پهنه بندی احتمالاتی کارایی هیدرولیکی شبکه توزیع آب با اعمال عدم قطعیت پارامترهای کلیدی

مدل های شبکه توزیع آب دارای انواع عدم قطعیت ها در داده ها، پارامترها، ساختار مدل می باشند که معمولا در هنگام مدل سازی به صورت قطعی در نظر گرفته می شوند و این مسئله می تواند دقت مدل ها در تصمیم گیری ها را با مشکل مواجه کند. در این مقاله، با پهنه بندی احتمالاتی کارایی هیدرولیکی شبکه توزیع آب با اعمال عدم قطعیت هم­زمان پارامترها سعی شده است که این مشکل تا حدودی حل شود. برای این منظور ابتدا مقادیر قطعی پارامترها در سال های مختلف در طول دوره طرح برآورد شده و سپس با استفاده از توزیع نرمال برای ضرایب هیزن ویلیامز (Hazen–Williams) لوله ها و مصارف گره ها و توزیع ریسک برای قطر لوله ها، مقادیر غیرقطعی آن­ها محاسبه گردیده است. با اعمال مقادیر غیرقطعی به مدل شبیه ساز شبکه سطوح کارایی شبکه به­ صورت احتمالاتی تعیین شده است. مدل سازی در محیط MATLAB و با لینک با شبیه ساز شبکه (EPANET) انجام شده است. مدل سازی عدم قطعیت پارامترها با روش مونت کارلو در دو حالت ضریب تغییرات ۱۰ و ۲۰ درصد و کارایی هیدرولیکی شبکه با ارزیابی شاخص قابلیت اطمینان فشار گرهی شبکه (NPRI) (NPRI)(Network Pressure Reliability Index) انجام شده است. روش پیشنهادی بر روی شبکه توزیع آب کلیبر پیاده سازی شده است. نتایج نشان می دهد که در هر دو حالت، بالاترین سطوح عملکرد شبکه با احتمال وقوع زیاد در سال های اولیه دوره طرح در ساعت های حداکثر مصرف و در سال های انتهای دوره طرح در ساعت های متوسط مصرف اتفاق می افتد. همچنین بررسی روند تغییرات سالانه سطوح عملکرد شبکه نشان می دهد که در حالت ضریب تغییرات ۱۰ درصد، بهترین سرویس دهی شبکه در سال ۲۳ با احتمال ۵۵ درصد عملکرد قابل قبول و در حالت ضریب تغییرات ۲۰ درصد، بهترین سرویس دهی شبکه در سال ۲۰ با احتمال ۴۶ درصد عملکرد قابل قبول اتفاق می افتد. درمجموع پهنه بندی احتمالاتی کارایی هیدرولیکی شبکه بازخورد دقیقی از سرویس دهی شبکه به ­دست می آورد که می تواند در تصمیم گیری در جهت اعمال برنامه ریزی مدیریت بهره برداری یا بازسازی و نوسازی شبکه موثر باشد.

Keywords:

پهنه بندی , کارایی هیدرولیکی , شبکه توزیع آب کلیبر , عدم قطعیت , مونت کارلو , NPRI , EPANET , Matlab