آنالیز فازی شبکههای توزیع آب تحت شرایط کمبود فشار

چکیدهبه طور کلی دو نوع تحلیل در شبکه های آبرسانی مرسوم است: ۱- تحلیل مبتنی بر تقاضا و ۲- تحلیل مبتنی بر فشار. یک شبکه توزیع آب ممکن است به خاطر بالا رفتن زبری لوله ها، شکست لوله ها یا ناکافی بودن فشار پمپ دچار کمبود آب باشد (یا بشود). در چنین شرایطی شبکه در همه گره ها نمی تواند تقاضای موردنیاز را تامین کند. بنابراین برخلاف آنالیز وابسته به تقاضای ثابت، تحت شرایط کمبود فشار، خروجی گره ها غیرثابت و تابعی از هدهای فشاری در دسترس می باشد که به مجموعه معادلات حاکم بر شبکه اضافه می گردد. در این تحقیق با توسعه یک مدل، حل این معادلات به صورت مسئله بهینه سازی در نظر گرفته شده است که شبیه سازی بر اساس فراخوانی نرم افزار شبیه ساز هیدرولیکی EPANET در محیط متلب و بهینه سازی با استفاده از الگوریتم ژنتیک انجام می گردد. مدل مذکور مبتنی بر آنالیز فازی بوده تا چگونگی انتشار عدم قطعیت از متغیرهای مستقل یا پارامترهای اساسی (مثل تقاضای مورد نیاز گره ها و ضرایب زبری لوله ها) به متغیرهای وابسته (مثل جریان لوله ها، خروجی گره ها و هدهای در دسترس) را نشان دهد. برای صحت سنجی، دو شبکه از تحقیقات پیشین انتخاب شد و شبکه ها با مدل توسعه داده شده و نرم افزار WaterNetGen تحلیل شدند و نهایتا نتایج با هم مقایسه گردید. سپس به عنوان مطالعه موردی به تحلیل هیدرولیکی شبکه توزیع آب شهر جنگل تحت شرایط غیر قطعی و کمبود فشار پرداخته شد. نتایج به دست آمده نشان داد که در شرایط کمبود فشار اختلاف نتایج حاصل از تحلیل مبتنی بر فشار و تحلیل مبتنی بر تقاضا، قابل توجه می باشد. با مدل بهینه سازی پیشنهادی می توان محدوده پاسخ های سیستم را بدون نیاز به یک نواخت بودن ارتباط بین پارامترهای مستقل و وابسته بدست آورد. در این تحقیق فقط مقادیر تقاضای گره ها غیر قطعی در نظر گرفته شده است در حالی که برای شناسایی بهتر نواحی آسیب پذیر در شبکه توزیع آب، می توان هر پارامتر غیر قطعی دیگری به عنوان متغیر، به الگوریتم اضافه نمود.

Keywords:

آنالیز فازی , الگوریتم ژنتیک , تحلیل مبتنی بر فشار , شبکه های توزیع آب