عنوان تحقیق: بهينه يابي چند متغیره یک شبكه توزيع آب با رویداشت به اطمینان پذیریفرمت فایل: wordتعداد صفحات: 127شرح مختصر:با توجه به کمبود آبهای شیرین و در دسترس جهت شرب، تامین و توزیع آب در شبکه های آبرسانی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. شبکه‌های آب شهری را می توان با توجه به مسائل هیدرولیکی، هزینه و اطمینانپذیری به‌صورت چند متغیره بهینه یابی کرد. در این پایان نامه شبکه آبرسانی شهرک بزین، واقع در غرب شهر شیراز با 1907 مشترک، به عنوان مورد مطالعاتی انتخاب و بکمک نرم افزار WaterGEMS شبیه سازی گردید.فشارو میزان آب ورودی به شهرک از طریق فلومتر الکترومغناطیسی نصب شده در ورودی اندازه‌گیری شد. بر این اساس آب ورودی به این شهرک در سال 1391 به میزان 534،573 مترمکعب با متوسط سرانه مصرف 187 لیتر در روز و فشار متوسط ورودی 60 متر آب بوده است. بهینه یابی شبکه فوق در سه مرحله انجام گرفت. در ابتدا، پارامترهای هیدرولیکی (فشار گره ها و سرعت آب در لوله ها) و اطمینان پذیری شبکه با تغییر قطر لولهها بهینه گردیدند. در مرحله بعد جانمایی‌های مختلفی از شبکه مورد مطالعه قرار گرفت و دو جانمایی بعنوان بهینه تعیین گردیدند. اطمینان پذیری این دو جانمایی برابر با 97.95 و 98.08 درصد و مقدار تابع هدف بهینه در آنها برابر با 117 و 113 میلیون واحد بود. همانطور که انتظار می‌رفت، این جانمایی‌ها دارای بیشترین تعداد حلقه‌ها بودند. پس از آن به بررسی تاثیر پارامتر اطمینانپذیری شبکه بر تابع هدف پرداخته شد. با تغییر اطمینانپذیری از 75 تا 99.99 درصد مشخص شد که بیشترین میزان تابع هدف برای بدست آوردن اطمینانپذیری 99.99 درصد و به میزان 161 میلیون واحد می‌باشد. بطور کلی افزایش اطمینان پذیری، به صرف هزینه بیشتر و افزایش مقدار تابع هدف منجر گردید. در انتها باتوجه به بالا بودن میزان فشار در گره‌ها و بمنظور فراهم کردن شرایط هیدرولیکی قابل قبول در مدل شبکه، شیر فشارشکن در ورودی شبکه نصب گردید که هد فشار ورودی را به 20 مترآب کاهش داد. با اینکار، متوسط فشار شبکه به اندازه 70 درصد کاهش یافت به گونه ای که97 درصد فشار گره‌ها در محدوده فشار مجاز قرار گرفتند. همچنین متوسط سرعت آب در شبکه 5 درصد افزایش یافت. کلمات کلیدی: شبکه توزیع آب، بهینه‌یابی چند متغیره،اطمینانپذیری، جانمایی، بزین فهرست مطالبفصل اول: مقدمه21-1- مقدمه21-2- ضرورت انجام تحقیق31-3- اهداف پایان نامه41-4- ساختار پایان نامه5فصل دوم: مروری بر کارهای پیشینیان2-1- مقدمه 72-2- محاسبات شبکه های توزیع آب82-2-1- محدودیت های طراحی شبکه آب82-2-2-روابط حاکم بر جریان های هیدرولیکی 82-3- بهینه یابی 102-3-1-مفاهیم بهینه یابی102-3-2- روشهای بهینه یابی112-3-2-1- روشهای تحلیلی 112-3-2-2- روشهای بهینه‌سازی تکاملی 122-3-2-2-1- الگوریتم ژنتیک 122-3-2-2-2-آنيلينگ شبيه‌سازي شده142-3-2-2-3-جستجوي ممنوع 152-3-2-2-4-سيستم کلونی مورچگان 162-3-2-بهينه‌يابي شبكه های آبرسانی172-3-3-بهینه سازی چند متغیره طراحی شبکه‌های توزيع آب