یافتن قطر بهینه لوله ها در شبکه های آبرسانی به منظور کمینه کردن هزینه های طراحی به دلیل داشتن قیود و متغیرهای تصمیم زیاد، یکی از چالش های مهم در مقابل طراحان می باشد. در چند دهه ی اخیر توسعه و معرفی روش های بهینه سازی جدید و عملکرد خوب این روش ها در حل مسایل پیچیده مهندسی، موجب سوق مهندسین به سمت استفاده از این روش ها در طراحی شبکه های آبرسانی شده است. در پژوهش حاضر، عملکرد یکی از الگوریتم های نوظهور فراکاوشی تحت عنوان الگوریتم شیر مورچه در حل مسیله بهینه سازی قطر لوله های شبکه های آبرسانی مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور یک مدل بهینه سازی-شبیه سازی چند هدفه مبتنی بر الگوریتم شیر مورچه و مدل شبیه ساز EPANET توسعه داده شد. مدل توسعه داده شده برای بهینه سازی قطر لوله های شبکه اسماعیل آباد مورد استفاده قرار گرفت. نتایج به صورت یک جبهه پارتو بین هزینه طراحی و مجموع مربعات اختلاف فشار ارایه گردید. بررسی پاسخ های بدست آمده نشان داد مدل مذکور علاوه بر اینکه توانسته است هزینه طراحی را در حدود 15 درصد نسبت به سایر روش های موجود کاهش دهد، میزان اضافه فشار موجود در سطح شبکه را نیز به صورت چشم گیری کاهش داده است. در نتیجه می توان با اطمینان، از روش مذکور به عنوان روشی کارا در طراحی شبکه های آبرسانی بهره برد.

پژوهش حاضر به معرفی و مدل سازی اثرات ویسکوالاستیک در جریان های گذرا در لوله های پلیمری رایج در شبکه های آبرسانی می-پردازد. خواص ویسکوالاستیک سبب بروز ترم های جدیدی در معادلات سازگاری حاکم بر جریان های گذرا می شود که مدل ها موجود فاقد آن هستند. بر این اساس معادلات سازگاری برای خواص ویسکوالاستیک بازنویسی شده و با به کارگیری روش خطوط مشخصه در ترکیب با تفاضل محدود تحلیل می شوند. به منظور واسنجی پارامترهای مجهول نظیر ضرایب افت و خزش و صحت سنجی مدل عددی توسعه یافته، یک مدل آزمایشگاهی از شبکه آبرسانی ویسکوالاستیک در آزمایشگاه هیدرولیک دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران ساخته شد. شبکه آزمایشگاهی از شش حلقه مربعی که هر حلقه به صورت یک مربع m3m X3 می باشد تشکیل شده است. لوله ها از نوع پلی اتیلن با قطر اسمی 50 میلی متر و ضخامت 5/5 میلی متر است. در مدت زمان عبور جریان گذرا از شبکه لوله، نوسانات فشار دینامیکی توسط ترانسدیوسرهای فشار جمع آوری می شدند. با به کارگیری روش تحلیل معکوس جریان گذرا و استفاده از روش الگوریتم ژنتیک، پارامترهای مجهول مسئله شامل ضرایب افت ناماندگار و ضرایب ویسکوالاستیک برای شرایط مختلف محاسبه می شوند. نتایج نشان می دهد که مدل کلاسیک ضربه قوچ به هیچ عنوان قادر به شبیه سازی نوسانات فشار در لوله های پلی اتیلن نمی باشد. در واقع مدل سازی دو اثر دینامیکی افت ناماندگار و ویسکوالاستیک برای این لوله ها بسیار ضروری است. همچنین نتیجه گرفته می شود که اثرات ویسکوالاستیک نقش بسیار پررنگ و مهم تری نسبت به افت ناماندگار در شکل گیری سیگنال های ضربه قوچ بازی می کنند تا جایی که در نظر گرفتن آن به تنهایی می تواند به پاسخ های قابل قبولی دست یافت

مقدمه: خورندگی و رسوبگذاری از شاخص های مهم در ارزیابی کیفی آب است. بروز خورندگی و رسوبگذاری، اقتصاد صنعت تصفیه و انتقال و توزیع آب را عموما با مشکل مواجه می کند، همچنین خوردگی باعث ورود محصولات جانبی به آب آشامیدنی و بروز مشکلات بهداشتی و کاهش عمر لوله ها و اتصالات می شود. هدف از این مطالعه تعیین وضعیت خورندگی و رسوبگذاری آب در شبکه آبرسانی شهر بندرعباس می باشد.روش کار: در این مطالعه توصیفی - مقطعی، نمونه برداری به روش خوشه ای بود که جمعا تعداد 15 خوشه انتخاب و از آنها 45 نمونه به صورت تصادفی برداشت شد. متغیرهای مورد نیاز بر اساس شاخص های اشباع لانژلیه، پایداری رایزنر و آزمون ماربل اندازه گیری و سپس مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.نتایج: بر اساس شاخص رایزنر در 20 درصد موارد آب متعادل و در 80 درصد دیگر تمایل به خورندگی داشت. بر اساس شاخص لانژلیه نیز در 6.6 درصد موارد آب متعادل و در 93.4 درصد دیگر تمایل به خورندگی داشت. بر اساس آزمون ماربل نیز در همه موارد آب تمایل به خورندگی داشت.نتیجه گیری: بر اساس نتایج، در شبکه آبرسانی شهر بندرعباس پتانسیل خورندگی وجود دارد و لازم است تمهیدات لازم در این زمینه بکار گرفته شود. با توجه به عدم یکنواختی نتایج، استفاده از یک شاخص به تنهایی نمی تواند وضعیت خورندگی یا رسوبگذاری آب این شبکه را تعیین نماید. بنابراین پیشنهاد می شود جهت اطمینان از چگونگی وضعیت از چندین شاخص بطور همزمان استفاده شود.

