پیشینه تحقیق محاسبات شبکه های توزیع آب و کاربرد روش های بهینه‌یابی در  شبکه های آبرسانی دارای ۵۲ صفحه می باشد فایل پیشینه تحقیق به صورت ورد  word و قابل ویرایش می باشد. بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دنلود فایل نمایش داده می شود و قادر خواهید بود  آن را دانلود و دریافت نمایید . ضمناً لینک دانلود فایل همان لحظه به آدرس ایمیل ثبت شده شما ارسال می گردد.

فهرست مطالب

مقدمه    ۵
۱-ضرورت مطالعه    ۵
۲-مروری بر کارهای پیشینیان    ۸
۲-۲- محاسبات شبکه های توزیع آب    ۹
۲-۲-۱- محدودیت های طراحی شبکه آب    ۹
۲-۲-۲-روابط حاکم بر جریان های هیدرولیکی    ۱۰
۲-۳- بهینه یابی    ۱۱
۲-۳-۱-مفاهیم بهینه یابی    ۱۱
۲-۳-۲- روش‌های بهینه یابی    ۱۲
۲-۳-۲-۱- روشهای تحلیلی    ۱۲
۲-۳-۲-۲- روشهای بهینه‌سازی تکاملی    ۱۳
۲-۳-۲-۲-۱- الگوریتم ژنتیک    ۱۴
۲-۳-۲-۲-۲-آنیلینگ شبیه‌سازی شده    ۱۵
۲-۳-۲-۲-۳-جستجوی ممنوع    ۱۶
۲-۳-۲-۲-۴-سیستم کلونی مورچگان    ۱۷
۲-۳-۲-بهینهیابی شبکه های آبرسانی    ۱۸
۲-۳-۳-بهینه سازی چند متغیره طراحی شبکههای توزیع آب و اطمینان پذیری:    ۲۲
۱-۴- معرفی نرم افزارها    ۲۸
۲-۴-۱- نرم افزار مدل سازی شبکه آبرسانی  WaterGEMS    ۲۸
۲-۴-۲- نرم افزار GIS    ۳۲
۲-۴-۲-۱- تعریف  GIS    ۳۲
۲-۴-۲-۲- مختصری از تاریخچه    ۳۲
۲-۴-۲-۳- ویژگی های GIS    ۳۳
۲-۴-۲-۴- معرفی نرم افزار ArcGIS    ۳۳
۲-۴-۳- نرم افزار متلب    ۳۴
۲-۴-۳-۱- توضیحات نرم افزار    ۳۴
۲-۴-۳-۱- ساختار نرم افزار متلب    ۳۶
۲-۵- انتخاب روش بهینه یابی    ۳۷
۲-۵-۱-بهینه‌یابی چند متغیره طراحی شبکههای توزیع آب و اطمینان پذیری:    ۳۹
۲-۵-۲- محاسبه تابع هدف    ۴۱
فهرست منابع    ۴۹

 منابع

۱-سپهری، ج.، ۱۳۹۱، آب در ایران باستان، کویرها و بیابان های ایران، .

 ۲-Cullinane, M.J., Lansey, K.E., and Mays, L.W., 1992, Optimization-Availiability-Based Design of Water-Distribution Networks, Journal of Hydraulic Engineering, 118(3): 420-441.

۳-Djebedjian, B., Yaseen, A. and Ezzeldin, R., 2008, Reliability Based Optimization of Layout and Sizing of Water Distribution Systems, Twelfth International Water Technology Conference, Egypt.

۴-Ingle, R.N. and Raut, A.A, 1985, Design of Branched Pumping Main System for Minimum Energy Consumption, Journal of Indian Water Works Association, (1): 45-50.

۵-Lansey, K., and Mays, L., 1989, Optimization Model for Water Distribution System Design, Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 115(10): 1401-1418.

۶-Bao, Y., and Mays, L.W., 1990, Model for Water Distribution System Reliability, Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 116(9): 1119-1137.

