طراحی نواحی مجزای اندازه گیری با رویکرد کاهش هزینه و کاهش نشت در شبکه های توزیع آب

زمینه و هدف: برای تخمین مقدار نشت در شبکه توزیع آب، انجمن بین المللی آب اندازه گیری نرخ جریان شبانه با استفاده از ایجاد نواحی مجزای اندازه گیری (DMAs۱) را توصیه می کند. از طرفی ایجاد این نواحی برای شبکه های موجود و قدیمی باید با در نظر گرفتن عواملی از قبیل به حداقل رساندن لوله های مرزی بین DMAs، کمترین هزینه ایجاد نواحی و همچنین بررسی تاثیر ایجاد نواحی بر هیدرولیک شبکه و ازجمله اثرگذاری بر میزان نشت انتخاب گردد. طرح انتخابی به لحاظ هندسه، تعداد نواحی و همچنین شرایط مرزی بین نواحی باید به صورت بهینه محاسبه و انتخاب گردد. در این تحقیق نتایج الگوریتم های دو هدفه در ایجاد DMAs مقایسه شده است. برای انتخاب بهترین الگوریتم بهینه سازی در ناحیه بندی فیزیکی از الگوریتم های NSGAII، MOGWO، SPEA۲ و MOPSO استفاده شد. نتایج نشان داد که الگوریتم SPEA۲ بهتر از سایر الگوریتم ها عمل می کند. با بررسی نتایج ایجاد DMAs با تغییر تعداد و هندسه نواحی در شبکه، وضعیت بهینه نواحی با توجه به دو هدف بهینه سازی و همچنین تفاوت شاخص هایی مانند فشردگی و مقادیر فشار گرهی محاسبه شده و طرح پیشنهادی انتخاب شد.روش پژوهش: در تحقیق حاضر یک روش جدید جهت ایجاد DMAs در شبکه توزیع آب موجود با رویکردهای کاهش هزینه و کاهش نشت ارائه شده است. ایجاد نواحی با این دو رویکرد کمتر در تحقیقات گذشته موردبررسی قرارگرفته است. این روش شامل مراحل خوشه بندی، ناحیه بندی فیزیکی و همچنین تجزیه وتحلیل نتایج است. روش ارائه شده بر روی شبکه توزیع آب زدجی در کشور چین بکار گرفته شد. همچنین برای اولین بار به مقایسه نتایج الگوریتم های دو هدفه در ایجاد DMAs پرداخته شده است.یافته ها: نتایج نشان داد که میزان انحراف معیار فشار گرهی شبکه ۸/۱۴ درصد و میزان نشت گرهی شبکه ۸/۵ درصد نسبت به حالت بدون ایجاد DMAs کاهش یافته است. درواقع ایجاد DMAs علاوه بر کنترل نشت در شبکه، موجب مدیریت فشار و کاهش نشت در شبکه گردیده است.نتایج: روش ارائه شده ضمن ایجاد DMAs با کمترین هزینه، میزان نشت در شبکه را نیز کاهش داده است که به ایجاد عدالت توزیع در شبکه توزیع آب کمک می کند. همچنین الگوریتم دو هدفه SPEA۲ به عنوان الگوریتم برتر از بین چهار الگوریتم بررسی شده جهت ایجاد DMAs پیشنهاد می گردد.

کلیدواژه ها:

نشت