بيشينه‌سازي كارايي هيدروليكي شبكه توزيع آب شهر خمام با برنامه‌ريزي بهينه تعداد و سرعت پمپ‌ها

در دهه‌هاي اخير، با توجه به محدوديت‌هاي منابع آب، پژوهش‌هاي زيادي در ارتباط با بهره‌برداري بهينه‌ از شبكه‌هاي توزيع آب انجام شده است. در اين راستا، به‌كارگيري روش‌هاي مناسب براي كنترل و تنظيم عملكرد پمپ‌ها، شيرآلات، مخازن و تانك‌ها در اين سيستم‌ها اهميت زيادي دارد. در اين پژوهش، هدف تنظيم بهينه تعداد و سرعت پمپ‌ها در ايستگاه‌هاي پمپاژ براي بيشينه‌سازي كارايي هيدروليكي شبكه‌هاي توزيع آب است. براي اين منظور، يك شاخص جديد مبتني بر فرايند بهينه‌سازي سرعت پمپ‌ها براي تعيين تعداد پمپ‌هاي روشن ارائه شد كه به‌عنوان نوآوري پژوهش به‌حساب مي‌آيد. همچنين براي ارزيابي عملكرد هيدروليكي شبكه از شاخص قابليت اطمينان فشار گره‌اي شبكه، براي تحليل هيدروليكي شبكه از نرم‌افزار EPANET و براي بهينه‌سازي از الگوريتم دسته ذرات‌ استاندارد اصلاح شده در محيط MATLAB استفاده شد. روش پيشنهادي در قالب چهار سناريو بر روي شبكه توزيع آب شهر خمام در استان گيلان پياده شد. سناريوها شامل وضعيت موجود با پمپ‌هاي تك‌سرعته، تنظيم بهينه سرعت پمپ‌هاي دور متغير، تعيين تعداد بهينه پمپ‌هاي روشن تك‌سرعته و تنظيم بهينه تعداد و سرعت پمپ‌هاي روشن دور متغير است. مقايسه نتايج نشان داد كه‌ سناريوهاي تنظيم بهينه سرعت پمپ‌هاي دور متغير و تنظيم بهينه تعداد و سرعت پمپ‌هاي روشن دور متغير با اندكي اختلاف، بيشترين ميزان قابليت اطمينان و كمترين ميزان نشت در شبكه را دارند به‌طوري كه به‌ترتيب ميزان قابليت اطمينان شبكه را 66.20 و 66.06 درصد افزايش و ميزان نشت شبكه را به‌ترتيب 23.53 و 23.48 درصد كاهش مي‌دهند، اين در حالي است كه در سناريوي تنظيم بهينه تعداد و سرعت پمپ‌هاي روشن دور متغير تعداد پمپ‌هاي روشن 13.16 درصد كمتر از سناريوي تنظيم بهينه سرعت پمپ‌هاي دور متغير است. همچنين در سناريوي تعيين تعداد بهينه پمپ‌هاي روشن تك‌سرعته كه تعداد پمپ‌هاي روشن آن كمتر از سناريوي پمپ‌هاي روشن تك‌سرعته است، ميزان قابليت اطمينان شبكه 21.35 درصد افزايش و ميزان نشت 10.37 درصد كاهش يافته است كه تأكيدي بر كارايي شاخص تعداد پمپ‌هاي روشن در بهبود عملكرد شبكه است. به‌طوركلي تعيين تعداد پمپ‌هاي روشن در ايستگاه‌هاي پمپاژ و تنظيم بهينه سرعت پمپ‌هاي دور متغير در افزايش كارايي هيدروليكي شبكه‌هاي توزيع آب تأثير قابل‌توجهي دارد كه مي‌تواند در صرفه‌جويي در منابع آب و انرژي و افزايش عملكرد شبكه بسيار مؤثر باشد.