۷-Goulter, I.C. and Bouchart, F., 1990, Reliabilty-Constrained Pipe Network Model, Journal of Hydraulic Engineering, 116(2): 211-229.

۸-Bouchart, F. and Goulter, I., 1991, Reliability Improvement in Design of Water Distribution Networks Recognizing Valve Location, Water Resources Research, 27(12): 3029-3040.

۹-Vasan, A., Simonovic, S., 2010, Optimization of Water Distribution Network Design Using Differntial Evoluation, Journal of Water Resource Planning Management, 136(2): 279-287.

۱۰-Yates, D. F., Templeman, A. B., and Boffey, T. B. , 2005, The Computational Complexity of the Problem of Determining Least Capital Cost Designs for Water Supply Networks. , Engineering Optimization, 7(2): 143-155.

۱۱-Rossman, L.A., 2008, EPANET2 Users Manual, Risk Reduction Engineering Laboratory, U.S. Environmental Protection Agency, Cincinnati, Ohio.

۱۲-Shirstine, D.S., Iftekhar, A. and Lansey, K.E., 2002, Reliability/Availibility Analysis of Municipal Water Distribution Newtworks: Case Studies, Journal of water resources, ASCE, 128(2): 140-151.

۱۳-Afshar, M.H., Afshar, A. and Marino M.A., An Iterative Penalty Method for the Optimal Design of Pipe Network, 2002, Internatinal Journal of Engineer Science, Univercity of Shiraz.

مقدمه

آب سر منشاء تولید تلاش و تمدن است. خداوند در قرآن کریم هستی حیات هر چیزی را به آب وابسته دانسته است و تداوم حیات را در گرو وجود آب دانسته است. اهمیت آب شرب و آبیاری در کشاورزی مخصوصا در کشاورزی ایران بر کسی پوشیده نیست. اگر تمام مشکلات و مسائل مربوط به آب شرب و تولید کشاورزی را در در یک کفه ترازو و مشکلات و مسائل مربوط به آب را در طرف دیگر قرار دهیم مشکلات مربوط به آب سنگین تر خواهد بود. کشور ایران در بخش نیمه خشک کره زمین قرار دارد. پس خارج از ذهن نیست که آب از قدیم الایام ارزش بسیار والایی نسبت به دیگر مناطق داشته است. در گذشته با وجود مشکلات فراوان و نبود امکانات فنی برای دسترسی به آب‌های زیرزمینی، دست به حفر چاه و ایجاد قنات و غیره زدند.

بر خلاف نفت و کالاهای دیگر، آب را نمی توان در حجم زیاد از جایی به جای دیگر انتقال داد و لذا مصرف آن فقط به منابع محلی محدود است. البته شکی نیست که توسعه و اجرای طرح های آبی از نظر بالابردن استاندارد و سطح زندگی مردم الزامی است و اگر بخواهیم به مردم کمک شود باید توسعه برنامه‌های آبی صورت گیرد. اما این کار بدون تخلیه آب‌های زیر زمینی و خشک شدن رودخانه ها و یا از بین رفتن جنگلها به آسانی حاصل نخواهد شد.

۱-ضرورت مطالعه

آب یکی از بزرگترین چالش‌های قرن حاضر است که می تواند سر منشاء بسیاری از تحولات مثبت و منفی جهان قرار گیرد. ۵/۹۶ درصد از کل آب موجود در کره زمین در دریاها و اقیانوسها و ۵/۲ درصد از آن به عنوان آب تازه و شیرین می باشد. از آب‌های شیرین ۹۷ درصد در یخچال‌های قطبی، ۲۰ درصد در سفره‌های زیر زمینی و تنها ۱ درصد در سطح زمین قرار دارد] ۱[.