و اطمینان پذیری: 21فصل سوم: مواد و روش ها3-1- معرفی شهرک بزین 283-1-1- معرفی منطقه مورد مطالعه283-1-2- وضعیت آبرسانی 293-2- فلومتر الکترومغناطیسی ABB313-3- نرم افزارهای استفاده شده در این پایان نامه323-3-1- نرم افزار مدل سازی شبکه آبرسانی WaterGEMS 323-3-2- نرم افزار GIS353-3-2-1- تعریف GIS353-3-2-2- مختصری از تاریخچه 363-3-2-3- ویژگی های GIS363-3-2-4- معرفی نرم افزار ArcGIS373-3-3- نرم افزار متلب383-3-3-1- توضیحات نرم افزار 383-3-3-1- ساختار نرم افزار متلب 393-4-تست مدل (صحت سنجی و کالیبراسیون مدل403-5- انتخاب روش بهینه یابی413-5-1-بهینه‌یابی چند متغیره طراحی شبکه‌های توزيع آب و اطمینان پذیری433-5-2- محاسبه تابع هدف45فصل چهارم: نتایج و بحث پیرامون آن4-1- نتایج مطالعات در وضعیت موجود 544-1-1- بررسی و تحلیل دبی ورودی به شهرک بزین در سال های 1388 تا 1391554-1-1-1- نمودار دبی ورودی در سال 1388564-1-1-2- نمودار دبی ورودی در سال 1389574-1-1-3- نمودار دبی ورودی در سال 1390574-1-1-4- نمودار دبی ورودی در سال 1391584-1-2- میزان تغییرات دبی، جمعیت و سرانه مصرف594-1-3- دبی ورودی شهرک بزین در فصل مختلف سال604-1-4- دبی ورودی شهرک بزین بصورت روزانه 634-1-5- فشار ورودی شهرک بزین بصورت سالانه664-2- آماده‌سازی مدل کامپیوتری 694-2-1- جمع‌آوری داده‌های ورودی 694-2-2- کلیات 694-2-3- نیازهای آبی 744-2-4- آرایش شبکه 744-2-5- اجرای برنامه 794-3- کالیبراسیون 794-3-1- بررسی وضعیت موجود با استفاده از اندازه گیری پارامترها و مقایسه با نرم افزار.. 794-4. بهینه‌یابی شبکه 834-4-1- تاثیر تغییر قطر بر اطمینان پذیری و تابع هدف844-4-2- جانمایی‌های مختلف شبکه و مقایسه آنها914-4-2-1- معرفی سناریوهای مختلف شبکه 924-4-2-2- اطمینان پذیری هر جانمایی964-4-2-2- به دست آوردن تابع هدف کمینه984-4-3- مقایسه آرایش های مختلف شبکه با توجه به اطمینان پذیری و تابع هدف1004-4-3- تغییر اطمینان پذیری معلوم و مقایسه تابع های هدف1024-3-5- نصب شیر فشارشکن (PRV) در ورودی شبکه و بررسی اثرات آن104فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات5-1- نتیجه گیری 1055-2- پیشنهادات 106فهرست منابع 107فهرست جدولهاعنوان صفحهجدول 4-1- دبی ورودی شهرک بزین طی سال های 88 تا 91 55جدول 4-2- جدول تعداد مشترکین و سرانه مصرف طی سالهای 88 تا 9160جدول 4-3- میزان دبی ورودی در فصل بهار61جدول 4-4- میزان دبی ورودی در فصل تابستان62جدول 4-5- میزان دبی ورودی در فصل پاییز62جدول 4-6- میزان دبی ورودی در فصل زمستان63جدول 4-7- اطلاعات گره های شبکه76جدول 4-8- اطلاعات لوله های شبکه78جدول 4-9- مقایسه فشار اندازه گیری شده و فشار محاسبه شده در 10 نقطه 81جدول 4-10- مراحل کالیبراسیون82جدول 4-11- لوله های شبکه و سرعت در آنها 85جدول 4-12- گره های شبکه و فشار آنها 86جدول 4-13- درصد اطمینان پذیری در هر بار کاهش قطر لوله 87کمینه و بیشینه و اطمینان پذیری) در هر تکرار91جدول4-14- محاسبه اطمینان پذیری برای 10 جانمایی 