بهينه‌سازي طراحي كانال‌هاي جمع‌آوري رواناب شهري براي كاهش آسيب‌پذيري و افزايش اطمينان‌پذيري در برابر تغييرات اقليمي

يكي از زيرساخت‌هاي شهري كه از اهميت بالايي برخوردار است، شبكة جمع‌آوري رواناب است. افزايش سطوح نفوذناپذير، فرسودگي شبكه و تغيير الگوي بارش ناشي از تغييرات اقليمي موجب افزايش رخداد سيلاب شهري شده و اهميت بازطراحي شبكه به‌منظور به‌حداقل رساندن آسيب‌پذيري سامانه را بالا برده است. در اين پژوهش شبكة جمع‌آوري رواناب منطقة 10 شهرداري تهران مورد بازطراحي بهينه قرار گرفت. در همين راستا، شبكة جمع‌آوري در دو مرحله توسط مدل SWMM شبيه‌سازي شد. از الگوريتم ژنتيك نيز به‌عنوان ابزاري جهت بهينه كردن بازطراحي استفاده شده است. در بخش شبيه‌سازي، نخست شبكة جمع‌آوري در وضع موجود با استفاده از اطلاعات تاريخي بارش ايستگاه سينوپتيك مهرآباد طي دوره‌هاي بازگشت دو، پنج و 10 سال شبيه‌سازي شد و در مرحلة دوم مدل‌سازي شبكة جمع‌آوري در شرايط آتي با استفاده از اطلاعات بارشي مدل‌هاي اقليمي گزارش ششم تغيير اقليم صورت گرفت. از ميان پيش‌بيني مدل‌هاي اقليمي، بيش‌ترين تغييرات افزايشي بارش حدي به‌عنوان سناريوي بدبينانه انتخاب و بازطراحي سامانه براي كاهش آسيب‌پذيري تحت اين سناريو انجام گرفت. سه پارامتر هزينه، شاخص اطمينان‌پذيري و شاخص آسيب‌پذيري به‌عنوان اهداف بهينه‌سازي با وزن‌دهي مشخص در قالب يك تابع معرفي شد. سپس با مرتبط ساختن مدل شبيه‌ساز با بهينه‌ساز توسط نرم‌افزار متلب بازطراحي بهينه انجام شد. نتايج شبيه‌سازي شبكه در وضع موجود نشان داد كه با افزايش دورة بازگشت از دو تا 10 سال، حجم رواناب خروجي از 45.9 تا 59.7 هزار مترمكعب افزايش يافت كه موجب افزايش آسيب‌پذيري از 10.4 تا 12.2 درصد و كاهش اطمينان‌پذيري از 97.5 تا 95.8 درصد شده است. در شبيه‌سازي شبكه در شرايط آتي نيز شاخص آسيب‌پذيري در دوره‌هاي بازگشت پنج و 10 سال، 12.7 و 13.9 درصد و شاخص اطمينان‌پذيري نيز 95.3 و 94.3 به‌دست آمد. نتايج بهينه‌سازي نشان داد كه در تكرار 168، الگوريتم به پاسخ نهايي خود به مقدار 0.3 رسيده و اين پاسخ تا تكرار 300 ثابت باقي‌مانده است. هم‌چنين، بازطراحي بهينه موجب كاهش آسيب‌پذيري شبكه تا 7.6 درصد و افزايش اطمينان‌پذيري تا 98.1 درصد شد. اين پژوهش نشان داد كه بازطراحي بهينه مي‌تواند علاوه‌بر رفع مشكلات شبكه در وضع موجود، توانايي سامانه را نيز در برابر تهديدات تغيير اقليم آينده بالا برد.