، شیرها و کنتورها برای او آسان می شود زیرا آنها با استفاده از یک نرم افزار GIS کامپیوتری شده و در یک GIS مدل سازی شده اند. Epanet. با GIS-AWS، بررسی منظم و سیستماتیک کنتورها که در یک سیستم کامپیوتری کدگذاری شده‌اند، شرکت را قادر می‌سازد تا بر خروجی هر انشعاب، گره، شیر و عملکرد و عملکرد نادرست کل شبکه تسلط یابد. این منجر به اقدام سریع در صورتی که خروجی یک نقطه خاص کمتر از حد انتظار باشد، نشت، تخریب یا دزدی دریایی هر بخشی از شبکه از این نظر، شکی نیست که پایداری نظام تضمین خواهد شد.

به غیر از اجرای یک پایگاه داده برای شبکه، کمیته مدیریت باید وظایفی داشته باشد که به خوبی مشخص شده باشد. این کمیته مدیریت دارای یک میز حسابرسی است که در آن موارد سوء مدیریت یا سطح عملکرد مورد بحث قرار می گیرد [ 25 ]. کمیته مدیریت توسط مدیری هدایت می شود که هر مشکلی را در دوره های مشخص از سال به کمیته گزارش می دهد. از طریق همین بازتاب است که مدیر به سرعت یک مورد کاهش شدید در میزان آب مصرفی در روز را گزارش کرد که از 4.5 متر مکعب ^در روز در سال 2012 به 1.5 متر مکعب ^{رسید .}/ روز در سه ماهه اول 2013. توضیحی که برای این افت شدید داده شد این بود که نشتی و لجن جدی در مخزن وجود داشت. علاوه بر این، لوله های تامین به مخزن با ظرفیت کامل کار نمی کردند. تشخیص زودهنگام این مشکلات همچنین باعث بازسازی شد که در نتیجه جریان آب را از ژوئن 2013 تثبیت کرد که 4.2 متر مکعب ^در روز بود. اگرچه این مقدار همچنان کمتر از مقدار مورد انتظار در روز با توجه به هنجارهای تعیین شده (15 متر مکعب ^در روز) است، اطمینان از پایداری آن بسیار مهم است. این خروجی کم به طور کلی به موارد زیر نسبت داده می شود:

– ناکافی بودن مواد مناسب برای تشخیص و تعمیر نشتی آب.

– قطعات یدکی اشتباه به دست آمده برای تعویض؛

– عدم وجود سیاست تعمیر و نگهداری برای شبکه.

– بسیاری از نشتی ها بدون تعمیرات سریع در انشعاب های جداگانه.

همه این مشکلات تجزیه و تحلیل شده و اقداماتی برای بهبود و تثبیت خروجی انجام شده است.

6. نتیجه گیری

این کار ابزاری برای تسهیل تصمیم‌گیری در مدیریت تامین آب لوله‌کشی در یک محل خاص است. بنابراین، توسعه سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) برای مدیریت پروژه آب لوله‌کشی Saah Batsengl’a را تشکیل می‌دهد. به اپراتورهای شبکه یک ابزار مدیریت قدرتمند، با پایگاه داده رابطه‌ای که می‌تواند در هر زمان مورد بازجویی قرار گیرد، ارائه می‌کند. در همین راستا، برای هر تحلیلی از عملکرد نادرست، می توان پاسخ فوری داد. همچنین، برنامه ریزی مداخله ای را که می توان در هر نقطه از شبکه انجام داد، تسهیل می کند. این به سادگی یک ابزار بهره برداری است که به هر سازمان مدیریتی اجازه می دهد تا تشخیص شبکه را انجام دهد تا هر مشکلی را که به وجود می آید را برای راه حل های سریع تشخیص دهد.

با توجه به داده های موجود، عملکرد هیدرولیکی (فشار، سرعت، دبی و …) شبکه پروژه آب صعا مورد توجه قرار گرفت که منجر به کوپلینگ بین GIS (QGIS) و مدل Epanet و همچنین کوپلینگ بین Epanet شد. و نقشه اطلاعات GIS [ 26 ].

