| بهینه‌سازی اقتصادی–هیدرولیکی قطر لوله‌های شبکه آبرسانی روستایی با استفاده از الگوریتم ژنتیک و نرم افزار WaterGEMS (مطالعه عددی شبکه آبرسانی روستای قارقلی چم) |
| کد مقاله : 1560-IWWA |
| نویسندگان |
|
کامیار محمدی1، اکبر بطهایی *2، نیما منصوری1، نرگس محمدی1، پریسا آذری1 1شرکت آب و فاضلاب استان زنجان 2شرکت آب و فاضلاب استان زنجان
دانشگاه تهران دانشکده مهندسی عمران |
| چکیده مقاله |
| طراحی شبکه‌های توزیع آب از جمله مسائل مهم در توسعه و بهره‌برداری از سامانه‌های آبرسانی روستایی است که در آن انتخاب قطر مناسب لوله‌ها تأثیر مستقیمی بر هزینه سرمایه‌گذاری، افت هد، فشار گره‌ها و قابلیت اطمینان هیدرولیکی شبکه دارد. در روش‌های متداول طراحی، قطر لوله‌ها عمدتاً بر اساس محاسبات هیدرولیکی، تجربیات طراحی و انتخاب محافظه‌کارانه اقطار تعیین می‌شود. اگرچه این رویکرد می‌تواند الزامات هیدرولیکی را تأمین کند، اما الزاماً منجر به حداقل هزینه سرمایه‌گذاری نمی‌شود. در پژوهش حاضر، مسئله انتخاب قطر بهینه لوله‌های یک شبکه توزیع آب روستایی با ۳۵۶ خانوار با استفاده از الگوریتم ژنتیک و مدل‌سازی هیدرولیکی در محیط WaterGEMS بررسی شده است. شبکه مورد مطالعه شامل ۲۵ گره تقاضا و ۲۴ خط لوله با طول کل ۷۴۱۰ متر در نظر گرفته شد. قطرهای تجاری قابل انتخاب شامل ۵۰، ۶۳، ۷۵، ۹۰ و ۱۱۰ میلی‌متر بوده و تابع هدف بر حداقل‌سازی هزینه سرمایه‌گذاری شبکه با رعایت قیود حداقل فشار و حداکثر سرعت جریان استوار شد. در سناریوی پایه، هزینه طراحی متعارف شبکه بر اساس قیمت‌های واحد لوله‌های مورد مطالعه برابر با ۱۶٫۰۰۵ میلیارد ریال محاسبه شد. اجرای فرآیند بهینه‌سازی موجب کاهش قطر بخشی از خطوط و کاهش هزینه سرمایه‌گذاری به حدود ۱۱٫۴۵۸ میلیارد ریال شد. بنابراین، در سناریوی عددی مورد بررسی، استفاده از الگوریتم ژنتیک امکان کاهش حدود ۲۸٫۴ درصدی هزینه تأمین لوله‌ها را بدون نقض قیود هیدرولیکی فراهم کرد. نتایج نشان داد که ترکیب الگوریتم ژنتیک با یک مدل شبیه‌سازی هیدرولیکی می‌تواند به‌عنوان رویکردی مؤثر برای کاهش هزینه طراحی شبکه‌های آبرسانی روستایی مورد استفاده قرار گیرد. |
| کلیدواژه ها |
| شبکه توزیع آب، آبرسانی روستایی، بهینه‌سازی قطر لوله، الگوریتم ژنتیک، WaterGEMS، حداقل هزینه، طراحی هیدرولیکی. |
| وضعیت: پذیرفته شده برای ارسال فایل های ارائه پوستر |
