ارائه‌ي يك مدل بهينه‌سازي چندهدفه جهت طراحي پايدار شبكه تأمين آب با در نظر گرفتن اختلالات (مطالعه موردي: شبكه آب تهران)

كارشناسي ارشد

چكيده پديده بحران آب بي‌شك يكي از تهديدهاي بالقوه و دغدغه‌هاي اصلي برنامه‌ريزان هر كشوري ‌است. افزايش جمعيت، آلودگي منابع آب، رو به اتمام بودن منابع آب شيرين و آسيب‌پذير بودن شبكه توزيع آب ازجمله علل ايجاد بحران آب در نقاط مختلف جهان است. مديريت يكپارچه منابع آب، به‌طوري‌كه هم‌زمان جنبه اقتصادي، اجتماعي و زيست‌محيطي در نظر گرفته شود، مي‌تواند راه‌حل مناسبي براي مقابله با اين بحران باشد. بدين منظور هدف و سهم اصلي اين پاياننامه طراحي مدل پايدار و يكپارچه براي شبكه آب‌رساني واقعي از طريق در نظر گرفتن هم‌زمان اهداف تاًمين هزينه‌هاي تخصيص آب به‌عنوان تابع اقتصادي و اثر سدهاي بزرگ بر ميزان اشتغال‌زايي به‌عنوان تابع اجتماعي است. براي نزديك‌تر كردن مدل به مسائل دنياي واقعي ، اقدامات لازم قبل و پس از وقوع اختلال در مدل در نظر گرفته ميشود. همچنين اثرات زيست‌محيطي به‌عنوان يك محدوديت در مدل‌سازي وارد ميشود. براي مقابله با عدم قطعيت در تقاضا، ظرفيت سدها ولوله‌هاي آب‌رسان از روش برنامه‌ريزي تصادفي دومرحله‌اي مبتني بر سناريو استفاده ميشود. تصميمات راهبردي مانند احداث تصفيه‌خانه‌ها ولوله‌هاي جديد جهت افزايش آب در دسترس و تصميمات عملياتي شامل تخصيص آب، مقاوم‌سازي قبل از وقوع اختلال و يا بازسازي ظرفيت‌هاي ازدست‌رفته به‌منظور افزايش تاب آوري شبكه ازجمله تصميماتي است كه مدل ارائه‌شده به تعيين آن مي‌پردازد. براي حل مسئله ابتدا با استفاده از روش محدوديت اپسيلون، مسئله تبديل به يك مسئله تك هدفه شده و سپس از روش حل دقيق سيمپلكس استفاده ميشود.اعتبار سنجي رويكرد بهينه‌سازي استوار پيشنهادي با حل مسئله از طريق روش " ارزش حل تصادفي" و " ارزش مورد انتظار اطلاعات صحيح" تحليل ميشود. تحليل هاي به دست آمده حاكي ازآن است كه به كارگيري روش بهينه‌سازي استوار در كمترين حالت منجر به كاهش هزينه‌ها تا 4 ميليارد ريال در كمترين حالت و 37 ميليارد ريال در بيشترين حالت مي‌شود. همچنين با تغيير پارامترهاي مهم، رفتار مدل پيشنهادي. بررسي مي‌شود. به عنوان مثال براي افزايش قابيلت ارتجاعي شبكه افزايش بودجه مقاوم‌سازي لوله‌هاي تا سقف 100 ميليارد ريال پيشنهاد مي‌شود. درنهايت براي ارزيابي كارايي مدل پيشنهادي، مطالعه موردي با استفاده از داده‌هاي واقعي براي شبكه توزيع آب شهر تهران در سطح بالادست، بررسي و راهكارهاي مديريتي ارائه ميشود. واژه‌هاي كليدي: اختلال، برنامه‌ريزي تصادفي دو مرحلهاي، توسعه پايدار، شبكه تأمين آب، تاب آوري

191312

دانشگاه علم و صنعت ايران

مدل سازي سيستم هاي كلان

دكتر عليرضا علي احمدي - دكتر آرمين جبارزاده