پژوهش آب ایران

چکیده در این پژوهش، عملکرد سه الگوریتم تکاملی چندهدفه NSGA-II، ‏AGE-MOEA و MOEA/D برای بهینه‌سازی شبکه‌های توزیع آب با هدف همزمان کمینه‌سازی هزینه و انحراف فشار ارزیابی شده است. نتایج بر روی شبکه‌های بنچ‌مارک هانوی و بالرما نشان می‌دهد که AGE-MOEA از نظر شاخص‌های کمّی ابرحجم (HV) و فاصله نسلی معکوس (IGD) پوشش کلی بهتری بر جبهه پارتو دارد، اما در شبکه هانوی تنها NSGA-II موفق به یافتن جواب کاملاً موجه با انحراف فشار صفر شد. در شبکه بالرما، ‏MOEA/D به دلیل حساسیت به اختلاف مقیاس اهداف و ضعف در مدیریت قیود، ضعیف‌ترین عملکرد را ثبت کرد. بررسی الگوهای تنظیم ساعتی شیرهای فشارشکن شبکه پلدختر نشان داد که علی‌رغم برتری NSGA-II و AGE-MOEA در کیفیت جبهه پارتو، نوسانات شدید تنظیمات آن‌ها از منظر عملیاتی می‌تواند موجب استهلاک تجهیزات و ناپایداری شبکه شود، در حالی که MOEA/D الگویی محافظه‌کارانه‌تر ارائه می‌دهد. تحلیل روند HV نشان داد MOEA/D به بالاترین مقدار تجمعی در فرآیند همگرایی دست می‌یابد که با برتری AGE-MOEA در HV جبهه پارتو نهایی متفاوت بوده و ناشی از تفاوت این دو معیار است. کاهش فشارهای مازاد حاصل از بهینه‌سازی، پتانسیل کاهش نشت پس‌زمینه را فراهم می‌آورد، هرچند کمّی‌سازی دقیق آن مستلزم مدل‌سازی مستقیم نشت است.

واژه‌های کلیدی: بهینه‌سازی چندهدفه، شبکه توزیع آب، شهرستان پلدختر، قابلیت بهره‌برداری عملیاتی، مدیریت فشار.

چکیده چکیده:

شبکه‌های توزیع آب شرب به‌عنوان شریان‌های حیاتی جوامع بشری، همواره با چالش هدررفت و نشت آب مواجه هستند. مدیریت فشار یکی از مؤثرترین و اقتصادی‌ترین روش‌های کاهش نشت واقعی در شبکه‌های توزیع محسوب می‌شود. پژوهش حاضر با هدف تحلیل هیدرولیکی و ارزیابی راهکارهای مدیریت فشار برای کاهش هدررفت آب در شبکه توزیع شهر پردنجان انجام شد. بدین منظور، مدل هیدرولیکی شبکه با استفاده از نرم‌افزار WaterGEMS توسعه یافت و پس از کالیبراسیون، با داده‌های میدانی فشار و دبی اعتبارسنجی شد؛ به‌طوری‌که اختلاف نتایج شبیه‌سازی و اندازه‌گیری کمتر از 10 درصد بود. سه سناریوی مدیریت فشار شامل فشار ثابت، فشار وابسته به زمان و فشار وابسته به جریان بررسی شد. نتایج نشان داد هر سه سناریو موجب کاهش فشارهای مازاد و نشت شدند. در سناریوی فشار ثابت با فشار بهینه 45 متر، میانگین فشار از 41/2 به 35/8 متر و نشت روزانه از 850 به 715 مترمکعب کاهش یافت. در سناریوی وابسته به زمان، صرفه‌جویی سالانه 71175مترمکعب و در سناریوی وابسته به جریان، 89425مترمکعب برآورد شد. سناریوی وابسته به جریان با کاهش نشت به 605 مترمکعب در روز، حدود 28/8 درصد کاهش نسبت به شرایط پایه ایجاد کرد. با وجود عملکرد فنی بهتر، سناریوی وابسته به زمان به دلیل سادگی و هزینه اجرایی کمتر، مناسب‌ترین گزینه برای شرایط فعلی شبکه پردنجان ارزیابی شد.

چکیده امنیت آب از مسایل مهمی است که می‌تواند در پی تزریق یک آلاینده سمی در آب شرب یک شهر به‌عنوان نمونه در پی یک حمله تروریستی به خطر افتد. در صورتی که که شبکه فاقد یک مدیریت مناسب امنیت باشد،‏ آسیب‌دیدگان چنین حادثه‌ای می‌تواند تمام جمعیت یک شهر باشند. در مطالعات پدافند غیرعامل،‏ اولین گام در هر سامانه هشدار و کنترل آلودگی تشخیص سریع منبع آلودگی است. در این راستا،‏ از مشاهد‌ه‌های پایش برای تشخیص منبع آلودگی استفاده می‌شود. تعیین تعداد بهینه نقطه‌های پایش لازم و بهترین چیدمان آن‌ها از مسایل پیچیده‌ای است که به نقطه‌های پتانسیل تزریق آلودگی عمدی،‏ مقدار و خصوصیات آلاینده تزریقی وابسته است. بهترین سامانه پایش،‏ سامانه‌ای است که در آن اول نقطه‌ها لازم برای پایش شبکه،‏ دوم جمعیت تحت تأثیر در لحظه تشخیص و سوم تعداد حالت‌های عدم تشخیص،‏ به‌ طور همزمان کمینه شوند. در این پژوهش برای تعیین منحنی تبادل بین هدف‌ها متضاد مذکور،‏ الگوریتم تکاملی چند هدفه سریع NSGA-II با مدل شبیه‌ساز EPANET تلفیق شده و از تحلیل مونت کارلو در لحاظ عدم قطعیت‌ها در تزریق آلودگی استفاده شده است. هم‌چنین در تعیین نقطه تعادل منحنی تبادل به دست آمده،‏ از مدل رفع اختلاف نش به کار گرفته شده است. برای نشان‌دادن کارایی و توانایی روش پیشنهادی،‏ شبکه آب شهر لامِرد شبیه‌سازی شده و بهترین نقطه‌های پایش برای این شهر تعیین شده است.

چکیده در این پژوهش قسمتی از شبکه توزیع آب شهر لار به‌عنوان محدوده مطالعاتی برای محاسبه مقادیر حجم هدر رفت آب و شاخص‌های عملکرد نشت در شبکه انتخاب شد. با نصب کنتور مغناطیسی و دیتالاگر در ورودی شبکه مورد نظر و نصب فشارسنج‌های دیجیتال فشار و دبی در فواصل زمانی 15 دقیقه‌ای ثبت شد و شاخص‌های عملکرد نشت شامل ILI,UBRL,TIRL تعیین شدند. بر اساس نتایج این پژوهش هدررفت واقعی آب بین 18.7%-12.1% با میانگین 15.5%،‏ TIRL بین 188.5-97.2 با میانگین 147.5 لیتر در روز به ازای هر انشعاب،‏ UBRL بین 44.6-34.2 با میانگین 40 لیتر در روز به ازای هر انشعاب و ILI بین 4.2-2.8 با میانگین 3.6 است که بیانگر وضعیت نامطلوب شبکه آب است. مقدار متوسط نشت قابل بازیافت برای هر انشعاب 107.5 لیتر در روز به ازای هر انشعاب است که با توجه به تعداد انشعاب سرویس (18100)،‏ نشت قابل بازیافت در کل شبکه 710199 مترمکعب در سال است.