تحليل اثر تنش‌هاي هيدروليكي بر عملكرد شبكه‌هاي توزيع آب با استفاده از تحليل فاصله و رويكرد بهينه‌سازي

در تحليل هيدروليك شبكه خطوط لوله، پارامترهاي مستقل شبكه از جمله زبري لوله‌ها و تقاضاي گره‌ها عموماً به‌صورت مقادير قطعي تلقي مي‌شوند. اين رويكرد برخورد قطعي، به ناچار به حصول نتايج قطعي براي پاسخ‌هاي هيدروليكي شبكه از جمله هد فشاري گره‌ها منجر خواهد شد. اين در حالي است كه در واقعيت، ذات غيرقطعي بسياري از اين پارامترها سبب مي‌شود كه تغييرات قابل انتظار آنها در قالب تنش، در شبكه منتشر شده و بروز عدم قطعيت و تنش در پاسخ‌هاي هيدروليكي شبكه را به دنبال داشته باشد. براي تحليل اين تنش‌ها در پژوهش حاضر به ارائه يك رويكرد بر مبناي روش تحليل فاصله و استفاده از بهينه‌سازي به‌عنوان ابزار حل مسئله پرداخته ‌شد. در اين روش، بهينه‌سازي به گونه‌اي فرموله شد كه مصارف گرهي، زبري لوله‌ها و تراز آب در مخازن هوايي متغيرهاي تصميم‌گيري مسئله تعريف شده و بازه نامعلوم فشار هر يك از گره‌هاي شبكه به‌عنوان اهداف مسئله جستجو شود. از سوي ديگر، تعداد زياد گره‌هاي مصرف و اجراي تعداد زيادي مدل بهينه‌سازي تك هدفه به‌صورت متوالي، زمان زيادي را مي‌طلبد. براي رفع اين معضل، در اين پژوهش از يك روش بهينه‌سازي چندهدفه با كارايي مناسب استفاده شد. اجراي روش پيشنهادي روي يك شبكه واقعي مورد مطالعه نشان داد كه اعمال 15 درصد تنش در تقاضاي گره‌ها و زبري لوله‌ها و 1 متر در تراز سطح آب مخازن هوايي، باعث ايجاد تنش هيدروليكي در هد فشاري گره‌ها از 7/13 تا 2/10 درصد نسبت به هد فشار قطعي مي‌شود به‌طوري كه در عمل امكان شكست براي تأمين حداقل فشار مجاز طراحي در 125 گره از 128 گره مصرف وجود دارد. نتايج نشان داد كه روش ارائه شده در اين پژوهش از دقت قابل قبولي در تحليل تنش‌هاي هيدروليكي شبكه برخوردار است.