نشت‌یابی مرحله‌ای شبکه‌های توزیع آب بر اساس واسنجی فشارهای گرهی به روش الگوریتم ژنتیک

نوع مقاله: یادداشت فنی (5 صفحه)

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری عمران/ آب دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

2 استاد/ گروه عمران دانشکده مهندسی دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

3 کارشناس ارشد عمران/ مهندسی آب، دانش آموخته دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

چکیده

نشت یکی از مهمترین مشکلات شبکه‌های توزیع آب است که همه ساله هزینه‌های هنگفتی را به مسئولین شهری تحمیل می‌نماید. نشت یابی با روش‌های کنونی زمانبر و پر هزینه است. بدین منظور روش‌های نشت یابی سراسری مبتنی بر کالیبراسیون فشارهای گره‌ای اخیرا مورد توجه قرار گرفته است. یکی از این روش‌ها، نشت‌یابی بر اساس واسنجی شبکه با کمینه سازی اختلاف مقادیر مشاهداتی و محاسباتی فشار و دبی از طریق مدل‌سازی و بهینه‌یابی به روش الگوریتم ژنتیک است. متاسفانه این روش‌ها هنوز به دقت مناسب برای کاربرد در سطح شبکه‌های واقعی نرسیده‌اند. در این پژوهش روشی جدید مبتنی بر حذف مرحله‌ای گزینه‌های وجود نشت در شبکه مورد بررسی قرار گرفته است. این روش با کالیبراسیون عادی شبکه آغاز شده و پس از اتمام واسنجی با حذف برخی از گره‌ها از بین پارامترهای تنظیمی و کاهش دامنه جستجو، مجددا واسنجی شبکه را به انجام می‌رساند.  بررسی‌ها انجام شده کارایی بسیار مناسب این روش را برای بهبود نشت‌یابی در شبکه نشان داده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Step-by-Step Leakage Detection in Water Distribution Systems Based on Nodal Pressure Calibration using Genetic Algorithm

نویسندگان [English]

  • A Nasirian 1
  • M.‌F Maghrebi 2
  • S Yazdani 3
1 Ph.D. Student of Civil Engineering Department, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad –Iran
2 Professor of Civil Engineering Department, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad- Iran
3 Graduated From Tabriz University, Senior of Hydraulic Engineering, Tabriz- Iran
چکیده [English]

The leakage is one of the most important issues in Water Distribution Systems (WDS) which imposes huge costs to water industries. Current methods detecting leakages are costly, time consuming, and labor intensive. New methods have recently been considered based on calibrating nodal pressures. Modeling and calibrating the nodal pressure using genetic algorithm is one of these methods which unfortunately is not yet accurate enough to be applied widely on real networks and more investigations is needed in this regard. In this paper, a new approach is developed which detects and eliminate the nodes with no leakage among unknown demand nodes step-by-step. In this method, an ordinary calibration was accomplished. Some nodes with no leakages are then eliminated from the set of leaky nodes and the network was calibrated again. Several iteration of this process have shown a good improvement in the leakage detection in WDS.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Calibration
  • Step-by-step elimination algorithm
  • Water Distribution Network
  • Leak Detection
Almandoz J, Cabrera E, Arregui F, Cabrera E J , Cobacho R (2005) Leakage assessment through water distribution network simulation. J. of Water Resour. Plan. Manage. 131(6): 458-466.

Covas D and Ramos H (2010) Case studies of leak detection and location in water pipe systems by inverse transient analysis. Journal of Water Resources Planning and Management 136(2): 248-257.

Holland J H (1975) Adaptation in Natural and Artificial Systems. The University of Michigan Press.

Hunaidi O, Chu W, Wang A, Guan W (1998) Effectiveness of leak detection methods for plastic water distribution pipes. Paper presented at the Workshop on Advancing the State of our Distribution Systems, Denver.

Hunaidi O, Chu W, Wang A , Guan W (1999) Leakage detection methods for plastic water distribution pipes. Paper presented at the Advancing the Science of Water, Denver.

Ormsbee LE, Lingireddy S (1997) Calibrating hydraulic network models. Journal of the American Water Works Association, 89(2): 44-54.

Walski TM, Bezts W, Posluszny ET, Weir M , Whitman BE (2006a) Modeling leakage reduction through pressure control. J AWWA,98(4): 147-155.

Walski TM, Chase DV, Savic DA, Grayman W , Beckwith S (2002) Advanced Water Distribution Modeling and Management. Waterbury, CT USA: Haested Press.

Walski TM, DeFrank N, Voglino T, Wood R , Whitman BE (2006b) Determining the accuracy of automated calibration of pipe network models. Paper presented at the 8th Annual Water Distribution Systems Analysis Symposium.Ohio, USA.

Wu ZY , Sage P (2006) Water loss detection via genetic algorithm optimization-based model calibration. Paper presented at the ASCE 8th Annual Int. Symp. on Water Distribution Systems Analysis. Ohio, USA.

Wu ZY, Walski T, Mankowski R, Herrin G, Gurrieri R , Tryby M (2002) Calibrating water distribution model via genetic algorithms. Paper presented at the AWWA IM Tech Conferenc. Kansas City, Missouri.