عنوان پایان‌نامه
بررسی آلودگی گسترده شبکه های توزیع آب شهری
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران -مهندسی آب - فاضلاب
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 2211;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 73743;کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 2211;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 73743
- تاریخ دفاع
- ۰۹ آبان ۱۳۹۴
- دانشجو
- سروش زنجانی
- استاد راهنما
- محمد کارآموز
- چکیده
- سیستم های توزیع آب از مهمترین زیر بناهای شهری می باشند. تامین آب کافی با کیفیت مناسب از مهمترین دغدغه‌های مدیران و مسئولین شهری است. پس از تامین آب، مورد مهم اطمینان از رسیدن آب با کیفیت مناسب در شبکه توزیع به دست مصرف‌کننده است. سیستم های توزیع آب در مقابل آلودگی ها بسیار آسیب‌پذیر می باشند. آلودگی ممکن است به صورت سهوی و یا عمدی وارد شبکه آب شود. آلودگی آب می‌تواند فیزیکی، شیمیایی، بیولوژیکی و رادیواکتیویته باشد. موضوع بسیار مهم در زمینه شناسایی آلودگی ها نوع آن، نحوه‌ی واکنش آن با گندزدای موجود در شبکه آب، ضرایب زوال این دو ماده و غلظت خود آلودگی در آب می‌باشد. پس از شناسایی این موارد مهمترین موضوع ارائه مدلی است که بتوان از طریق آن پخش آلودگی در شبکه را شبیه سازی کرد. برای شبیه سازی حضور یک ماده در شبکه می توان از نرم افزار EPANET استفاده کرد. اخیرا ماجول جدید این برنامه با نام EPANET-MSX قابلیت شبیه سازی برهمکنش چند ماده بر هم را در شبکه آب ارائه می‌دهد. در این پایان نامه نیز برهمکنش آلودگی شیمیایی و بیولوژیکی با کلر به عنوان گندزدا در شبکه آب تحت مخزن 78 تهران بررسی شده است. برای این کار ابتدا معادلات زوال این مواد و ضرایب زوال بدست آمده و سپس از طریق نرم افزارهای ذکر شده مدل پخش آلودگی شبیه‌سازی شده است. شاخص‌هایی برای ارزیابی سیستم ارائه شده تا بتوان وضعیت سیستم را تحت سناریوهای مختلف آلودگی بررسی کرد. پس از ایجاد آلودگی تحت سناریوهای مختلف و محاسبه شاخص‌ها، راه حل‌های برون رفت از این بحران بررسی شده و میزان تاثیر هر کدام از این راه حل‌ها کمی شده است. از راه حل بستن لوله و کلرزنی در گره‌های نزدیک و کلرزنی دقیق بمنظور جلوگیری از پخش آلودگی استفاده شده است. بمنظور بهینه‌سازی کلرزنی در سطح شبکه از الگوریتم ژنتیک استفاده شده است. بدین منظور تعداد بهینه ایستگاه‌های کلرزنی در ازای ایجاد بهترین وضعیت (کمترین آسیب پذیری) در سیستم همزمان با مقدار بهینه کلر مصرفی بدست آمد. نتایج نشان می دهد که در صورت ردیابی آلودگی در شبکه، کلر زنی با دقت در گره مناسب و به مقدار غلظت مناسب و در زمان گذر آلودگی از گره می‌تواند نتایج بسیار خوبی در کاهش آسیب پذیری سیستم در هنگام مواجهه با آلودگی درپی داشته باشد. با این کار می‌توان با مصرف کمتر کلر نتیجه بسیار بهتری گرفت.
- Abstract
- Water distribution systems (WDSs) are vital urban infrastructures. Supplying water with desirable quality and quantity is an important task for WDSs in serving urban communities. These systems are susceptible to widespread contamination. Contamination can be introduce to WDS, intentionally or unintentionally. Also contaminants can be categorized as physical, chemical, biological and radioactive. Type of contaminants and how they react with the residual chlorine, dispersion equations and demand pattern in the network are challenging issues to investigate WDS response to contamination. After defining these items, it is very important to present a model to simulate dispersion of contamination in WDS. In order to simulate a contaminant presence in WDS, network contamination model can be used. A new module to simulate interaction of several materials in WDS has been utilized. In this thesis interaction of biological and chemical contaminants with chlorine in a WDS in the eastern part of Tehran, Iran has been investigated. Different scenarios are defined based on the types of contaminants, equilibriums defining the reaction with chlorine, contaminant dose and duration and initial chlorine concentration, to see how the network would response to contamination. In order to evaluate the system condition under different scenarios, two indexes have been presented. To remediate the system's condition, different options including injection of chlorine and pipes' closure are suggested and their effects are evaluated. An optimization routine is also proposed to optimally determine the pattern for injection of chlorine. As a result optimum number of chlorine injection locations and optimum amount of chlorine consumption in order to reach to the better conditions in WDS are obtained. The results showed that the proposed methodology can improve system response to contamination. Keywords: Water distribution networks, chemical and biological contamination, system performance, EPANET-MSX, optimization
