واسنجي شبكه‌هاي توزيع آب به‌منظور تعيين موقعيت نشت با در نظر گرفتن عدم‌قطعيت‌ها

Recalibration of water distribution networks in order to determine the location of the leak taking into account the uncertainties

نشت در شبكه‌هاي آبرساني موجب هدررفت آّب و ورود آلاينده‌ها به داخل شبكه‌هاي توزيع مي‌شود. بنابراين يافتن محل آنها از اصلي‌ترين چالش‌هاي شركت‌هاي آب و فاضلاب به‌شمار مي‌رود. از آنجايي كه روش‌هاي رايج نشت‌يابي به‌طور عموم داراي بار اقتصادي زيادي بوده و زمان‌بر نيز مي‌باشند، به‌كارگيري روش‌هاي شبيه‌سازي هيدروليكي براي تعيين محل نشت‌ها، در سال‌هاي اخير مورد توجه قرار گرفته است. در اين پژوهش، روشي براي تعيين محل نشت‌هاي يك شبكه توزيع پيشنهاد شده است كه از الگوريتم بهينه‌سازي ملخ استفاده مي‌كند. اين روش بر‌اساس مقايسه داده‌هاي شبيه‌سازي‌شده و داده‌هاي ميداني فشار و دبي عمل مي‌كند. هم‌چنين از آنجايي كه در شبكه‌هاي واقعي، بسياري از پارامترهاي مدل هيدروليكي نظير دبي ‌پايه مصرفي گره‌ها و ضرايب زبري لوله‌ها داراي عدم‌قطعيت هستند، در روش توسعه‌داده‌شده، از رويكرد مونت‌كارلو براي در نظرگيري آنها در فرآيند شبيه‌سازي استفاده شده است. اين روش در 10 مثال مختلف براي سه تعداد مختلف نشت در يك شبكه تمام حلقه‌اي پياده‌سازي شد. نتايج نشان دادند كه اين الگوريتم بدون در نظر گرفتن عدم‌قطعيت، در يافتن يك، دو و سه نشت هم‌زمان به‌ترتيب 100، 80 و 50 درصد عملكرد صحيح از خود نشان مي‌دهد، اين در حالي است كه به هنگام در نظر گرفتن عدم‌قطعيت دو پارامتر دبي پايه مصرفي گره‌ها و ضريب زبري لوله‌ها، عملكرد الگوريتم به‌طور متوسط20 درصد كاهش مي‌يابد. روش پيشنهادي ارائه‌شده در اين مقاله كه به‌لحاظ اقتصادي قابل توجيه است، مورد استفاده بهره‌برداران شبكه‌هاي آبرساني مي‌تواند قرار گيرد.

Leakage in water supply networks causes water loss and pollution. Therefore, finding leaks location is one of the main challenges of water utilities. Since the current leak detection methods generally have a high economic load and they are time consuming, the use of hydraulic simulation methods to determine the location of leaks has been considered in recent years. In this study, a method for detecting leakages of a distribution network is proposed that uses the grasshopper optimization algorithm. This method is based on comparison of simulated and field data of both pressure and flow parameters. Since in real networks, many hydraulic model parameters such as base demand and pipe roughness coefficients have uncertainty, Monte Carlo approach is also used to consider them in the simulation process This method was implemented in 10 different examples for three different numbers of leaks in a looped network. The results show that this algorithm without of uncertainty has 100, 80 and 50 percent correct performance in finding one, two and three simultaneous leaks, respectively. However, when considering the uncertainty of the base demands and the pipe roughness coefficients, the performance of the algorithm averagely decreases 20%.The proposed method in this paper which is economically justified can be used by operations of water supply networks.