بهینه سازی یکپارچه شبکه های جمع آوری فاضلاب با استفاده از یک مدل بدون شرط جستجوی تابو

طراحی شبکه های جمع آوری فاضلاب شامل حل دو مسئله جزء متوالی می باشد که به ترتیب عبارتند از 1- طراحی جانمایی لوله های شبکه و 2- محاسبات هیدرولیکی شبکه. در مناطق با شیب کم دو مسئله جزء نام برده شدیداً با یکدیگر مرتبطند و جهت بهینه سازی اقتصادی سیستم لازم است که به حل همزمان هر دو پرداخت. در این تحقیق یک مدل یکپارچه طراحی شبکه های جمع آوری فاضلاب معرفی می شود که بواسطه آن امکان بهینه سازی همزمان هر دو مسئله جزء وجود خواهد داشت. جهت طراحی جانمایی شبکه از الگوریتم برش حلقه به حلقه بهره جسته می شود. بواسطه این الگوریتم گراف درختوار و جهت دار شبکه بصورت سازگار شونده از یک گراف حلقوی و بدون جهت، تحت عنوان گراف پایه، استخراج می شود. در روش مورد استفاده کلیه معیارها و قیود طراحی درخت فراگیر سیستم بطور خودکار طی طراحی شبکه تأمین می شوند. پس از طراحی جانمایی لوله ها، از یک مدل بدون شرط جهت طراحی هیدرولیکی اجزاء شبکه شامل قطر و شیب لوله ها و همچنین مشخصات ایستگاه های پمپاژ استفاده می شود. در این روش نیز کلیه قیود هیدرولیکی و فنی طی فرایند طراحی بطور خودکار تأمین می شوند. در نهایت دو روش معرفی شده در قالب یک مدل یکپارچه آماده سازی می شوند. در زیر مدل اول، متغیرهای تصمیم گیری عبارتند از شماره لوله ها و آدم روهایی که فرایند برش شبکه در آنها انجام می شود و در زیر مدل دوم، متغیرهای تصمیم گیری عبارتند از قطر و شیب لوله ها و مشخصات ایستگاه های پمپاژ در سیستم. همچنین جهت بهینه سازی هزینه ساخت شبکه یک مدل جستجوی تابو توسعه داده می شود. جستجوی تابو یک روش فراکاوشی قطعی است که با توسعه روشهای جستجوی محلی مستقیم بدست می آید. روش بهینه سازی توسعه یافته، به مدل یکپارچه فوق الذکر متصل شده و با جستجو در فضای متغیرهای تصمیم گیری به کمینه سازی تابع هزینه می پردازد. در نهایت جهت ارزیابی مدل از دو مسئله واقعی بهره گرفته شد. یکی از مسائل یک شبکه جمع آوری فاضلاب مرجع می باشد که در سایر تحقیقات پیشین نیز مورد طراحی قرار گرفته است و مسئله دیگر شبکه فاضلاب شهر هندیجان در استان خوزستان می باشد. عملکرد و نتایج روش در هر دو مسئله بسیار رضایت بخش بوده است. در خصوص مسئله مرجع، هزینه ساخت شبکه کمتر از تحقیقات پیشین گردید و علاوه بر آن روند محاسبات و طراحی نیز بسیار ساده و سریع شده است چرا که بواسطه این روش کلیه قیود و ضوابط پیچیده غیر خطی طراحی شبکه های فاضلاب بطور خودکار و سیستماتیک تأمین می شود