بهینه‌سازی شبکۀ توزیع آب با الگوریتم ‌ژنتیک موجود در مدل Water Gems (مطالعه موردی: شهر رویدر استان هرمزگان)

نوع مقاله : یادداشت پژوهشی

نویسندگان

1 شهید باهنر کرمان

2 باهنر

3 امیرکبیر تهران

چکیده

 بیشترین هزینه پیش‌بینی برای یک شبکۀ توزیع آب، در مقایسه با بخش طراحی و نظارت به امور اجرایی آن پروژه مربوط می‌شود. اگر هدف کاهش هزینه باشد، با کاهش هزینه لوله‌های مورداستفاده در شبکه و فشار استاندارد آب در گره‌ها بخشی از این امر میسر می‌گردد. در این پژوهش بهینه‌سازی بر اساس تابع هدف بر اساس کاهش هزینه، بخشی از شبکۀ توزیع آب شهر رویدر واقع در استان هرمزگان موردبررسی قرارگرفته است که با توجه به اقلیم خاص منطقه موردی (گرم و با رطوبت بالا) حائز اهمیت است. در بهینه‌سازی یک شبکۀ توزیع آب علاوه بر بعد مالی مسئله، باید به ابعاد دیگری همچون فشار، سرعت آب و افت در لوله‌ها که در طراحی شبکه نقش اساسی دارد توجه کرد. در پژوهش حاضر فشار مجاز و سرعت استاندارد در شبکه به‌عنوان قید محدودیت در نظر گرفته شده است. بدین منظور در این مطالعه شبکۀ توزیع با استفاده از مدل WaterGems تحلیل هیدرولیکی شده و بعد با نرم‌افزار  matlab2014b کد نویسی شامل تابع هدف و بهینه‌سازی توسط الگوریتم ژنتیک با توجه به مشخصه شبکه انجام‌گرفته است. در پایان بهینه‌سازی از بین تعداد تکرارهای بهینه‌سازی بر اساس تابع هدف سناریویی که ازنظر کاهش هزینه و بهبود فشار شبکه در وضعیت مطلوبی قرار داشت انتخاب شد که بعد از بهینه‌سازی، در حدود 12 تا 15 درصد از هزینه کل پروژه صرفه‌جویی صورت گرفته است.
 

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Optimization of Water Distribution Systems Using Genetic Algorithms in WaterGems model (Case study: part of Rooydar)

نویسندگان [English]

  • saeed khalife 1
  • gholamabbas barani 2
  • vahid khalife 3
  • mohammad zonnemat kermani 2
1 bahonar
2 bahonar
3 amir kabir
چکیده [English]

The highest cost of forecasting for a water distribution network is compared to the design and oversight section of the project. If the goal is to reduce costs, part of this can be achieved by reducing the cost of pipes used in the network and the standard pressure of water in the nodes. This study is a multiobjective optimization function that will be executed in Part of the water distribution network of the Rooydar city in Hormozgan. In optimization of water distribution network, In addition to financial problems, Should be noted to other aspects such as pressure and velocity of water in pipes which have key roles in network design. In the present study, the permitted pressure and standard speed in the network are considered as limitation constraints. For this purpose, in this study, the distribution network using the WaterGems model has been analyzed for hydraulic analysis, and then with coding software matlab2014b including target function and optimization by genetic algorithm according to the network characteristic. At the end of the optimization, Based on the dual objective function, in terms of cost reduction and improve network Pressure, a Scenario with good condition was chosen. This scenario caused a 12-15% reduction in costs.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Key words: Optimization
  • Water distribution network
  • Genetic algorithm
  • Rooydar
  • Water Gems

مراجع

مراجع
Taebi, A., and Chamani, M.R. (2013). Water distribution network. 6th Ed., IUT Publishing
, p600. .(In Persian).
Nazari,A. Meysami, H., 2008. "Applied education software WaterGems", Iranian National Center for Reproduction, "First Edition.(In Persian).
Ministry of Energy Bureau of Engineering and Technical Criteria for Water and Wastewater.(2013) "Design Criteria of Urban and Rural Water Supply and Distribution Systems, " No . 117-3,Tehran.(In Persian).
Monzavi,M.T (2009) "urban water supply", University of Tehran press, Tehran, Iran.
(In Persian).
Mohammad reza pour, O. (2016). "Optimization of Water Network Distribution Using Fast Messy Genetic and firefly Algorithms in Relopt Model (Case Study: Havanirouz Town, Kerman)", Journal of Water and Soil Conservation, 23(4), pp. 45-64.(In Persian)
Studies of the first and second stages of the water distribution network project (rooydar
town)2008 Consulting Engineers Halilab kerman, (In Persian).
Alperovits, E. and Shamir, U., 1977. "Design of optimal water distribution systems." Journal
of Water resources research, 13(6), pp.885-900.
Dandy, G.C., Simpson, A.R. and Murphy, L.J., 1996. "An improved genetic algorithm for
pipe network optimization. ." Journal of Water Resources Research,32(2), pp.449-458.
Kapelan, Z., Savic, D. and Walters, G.A., 2003. " Robust least cost design of water
distribution systems using GAs. " Proc. Computer Control for Water Industry (CCWI),
London (UK), pp.147-155.
Babayan, A., Kapelan, Z., Savic, D. and Walters, G., 2005. " Least-cost design of water
distribution networks under demand uncertainty. " Journal of Water Resources Planning
and Management, 131(5), pp.375-382.
Tolson, B.A., Maier, H.R., Simpson, A.R. and Lence, B.J., 2004. "Genetic algorithms for
reliability-based optimization of water distribution systems. " Journal of Water Resources
Planning and Management, 130(1), pp.63-72.
Katiyar, V., 2007. "Production well operations optimization in water distribution system
using genetic algorithm".
Behzadian, K. and Ardeshir, A., 2009. "Multi-objective sampling design for calibration of
water distribution networks using GA and ANN. " Journal of Water and Wastewater,65,
pp.13-22.
Korkana, P., Kanakoudis, V., Makrysopoulos, A., Patelis, M. and Gonelas, K., 2016.
"Developing an Optimization Algorithm to form District Metered Areas in a Water
Distribution System. " Procedia Engineering, 162, pp.530-536.
Celi, C.L., Iglesias-Rey, P.L. and Solano, F.M., 2017. "Energy Optimization of Supplied
Flows from Multiple Pumping Stations in Water Distributions Networks. " Procedia
Engineering, 186, pp.93-100.
Lima, G.M., Brentan, B.M. and Luvizotto Jr, E., 2018. "Optimal design of water supply
networks using an energy recovery approach. ", Renewable Energy, 117, pp.404-413.
ارسال نظر در مورد این مقاله
CAPTCHA Image

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار