عنوان پایان‌نامه
طراحی و توسعه پویای چند معیاره شبکه های توزیع آب شهری
- رشته تحصیلی
- مهندسی کشاورزی - مهندسی منابع آب
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 4020;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 45554
- تاریخ دفاع
- ۳۱ شهریور ۱۳۸۸
- دانشجو
- نوید قاجارنیا
- استاد راهنما
- امید بزرگ حداد
- چکیده
- طراحی هر چه بهتر شبکه‌های آبرسانی به گونه‌ای که علاوه بر کم هزینه بودن قادر به تامین نیاز‌های هیدرولیکی موجود باشد، از دیرباز مورد توجه مهندسین و محققین بوده است. بررسی سابقه مطالعاتی دیرین و غنی شبکه‌های توزیع آب از ابتدای دهه شصت میلادی تا کنون، مسیر پیشرفت محققین و حرکت گام به گام و به سمت جلوی آن‌ها را به خوبی نمایان می‌سازد. به دلیل اهمیت شبکه‌های آبرسانی به عنوان سازه‌های زیربنایی شهرها و مناطق مسکونی، مطالعات بسیار زیادی در فازهای مختلفی همچون تعیین جانمایی لوله‌های شبکه، یافتن بهینه‌ترین مجموعه قطر برای لوله‌ها، ترمیم و بازسازی شبکه‌ها، بهینه‌سازی الگوی مصرف از شبکه و مدیریت هزینه‌های نگهداری، مدیریت بحران در هنگام بروز شرایط نارسایی و یا ورود آلودگی، بررسی اطمینان‌پذیری شبکه‌ها، مدلسازی عوامل دارای عدم قطعیت، توسعه و نوسازی شبکه‌ها و موارد متعدد دیگر انجام گرفته و پیشرفت‌‌های قابل توجهی نیز حاصل شده است. با این اوصاف واضح است که انجام تحقیقی که در بر گیرنده تمامی زمینه‌های تحقیقاتی مذکور باشد مقدور نبوده و روشن کردن راستای تحقیق اولین گام مورد نیاز خواهد بود. در این تحقیق، طراحی بهینه قطر لوله‌های شبکه در فاز طراحی اولیه و همچنین طراحی اقدامات لازم در دوره بهره‌برداری به منظور ترمیم و نگهداری مورد توجه قرار گرفته است. در تحقیقات پیشین، عموماً موارد مذکور به عنوان دو فاز طراحی جداگانه در نظر گرفته شده و طراحی توام آن‌ها چندان مورد توجه نبوده است. به این ترتیب که شبکه‌های آبرسانی با در نظر گرفتن ملاحظات مختلف طراحی، برای دوره طرح طراحی می‌شوند. سپس، بعد از جایگذاری شبکه و بروز نارسایی‌های احتمالی در عملکرد آن، تصمیمات لازم برای ترمیم و نگهداری اتخاذ شده و ظرفیت شبکه توسعه داده می‌شود. این در حالیست که تاثیر طراحی اولیه بر وضعیت شبکه در طول دوره طرح و همچنین عملکرد هیدرولیکی آن در هنگام بروز نارسایی‌های احتمالی، حقیقتی است انکار ناپذیر. لذا در تحقیق حاضر، پژوهشگران به ارائه روشی با هدف طراحی مناسب‌تر شبکه‌ها در دوره جایگذاری اولیه و دوره ترمیم و نگهداری از آن پرداخته‌اند. روش ارائه شده بر پایه طراحی بلند مدت شبکه‌ها استوار بوده و طراحی پویای شبکه‌های توزیع آب نامیده شده است. بعلاوه نگاهی به روند مطالعات انجام شده در زمینه طراحی شبکه‌ها نشان می‌دهد که لزوم طراحی چند هدفه شبکه‌ها به گونه‌ای که بیشینه‌سازی عملکرد هیدرولیکی و کمینه سازی هزینه به طور توام در آن لحاظ شوند، در تحقیقات اخیر مورد توجه اکثر محققان بوده است. لذا در این تحقیق نیز پس از ارائه یک شاخص اطمینان‌پذیری جدید بر مبنای منطق فازی و همچنین توسعه الگوریتم چند هدفه جفت‌گیری زنبور عسل (MOHBMO)، طراحی پویای چند هدفه شبکه‌ها مدنظر قرار گرفته است. امید است که کوشش‌های انجام شده توانسته باشد گامی در جهت جامع نگری و طراحی هر چه بهتر شبکه‌های آبرسانی برداشته باشد.
- Abstract
- Least-cost design of water distribution networks (WDNs) provided that the network is able to supply the hydraulic demand of the consumers, had been always taken into consideration by expert engineers. By reviewing the state of the art in WDN design, improvement and the step by step progress of the researchers is demonstrated. Due to the importance of WDNs as infrastructures in the cities, different types of studies are done such as layout design, pipe sizing, rehabilitation, expansion, operation period design, risk management, analysis of reliability and other research areas. Therefore it is obvious that accomplishing a study that consists all of these areas is impossible. Thus, defining the focus of each study is the first step. In this study, pipe sizing of the network in the first year of operation and also rehabilitation strategies during the operational period is taken into consideration. In previous studies, usually the initial design of the network and its rehabilitation, are designed separately. It means that at first a network is designed and after the aging of the pipes, during the operation periop the influence of the initial design on the hydraulic condition of the network during the operation period is inevitable. Thus in this study, combining the initial and the rehabilitation period design, a new approach in the water distribution system design is improved which is named Dynamic Design of water distribution networks. Moreover, by taking a look on previous studies, the tendency of the researchers to the multi-objective (M.O.) design of WDNs considering both cost minimization and reliability maximization is obvious. Therefore in this study utilizing the fuzzy logic, a new reliability index is introduced and on the other hand the multi objective honey bee’s optimization algorithm (MOHBMO) is developed. Then using the new M.O. algorithm and reliability index, the multi objective dynamic design of WDNs is done. Keywords: Dynamic design, Fuzzy reliability index, Multi-objective design, Multi-criteria optimization, MOHBMO, Water distribution networks.
