بهینه‌سازی شبکۀ توزیع آب با الگوریتم ‌ژنتیک موجود در مدل Water Gems (مطالعه موردی: شهر رویدر استان هرمزگان)

مهندسی عمران فردوسی

مقاله 8، دوره 32، شماره 3 - شماره پیاپی 27، مرداد 1398، صفحه 111-124   

نوع مقاله: یادداشت پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/civil.v32i3.70372

نویسندگان

سعید خلیفه^{* 1}؛ غلامعباس بارانی²؛ وحید خلیفه³؛ محمد ذونعمت کرمانی²

¹شهید باهنر کرمان

²باهنر

³امیرکبیر تهران

چکیده

 بیشترین هزینه پیش‌بینی برای یک شبکۀ توزیع آب، در مقایسه با بخش طراحی و نظارت به امور اجرایی آن پروژه مربوط می‌شود. اگر هدف کاهش هزینه باشد، با کاهش هزینه لوله‌های مورداستفاده در شبکه و فشار استاندارد آب در گره‌ها بخشی از این امر میسر می‌گردد. در این پژوهش بهینه‌سازی بر اساس تابع هدف بر اساس کاهش هزینه، بخشی از شبکۀ توزیع آب شهر رویدر واقع در استان هرمزگان موردبررسی قرارگرفته است که با توجه به اقلیم خاص منطقه موردی (گرم و با رطوبت بالا) حائز اهمیت است. در بهینه‌سازی یک شبکۀ توزیع آب علاوه بر بعد مالی مسئله، باید به ابعاد دیگری همچون فشار، سرعت آب و افت در لوله‌ها که در طراحی شبکه نقش اساسی دارد توجه کرد. در پژوهش حاضر فشار مجاز و سرعت استاندارد در شبکه به‌عنوان قید محدودیت در نظر گرفته شده است. بدین منظور در این مطالعه شبکۀ توزیع با استفاده از مدل WaterGems تحلیل هیدرولیکی شده و بعد با نرم‌افزار  matlab2014b کد نویسی شامل تابع هدف و بهینه‌سازی توسط الگوریتم ژنتیک با توجه به مشخصه شبکه انجام‌گرفته است. در پایان بهینه‌سازی از بین تعداد تکرارهای بهینه‌سازی بر اساس تابع هدف سناریویی که ازنظر کاهش هزینه و بهبود فشار شبکه در وضعیت مطلوبی قرار داشت انتخاب شد که بعد از بهینه‌سازی، در حدود 12 تا 15 درصد از هزینه کل پروژه صرفه‌جویی صورت گرفته است.
 

کلیدواژه‌ها

کلمات کلیدی: شبکه توزیع آب؛ Water Gems؛ مسائل هیدرولیکی؛ لوله؛ الگوریتم ژنتیک

مراجع

مراجع

Taebi, A., and Chamani, M.R. (2013). Water distribution network. 6th Ed., IUT Publishing

, p600. .(In Persian).

Nazari,A. Meysami, H., 2008. "Applied education software WaterGems", Iranian National Center for Reproduction, "First Edition.(In Persian).

Ministry of Energy Bureau of Engineering and Technical Criteria for Water and Wastewater.(2013) "Design Criteria of Urban and Rural Water Supply and Distribution Systems, " No . 117-3,Tehran.(In Persian).

Monzavi,M.T (2009) "urban water supply", University of Tehran press, Tehran, Iran.

(In Persian).

Mohammad reza pour, O. (2016). "Optimization of Water Network Distribution Using Fast Messy Genetic and firefly Algorithms in Relopt Model (Case Study: Havanirouz Town, Kerman)", Journal of Water and Soil Conservation, 23(4), pp. 45-64.(In Persian)

Studies of the first and second stages of the water distribution network project (rooydar

town)2008 Consulting Engineers Halilab kerman, (In Persian).

Alperovits, E. and Shamir, U., 1977. "Design of optimal water distribution systems." Journal

of Water resources research, 13(6), pp.885-900.

Dandy, G.C., Simpson, A.R. and Murphy, L.J., 1996. "An improved genetic algorithm for

pipe network optimization. ." Journal of Water Resources Research,32(2), pp.449-458.

Kapelan, Z., Savic, D. and Walters, G.A., 2003. " Robust least cost design of water

distribution systems using GAs. " Proc. Computer Control for Water Industry (CCWI),

London (UK), pp.147-155.

Babayan, A., Kapelan, Z., Savic, D. and Walters, G., 2005. " Least-cost design of water

distribution networks under demand uncertainty. " Journal of Water Resources Planning

and Management, 131(5), pp.375-382.

Tolson, B.A., Maier, H.R., Simpson, A.R. and Lence, B.J., 2004. "Genetic algorithms for

reliability-based optimization of water distribution systems. " Journal of Water Resources

Planning and Management, 130(1), pp.63-72.

Katiyar, V., 2007. "Production well operations optimization in water distribution system

using genetic algorithm".

Behzadian, K. and Ardeshir, A., 2009. "Multi-objective sampling design for calibration of

water distribution networks using GA and ANN. " Journal of Water and Wastewater,65,

pp.13-22.

Korkana, P., Kanakoudis, V., Makrysopoulos, A., Patelis, M. and Gonelas, K., 2016.

"Developing an Optimization Algorithm to form District Metered Areas in a Water

Distribution System. " Procedia Engineering, 162, pp.530-536.

Celi, C.L., Iglesias-Rey, P.L. and Solano, F.M., 2017. "Energy Optimization of Supplied

Flows from Multiple Pumping Stations in Water Distributions Networks. " Procedia

Engineering, 186, pp.93-100.

Lima, G.M., Brentan, B.M. and Luvizotto Jr, E., 2018. "Optimal design of water supply

networks using an energy recovery approach. ", Renewable Energy, 117, pp.404-413.