97جدول4-15- اطمینان پذیری 10 جانمایی98جدول4-16-جملات تابع هدف برای 10 جانمایی99جدول 4-17- مقایسه تابع هدف و اطمینان پذیری برای هر جانمایی101جدول 4-18- مقایسه تابع هدف با تغییر اطمینان پذیری معلوم برای هر جانمایی موجود103 فهرست شکلهاشکل 2-1- شبكه شاخه اي،شبكه حلقه اي 7شكل 2-2- برنامه ريزي ديناميكي19شکل 3-1- عکس هوایی شهرک بزین29شکل 3-2- فلومتر ورودی شهرک بزین30شکل 3-3- عدد نمایش داده شده توسط فلومتر ورودی شهرک بزین30شکل 3-4- فلومتر الکترومغناطیسی 31شکل 4-1- محل نصب فلومتر در ورودی شبکه شهرک بزین 54شکل 4-2- میزان دبی ورودی در فصول مختلف سال 9161شکل 4-3– نقشه اتوکد منطقه بزین70شکل 4-4– نقشه اتوکد لوله های منطقه بزین70شکل 4-5- نقشه شماتیک شبکه شهرک بزین و چهار ناحیه اصلی 71شکل 4-6– نقشه خطوط هم ارتفاع شهرک بزین در نرم افزار اتوکد72شکل 4-7- نقشه ارتفاعی GIS شهرک بزین 72شکل 4-8- عکس های شهرک بزین74شکل 4-9-مدل WaterGEMS شهرک بزین و نمایش گره های شبکه75شکل 4-10- مدل WaterGEMS شهرک بزین و نمایش لوله های شبکه 77شکل 4-11- مدل WaterGEMS شهرک بزین و نمایش مخزن آب 78شکل 4-12- 10 نقطه فشارسنجی شده 80شکل 4-13- مراحل کالیبراسیون83شکل4-14- شکل شماتیک ناحیه های شهرک بزین91شکل4-15- جانمایی موجود (1-1192شکل4-15- جانمایی 2-1192شکل4-16- جانمایی 3-1193شکل4-17- جانمایی 4-1193شکل4-18- جانمایی 5-1194شکل4-19- جانمایی 6-1194شکل4-20- جانمایی 7-1195شکل4-21- جانمایی 8-1195شکل4-22- جانمایی 9-1196شکل4-23- جانمایی 10-1196شکل4-24- نصب شیر فشارشکن در ورودی شبکه 105فهرست نمودارهانمودار 4-1- میزان دبی ورودی به سیستم در طول سال 138856نمودار 4-2- میزان دبی ورودی به سیستم در طول سال 138957نمودار 4-3- میزان دبی ورودی به سیستم در طول سال 139058نمودار 4-4- میزان دبی ورودی به سیستم در طول سال 139159نمودار 4-5- میزان دبی ورودی در روز 6 فروردین 1391 64نمودار 4-6- میزان دبی ورودی در روز 2 مرداد 1391 64نمودار 4-7- میزان دبی ورودی در روز 10 آذر 1391 65نمودار 4-8- میزان دبی ورودی در روز 26 بهمن 1391 65نمودار 4-9- میزان فشار فلومتر ورودی شهرک بزین به صورت سالانه در سال 139166نمودار 4-10- میزان فشار فلومتر ورودی شهرک بزین در روز 6 فروردین 9167نمودار 4-11- میزان فشار فلومتر ورودی شهرک بزین در روز 2 مرداد 9167نمودار 4-12- میزان فشار فلومتر ورودی شهرک بزین در روز 10 آذر 9168نمودار 4-13- میزان فشار فلومتر ورودی شهرک بزین در روز 26 بهمن 9168نمودار 4-14- درصد کاهش قطر لوله ها، افزایش سرعت قابل قبول و فشار قابل قبول87نمودار 4-15- درصد کاهش قطر لوله ها، افزایش سرعت و اطمینان پذیری 88نمودار 4-16- رفتار جملات تابع هدف در 13 تکرار تغییر قطر90نمودار 4-17- تغییرات درصد اطمینان پذیری و تابع هدف در هر تکرار و کاهش قطر91نمودار 4-18-جملات تابع هدف برای 10 جانمایی100نمودار 4-19- مقایسه تابع هدف و اطمینان پذیری برای هر جانمایی102نمودار 4-20- فشار هیدرولیکی گره‌ها، قبل و بعد از نصب شیر فشارشکن 105