طراحی بهینه شبکه های فاضلاب شهری با استفاده از نرم افزار گمز (GAMS) (مطالعه موردی: شبکه شهر ارومیه)

کمبود یک شبکه فاضلاب کارا و موثر، باعث به خطر افتادن سلامت عمومی و افزایش بیماری های واگیردار در جوامع امروزی شهری می شود. هزینه های زیاد احداث این شبکه ها به خصوص در شهرهای بزرگ و وجود محدودیت های مالی باعث ورود روش های مختلف بهینه سازی در طراحی این نوع شبکه ها شده است. مسئله طراحی شبکه های فاضلاب، دارای متغیرهای گسسته و پیوسته فراوان است. علاوه بر آن، پیچیدگی زمانی غیرخطی این نوع مسائل باعث به کار بردن روش های مختلف بهینه سازی در طراحی شبکه های فاضلاب شده است. پژوهش حاضر مبتنی بر ارائه روش بهینه سازی با استفاده از نرم افزار بهینه سازی گمز ( GAMS) برای طراحی شبکه های جمع آوری فاضلاب است. به منظور تدوین مدل بهینه سازی، تابع هزینه-ای بر اساس متغیرهای تصمیم شیب و قطر لوله ها استخراج شده و به عنوان تابع هدف کمینه سازی هزینه به کار گرفته شده است. نتایج حاصله نشان دهنده کارایی مدل بهینه سازی ارائه شده در کمینه سازی هزینه اجرای شبکه های جمع آوری فاضلاب است؛ از مزیت های این مدل، توجه به مسائل خاص هر لوله با توجه به تفاوت سرعت جریان و شعاع هیدرولیکی در ارضای قیود هیدرولیکی منتج شده از معادله مانینگ می باشد. در این پژوهش همچنین با ارائه روش برنامه ریزی غیر خطی (nonlinear programming) و استفاده از معروف ترین سالور این نوع مدل یعنی Baron برای محاسبه شیب و قطر بهینه در طراحی شبکه های فاضلاب مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصله برای شبکه جمع آوری فاضلاب شهر ارومیه بیانگر کاهش هزینه اجرای شبکه و بهینه ترین حالت سایز لوله ها می باشد.

کلیدواژه ها:

شبکه جمع آوری فاضلاب ، قطر بهینه ، بهینه سازی ، GAMS