عنوان پایان‌نامه
تأمین نوبتی آب در شبکه های توزیع شهری با درنظر گرفتن غلظت باقی مانده کلر
- رشته تحصیلی
- مهندسی کشاورزی - مهندسی منابع آب
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 6628;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 71934
- تاریخ دفاع
- ۲۹ شهریور ۱۳۹۴
- دانشجو
- محمد سلگی
- استاد راهنما
- عبدالحسین هورفر, امید بزرگ حداد
- چکیده
- یکی از سامانه¬های آبی شناخته شده، سامانه توزیع آب است که در راستای بهبود عملکرد در هر دو مرحله طراحی و بهره-برداری، نیازمند طرح¬ها و راه¬کارهای بهینه است که با ورود به شرایط کمبود آب، اهمیت و نیاز به اتخاذ تصمیمات بهینه، به ¬منظور ادامه بهره¬برداری از شبکه¬های توزیع، دوچندان می¬گردد. یکی از راه¬کارهای متدوال در وضعیت کمبود آب، بهره-برداری از شبکه به¬ روش تأمین نوبتی است. حفظ شاخص¬های کمی وکیفی در وضعیت مطلوب در این شرایط، به اندازه شرایط بهره¬برداری عادی مهم بوده و باید مورد توجه قرار گیرد. در تحقیق حاضر مدل¬های بهینه¬سازی تک¬هدفه و چندهدفه به منظور استخراج سیاست بهینه تأمین نوبتی، در شرایط کمبود آب توسعه داده شده است. همچنین، حل مدل¬های بهینه-سازی، بدون شک نیازمند الگوریتم¬های بهینه¬سازی است. در تحقیق حاضر، الگوریتم بهینه¬سازی جفت¬گیری زنبور عسل (HBMO) که پیش از این بر اساس رفتار جفت¬گیری و تولید مثل زنبورهای عسل توسعه داده شده بود، اصلاح شده است و الگوریتم بهینه¬سازی جفت¬گیری زنبور عسل سلف¬گرا (PO-HBMO) و نسخه چندهدفه آن با عنوان HBMO چندهدفه (MOHBMO) توسعه داده شده¬اند و پس از اثبات عملکرد بهتر آنها در حل مسائل آزمون ریاضی در قیاس با دیگر الگوریتم¬های تکاملی و فراکاوشی، برای حل مدل¬های بهینه¬سازی توسعه داده شده در تحقیق حاضر به منظور استخراج سیاست بهینه تأمین نوبتی آب در شبکه تحت مخزن شماره 30 تهران در سناریو¬های مختلف کمبود آب، مورد استفاده قرار گرفته¬اند. در نهایت، نتایج حاصل از مدل¬های بهینه¬سازی با نتایج حاصل از یک قاعده بهره¬برداری مستخرج از قاعده بهره-برداری استاندارد (SOP) که اقدام به توزیع آب بین مصرف¬ کنندگان، بر اساس اولویت¬های از پیش تعیین شده می¬نماید، مورد مقایسه قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که برنامه زمانی تأمین نوبتی حاصل از مدل¬های بهینه¬سازی، از تمام جهات کمی و کیفی نسبت به برنامه زمانی حاصل از قاعده SOP، برتر می¬باشند. همچنین مشخص شد که کاهش تعداد قطع و وصل در شبکه، در تضاد با یکنواختی توزیع آب بین مصرف¬کنندگان می¬باشد. بنابراین در تحقیق حاضر، منحنی بده¬بستان بین اهداف متضاد نیز ترسیم شده است.
- Abstract
- Water shortages are caused by hydrological droughts and by the disruption of the operation of water distribution networks (WDNs). Under limited economic resources and frequent water shortages, the expansion of water supply for municipal use is slow and sometimes infeasible, hence supply management becomes a viable solution for operating water supply networks. One form of demand management is intermittent supply, wherein some parts of the water supply network are cut off from service during certain times and the entire network is in service at other times. Maintaining the desired quantitative and qualitative indexes in the shortage operation is as important as normal operation. The water pressure and residual chlorine concentration are examples of quantitative and qualitative indices, respectively, of a WDN’s performance. This work considers quality and quantity variables simultaneously in the operation of WDNs under water shortages. In the present study single and multi-objective optimization models have been developed to find the optimal scheduling of intermittent supply. To solve the developed optimization models, Predecessor oriented honey bee mating optimization (PO-HBMO) algorithm and multi-objective honey bee mating optimization (MOHBMO) algorithm have been developed. Using the developed algorithms linked to a hydraulic simulator, the optimization models have been solved for a real WDN under different scenarios. The performance of the developed models have been compared to a rule operation extended based on standard operation policy (SOP) that allocates water among consumers based on constant priority. The results show that water shortage operation affects water quality and decreases the chlorine concentration below the allowable minimum in the network but applying the water allocation schedules obtained by the developed optimization models minimize this effect. Also, the optimum water allocation schedules supply consumer demands fairly with desired pressure while reservoir and hydraulic constraints are satisfied. Keywords: Shortage Management; Water Quality; Water Distribution Networks; Predecessor Oriented Honey Bee Mating Optimization; Multi-Objective Honey Bee Mating Optimization.
