تأمین بهینه نوبتی آب در شبکه توزیع با در نظر گرفتن تغییر الگوی مصرف

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد سازه‌های آبی، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران.

2 استادیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران.

3 مدیر ارشد تحقیق، انجمن ملی تحقیقات کانادا، کانادا.

چکیده

تحویل آب برای 6 ناحیه شبکه توزیع آب شهر تازه‌آباد به صورت 12، 8 و 6 ساعته با هدف تامین آب مورد نیاز و یکنواختی توزیع بالا با استفاده از الگوریتم جستجوی هماهنگ تک هدفه و دو هدفه بهینه شد. در مدل هیدرولیکی از روش تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر فشار و روش گسیلنده برای تعیین دبی گره‌ها استفاده و نتایج باهم مقایسه شدند.

در تمام سناریوها درصد تامین آب به روش گسیلنده بیش از روش مبتنی بر فشار است اما یکنواختی توزیع کمتر است. تحلیل هیدرولیکی به روش گسیلنده افزایش برداشت آب در ساعات تحویل را نشان داد که این نتایج منطبق بر داده‌های میدانی تحقیقات دیگر است. در شبکه تازه‌آباد چنانچه در 2 نوبت آب تحویل داده شود، حداکثر دبی در شبکه بیش از حداکثر دبی شرایط موجود شبکه است. اما در صورت تحویل آب در 3 و 4 نوبت حداکثر دبی به حداکثر دبی شبکه نزدیکتر خواهد شد. اما درصد تامین کاهش خواهد یافت به عبارتی مشترکین حجم آب کمتری برداشت می‌کنند. نتایج اندازهگیری حجم آب مصرفی توسط فن و همکاران در 225 روستای چین نیز نشان داد که با کاهش ساعت تحویل آب حجم آب مصرفی کاهش چشمگیری خواهد داشت.

در شبکه تازه آباد، تحویل آب در 8 ساعت به عنوان بهترین گزینه انتخاب شد. در این حالت نسبت آب تامین شده به آب موردنیاز حدود 70 درصد و یکنواختی توزیع حدود 87 درصد خواهد بود. همچنین حداکثر دبی در شبکه توزیع آب تقریبا برابر حداکثر دبی در شرایط فعلی است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


