بررسي كارآيي شبكه‌هاي توزيع آب بر‌اساس عدم‌قطعيت‌هاي موجود با برنامه‌هاي بازسازي و نوسازي متفاوت

Investigation of the efficiency of water distribution networks based on existing uncertainties with different rehabilitation and renovation programs

پارامترهاي ورودي در طراحي و ارزيابي عملكرد مدل‌هاي هيدروليكي شبكه‌هاي توزيع آب همواره درمعرض عدم‌قطعيت قرار دارند كه به‌طور معمول در هنگام مدل‌سازي به‌صورت قطعي در نظر گرفته مي‌شوند كه باعث كم‌تر شدن دقت مدل‌ها مي‌گردد. از آنجايي كه منابع تأمين آب مصرفي در دهه اخير كاهش چشمگيري داشته، بنابراين ارائه راه‌كارهاي عملي و معقول براي مديريت صحيح منابع موجود امري ضروري مي‌باشد. افزايش نشت از شبكه‌هاي توزيع آب شهري از جمله عواملي است كه اصلاح شبكه را ضروري مي‌سازد. در اين تحقيق با بررسي كارآيي شبكه‌هاي توزيع آب بر‌اساس عدم‌قطعيت‌هاي موجود با برنامه‌هاي بازسازي و نوسازي متفاوت سعي شده است كه سطوح مختلف عملكرد شبكه با يكديگر مقايسه و به‌صورت نمودارهاي مقايسه‌اي ترسيم گردد. به اين منظور از شبكه دوحلقه‌اي استفاده شده است. ابتدا مقدار پارامترهاي مدل در شرايط قطعي در سال‌هاي مورد نظر تخمين زده شد، سپس با استفاده از توزيع نرمال براي ضرايب هيزن ويليامز لوله‌ها و مصارف و ضرايب نشت گره‌ها مقادير غيرقطعي آنها محاسبه و به مدل شبيه‌ساز شبكه اعمال شده است. سرانجام سطوح كارآيي شبكه به‌صورت احتمالاتي تعيين شد. مدل‌سازي عدم‌قطعيت پارامترها با روش مونت‌كارلو و كارآيي هيدروليكي شبكه با ارزيابي شاخص قابليت اطمينان فشار گرهي شبكه NPRI و كدنويسي در محيط متلب انجام شده است. بررسي نتايج نشان مي‌دهد كه اعمال برنامه اصلاح و بازسازي، سبب سوق يافتن كارآيي شبكه به سطوح مياني به‌جاي سطوح پايين در سال انتهاي دوره طرح و بهبود عملكرد شبكه مي‌شود.

The input parameters in the design and evaluation of the performance of hydraulic models of water distribution networks are continuously exposed to uncertainty, which is usually considered deterministic during modeling, which decreases the accuracy of the models. And since the sources of consuming water supply have significantly reduced in the last decade, it is necessary to provide practical and reasonable solutions for the proper management of the available resources. The increase in leakage from urban water distribution networks is one factor that makes network rehabilitation necessary. In this article, by investigating the efficiency of water distribution networks based on existing uncertainties with different rehabilitation and renovation programs, is tried to find different levels of network performance and then drawn in the form of comparative diagrams. For this purpose, a two-loop sample network has been used. First, the model parameters were estimated in deterministic conditions in the desired years, then by using the normal distribution for the Hazen-Williams and nodal consumption and leakage coefficients, the non-deterministic value of these parameters was calculated and applied to the model, finally, the efficiency levels of The network were determined probabilistically. The uncertainty of the parameters is calculated with the Monte Carlo method and the hydraulic performance of the network is evaluated by the nodal pressure reliability index (NPRI) which is coded in MATLAB. The results show that the implementation of the rehabilitation and renovation programs will lead the network performance to intermediate levels instead of low levels at the end of the life plan period and improve network performance.