بهینه سازی نشت در شبکه توزیع آب شهری به وسیله مدیریت فشار با استفاده از الگوریتم ژنتیک چندهدفه

مدیریت منابع آب شیرین با توجه به وضعیت موجود یکی از مهمترین مسائلی است که مورد توجه مسئولین و کارشناساناین حوزه می باشد. یکی از بخش هایی که مورد توجه کارشناسان برای جلوگیری از اتلاف آب شیرین می باشد، شبکه های توزیعآب شهری است. اتلاف در شبکه های توزیع آب شهری عمدتا به صورت نشت از لوله ها و اتصالات است که مدیریت این بخشمی تواند سهم به سزایی در کاهش اتلاف منابع آب داشته باشد. تاکنون روش های مختلفی جهت کنترل نشت از شبکه ارائه شدهاست که یکی از بهترین و به صرفه ترین روش های ارائه شده، مدیریت فشار در شبکه است که استفاده از شیرهای فشارشکن ازمتداول ترین ابزارهای آن می باشد. در این مقاله مکانیابی بهینه نصب شیرهای فشارشکن در شبکه به عنوان یک مسالهبهینه سازی در مدیریت بهره برداری از شبکه توزیع آب تعریف و مدل های بهینه سازی پیشنهادی جهت حل این مسالهتوسعه داده شد. به منظور کنترل نشت دو دیدگاه بررسی گردید: حداقل سازی میزان نشت در شبکه و حداقل نمودن هزینهنصب شیرهای فشارشکن. این دو دیدگاه به صورت جداگانه در قالب توابع هدف اول و هدف دوم مساله تعریف شدند.همچنین از جدیدترین الگوریتم های ژنتیک چندهدفه NSGA-II به عنوان ابزار بهینه سازی به کارگرفته شد. جهت حل مدل های بهینه سازی، یک برنامه کامپیوتری در محیط نرم افزار MATLAB نوشته شد و از نرم افزار شناخته شدهEPANET برای شبیه سازی هیدرولیکی شبکه توزیع آب استفاده شد. سپس کارایی و قابلیت این مدل بر روی مطالعه موردی آزموده شد. نتایج نشان داد که نصب و تنظیم شیرآلات فشارشکن مطابق با موقعیت ها و تنظیمات بهینه خروجیمدل های پیشنهادی بهبود قابل توجهی در اهداف مورد نظر به خصوص میزان تلفات سالانه این شبکه ها به وجود آوردهاست. با توجه به نتایج بدست آمده نصب 3 عدد شیر فشار شکن با شرایط نشان داده شده در جدول ( 1) بهترین عملکرد رادارد. با نصب این 3 شیر فشارشکن 37/52% از نشت متوسط سیستم کاهش پیدا می کند. در این حالت شیرهای شماره 1، 34 و 47 در سیستم با فشار خروجی 30، 30 و 46 نصب گردیده اند.

کلیدواژه ها:

شبکه توزیع آب ، کنترل نشت ، شیر فشار شکن ، الگوریتم بهینه سازی چندهدفه ، مدیریت فشار