طراحی بهینه شبکه های توزیع آب و جمع آوری فاضلاب

به کارگیری روشهای بهینه سازی در تحلیل سیستم های عمران، همانند شبکه های توزیع آب و جمع آوری فاضلاب، منابع آب، سازه و... در چند دهه اخیر مورد توجه متخصصین این رشته واقع شده است. با توجه به هزینه بری فراوان طرحهای آب و فاضلاب (شبکه های توزیع آب و جمع آوری فاضلاب) لزوم به کارگیری روشهای نو و به صرفه برای طراحی و اجرای سیستم های مذکور احساس می شود. روشهای سنتی و مرسوم طراحی شبکه های توزیع آب و جمع آوری فاضلاب بر اساس قواعد عملی محدودیت های موجود و قضاوت مهندسی انجام می شود که این روشها بسیار وقت گیر و پرهزینه می باشند. ضمنا گستردگی گزینه های مختلف احتمال دستیابی به طرح بهینه را کم می کند. ضرورت بهره گیری از روشهای بهینه سازی به منظور ارائه طرح هایی با کارآیی بهتر و توسعه الگوریتم های بهینه سازی مناسب تر و با قابلیت گسترده تر، غیر قابل انکار و از عوامل اصلی محرک در این کار تحقیقاتی می باشد. در این راستا با معرفی الگوریتم های ژنتیک بر مبنای ساخت مدل احتمالاتی probability model building genetic algorithm و انواع آن، از الگوریتم ژنتیک فشرده compact genetic algorithm و الگوریتم ژنتیک فشرده توسعه یافته extended compact genetic algorithm به عنوان مدلهایی تکاملی و فرا ابتکاری برای حل بهینه شبکه های توزیع آب و جمع آوری فاضلاب با جانمایی مشخص استفاده می گردد. در روشهای بهینه سازی ارائه شده کلیه محدودیت های فنی در نظر گرفته شده است. در شبیه سازی شبکه های جمع آوری فاضلاب از مدل هیدرولیکی مانینگ و هیزین - ویلیامز اصلاح شده استفاده شده است و متغیر تصمیم در مدل پیشنهادی شیب لوله ها می باشد. فرمول هیزین - ویلیامز در شبیه سازی شبکه های توزیع آب به کار گرفته شده است و متغیر تصمیم قطر لوله هاست. کاربرد موفقیت آمیز این مدل ها در چند مساله نمونه ، قابلیت این الگوریتم ها را در طراحی بهینه شبکه های آب و فاضلاب نشان داده است.