تعیین مشخصات منبع آلودگی در شبکه های توزیع آب با استفاده از الگوریتم ژنتیک

آلوده شدن آب آشامیدنی به عنوان یک تهدید برای امنیت آب در سراسر جهان شناخته می شود. در شبکه های توزیع آب، آلودگی پس از ورود به شبکه به سرعت گسترش یافته و خطرات بهداشتی و جانی برای جامعه ایجاد می کند. با استفاده از مجموعه ای از حسگرها که غلظت کلر یا هر ماده شیمیایی دیگر را گزارش دهند، می توان مشاهدات مفیدی برای تشخیص، شناسایی و مدیریت آلودگی ارائه داد. از جمله بر اساس این مشاهدات می‎توان محل، زمان و غلظت آلودگی ورودی به شبکه را تعیین و به تصمیم گیرندگان اعلام کرد. در این پژوهش برای حل مسئله تعیین مشخصات منبع آلودگی، از یک رویکرد شبیه سازی-بهینه سازی استفاده می شود که در آن نرم افزار شبیه سازی شبکه های آب تحت فشار EPANET به عنوان شبیه ساز و الگوریتم ژنتیک به عنوان بهینه ساز به کار رفته است. مدل توسعه یافته در این پژوهش، بر روی EPANET Example ۳ اجرا شد. در مدل سازی شبکه های توزیع آب از اطلاعاتی به عنوان داده های ورودی استفاده شد که می توانند سبب بروز خطا در شبیه سازی مدل شوند. زبری لوله ها و نرخ زوال کلر ازجمله این ورودی ها هستند. مدل برای پیدا کردن مکان، زمان و غلظت آلودگی ورودی اجرا شده و تاثیر زبری لوله ها و نرخ زوال کلر بر جواب های مدل بررسی شده است. سناریوی ورود آلودگی بر روی شبکه اعمال شده و مدل ارائه شده در پیدا کردن مکان و زمان آلودگی کاملا دقیق است. با افزایش متغیرها، مدل مکان و زمان ورود آلودگی را به درستی ارزیابی کرده، اما در ارزیابی غلظت آلودگی دقت کامل را ندارد و غلظت آلودگی با انحراف از معیار ۱/۸%-۸/۴%=σ محاسبه می شود.  

Keywords:

آلودگی , شبکه های توزیع آب , الگوریتم ژنتیک , تحلیل هیدرولیکی , زبری لوله ها , نرخ زوال کلر