آنالیز فازی شبکه‌های توزیع آب تحت شرایط کمبود فشار

به‌طورکلی دو نوع تحلیل در شبکه‌های آبرسانی مرسوم است: 1- تحلیل مبتنی بر تقاضا و 2- تحلیل مبتنی بر فشار. یک شبکة توزیع آب ممکن است به‌دلیل بالارفتن زبری لوله‌ها، شکست لوله‌ها یا ناکافی‌بودن فشار پمپ، دچار کمبود آب باشد (یا بشود). در چنین شرایطی شبکه در همة گره‌‌ها نمی‌‌تواند تقاضای موردنیاز را تامین کند؛ بنابراین برخلاف آنالیز وابسته به تقاضای ثابت، تحت شرایط کمبود فشار، خروجی گره‌‌ها غیرثابت و تابعی از هدهای فشاری دردسترس است که به مجموعه معادلات حاکم بر شبکه اضافه می‌‌شود. در این تحقیق با توسعة یک مدل، حل این معادلات به‌صورت مسئلة بهینه‌‌سازی در نظر گرفته شده است که شبیه‌‌سازی براساس فراخوانی نرم‌‌افزار شبیه‌‌ساز هیدرولیکی epanet در محیط متلب و بهینه‌‌سازی با استفاده از الگوریتم ژنتیک انجام می‌‌شود. مدل مذکور مبتنی بر آنالیز فازی بوده تا چگونگی انتشار عدم‌‌قطعیت از متغیرهای مستقل یا پارامترهای اساسی (مثل تقاضای مورد نیاز گره‌‌ها و ضرایب زبری لوله‌‌ها) به متغیرهای وابسته (مثل جریان لوله‌‌ها، خروجی گره‌‌ها و هدهای در دسترس) را نشان ‌‌دهد. برای صحت‌‌سنجی، دو شبکه از تحقیقات پیشین انتخاب شد و شبکه‌‌ها با مدل توسعه داده شده و نرم‌افزار waternetgen تحلیل شدند و نهایتاً نتایج با هم مقایسه شد. سپس به‌عنوان مطالعة موردی به تحلیل هیدرولیکی شبکة توزیع آب شهر جنگل تحت شرایط غیر‌قطعی و کمبود فشار پرداخته شد. نتایج به‌دست‌آمده نشان داد که در شرایط کمبود فشار اختلاف نتایج حاصل از تحلیل مبتنی بر فشار و تحلیل مبتنی بر تقاضا، قابل‌توجه است. با مدل بهینه‌‌سازی پیشنهادی می‌‌توان محدودة پاسخ‌‌های سیستم را بدون نیاز به یکنواخت‌بودن ارتباط بین پارامترهای مستقل و وابسته به‌دست آورد. در این تحقیق فقط مقادیر تقاضای گره‌‌ها غیرقطعی در نظر گرفته شده است؛ درحالی‌‌که برای شناسایی بهتر نواحی آسیب‌‌پذیر در شبکة توزیع آب، می‌‌توان هر پارامتر غیرقطعی دیگری به‌عنوان متغیر، به الگوریتم اضافه کرد.