مقايسه كارائي شاخص‌هاي قابليت اطمينان هيدروليكي در طراحي شبكه توزيع آب

Comparing the efficiency of hydraulic reliability indices in the design of water distribution systems

با توجه به وسعت و پيچيدگي شبكه‌هاي توزيع آب براي پايش عملكرد شبكه در شرايط مختلف بهره‌برداري مي‌توان از شاخصي به نام قابليت اطمينان استفاده كرد. قابليت اطمينان يك مشخصه ذاتي از هر سامانه است و لذا يكي از پارامترهاي طراحي و مديريتي محسوب مي‌شود كه همواره بايد در طي فرايند طراحي و بهره‌برداري به عنوان يكي از معيارهاي مهم مورد توجه قرار گيرد. هر چه ميزان اين شاخص در يك شبكه توزيع آب بيشتر باشد، نشان دهنده ميزان اعتماد بيشتر به عملكرد شبكه در شرايط بحراني خواهد بود. امروزه شاخص‌هاي قابليت اطمينان مكانيكي، هيدروليكي و كيفي زيادي توسط محققين مختلف تعريف شده است كه براي كنترل عمكرد شبكه‌هاي توزيع آب از آنها استفاده مي‌شود در اين ميان كاربران و مديران به دليل تعدد شاخص‌هاي موجود و دامنه تغييرات ناهمگون نتايج براي شاخص‌ها در به كارگيري شاخص‌ها دچار سردرگمي هستند. در اين تحقيق با بكارگيري شاخص‌ قابليت اطمينان هيدروليكي كه در آن ويژگي‌هاي مربوط به نرمال بودن نتايج شاخص، حساسيت مناسب شاخص نسبت به تغييرات پارامترهاي شبكه، تغيير جهت مناسب شاخص (افزايش يا كاهش مقادير شاخص) در شرايط حدي رعايت شده است، طراحي يك شبكه توزيع آب نمونه مورد بررسي قرار گرفته است. براي طراحي شبكه توزيع آب از تلفيق نرم‌افزار EPANET با الگوريتم جامعه مورچگان در محيط متلب استفاده شده است. نتايج نشان مي‌‌دهد كه با انتخاب شاخص‌هاي قابليت اطمينان هيدروليكي مناسب براي طراحي شبكه‌ها، ضمن افزايش معقول هزينه‌ها، كارائي هيدروليكي شبكه بطور محسوس افزايش مي‌يابد.

Given the breadth and complexity of water distribution networks, for monitoring of network performance in different operational conditions, the network reliability index can be used. Reliability is an inherent characteristic of any system and it should be considered as important criteria during the design and operation of the network. Whatever the value of the reliability is higher in a water distribution network, represents, the performance of the network will be better in critical condition. Today, many mechanical, hydraulic and quality indicators of reliability have been proposed by researchers that are used to control water distribution network performance. In the meantime, experts and managers are confused in applying the indicators due to the number of indices and range of their results. In this study, the hydraulic reliability index that had special characteristics such as normality, appropriate sensitivity to changes in network parameters, shift (index values increase or decrease) in extreme conditions used for design of a sample water distribution network. For design of water distribution network, the Ant Colony Optimization (ACO) algorithms and the hydraulic simulator (EPANET2) in a MATLAB code was used. The results showed that by choosing the appropriate hydraulic reliability indices for design of water distribution network, with Reasonable cost increasing, network efficiency is significantly increased.