مدیریت فشار در شبکه های توزیع آب شهری جهت کنترل نشت با استفاده از الگوریتم ژنتیک (مطالعه موردی)

اتلاف بیش از متوسط 30% آب ورودی به شبکه های توزیع آب شرب کشور بر اثر نشت از شبکه های موجب نگرانی جدی مسیولین شرکت های آب و فاضلاب کشور شده است. نشت غیر مریی از لوله های شبکه به ویژه در شبکه های قدیمی توزیع آب بخش زیادی از اتلاف سالانه شبکه های تفصیل آن را تشکیل می دهد. در این مقاله مدیریت کاهش نشت در شبکه توزیع آب شهری محلات که دارای تلفات آبی بالایی است مورد بررسی قرار می گیرد. برای شبکه توزیع آب شهر محلات که همواره دارای مشکل فشار مازاد در اکثر نقاط است مدیریت فشار (با توجه به رابطه مستقیم بین فشار و نشت) به عنوان یک ابزار مفید در جهت کاهش نشت مورد توجه قرار گرفته و در این راستا نصب شیرهای فشار شکن به عنوان متداول ترین شیوه مدیریت فشار به صورت یک مسیله بهینه سازی در نظر گرفته شده است. برای حل این مسیله یک مدل بهینه سازی پیشنهادی با در نظر گرفتن توابع هدف حداقل سازی نشت کلی در شبکه و حداقل سازی تعداد کشتی های فشار شکن و لحاظ کردن محدودیت های مسیله توسعه یافته است. مدل بهینه سازی مذکور با استفاده از یک الگوریتم ژنتیکی دو هدفه در قالب یک برنامه کامپیوتری در مورد نرم افزار MATLAB نوشته شده و برای شبیه سازی هیدرولیکی شبکه توزیع آب (معادلات تعادل چه به انرژی) از نرم افزار شناخته شده EPANET افاده شده است. نتایج اجرای مدل در شبکه توزیع آب شهر محلات با فرض سه سناریو مختلف نشان می دهد که نزد و تنظیم شیر آلات کاهش فشار مطابق با مکان ها و تنظیمات بی دینی خروجی برنامه کاهش قابل توجهی در میزان تلفات سالانه این شبکه به وجود خواهد آمد. به عنوان نمونه در سناریوی اول خود نشسته در صد کاهش در میزان نشت اولیه شبکه مشاهده شده است. مقادیر نتایج بهینه سازی با طرح مدیریت فشار از پیش اجرا شده در شبکه محلات نشاندهنده بهبود قابل توجه نتایج بهینه سازی نسبت به طرح کارشناس اسب بود که کاهش نقش حاصل از 6 شیر پیشنهادی کارشناس تنها معادل نتایج حاصل از 2 شیر بهینه است. همچنین تعبیر تنظیمات شیر آلات موجود به صورت بهینه نیز کاهش محسوسی در میزان تلفات ایجاد خواهد کرد.

کلیدواژه ها:

الگوریتم زنتیک چند هدفه ، شیر فشارشکن ، کنترل نشت ، مدیریت فشار ، مکانیابی بهینه