اصلاح ضرایب زبری شبکه توزیع آب با استفاده از روش بهینه‌سازی

نوع مقاله : مقاله علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، گروه مهندسی عمران – آب و سازه های هیدرولیکی، واحد اهر، دانشگاه آزاد اسلامی، اهر، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران

چکیده

با توجه به وسعت و پیچیدگی شبکه‌های توزیع آب، مدل‌سازی این شبکه‌ها برای بهره‌برداری و راهبری مناسب شبکه‌ها ضروری می‌باشد. در مدل‌سازی شبکه‌ها تعیین ضرایب شبکه از اهمیت بالایی برخوردار است. ضرایب قابل تنظیم مدل شامل ضرایب زبری لوله‌ها و مصارف در گره‌ها می‌باشد. مقادیر قابل اندازه گیری نیز شامل فشار در گره‌ها و دبی جریان در لوله‌ها است. در یک مدل  خوب از شبکه، انتظار آن است مقادیر فشار و دبی مدل شده با مقادیر فشار و دبی مشاهداتی با هم برابر باشند و یا کمترین اختلاف را داشته باشند. این کار در قالب یک مدل بهینه‌سازی و با تنظیم ضرایب مدل انجام می‌شود. در این مقاله با فرض معلوم بودن مقادیر فشار در گره‌های شبکه، ضرایب زبری لوله‌ها تعیین شده است. این کار در قالب یک مدل بهینه‌سازی در محیط متلب انجام شده است. برای بهینه‌سازی از الگوریتم دسته ذرات استفاده شده است. مدل بهینه‌سازی بر روی شبکه نمونه نسبتاً بزرگ یعنی شبکه جیپسون با 30 لوله مورد واسنجی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که شبکه در حالت عدم دسته‌بندی ضرایب زبری لوله‌های شبکه، جواب بهینه موضعی با دقت در حد جواب بهینه واقعی را پیدا کرده است و در حالت دسته‌بندی ضرایب جواب بهینه واقعی را پیدا کرده است که نشان می‌دهد دسته‌بندی مناسب ضرایب لوله‌های شبکه در تعیین دقیق ضرایب، بخصوص در مورد شبکه‌های بزرگ موثر می‌باشد

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]- ببران، ص.، هنربخش، ن.، (1387)، "بخران وضعیت آب در جهان و ایران"، فصل نامه راهبرد، سال 16، شماره 48، ص 212-193.
[2]- صدرالساداتی س، ع.، قدیانی، م.، (1388) "کالیبراسیون مدل شبکه‌های توزیع آب شهری (با مطالعه موردی شبکه توزیع آب شهر یزد)" سومین همایش ملی آب و فاضلاب (با رویکرد اصلاح الگوی مصرف)، 4 و 5 اسفند ماه، دانشگاه صنعت آب و برق (شهید عباسپور)، تهران، ایران
[3]- فغفور مغربی م، حسن زاده ی، یزدانی س، "کالیبراسیون شبکه‌های توزیع آب شهری با استفاده از روش بهینه‌یابی کلونی مورچه‌ها"، مجله آب و فاضلاب، 1392، 24(1)، 101-111.[4]- دینی، م.، تابش.، م.، (1392)، " کالیبراسیون هیدرولیکی شبکه‌های توزیع آب با در نظر گرفتن عدم قطعیت داده‌ها"، دوازدهمین کنفرانس هیدرولیک ایران، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی،7 و 8 آبان‌ماه، کرج، ایران.
[5]- دینی، م.، تابش، م.، (1395) "مدل‌سازی شبکه‌های توزیع آب شهری با در نظر گرفتن تاثیر جنس، قطر و سن لوله‌ها در تنظیم ضرایب هیزن‌ویلیامز شبکه" نهمین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشکده مهندسی عمرن، 21 و 22 اردیبهشت ماه، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران.
[6]-Vassiljev, A., Koppel, T. and Puust, R., (2005), “Calibration of the model of an operational water distribution system”, Proceedings of the 8th International Conference on Computing and Control for the Water Industry, University of Exeter, UK, September 4–7, 1(2), 155-159.
[7]- Kennedy, J. and Eberhart, R.C., (1995), “Particle swarm optimization”, IEEE International Conference on Neural Networks, Perth, Australia, IEEE Service Center, Piscataway, NJ.
[8]- Sedki, A., Ouazar, D., (2012), “Hybrid particle swarm optimization and differential evolution for optimal design of water distribution systems”, Advanced Engineering Informatics, 26, 582–591.
Jeppson R.W. (1976), "Analysis of Flow in Pipe Networks", Ann Arbor Science Publishers, Inc- [9].