بهبود قابلیت اطمینان شبکه توزیع آب شهری در فاز بهره برداری به کمک بهینه سازی پمپ و مخزن
امروزه با توجه به بالا رفتن انتظارات در جوامع شهری، تأمین آب کافی با کیفیت مناسب از اهمیت بالایی برخوردار است. از این رو مطالعات زیادی بر روی کاهش هزینهها و افزایش کارایی شبکههای توزیع آب شهری انجام گرفتهاست.
هزینههای بهرهبرداری درصد قابل ملاحظهای از هزینههای شبکههای آبرسانی را تشکیل میدهند.با مدیریت فشار در شبکه میتوان تا حد قابلتوجهی از این هزینهها کاست. در سالیان اخیر با مطرح شدن مفهوم قابلیت اطمینان، سنجش کارایی شبکه به صورت کمی و با دیدگاههای مکانیکی، هیدرولیکی و کیفی انجام گرفته است.
مدیریت فشار در شبکههای دارای اضافه فشار باعث کاهش نشت و حوادث شبکه میشود و در شبکههای دارای کمبود فشار، موجب تأمین مناسب نیازهای مشترکین میگردد.
این تحقیق بر آن است تا در شبکههای دارای کمبود یا اضافه فشار، با استفاده از ابزار بهینهسازی و بکارگیری راهکارهای مدیریت فشار به کاهش هزینهها و افزایش قابلیت اطمینان بپردازد.
بدین منظور با بهرهگیری از دو مدل شبیهساز و بهینهساز در نرمافزار متلب و با استفاده از دو روش بهینهسازی الگوریتم ژنتیک و جوامع آنارشی در چهار سناریو به تحلیل تأثیر راهکارهای پیشنهادی پرداخته شده است. در شبکههایی که با کمبود فشار مواجه هستند، ضمن تعریف یک شاخص برای قابلیت اطمینان مخزن، با اضافه کردن مخزن کمکی و بهینهسازی برنامه زمانبندی پمپاژ، تاثیر چشمگیری در بهبود شاخصهای قابلیت اطمینان و کاهش هزینهها دارند.
در شبکههایی که با اضافه فشار روبهرو هستند، با بکارگیری توربین تلاش شده تا از فشار مازاد آب در شبکه توزیع آب برای تولید انرژی استفاده شود. به دلیل هزینه بالا و تخصصی بودن ساخت توربین، از پمپهای با عملکرد معکوس در شبکه استفاده شده است. ضمن تعیین محل مناسب برای توربینها، محل و فشار خروجی از شیرهای فشارشکن نیز مورد ارزیابی قرار گرفته است.
نتایج بدست آمده بیانگر کاهش هزینههای شبکه تا 75 درصد در طول عمر مفید آن به همراه افزایش قابلیت اطمینان شبکه است. در بهینهسازی دوهدفه با ارائه منحنی تعامل به عنوان جواب نهایی، امکان انتخاب راهکارهای مختلف با سطوح هزینه و قابلیت اطمینان متفاوت فراهم شده است.
استاد راهنما: سید تقی امید نائینی
رشته تحصیلی: مهندسی عمران – مهندسی آب و سازه های هیدرولیکی
سال انتشار: دی 1395
