بررسی و مقایسه چند شاخص اطمینان پذیری هیدرولیکی برای نوسازی شبکه های توزیع آب

در چند دهه اخیر با توجه به هزینه های بالای اجرای یک شبکه آبرسانی، طراحی شبکه هایی با کمترین هزینه و بیشترین قابلیت اطمینان اهمیت بالایی از نظر مهندسی دارد. یکی از مسائلی که در تحقیقات چند سال اخیر مورد توجه قرار گرفته است مقایسه شاخص ها و بررسی موفقیت نسبی آنها در اندازه گیری قابلیت اطمینان شبکه های آبرسانی است. در این مقاله، بررسی بر روی چهار شاخص عملکرد فشار گرهای، سرعت، اختلاف فشار و تلفیقی از سرعت و فشار گرهای بوسیله الگوریتم بهینه سازی NSGA-II و نرم افزار Epanet و برای یک شبکه توزیع آب استاندارد انجام شد. آزمون شاخص های مورد بررسی برای سه سناریوی %5، %10 و %20 شکست لوله ها و دو سطح هزینه متفاوت و 100 تکرار انجام شدند که نتایج نشان داد در سطح هزینه های بالا و پایین، از بین چهار شاخص مورد بررسی، استفاده از شاخص PIV در طراحی یا نوسازی شبکه عملکرد بهتری دارد. زیرا نیاز آبی گره های شبکه را نسبت به سایر شاخص ها، بیشتر تامین کرده و افت فشار کمتری را در شبکه ایجاد می کند. در پایان، نتیجه کار نشان دهنده عملکرد رضایت بخش شاخص عملکرد PIV با توجه به اهداف در نظر گرفته شده برای انها (که قرار گرفتن فشار گره ها بین فشار کمینه و بیشینه مجاز) بوده است. برای نوسازی شبکه های اسیب دیده، از مقایسه این شاخص های اطمینان پذیری استفاده شده است. به این صورت که شبکه های طراحی شده بر مبنای هر یک از این شاخص ها ی اطمینان پذیری (که هر کدام از این شبکه ها از نظر اقتصادی بهینه شده اند)، در سناریوهای مختلف شکست باهم مقایسه شده اند. در نهایت، شبکه طراحی شده بر مبنای شاخص PIV عملکرد بهتری داشته است. این نشان می دهد که این شاخص علاوه بر طراحی شبکه، برای نوسازی شبکه یا مواجه ه با شرایط غیر طبیعی شکست نیز بهترین عملکرد را در بین سایر شاخص ها داشته است و در نهایت می توان از قطره ای بهینه شده این شاخص اطمینان پذیری برای نوسازی شبکه توزیع اب استفاده کرد.

Keywords:

شبکه های آبرسانی شهری , بهینه سازی , شاخصهای قابلیت اطمینان , الگوریتم چند هدفه (NSGA-II)