بررسی تأثیر عدم قطعیت داده‌ها و نوع شبیه‌سازی هیدرولیکی بر نتایج مدل‌سازی و ارزیابی عملکرد شبکه‌های توزیع آب

Abstract

<strong>شبکه‌های توزیع آب زیرساخت</strong><strong>‌های</strong><strong> پیچیده‌ای هستند که ساخت، بهره‌برداری و نگهداری از آنها نیازمند صرف هزینه‌های قابل توجهی است. از آن‌جایی که اکثر متغیرهای مؤثر در طراحی و بهره‌برداری از شبکه‌های توزیع آب به‌طور دقیق و قطعی قابل محاسبه و دست‌یابی نیستند، لذا بحث عدم‌ قطعیت به‌عنوان یک موضوع جدا نشدنی در زمیـنه محاسبات این شبکه‌ها نیز باید مـد نظر قرار گیرد</strong><strong>.</strong><strong> در این پژوهش با استفاده از مفهوم منطق فازی و به‌کارگیری الگوریتم بهینه‌سازی ژنتیک، تأثیر عدم قطعیت‌های موجود در متغیرهای ورودی شبکه (تقاضای گرهی و ضریب زبری لوله) بر نتایج تحلیل هیدرولیکی دو شبکه توزیع آب نمونه بررسی شد. در ابتدا توابع عضویت فازی متغیرهای ورودی به‌دست آمد و با منظور نمودن تأثیر توأم عدم قطعیت این متغیر‌ها، متغیرهای خروجی تحلیل هیدرولیکی با دقت بیشتری محاسبه شد. در ادامه متغیرهای فشار، سرعت و افت انرژی به‌عنوان نشانگرهایی برای ارزیابی عملکرد هیدرولیکی اجزای شبکه (گره‌های مصرف و لوله‌ها) در نظر گرفته شد. به‌منظور محاسبه شاخص عملکرد هیدرولیکی این اجزا، پس از تحلیل هیدرولیکی شبکه با استفاده از مدل تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر فشار، از منحنی‌های جریمه تعریف شده مطابق با استانداردهای موجود، استفاده شد و نتایج با خروجی‌های تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر تقاضا مقایسه شد. به‌علاوه معادله جدیدی برای تلفیق عملکرد اجزای شبکه و به‌دست آوردن شاخصی برای ارزیابی عملکرد کل لوله و محاسبه اندیس عملکرد هیدرولیکی کل شبکه معرفی شد. طبق نتایج حاصل، مقادیر عدم‌ قطعیت جزئی در متغیرهای ورودی تحلیل هیدرولیکی، عدم قطعیت بالایی در نتایج تحلیل هیدرولیکی شبکه‌های توزیع آب به‌دنبال داشت. البته متغیر سرعت جریان در لوله‌ها بیشتر از متغیر فشار گرهی تحت تأثیر عدم قطعیت موجود در متغیرهای ورودی تحلیل هیدرولیکی قرار می‌گیرد. همچنین استفاده از روش تحلیل مبتنی بر فشار در ارزیابی عملکرد هیدرولیکی شـبکه‌های توزیع آب در طول دوره بهره‌برداری منجر به نتایج منطقی‌تر و نزدیک‌تر به واقعیت می‌شود.</strong><strong>به‌طور مثال شاخص عملکرد کل شبکه برای شبکه 9 حلقه‌ای برابر 56/0 و برای شبکه دو حلقه‌ای هم براساس روش‌های تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر تقاضا و مبتنی بر فشار به ترتیب برابر 26/0 و 59/0 به‌دست آمد.</strong>