بهینه‌سازی شبکه‌های توزیع آب با تقاضای فازی در شرایط شکست یکی از لوله‌های شبکه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 سازه‌های آبی، بخش مهندسی آب، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی آب، دانشگاه شهید باهنر، کرمان

3 استادیار بخش مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، r

4 استادیار بخش مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان،

10.22125/iwe.2020.107096

چکیده

بهینه­سازیشبکه­هایتوزیع آببدون در نظر گرفتن عدم قطعیت­های موجود در پارامترهای تعیین­کننده در طراحی شبکه، امری غیر­ واقعی به نظر می­رسد. بنابراین توسعه­ روش­هایی که بتوانند عدم­قطعیت­های موجود در متغیرهای تأثیر­گذار در طراحی شبکه­های توزیع آب را مدلسازی کند ضروری می­باشد. در این تحقیق مدلی بر مبنای رویکرد شبیه­سازی- بهینه­سازی شبکه­های توزیع آب به صورت تلفیق الگوریتم ژنتیک با نرم­افزار EPANET، با متغیرهای فازی توسعه داده شده است. همچنین، شبکه­های توزیع آب به گونه­ای بهینه می­شوند که با وجود از دسترس خارج شدن هریک از لوله­های شبکه (شکست لوله از شبکه) اختلالی در عملکرد شبکه ایجاد نشود. در این مدل تقاضای گره­ها و هد در دسترس به صورت فازی و با استفاده از توابع عضویت مثلثی بیان شده است. علاوه بر این هد مطلوب گره­ها نیز به صورت فازی در نظر گرفته ­شده و با استفاده از ارتباط بین هدهای فازی در دسترس و مطلوب گره­ها، محدودیت­های فازی به محدودیت­های قطعی تبدیل شده­اند. آزمون درستی مدل با استفاده از بهینه­سازی شبکه توزیع آب تک مخزنی در یک سطح (لوله) برکنار شده با تقاضای فازی اجرا شده است. سپس به عنوان مطالعه موردی به بهینه­سازی شبکه توزیع آب شهر جنگل با تقاضای فازی (تحت شرایط برکناری یکی از لوله­ها از شبکه) پرداخته شد. نتایج حاصل از این مدل نشان داد که هزینه بدست آمده از بهینه­سازی شبکه توزیع آب با یک سطح (لوله) برکنار شده با تقاضای فازی به­خاطر جبران شرایط برکناری هر یک از لوله­ها به منظور تأمین هد گره­ها با توجه به میزان وسعت شبکه­ها افزایش  30 تا 70 درصدی داشته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Optimal Design of Level-1 Redundant Water Distribution Networks with Fuzzy Demands

نویسندگان [English]

  • samira Gohari 1
  • Majid Rahimpour 2
  • kourosh qaderi 3
  • Mohammad mehdi Ahmadi 4
1 - M. Sc. student of water structures, Department of water engineering, Shahid bahonar university.
3 Assistant Prof. Department of Water Engineering , Shahid Bahonar Univercity of Kerman, Kerman, Iran. (Corresponding Autho
4 - Associ. Prof. of water Eng., Department of water engineering, Shahid bahonar university of kerman, Kerman, Iran,
چکیده [English]

Optimization of water distribution networks, regardless of uncertainties of effective variables in design of network is unrealistic. Therefore, developing method based on uncertainties variables in water distribution network design is necessary. In this research, a model based on simulation-optimization approach (combination of genetic algorithm and EPANET software) with fuzzy variables has been developed. Also, water distribution networks without causing disruption in their Performance with level-1 redundant have been optimized. In this model, fuzzy nodal demands and fuzzy available nodal heads are characterised by triangular membership functions. Furthermore, desirable nodal heads are also considered as fuzzy and relationship between fuzzy available nodal heads and fuzzy desirable nodal heads is used to convert fuzzy constraints to crisp constraints. For validation of model, the program has been implemented for optimization of level-1 redundant water distribution single network with fuzzy demands then paid to the optimization Jangal water distribution network with fuzzy demands (under one pipe failure condition) as a case study. The result of this model shows the cost of optimal design of Level-1 redundant water distribution networks model with fuzzy demands regard of scale of network 30% to 70% is increases due to providing nodal heads to offset the one pipe failure condition from network.

کلیدواژه‌ها [English]

  • water distribution networks
  • optimization
  • GA
  • Uncertainty
  • Fuzzy parameter