بهینه سازی چندهدفه طراحی و بهره برداری از شبکه های توزیع آب شهری با رویکرد کاهش نشت و ارتقای تاب آوری سیستم در شرایط بحرانی

شبکه های توزیع آب شهری به عنوان یکی از مهم ترین زیرساخت های خدمات رسان، با چالش هایی نظیر نشت بالا، فرسودگی تجهیزات، افزایش تقاضا و کاهش قابلیت اطمینان در شرایط بحرانی مواجه هستند. ازاین رو، طراحی و بهره برداری بهینه این شبکه ها با درنظرگرفتن اهداف متعارض، از جمله کاهش هزینه، کاهش نشت و افزایش تاب آوری، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این پژوهش، یک چارچوب بهینه سازی چندهدفه برای طراحی و بهره برداری شبکه توزیع آب شهری ارائه شده است که به طور همزمان شاخص های هیدرولیکی، میزان نشت و تاب آوری سیستم را ارزیابی می کند. برای این منظور، از الگوریتم های فراابتکاری به منظور تعیین آرایش بهینه قطر لوله ها، تنظیم فشار گره ها و نحوه بهره برداری از اجزای شبکه استفاده می شود. همچنین، شرایط بحرانی شامل افزایش ناگهانی مصرف، خرابی برخی اجزای شبکه و محدودیت منابع تامین آب در مدل لحاظ شده است تا عملکرد سیستم در سناریوهای مختلف مورد بررسی قرار گیرد. نتایج نشان می دهد که رویکرد پیشنهادی، ضمن کاهش قابل توجه نشت آب و هزینه های بهره برداری، توانسته است پایداری عملکرد شبکه را در شرایط بحرانی بهبود بخشد. همچنین، استفاده از مدل بهینه سازی چندهدفه سبب ایجاد توازن میان معیارهای اقتصادی و فنی شده و گزینه های تصمیم گیری مناسب تری را برای مدیران و برنامه ریزان شهری فراهم می سازد. این رویکرد می تواند به عنوان ابزاری کارآمد برای توسعه پایدار و مدیریت هوشمند شبکه های توزیع آب در شهرهای امروزی مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

بهینه سازی چندهدفه ، شبکه توزیع آب شهری ، کاهش نشت ، تاب آوری سیستم ، شرایط بحرانی