بهینه‌سازی شبکه توزیع آب با رویکرد بیشینه‌سازی سود (مطالعه موردی: هماشهر استان کرمان)

Abstract

امروزه جوامع بشری هزینه‌های بسیاری را برای تأمین نیاز آبی خود با هدف به حداکثر رساندن سود و به حداقل رساندن هزینه صرف می‌کنند. اگر هدف کاهش هزینه باشد، با کاهش هزینه لوله‌های مورد استفاده در شبکه به‌طوری‌که فشار آب در گره‌ها از حد پایین خود یعنی 14 متر آب کمتر نباشد، بخش عمده‌ای از این هدف تأمین خواهد شد. در این پژوهش بهینه‌سازی براساس تابع هدف دومنظوره بخشی از شبکه توزیع آب هماشهر واقع در استان کرمان مورد بررسی قرار گرفته است که با توجه به اقلیم خاص منطقه حایز اهمیت است. در بهینه‌سازی یک شبکه توزیع آب علاوه بر بعد مالی مسأله، باید به ابعاد دیگری همچون فشار، سرعت آب در لوله‌ها که در طراحی شبکه نقش اساسی دارد توجه کرد. در این تحقیق بعد فشار به عنوان تابع هدف دوم و اعمال سرعت به عنوان قید محدودیت در نظر گرفته شده است. اگر در این شبکه تابع هدف تنها بر اساس هزینه در نظر گرفته شود شبکه از لحاظ تأمین فشار مناسب در محل‌های مصرف با مشکل مواجه خواهد شد. بدین منظور در این مطالعه شبکه توزیع توسط مدل WaterGEMS تحلیل هیدرولیکی شده و بعد با استفاده از الگوریتم ژنتیک، بهینه‌سازی انجام گرفته است. در پایان بهینه‌سازی از بین چند سناریو براساس تابع دو هدفه انجام و سناریویی که از نظر کاهش هزینه و بهبود فشار شبکه در وضعیت مطلوبی قرار داشت انتخاب شد که بعد از بهینه‌سازی، در حدود 15 درصد از هزینه کل پروژه صرفه‌جویی صورت گرفته است.