۵/۲ درصد از کل آب های زمین شیرین است که حدود ۶/۶۸ درصد آن به صورت جامد در یخچالهای قطبی و قله کوه ها قرار دارد. ۱/۳۰ درصد آن در زیرزمین قرار گرفته است. ۰۰۶/۰ درصد از کل آبهای شیرین در رودخانه ها جاری است و ۰۰۳/۰ درصد آن به عنوان آبهای بیولوژیکی در اندام حیوانات و گیاهان قرار گرفته است ]۱[.

آب آشامیدنی، آبی با کیفیت مناسب بدون اثرات منفی کوتاه‌مدت یا بلند‌ مدت است. در بسیاری از نقاط جهان، دسترسی راحت و ارزان به آب آشامیدنی وجود ندارد. در این مناطق بیشتر افراد از آبی استفاده می‌کنند که یا دارای میکروب و آلودگی است یا به سبب داشتن املاح و ذرات بیش از اندازه، در طولانی مدت برای بدن خطرآفرین هستند. وجود منابع آب آشامیدنی مطمئن، از نیازهای اولیه انسان و یکی از اهداف اولیه عرصه های بین‌المللی در دهه بین‌المللی “آب برای زندگی (۲۰۰۵-۲۰۱۵)”[۱] می‌باشد ]۲[.

همزمان با رشد جمعیت در جهان و رشد و توسعه صنایع مختلف، آلودگی آب آشامیدنی، تبدیل به یکی از اساسی‌ترین مشکلات جهان گردیده‌است. سازمان بهداشت جهانی (WHO) بیان می‌کند که وقتی منابع آب آشامیدنی، کم و میزان خدمات، نامناسب باشند، شهرها در معرض بیشترین تهدیدهای محیط زیستی قرار می‌گیرند (گزارش توسعه جهانی آب، ۲۰۰۳[۲]( ]۳[. وجود این مسئله باعث می‌شود نیاز به سیستم توزیع آب مطمئن و کافی در شهرها مورد توجه قرار گیرد. مسئله تامین آب شرب سالم، در آینده‌ای نه چندان دور یکی از اصلی ترین چالش‌های جهانیان خواهد شد.

بنابراین بین توان تامین آب و شدت تقاضا در جهان تفاوت عمده‌ای وجود دارد که بحران آفرین است. هنگامی که این عدم تعادل با مجموعه راهکارهای مدیریتی قابل مهار نباشد، چه در بعد محلی و چه در بعد ملی و جهانی، زبان مفاهمه در بخش آب به زبان مخاصمه تغییر خواهد کرد. طبق آخرین برآوردهای یونسکو و فائو از چرخه آب در کره زمین نشان می دهد که متوسط  بارندگی سالانه ایران ۲۵۱ میلیمتر است که اختلاف قابل توجهی با متوسط  بارندگی هر یک از قاره ها دارد و تنها با بارندگی کشورهای نیمه خشک و صحرایی برخی از قاره ها قابل مقایسه است. همچنین خشکسالی های پیاپی در سالهای اخیر به مسئله کمبود آب و بحران آب قابل استفاده در بسیاری از نقاط ایران دامن زده است.

