عنوان پایان‌نامه
ارزیابی عملکرد شبکه های توزیع آب بر مبنای منطق فازی ومهندسی ارزش
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران -مهندسی آب - فاضلاب
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1914;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 63007
- تاریخ دفاع
- ۲۲ دی ۱۳۹۲
- دانشجو
- مژگان عسکرزاده فراهانی
- استاد راهنما
- مسعود تابش
- چکیده
- شبکه¬های توزیع آب زیر¬ساخت¬های پیچیده¬ای هستند که ساخت، بهره¬برداری و نگهداری از آنها نیازمند صرف هزینه¬های قابل توجهی است. همچنین، نقش اساسی این شبکه¬ها برای دست¬یابی به هدف استفاده¬ی بهینه از منابع محدود آب و همچنین جایگاه آنها به¬عنوان عنصر اصلی شبکه¬های توزیع آب آشامیدنی با کیفیت، کمیت و فشار مناسب در بین مصرف¬کنندگان، دارای اهمیت زیادی در بخش مطالعات آبرسانی است. با توجه به مجموعه¬ی عوامل و پارامتر¬های موثر در طراحی و بهره¬برداری از شبکه¬های توزیع آّب، می¬توان دریافت که اکثر این پارامتر¬ها بطور دقیق و قطعی قابل محاسبه و دستیابی نیستند. در نتیجه بحث عدم قطعیت به عنوان یک موضوع جدا¬نشدنی در زمینه¬ی محاسبات شبکه نیز باید مد¬نظر قرار گیرد. در این مطالعه با استفاده از مفهوم منطق فازی، تاثیر عدم قطعیت¬های موجود در پارامتر¬های ورودی شبکه (تقاضای گرهی و ضریب زبری لوله) بر نتایج تحلیل هیدرولیکی، بررسی می¬شود. برای این منظور، در ابتدا توابع عضویت فازی پارامتر¬های ورودی بدست می¬آیند و با منظور نمودن تأثیر توأم عدم قطعیت این پارامتر¬ها، پارامتر¬های خروجی تحلیل هیدرولیکی با دقت بالاتری محاسبه می¬شوند. همچنین پارامتر¬های فشار، سرعت و افت انرژی به عنوان نشانگر¬هایی جهت ارزیابی عملکرد هیدرولیکی اجزای شبکه (گره¬های مصرف و لوله¬ها) در نظر گرفته می¬شوند. به¬منظور محاسبه¬ی شاخص عملکرد هیدرولیکی این اجزا، پس از تحلیل هیدرولیکی شبکه با استفاده از مدل تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر فشار، از منحنی¬های جریمه¬ی تعریف شده مطابق با استاندارد¬های موجود، استفاده می¬شود. به¬علاوه رابطه¬ای جدید برای تلفیق عملکرد این پارامتر¬ها، جهت بدست آوردن شاخصی برای ارزیابی عملکرد کل لوله و محاسبه¬ی اندیس عملکرد هیدرولیکی کل شبکه معرفی می-شود. در بخش آخر نیز با استفاده از مفهوم مهندسی ارزش و بهره¬گیری از عملکرد هیدرولیکی محاسبه¬شده و همچنین با ارزیابی میزان هزینه¬های مصرفی در طی چرخه¬ی عمر هر لوله، یک پارامتر با عنوان اندیس ارزش محاسبه می¬شود. شاخص ارزش نشانگر خوبی جهت مدیریت و اولویت¬بندی بهسازی و نوسازی اجزای مختلف شبکه¬های توزیع آب، از دیدگاه اقتصادی و فناوری، می¬باشد. در این تحقیق به منظور بررسی کارایی روش ارائه شده از دو مطالعه¬ی موردی استفاده می¬شود. نتایج حاکی از آن است که علاوه بر سادگی روش ارائه شده جهت بررسی عدم قطعیت نسبت به بیشتر روش¬ها، نتایج نیز با دقت بالاتری محاسبه می¬شوند. همچنین با توجه به رابطه¬ی ارائه شده برای تلفیق عملکرد اجزای شبکه و اندیس ارزش، برنامه¬های اولویت¬بندی جهت بهسازی و نوسازی لوله¬های شبکه، در دوره¬ی زمانی مورد بررسی ارائه می¬شود.
- Abstract
- Water distribution systems (WDSs) are considered as one the most complex networks that construction, operation and maintenance phases of them need significant budgets. In addition, their important role in optimized uses of limited water resources and also distribution the drinking water among the customers which has sufficient quality, quantity and pressure, give them great position in scientific topics. By paying attention to effective parameters in the designing and operation of WDS, it would be noted that most of these parameters cannot be calculated conclusively. As a result, the uncertainty as an inseparable topic should be considered in calculation of these networks. In this research, by utilizing the fuzzy concepts, influences of uncertainty related to input parameters of WDS (nodal demands and roughness coefficient) on its outputs are investigated. For this purpose, first the membership functions of input variables are obtained. Then, by considering the uncertainty of input variable simultaneously, outputs are estimated with higher accuracy. Moreover, the nodal pressure, velocity through the pipes and energy loss are considered as hydraulic indicators of the WDS elements (nodes and pipes). For calculating the hydraulic performance index of these elements, after analyzing the network by using the head driven simulation method (HDSM), penalty curves are utilized. Besides, an equation for synthesizes the hydraulic performances and calculating the total hydraulic index of each pipe is introduced. In the last part, based on value engineering concepts, using the calculated hydraulic performance in the previous part and estimating the life-cycle cost for each pipe, value index will computed. Value index is a suitable indicator for managing different parts of the WDS and prioritizing them for inspection and renewal programs from the point of economical and technological view. In this study, two water networks considered as a case study for evaluating proposed methods. The results show that beside the simplicity of the proposed method for considering the uncertainty in compared with other methods, outputs will estimate more precisely. Furthermore, according to presented equation for synthesizing the hydraulic performances of WDS elements and value index, pipes of these two sample networks are prioritized for rehabilitation and renewal programs.