نتایج نشان داد که شبکه صعا باید بازسازی شود، عملیات بازسازی برای اصلاح مشکلات مربوط به فشار در سطح شبکه ضروری است. همچنین، استقرار یک پمپ جدید برای اطمینان از رله در صورت خرابی ضروری است. برای محدود کردن فشار بیش از حد، علت اصلی وقوع نشتی و نصب انشعاب‌های سکتور، باید اندام‌های جانبی تهیه شود.

از روی کنتورها می توان قسمتی که نشتی دارد را پیش بینی کرد و البته مداخله کرد. عملیات صفحه کلید، ذخیره سازی و به روز رسانی داده ها برای ذخیره تاریخچه مشکلات بهره برداری (شکست، تجدید، اصلاح مسیر…) برای پیش بینی مداخلات در شبکه ضروری است. مزایای چنین سیستمی نشان دادن نیست، بلکه جمع آوری و وارد کردن داده هایی است که کار عظیمی را تشکیل می دهد.

بنابراین، روش مورد استفاده برای توسعه پایگاه داده برای شبکه آب Saah منجر به تجزیه و تحلیل سیستم و درک عملکرد آن، تجزیه و تحلیل تمام فرآیندهای مرتبط با شبکه می شود. این رویکرد یک سیستم تامین آب آشامیدنی Saah را در یک ماهیت یکپارچه ادغام می کند که با مدل سازی رفتار کلی سیستم در محیط خود، یک چشم انداز مرتبط در رابطه با هدف طراح و اپراتور را امکان پذیر می کند [ 27 ] [ 28 ] .

این کار اولین گام از یک فرآیند جهانی است که هدف آن توسعه تکنیک هایی برای پشتیبانی از مدیریت شبکه های شهری و روستایی به طور کلی، و شبکه های تامین آب آشامیدنی (PWS) به طور خاص، با استفاده از یک سیستم اطلاعات جغرافیایی است. چندین خط تحقیق برای بهبود مدل پیشنهادی برای منطقه شورای انکونگزم (NCA) توسعه می‌یابد که عبارتند از:

· توسعه یک مدل مصرف برای NCA،

· مدلسازی کیفیت آب در شبکه،

· تصحیح، تکمیل و به روز رسانی پس زمینه،

· تکمیل و به روز رسانی سیستم های تامین آب آشامیدنی NCA،

· تکمیل و به روز رسانی پایگاه داده با اطلاعات قابل اعتماد و مفید،

· ایجاد یک پایگاه داده برای خدمات و توسعه به مشتریان [ 29 ].

