نشت‌یابی در شبکه‌های توزیع آب با در نظر گرفتن تغییرات ساعتی نیازهای گرهی به کمک الگوریتم جستجوی هارمونی

Abstract

شبکه آبرسانی مهم‌ترین زیر‌ساخت شهری برای تامین آب مصرفی است. با توجه به اینکه در حال حاضر هدررفت آب یک نگرانی جهانی است و از طرفی تقاضا برای آب در حال افزایش است؛ این مساله مدیریت تقاضا و اصلاح الگوی مصرف را ضروری ساخته است. از مهم‌ترین روش‌های مدیریت مصرف، کاهش آب بدون درآمد است. از زیرمجموعه‌های آب بدون درآمد می‌توان به نشت موجود در شبکه آبرسانی اشاره کرد. در این مقاله، یک روش شبیه‌سازی – بهینه‌­سازی مبتنی بر الگوریتم جستجوی هارمونی توسعه داده شده است که در آن، حل‌گر هیدرولیکی EPANET در محیط متلب به الگوریتم فراکاوشی جستجوی هارمونی لینک شده است. سناریوهایی برای مکان‌یابی نشت و یافتن اندازه نشت در دو شبکه آبرسانی مورد بررسی قرار گرفت. سناریوهای مکان‌یابی شامل یک نشت و سه نشت همزمان است. نیازهای گرهی در طول شبانه روز بصورت متغیر در نظر گرفته شده است و بدین ترتیب ضرایب الگوی مصرف در طول 24 ساعت به گره‌های هر دو شبکه در نرم افزار EPANET اختصاص داده شد. پس از آن بدنه اصلی الگوریتم جستجوی هارمونی در محیط متلب نوشته شد و متناسب با هر یک از سناریوهای مکان‌یابی و اندازه نشت، الگوریتم جستجوی هارمونی توسعه داده شد. پارامترهای الگوریتم نیز با توجه به نوع سناریو، اندازه شبکه مورد مطالعه (تعداد گره‌ها) و تعداد متغیرهای تصمیم برای تولید پاسخ‌های قابل قبول تنظیم شدند. مدل توسعه داده شده، 14 سناریو را مورد بررسی قرار داد. نتایج نشان می‌دهد مدل توسعه یافته به ترتیب در مکان‌یابی یک نشت، یافتن اندازه نشت و مکان‌یابی سه نشت موفق عمل نموده و به طور کلی مدل عملکرد قابل قبولی در مکان‌یابی و یافتن مقدار نشت در طول شبانه‌روز داشته است.