15488

مروري بر مدل هاي طراحي شبكه آب

1401

سعيد يعقوبي

در برخي از مناطق جهان، بحران آب يكي از چالش‌هاي مهم و اساسي به‌شمار مي‌رود كه با كمبود آب آشاميدني و كاهش سطح آب‌هاي زيرزميني همراه است؛ مسئله‌اي كه به نوبه خود منجر به فرونشست زمين مي‌شود. در چنين شرايطي، استفاده از فناوري شيرين‌سازي آب دريا و انتقال آن به مناطق داراي كمبود آب مي‌تواند به‌عنوان يكي از راهكارهاي عملي مطرح شود. اين انتقال معمولاً از طريق شبكه‌هاي گسترده خطوط لوله انجام مي‌شود و مي‌تواند براي دو منظور به كار رود: تأمين آب مراكز تصفيه آب شهري براي مصرف آب آشاميدني و تزريق آب به سفره‌هاي زيرزميني به‌منظور كنترل فرونشست. با اين حال، اين راه‌حل با چالش‌هاي متعددي مواجه است؛ از جمله مكان‌يابي و تعيين ظرفيت تأسيسات شيرين‌سازي و طراحي زيرساخت خطوط لوله كه عواملي مانند اختلاف ارتفاع و موانع موجود در مسير بر آن‌ها تأثير مي‌گذارند. افزون بر اين، مسائلي مهم مانند مكان‌يابي انشعابات خطوط لوله، انرژي مورد نياز براي پمپاژ آب در مسيرهاي داراي اختلاف ارتفاع، كاهش اثرات زيست‌محيطي مانند فرونشست زمين و ويژگي‌هاي عملكردي اجزايي مانند پمپ‌ها نيز از ديگر چالش‌هاي كليدي اين راه‌حل به‌شمار مي‌روند. اين پايان نامه رويكردي را براي بهينه‌سازي مديريت انتقال آب شيرين‌شده ارائه مي‌دهد كه بر تحليل جغرافيايي مسيرهاي انتقال تمركز دارد و به مسائلي چون مسيريابي خطوط لوله و تعيين محل انشعابات از تأسيسات شيرين‌سازي به مناطق مصرف مي‌پردازد. هدف نهايي، حداكثر تخصيص آب با صرف حداقل هزينه است. بر اين اساس، اين پايان نامه يك مدل رياضي چندهدفه براي طراحي شبكه انتقال آب در شرايط عدم قطعيت در تقاضاي آب معرفي مي‌كند. هدف نخست اين مدل، كمينه‌سازي هزينه‌هاي كل، و هدف دوم آن، بيشينه‌سازي مقدار آبي است كه به نقاط داراي تقاضا تحويل داده مي‌شود تا هم تأمين آب آشاميدني تضمين شود و هم فرونشست زمين كاهش يابد. براي حل اين مدل در مقياس بزرگ، الگوريتمي تركيبي كه شامل روش‌هاي فراابتكاري و روش‌هاي ابتكاري ويژه‌ مسئله است طراحي و پياده‌سازي شده است. در نهايت، كاربردهاي مدل‌هاي پيشنهادي و ديدگاه‌هاي راهبردي از طريق يك مطالعه موردي واقعي مورد بحث قرار گرفته و داده‌هاي مربوط به آن توضيح داده شده‌اند.

10/7/2024 12:00:00 AM

88740

1404/09/15

A review of water network design models

مديريت منابع آب , شيرين‌سازي , اختلاف ارتفاع

Water resources management , desalination , elevation difference