تعيين مشخصات منبع آلودگي در شبكه‌هاي توزيع آب با استفاده از الگوريتم ژنتيك

آلوده شدن آب آشاميدني به‌عنوان يك تهديد براي امنيت آب در سراسر جهان شناخته مي‌شود. در شبكه‌هاي توزيع آب، آلودگي پس از ورود به شبكه به‌سرعت گسترش ‌يافته و خطرات بهداشتي و جاني براي جامعه ايجاد مي‌كند. با استفاده از مجموعه‌اي از حسگرها كه غلظت كلر يا هر ماده شيميايي ديگر را گزارش دهند، مي‌توان مشاهدات مفيدي براي تشخيص، شناسايي و مديريت آلودگي ارائه داد. از جمله بر اساس اين مشاهدات مي‎توان محل، زمان و غلظت آلودگي ورودي به شبكه را تعيين و به تصميم‌گيرندگان اعلام كرد. در اين پژوهش براي حل مسئله تعيين مشخصات منبع آلودگي، از يك رويكرد شبيه‌سازيبهينه‌سازي استفاده مي‌شود كه در آن نرم‌افزار شبيه‌سازي شبكه‌هاي آب تحت فشار EPANET به‌عنوان شبيه‌ساز و الگوريتم ژنتيك به‌عنوان بهينه‌ساز به‌كار رفته است. مدل توسعه‌يافته در اين پژوهش، بر روي EPANET Example 3 اجرا شد. در مدل‌سازي شبكه‌هاي توزيع آب از اطلاعاتي به‌عنوان داده‌هاي ورودي استفاده شد كه مي‌توانند سبب بروز خطا در شبيه‌سازي مدل شوند. زبري لوله‌ها و نرخ زوال كلر ازجمله اين ورودي‌ها هستند. مدل براي پيدا كردن مكان، زمان و غلظت آلودگي ورودي اجرا شده و تأثير زبري لوله‌ها و نرخ زوال كلر بر جواب‌هاي مدل بررسي شده است. سناريوي ورود آلودگي بر روي شبكه اعمال شده و مدل ارائه شده در پيدا كردن مكان و زمان آلودگي كاملاً دقيق است. با افزايش متغيرها، مدل مكان و زمان ورود آلودگي را به‌درستي ارزيابي كرده، اما در ارزيابي غلظت آلودگي دقت كامل را ندارد و غلظت آلودگي با انحراف از معيار 8.1%-4.8%=σ محاسبه مي‌شود.