تحلیل حساسیت پارامترهای هیدرولیکی شبکه های توزیع آب با در نظر گرفتن تاثیر تخصیص مصارف در گره ها

250,000 تومان

چکیده

شبکه­های توزیع آب سامانه‌های پیچیده‌ای هستند که ساخت و بهره برداری از آنها مستلزم صرف هزینه‌های کلان است که با توجه به افزایش جمعیت و توسعه شهرها و محدودیت منابع آب، برای استفاده بهینه از منابع محدود از اهمیت خاصی برخوردار می‌باشند.

به علت وسعت، پیچیدگی و نقش اساسی شبکه‌های توزیع آب در رساندن آب شرب با کمیت، کیفیت و فشار استاندارد به مصرف کنندگان برای انجام تصمیم‌گیری در بخش‌های طراحی و بهره برداری شبکه‌ها، نیاز به مدل‌سازی کامپیوتری شبکه‌های توزیع آب شهری جهت شناسایی رفتار هیدرولیکی و کیفی آنها بیش از پیش احساس می‌شود.

از موضوعات بسیار مهم در ساخت مدل هیدرولیکی، تطبیق نتایج حاصل از مدل‌سازی با وضعیت واقعی سیستم می‌باشد. برای رسیدن به این هدف لازم است پارامتر‌های مدل توسط داده‌های میدانی و به‌واسطه روش‌های بهینه‌سازی تنظیم گردد. پارامترهای مدل شبکه توزیع آب شامل فشار گرهی، تراز مخزن، مقدار جریان در لوله‌ها، تراز و مصارف در گره‌ها، ضریب زبری لوله­ها و همچنین طول، جنس، قطر و سن لوله‌ها می‌باشد. در این تحقیق با استفاده از نرم­افزار واترجمز[۱] به بررسی و مطالعه موردی شهر حاجی آباد و مقایسه آن با مدل دینامیک جپسون از این منظر پرداخته شده است. پس از شبیه­سازی شبکه مورد نظر در وضعیت موجود با استفاده از نتایج خروجی نرم­افزار از جمله فشار در گره­ها و سرعت در لوله­ها و بررسی سایر پارامترهای موثر در مدل­سازی، از وضعیت شبکه مطلع شد.

در مدل نرمال شهر حاجی آباد و مدل نرمال جپسون که بر پایه مدل سازی در بازه زمانی ۲۴ ساعت به صورت دینامیک شکل گرفته اند با افزایش میزان مصرف در کلیه لوله های شبکه در هر دو مدل سرعت افزایش و گرادیان افت فشار نیز بیشتر میگردد که حالت عکس این موضوع نیز صادق می باشد، همچنین با افزایش مصرف آب فشار باقیمانده در گره ها کمتر میگردید و با کاهش مصرف فشار باقیمانده نیز افزایش می یافت. برای مطالعه دقیق تر و همچنین بررسی کشش شبکه از نظر بارگذاری هیدرولیکی سناریو هایی تحت نام ها افزایش مصرف ۱۰ ، ۲۰ و ۳۰ درصدی و سناریو های کاهشی ۱۰ ،۲۰ و ۳۰ درصدی به منظور مطالعه و مقایسه دقیق تر شرایط هیدرولیکی در نظر گرفته شد که علاوه بر بررسی اطمینان یافتن هیدرولیکی شبکه در حالت حداکثر مصرف و همچنین در شرایط حداقل مصرف در این ۶ سناریو بررسی های هیدرولیکی نشان داد که تغیرات هیدرولیکی ناشی از مصرف در شبکه در هر دو مدل دقیقا همسنگ حالت نرمال هر دو مدل می باشند. به این معنی که با افزایش مصرف افزایش سرعت و به طبع آن افزایش میزان افت فشار و در نتیجه آن کاهش فشار باقیمانده را در نقاط مصرف خواهیم داشت و بلعکس.

 

کلمات کلیدی: نرم افزار واترجمز، شبکه توزیع آب، شهر حاجی آباد ، مدل جپسون، ساخت مدل هیدرولیکی

17 در انبار

توضیحات

تحلیل حساسیت پارامترهای هیدرولیکی شبکه های توزیع آب با در نظر گرفتن تاثیر تخصیص مصارف در گره ها

این پروژه حاوی موارد زیر می باشد :

  1. کلیه فایل های نرم افزاری پروژه
  2. کلیه فایل های گزارشات نرم افزاری در فرمت Word
  3. متن کل پروژه در فرمت Word
  4. کلیه نقشه های استفاده شده در پروژه

