تدوین مدل مدیریت چندمرحله ای پیامد ورود بار آلودگی ناگهانی در شبکه های توزیع آب شهری

در این پژوهش از یک مدل شبیه سازی- بهینه سازی برای مدیریت چندمرحله ای پیامد ورود بار آلودگی ناگهانی در شبکه های توزیع آب شهری استفاده شد. ابزارهای استفاده شده در مدیریت پیامد در این پژوهش، تخلیه آب آلوده توسط شیرهای آتش نشانی، باز یا بسته کردن لوله ها برای کنترل مسیر جریان در شبکه یا ایزوله کردن نواحی مختلف و نیز خاموش یا روشن کردن پمپ ها برای تنظیم فشار جریان آب در شبکه هستند. برای شبیه سازی از نرم افزار EPANET و برای بهینه سازی از الگوریتم ژنتیک تک هدفه استفاده شد. توابع هدف مساله مدیریت پیامد در این پژوهش عبارت اند از: حداقل کردن زمان بازگشت سیستم به حالت عادی، حداقل کردن جرم آلودگی مصرف شده توسط کاربران و نیز حداقل کردن تعداد گره های آلوده شده. هرکدام از توابع هدف اشاره شده برای دو سناریوی مختلف مدیریتی اجرا شد. در سناریوی اول، وضعیت شیر های تخلیه آتش نشانی و نیز شیرهای باز و بسته کردن لوله ها از نظر باز یا بسته بودن و نیز وضعیت پمپ ها از نظر روشن یا خاموش بودن از ابتدا تا انتهای دوره شبیه سازی ثابت و در سناریوی دوم وضعیت های اشاره شده به تناوب طبق الگوهای موجود قابل تغییر بود. تعداد متغیرهای تصمیم در این پژوهش 54 عدد، شامل تعیین باز یا بسته بودن شیرهای آتش نشانی، باز یا بسته بودن لوله ها و نیز روشن یا خاموش بودن پمپ ها بود. تزریق بار آلودگی از سه گره کاندیدا در شبکه انجام شد. نتایج نشان داد که در حالت تغییر متناوب ابزارهای مدیریتی، تابع هدف حداقل کردن زمان بازگشت سیستم به حالت عادی بین 13 تا 5/26 درصد، تابع هدف حداقل کردن جرم آلاینده مصرفی بین 12 تا 20 درصد و تابع هدف حداقل کردن تعداد گره های آلوده بین 6 تا 21 درصد بهبود یافت. لازم به ذکر است که در همه سناریوها، عدم افت فشار آب در گره های مختلف شبکه از حداقل مقدار مجاز تعیین شده و نیز عدم افزایش تعداد فعالیت های واکنش های مدیریتی از حداکثر مقدار تعیین شده کنترل شد. تناوب در باز و بسته شدن لوله ها و شیرهای تخلیه آتش نشانی و نیز در روشن یا خاموش بودن پمپ ها به بهبود توابع هدف تا حد قابل قبولی کمک کرد.