در این مقاله روشهای تحلیل شکست لوله ها در شبکه های آبرسانی شهری مورد بررسی قرار گرفته است. انجام تحلیل، نیازمند اطلاعات کامل و دقیق از حوادث در شبکه های آبرسانی است. بنابراین سعی شده است، فرمتی مناسب برای جمع آوری اطلاعات ارایه شود به گونه ای که در برگیرنده تمام داده های لازم برای انجام تحلیل باشد. در ادامه، روند تغییر تعداد حوادث سالانه در برابر قطر و سن لوله و همچنین قابلیت کاربری لوله ها مورد بررسی قرار گرفته است. قابلیت کاربری مکانیکی اجزای شبکه های آبرسانی شهری به میزان احتمال اینکه آن جز شبکه در طول عمر مفید خود بدون بروز حادثه یا خرابی در مدار بوده و به وظیفه خود عمل می کند اطلاق می شود. مشاهده می شود که با افزایش قطر، میزان نرخ شکست لوله ها کاهش یافته و قابلیت کاربری لوله افزایش می یابد. همچنین با افزایش طول لوله قابلیت کاربری آن کاهش می یابد. افزایش سن لوله نیز باعث افزایش میزان نرخ شکست لوله ها می شود. با استفاده از شاخص قابلیت کاربری، مدیریت شبکه ابزار مناسبی برای ارزیابی وضعیت مکانیکی شبکه در دست دارد که به هنگام تهیه استراتژی بازسازی و تعویض لوله ها نیز می تواند مورد استفاده قرار گیرد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

جهت ارزیابی عملکرد یک شبکه آبرسانی لازم است تا هیدرولیک جریان های ماندگار و غیر ماندگار در آن با دقت بالا شبیه سازی شوند. به این منظور از مدل های ریاضی استفاده می شود. واسنجی پارامترهای با اثرگذاری دینامیکی همچون ضرایب افت شبه ماندگار، افت غیر ماندگار و سرعت موج در سیستم های پیچیده کار دشواری است و غالباً از روش های مبتنی بر تحلیل معکوس جریان به این منظور استفاده می شود. در این تحقیق مدل ریاضی تحلیل هیدرولیک جریان غیر ماندگار در خطوط لوله با حل عددی معادلات حاکم با استفاده از روش خطوط مشخصه توسعه داده می شود. در این مدل به هریک از ترم های افت ماندگار، شتاب لحظه ای و محلی در افت غیر ماندگار و سرعت موج یک ضریب اصلاحی اختصاص داده می شود. سپس یک مسئله بهینه سازی غیرخطی با هدف کمینه سازی اختلاف مربعات نوسانات فشار محاسباتی و اندازه گیری شده در نقاط شاهد توسعه داده می شود. متغیرهای تصمیم گیری در این مسئله ضرایب اصلاحی پارامترهای تحت واسنجی می باشند. در این مقاله مدل پیشنهادی در خصوص یک شبکه آزمایشگاهی در دانشگاه صنعتی لیسبون مورد ارزیابی قرار گرفت. با تعریف الگوریتم ژنتیک به عنوان کمینه ساز تابع هدف، پس از طی 30 نسل میزان خطا از 140متر به 92/15 متر کاهش یافت. نتایج به دست آمده، افزایش دقت مدل سازی به اندازه 33% را نشان داد.

در چند دهه اخیر با توجه به هزینه های بالای اجرای یک شبکه آبرسانی، طراحان بر آن شدند تا شبکه هایی را با کمترین هزینه و بیشترین قابلیت اطمینان طراحی نمایند. شبکه هایی که قادر باشند در مواجهه با تغییرات تقاضا یا شکست لوله کماکان خدمات مطلوبی را ارائه دهد. از این رو شاخص های متعددی برای اندازه گیری قابلیت اطمینان معرفی و در بهینه سازی به عنوان یکی از توابع هدف در کنار هزینه استفاده گردید. یکی از مسائلی که در مطالعات چند سال اخیر مطرح شده اینست که کدامیک از این شاخص ها در اندازه گیری قابلیت اطمینان شبکه آبرسانی موفق تر عمل می کند. در مطالعه حاضر برای رفع نقاط ضعف مقایسه های انجام شده پیشین، تمامی شاخص های مطرح در موضوع قابلیت اطمینان شبکه های آبرسانی بر روی دو شبکه نمونه با ماهیت متفاوت (تغذیه گرانشی و تغذیه با ایستگاه پمپاژ) آزمایش گردید. نتایج نشان داد شاخص های MSH و RI به ترتیب بهترین شاخص برای طراحی بهینه شبکه آبرسانی فاقد ایستگاه پمپاژ و شامل آن می باشند.