تابش، مسعود.، صفایی بروجنی، رضا.، شیرزاد، اکبر.، و شکوهی، میثم. (1399). بهینه‌سازی سامانه‌های تأمین آب نوبتی با استفاده از الگوریتم ازدحام ذرات و تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر فشار. مجله آب و فاضلاب، 31(3)، 25-12.                                       https://doi.org/10.22093/wwj.2019.108365.2553
سلگی، محمد.، بزرگ حداد، امید.، و قاسمی ابیازنی، پریسا. (1396). بهره‌برداری بهینه از شبکه‌های توزیع آب شهری تحت شرایط کمبود به‌روش تأمین نوبتی. مجله آب و فاضلاب، 28(3)، 12-1. https://doi.org/10.22093/wwj.2016.17571
Andey, S., & Kelkar, P. (2009). Influence of intermittent and continuous modes of water supply on domestic water consumption. Water Resour. Manage, 23(12), 2555–2566. http://dx.doi.org/10.1007/s11269-008-9396-8
Tabesh, M., Safaiee Broujeni, R., Shirzad, A., & Shokoohi, M. (2020). Optimization of Intermittent Water Supply Systems Using Particle Swarm Optimization Algorithm and Pressure Driven Hydraulic Analysis. Journal of Water and Wastewater, Ab va Fazilab, 31(3), 12-25. https://doi.org/10.22093/wwj.2019.108365.2553 [In Persian]
Solgi, M., bozorg haddad, O., & Ghasemi Abiazani, P. (2017). Optimal Intermittent Operation of Water Distribution Networks under Water Shortage. Journal of Water and Wastewater, Ab va Fazilab, 28(3), 1-12. https://doi.org/10.22093/wwj.2016.17571 [In Persian]
Bozorg Haddad, O., Ghajarnia, N., Solgi, M., Loáiciga, H. A., & Mariño, M. (2016). A DSS-based honeybee mating optimization (HBMO) algorithm for single-and multi-objective design of water distribution networks. In Metaheuristics and optimization in civil engineering, 199-233, Springer, Cham.‏ http://dx.doi.org/10.1007/978-3-319-26245-1_10
Chang, D., Lee, H., Yoo, D., & Kim, J. (2019). Quantification of the head-outflow relationship for pressure-driven analysis in water distribution networks. KSCE J. Civ. Eng, 23, 3353–3363. https://doi.org/ 10.1007/s12205-019-1883-3.
Conety Ravi, S., Thurvas Renganathan, N., Perumal, S., & Paez, D. (2019). Analysis of water distribution network under pressure-deficient conditions through emitter setting. Drink. Water Eng. Sci, 12(1), 1-13. http://dx.doi.org/10.5194/dwes-12-1-2019o
Fan, L., Liu, G., Wang, F., Ritsema, C. J., & Geissen, V. (2014). Domestic water consumption under intermittent and continuous modes of water supply. Water resources management, 28(3), 853-865.‏ http://dx.doi.org/10.1007/s11269-014-0520-7
Geem, Z. W., Kim, J. H., & Loganathan, G. V. (2001). A New Heuristic Optimization Algorithm: Harmony Search. SIMULATION, 76(2), 60-68. http://dx.doi.org/10.1177/003754970107600201  
Gottipati, P. V., & Nanduri, U. V. (2014). Equity in water supply in intermittent water distribution networks. Water and Environment Journal, 28(4), 509-515. http://dx.doi.org/10.1111/wej.12065
Ilaya-Ayza, A. E., Martins, C., Campbell, E., & Izquierdo, J. (2018). Gradual transition from intermittent to continuous water supply based on multi-criteria optimization for network sector selection. Journal of Computational and Applied Mathematics, 330, 1016-1029. http://dx.doi.org/10.1016/j.cam.2017.04.025
Liu, J, G. Yu, & D. Savic. (2011). Deficient-network Simulation Considering Pressure-dependent Demand. ICPTT, 886-900. https://doi.org/10.1061/41202(423)94
Solgi, M., Bozorg Haddad, O., Seifollahi-Aghmiuni, S., & Loáiciga, H. A. (2015). Intermittent operation of water distribution networks considering equanimity and justice principles. Journal of Pipeline Systems Engineering and Practice, 6(4), 04015004.‏ http://dx.doi.org/10.1061/(ASCE)PS.1949-1204.0000198
Solgi, M., Bozorg-Haddad, O., Seifollahi-Aghmiuni, S., Ghasemi-Abiazani, P., & Loáiciga, H. A. (2016). Optimal operation of water distribution networks under water shortage considering water quality. Journal of Pipeline Systems Engineering and Practice, 7(3), 04016005.‏ http://dx.doi.org/10.1061/(ASCE)PS.1949-1204.0000233
Soltanjalili, M. J., Bozorg Haddad, O., & Marino, M. A. (2013). Operating water distribution networks during water shortage conditions using hedging and intermittent water supply concepts. Journal of Water Resources Planning and Management, 139(6), 644-659.‏ http://dx.doi.org/10.1061/(ASCE)WR.1943-5452.0000315
Suribabu, C. R., & Sivakumar, P. (2023). Analysis of Intermittent Water Distribution Networks Using a Dummy Emitter Device at Each Demand Node. Journal of Pipeline Systems Engineering and Practice, 14(3), 06023003. http://dx.doi.org/10.1061/JPSEA2.PSENG-1222
Wagner, J. M., Shamir, U., & Marks, D. H. (1988). Water Distribution Reliability: Simulation Methods. Journal of Water Resources Planning and Management, 114(3), 276-294.                                          http://dx.doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9496(1988)114:3(276)