Modification of Roughness Coefficients of Water Distribution Network Using Optimization Method

Document Type : Research Paper


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

2 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Shahid Madani University, Tabriz, Iran


Due to the breadth and complexity of water distribution networks, modeling of these networks is essential for proper utilization and proper network management. Determination of network coefficients is the more importance in network modeling. Adjustable coefficients of the model include roughness coefficients of pipes and consumption in nodes. Measurable quantities also include pressure in the nodes and flow rate in the pipes. In a good model of the network, it is expected that the pressure and discharge values that are modeled with the values of pressure and discharge of the observations are equal or the least difference. This is done in the form of an optimization model and by setting the coefficients of the model. In this paper, the roughness coefficients of the tubes are determined by assuming that the values of pressure in the network nodes are known. This work is done in the form of an optimization model in MATLAB software. The particle algorithm is used to optimize. The optimization model is located on a relatively large sample network, i.e. the Gepson network, with 30 pipes calibrated.The results showed that the network in the case of non-categorizing the roughness coefficients of the network of pipes, has the optimal local solution with accuracy in the amount of the actual optimal solution.The network has categorized the coefficients of the actual optimal response.The results showed that the proper classification of network pipe coefficients was effective in determining the exact coefficients, especially for large networks.


Main Subjects

[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].