منابع

[ 1 ]	Gomella, C. (1985) راهنمای بهبود آب در تجمعات شهری و روستایی. جلد اول: توزیع. (Edition Eyrolles) Paris, 227 p.
[ 2 ]	Moussa, M. (2002) Alimentation en eau potable. https://www.scribd.com/doc/206587295/Poly-Alimentationen-Eau-PotableMoussa-2002#scribd
[ 3 ]	Pangire (2009) Etat des lieux du secteur: Cadre législatif, réglementaire, Institutionnel et ressources Humaines. 236 ص.
[ 4 ]	پروژه Banque Africaine de Développement (2010) در مورد تامین آب آشامیدنی در منطقه روستایی کامرون. 101 ص.
[ 5 ]	مشارکت جهانی آب آفریقای مرکزی (2010) مطالعات منابع مالی در بخش آب در کامرون برای ایجاد FORSEAU. 134 ص.
[ 6 ]	مشارکت جهانی آب (2004) کاتالیزور تغییر: کتابچه راهنمای توسعه مدیریت یکپارچه منابع آب (IWRM) و استراتژی های بهره وری آب. استکهلم، الندرز، 52 ص.
[ 7 ]	Olivier Gente، VSI Elans (2014) Bilan des activités، Réseau AEP de Sa’ah Batsingl’a dans Bafou Sud (OUEST Cameroun) [Polycopie]. 80 ص.
[ 8 ]	Abednego, B., Caloz, R. and Collet, C. (1990) استفاده از GIS در مدلسازی هیدرولیک سطح. Geographica Helvetica, 45, 161-167. https://doi.org/10.5194/gh-45-161-1990
[ 9 ]	CEPDEL Dschang (2008) Rapport Démographique de la Commune de Nkong Zem. [پلی کپی]. 33 ص.
[ 10 ]	Cherqui, F., Baati, S., Chocat, B., Le Gauffre, P., Granger, D., Loubière, B., Werey, C., et al. (2011) Outil Méthodologique d’aide à la Gestion intégrée d’un system d’Assainissement—Approche systémique du system des gestion des eaux urbaines, Rapport de Projet de recherche finance par de09AN. .
[ 11 ]	Choux, B. (1990) مدلسازی سازگاری شبکه آب آشامیدنی با کارتوگرافی کامپیوتری، آب- صنعت- مزاحمت. 48-50.
[ 12 ]	Groupe Dupont، GEOPOINT (1994) SIG، تجزیه و تحلیل فضایی و محیطی، Avignon، Université d’Avignon، Avignon، France، 231 p.
[ 13 ]	Laurini, R. (1993) پایگاه های داده در ژئوماتیک (نسخه هرمس). 339 ص.
[ 14 ]	IAAT (2003) Cahier Méthodologique sur la mise en aeuvre d’un SIG. 34 ص.
[ 15 ]	EPANET 2.0 (2011) شبیه سازی هیدرولیک و کیفیت برای شبکه آب تحت فشار. راهنمای کاربران، 222 ص.
[ 16 ]	Vincent, C. (2012) رویکرد سیستم و روش چند معیاره برای تعریف سیستم نشان‌دهنده عملکرد. Travail de Thèse de doctorat en Génie Industriel, Université de Savoie, Chamberry, 219 p.
[ 17 ]	لو موین، جی.-ال. (2006) La théorie du système général-Théorie de la modélisation, Publication de l’édition 1994. Nouvelle presentation.
[ 18 ]	Tabesh, M. and Delavar, MR (2003) کاربرد مدل های تلفیقی GIS و هیدرولیک برای مطالعات آب بدون حساب در سیستم های توزیع آب. در: پیشرفت‌ها در مدیریت تامین آب، مجموعه مقالات CCWI 03.
[ 19 ]	دیدیه، ا. (2012) توسعه رویکرد سیستمی پارک بی‌حرکتی برای بهبود عملکرد انرژی. Actes des 30ème rencontres universitaires du génie civil, Concours jeunes chercheurs-prix René Houpert, Chambéry, 6-8 ژوئن 2012, 24-31.
[ 20 ]	MINATD (2013) راهنمای عملی همکاری و همبستگی بین جوامع در کامرون. 52 ص.
[ 21 ]	Agence Francaise de Développement (AFD) (2012) Etude sur les rendements des réseaux d’eau potable des communes, Etat des lieux. 4 ص
[ 22 ]	Agbar, SATEIG (2014) Etude de diagnostic pour la rehabilitation des réseaux AEP de Ain Temouchent. Journée Mondiale de l’eau. 16 ص.
[ 23 ]	PSEAU (1998) اقدام پژوهشی شماره 8. مدیریت آب و حفاظت از منابع در کامرون. گزارش نهایی: برنامه تامین آب در محله های حاشیه شهری و مراکز کوچک. 180 ص.
[ 24 ]	Laraki, L. (2010) Problématique de l’AEP et l’assainissement en milieu rural en liaison avec la qualité de l’eau. 16 ص.
[ 25 ]	جلسه هیئت مدیره برنامه توسعه سازمان ملل متحد (UNDP) و صندوق سازمان ملل متحد برای فعالیت های جمعیتی (UNFPA) (2013) پروژه برنامه توصیفی برای کامرون (2013-2017). 8 ص.
[ 26 ]	Dimitri, S. and Bakary, D. (2007) استفاده از سیستم های اطلاعات جغرافیایی در مؤسسات/ اداره ملی آمار آفریقا. مجله آماری آفریقایی، 5، 161-181.
[ 27 ]	Emmanuel Ngnikam، B. و Mougoue، FT (2007) آب و بهداشت و تأثیر بر سلامت: مطالعه موردی یک اکوسیستم شهری در Yaounde. 14 ص.
[ 28 ]	Christian, G. (2011) Eau potable: Réduire les couts à tous les niveaux, l’eau, l’industrie, les nuisances, No. 346. 96 p.
[ 29 ]	de By, RA, Knippers, RA and Georgiadou, Y. (2004) Principles of Geographic Information Systems, ITC Educational Textbook Series. چاپ سوم، Enschede، هلند، 226 ص.