رشد سریع صنعت و توسعه زیربنایی شهرها باعث گردیده که طراحی و بهره‌برداری از شبکه‌های توزیع آب در ساختار مدیریت شهری، امری حیاتی تلقی گردد. شبکه توزیع آب به عنوان یک سازه زیربنایی هیدرولیکی، شامل مجموعه‌ای از لوله‌ها، ابزارهای هیدرولیکی (پمپ‌ها، شیرآلات و اتصالات خطوط لوله) ومخازن بوده و هدف آن تأمین آب سالم با فشار مناسب برای تقاضاهای مختلف شبکه می‌باشد. با توجه به هزینه‌های هنگفت اجرای شبکه‌های آبرسانی و نیز اهمیت تولید و توزیع آب، لازم است شبکه‌های توزیع آب مورد تحلیل و ارزیابی قرار گیرند.. طراحی و نگهداری یک شبکه توزیع آب شامل تعیین میزان تقاضای گره‌ها، طراحی بهینه شبکه توزیع آب، ابعاد بهینه اجزاء سیستم شامل لوله‌، پمپ‌، شیرآلات و غیره و بهره‌برداری بهینه شبکه می‌باشد. امکان وجود ترکیب‌های زیاد از جنس لوله‌ها، مسیر عبور لوله‌ها، قطر لوله‌ها، محل ایستگاه‌های پمپاژ و مخازن موجود، کار مهندسان و مدیران درگیر در طراحی شبکه های توزیع آب را دشوار می‌سازد. پارامترهای بهره‌برداری مانند مرز نواحی فشاری، تنظیمات شیرهای کنترلی و برنامه بهره‌برداری پمپ‌ها که بر کیفیت خدمات، هزینه کل و عمر آنها اثرگذار است نیز به این پیچیدگی اضافه می‌گردد.

هدف از بهینه‌یابی، اطمینان از عملکرد شبکه در شرایط بهینه است. در واقع هدف از بهینه‌یابی یافتن بهترین جواب قابل قبول، با توجه به محدودیتها و نیازهای مسأله و تعیین متغیرهای طراحی است که تابع هدف کمینه یا بیشینه باشد ]۴[.

بهینه‌یابی در حل مسائل مهندسی و اقتصادی، محور اصلی تصمیم‌گیری می‌باشد. بهترین طرحهای ارائه شده توسط مهندسان طراح آنهایی هستند که بتوانند با استفاده از روشهای بهینه‌یابی در صرف زمان و هزینه طراحی صرفه‌جویی نمایند. از آنجاییکه بسیاری از مسائل بهینه‌یابی در مهندسی، پیچیده‌تر و مشکلتر از آن هستند که با روشهای سنتی بهینه‌یابی قابل حل باشند، لذا استفاده از روش‌های نوین بهینه‌یابی ضرورت می‌یابد.

در ادامه مقاله مروری بر تاریخچه آبرسانی در دنیا و ایران مطرح می‌شود. سپس تاریخچه بهینه‌یابی و انواع روش‌های آن مورد بررسی قرار گرفته و کاربرد آن در شبکه‌های آبرسانی شهری مورد مطالعه قرار می‌گیرد. سپس به مفاهیم اطمینان‌پذیری پرداخته و دسترس‌پذیری شبکه توزیع آب شهری بررسی و بیان می‌گردد.

سپس به ارائه و معرفی نرم‌افزارها و مدل‌های استفاده شده در این کار پرداخته می‌شود. منابع موجود آب و نحوه آبرسانی منطقه و وضعیت موجود آن ارائه می‌گردد. سپس درباره کالیبراسون و اندازه‌گیری و مقایسه واقعیتهای موجود با تئوری مطالبی بیان می‌شود. پس از آن به انواع بهینه‌یابی و روش‌های آن پرداخته شده و روش انتخاب شده، متغیرها، قیدها و پارامترهای شبکه برای این منطقه ارائه می‌گردد.

[۱] Water For Life (2005-2015)

[۲] World Water Development Report, 2003

تمامی فایل های پیشینه تحقیق و پرسشنامه و مقالات مربوطه به صورت فایل دنلودی می باشند و شما به محض پرداخت آنلاین مبلغ همان لحظه قادر به دریافت فایل خواهید بود. این عملیات کاملاً خودکار بوده و توسط سیستم انجام می پذیرد. جهت پرداخت مبلغ شما به درگاه پرداخت یکی از بانک ها منتقل خواهید شد، برای پرداخت آنلاین از درگاه بانک این بانک ها، حتماً نیاز نیست که شما شماره کارت همان بانک را داشته باشید و بلکه شما میتوانید از طریق همه کارت های عضو شبکه بانکی، مبلغ  را پرداخت نمایید.