سید حامد معراجی

بهینه سازی شبکه های توزیع آب با هدف کاهش هزینه های اجرایی و هم زمان افزایش قابلیت اعتماد، از جمله موضوعات مهم در مدیریت و بهره برداری از سامانه های تأمین آب محسوب می شود. طراحی بهینه این شبکه ها باید به گونه ای انجام گیرد که ضمن رعایت الزامات هیدرولیکی، توانایی تأمین نیاز مصرف کنندگان را در شرایط مختلف و تحت نوسانات مصرف حفظ نماید. هدف اصلی این پژوهش، کمینه سازی هزینه های اجرایی شبکه توزیع آب با رعایت محدودیت ها و استانداردهای هیدرولیکی، تأمین نیازهای مصرف کنندگان و ارتقای قابلیت اعتماد شبکه به صورت هم زمان است. در این پژوهش، عملکرد الگوریتم بهینه سازی منتخب ابتدا بر روی چهار مسئله مرجع و شناخته شده در حوزه طراحی شبکه های توزیع آب ارزیابی شد. سپس، به منظور بررسی کارایی روش پیشنهادی در شرایط واقعی، بخشی از شبکه توزیع آب یکی از شهرهای استان بوشهر مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین، برای ارزیابی قابلیت اعتماد شبکه ها، روش شبیه سازی مونت کارلو به کار گرفته شد. مشخصات مطالعات موردی به شرح زیر است: مثال (1): شبکه توزیع آب شامل 5 گره، 8 خط لوله و یک مخزن با ارتفاع 100 متر، مثال (2): شبکه توزیع آب متشکل از 7 گره و 8 خط لوله، مثال (3): شبکه توزیع آب شامل 32 گره و 34 خط لوله، مثال (4): شبکه توزیع آب مشتمل بر 26 گره، 34 خط لوله، 9 حلقه و 2 مخزن، مثال (5): مطالعه موردی نهایی: بخشی از شبکه توزیع آب یکی از شهرهای استان بوشهر شامل 120 گره، 153 خط لوله و 34 حلقه. نتایج حاصل از بهینه سازی شبکه های مرجع با نتایج گزارش شده در مطالعات پیشین مقایسه شد. این مقایسه نشان داد که پاسخ های به دست آمده از الگوریتم پیشنهادی از تطابق و دقت بالایی نسبت به نتایج سایر پژوهشگران برخوردار است. افزون بر این، به منظور ارزیابی عملکرد شبکه ها از منظر قابلیت اعتماد، مدل شبیه سازی مونت کارلو برای تمامی شبکه های مورد مطالعه توسعه و پیاده سازی شد. مقایسه نتایج بهینه سازی حاصل از پژوهش حاضر با مطالعات پیشین، صحت و کارایی روش پیشنهادی را تأیید کرد. نتایج تحلیل قابلیت اعتماد نیز نشان داد که در برخی از شبکه های مورد بررسی، با افزایش محدود و اقتصادی هزینه های اجرایی، امکان دستیابی به سطوح مطلوب قابلیت اعتماد فراهم شده است. به طور مشخص، در مثال اول، قابلیت اعتماد شبکه برابر با 80 درصد محاسبه شد که در محدوده قابل قبول ق