فهرست مطالب

فصل اول :              ۱

کلیات تحقیق            ۱

۱-۱- مقدمه              ۲

۱-۲- بیان مساله       ۲

۱-۳- اهداف تحقیق  ۳

۱-۴ -پرسشهای تحقیق             ۳

۱-۵- فرضیه های تحقیق         ۳

۱-۶- اهمیت و ضرورت تحقیق              ۳

۱-۷- ساختار تحقیق ۴

فصل دوم :              ۵

مبانی نظری و پیشینه تحقیق  ۵

۲-۱- مقدمه              ۶

۲-۲-مبانی نظری    ۶

۲-۲-۱- مدل کامپیوتری COMPUTER MODEL:                ۶

۲-۲-۲- شبیه سازی SIMULATION     ۷

۲-۲-۲-۱- شبیه سازی تک واقعه یا استاتیک         ۷

۲-۲-۲-۲- شبیه سازی ممتد یا دوره گسترش یافته  ۷

۲-۲-۳- مدلهای کیفی آب         ۸

۲-۲-۴- متغییر VARIABLE    ۸

۲-۲-۵- پارامتر PARAMETER             ۸

۲-۲-۶- الگوریتم     ۸

۲-۲-۷- هدف از مدل سازی و کاربردهای آن         ۹

۲-۲-۸- محدودیتهای مدلسازی                ۱۰

۲-۳- تاریخچه آبرسانی            ۱۱

۲-۳-۱- تاریخ آبرسانی در خاور نزدیک، خاورمیانه و خاور دور          ۱۱

۲-۳-۲- تاریخ آبرسانی در ایران             ۱۲

۲-۴- آبرسانی شهری در ایران امروز    ۱۴

۲-۴-۱- مشکلات آبرسانی        ۱۴

۲-۵- تاریخچه فعالیت ها پژوهشی در زمینه شبکه های آبرسانی          ۱۴

۲-۵-۱ پیشینه تحقیق خارج ایران            ۱۴

۲-۵-۲- پیشینه تحقیقات داخل ایران        ۲۵

۲-۶- جمع بندی       ۲۸

فصل سوم:              ۲۹

مواد و روش ها       ۲۹

۳-۱- مقدمه              ۳۰

۳-۲- انواع شبکه های توزیع آب شهری ۳۰

۳-۲-۱- شبکه سریال ۳۱

شکل ۳-۱: شبکه سریال            ۳۱

۳-۲-۲- شبکه شاخه ای            ۳۱

شکل۳-۲: شبکه شاخه ای        ۳۲

۳-۲-۳- شبکه حلقوی               ۳۲

شکل ۳-۳: شبکه حلقوی          ۳۳

۳-۲-۴- شبکه مرکب                ۳۳

شکل ۳-۴: شبکه مرکب          ۳۳

۳-۳- مقایسه انواع شبکه ها     ۳۴

۳-۴- قوانین هیدرولیکی شبکه توزیع      ۳۴

۳-۴-۱- رابطه پیوستگی         ۳۴

۳-۴-۲- رابطه جریان              ۳۵

۳-۵- فرمولهای تجربی            ۳۶

۳-۵-۱- رابطه هیزن – ویلیامز               ۳۷

۳-۵-۲- رابطه مانینگ            ۳۷

۳-۶- فرمول کلی افت هد        ۳۷

جدول (۳-۱): مقادیر R و n در رابطه افت هد کلی                ۳۸

۳-۷- افت طولی در لوله ها     ۳۸

۳-۸- افت های موضعی در لوله ها        ۳۸

۳-۹- مبانی طراحی شبکه های توزیع آب               ۳۹

۳-۹-۲- محدودیت فشار           ۴۰

۳-۹-۳- محدودیت قطر لوله    ۴۱

جدول (۳-۱): محدودیتهای قطر در شبکه های توزیع آب شهری          ۴۱

۳-۹-۴- محدودیت دبی لوله     ۴۱

۳-۱۰ –  جمع آوری و سازماندهی اطلاعات           ۴۲

۳-۱۰-۱- اطلاعات کمی          ۴۲

جدول(۳-۲):  اطلاعات مورد نیاز جهت تهیه نقشه های شبکه توزیع. ۴۳

جدول(۳-۳):  اطلاعات مربوط به بهره‌برداری از سیستم توزیع آب    ۴۴

۳-۱۰-۲- روش نخست            ۴۵

۳-۱۰-۳- روش دوم ۴۶

۳-۱۰-۴- روش سوم                ۴۶

۳-۱۰-۵- اطلاعات کیفی         ۴۷

۳-۱۰-۶- وضع معیارها و محدودیت ها ۴۸

۳-۱۱- ایجاد مدل     ۴۸

۳-۱۱-۱- انجام آزمایشات میدانی             ۴۸

۳-۱۱-۲- تعداد آزمایشات میدانی مورد نیاز            ۴۹

جدول(۳-۴):  تعداد آزمایشات مورد نیاز فشارسنجی و جریان سنجی   ۴۹

۳-۱۱-۳- محل اختصاصی نصب فشارسنجها         ۵۰

۳-۱۱-۴- نحوه انجام آزمایشات میدانی    ۵۰

۳-۱۱-۵- مقایسه نتایج و تعیین دقت        ۵۰

۳-۱۱-۶-  سرچشمه خطاها(بین مدل و واقعیت)     ۵۱

شکل(۳-۱):  جدار داخلی لوله                ۵۳

شکل شماره(۳-۲) نمونه‎ ای از چارت تغییرات سطح مخزن در ساعات شبانه‎روز              ۵۵

۳-۱۱-۷- تصحیح مدل             ۵۷

۳-۱۱-۸- علل ایجاد اختلاف در واقعیت مدل          ۵۷

جدول (۳-۵):  دلایل ایجاد تفاوت مدل و واقعیت را نشان می‌‌دهد.       ۵۷

جدول(۳-۶ ): ضریب c برای لوله های مختلف در اقطار گوناگون      ۵۸

جدول(۳-۷):  ضریب c را برای لوله های آهنی برای سنین مختلف    ۵۹

۳-۱۱-۹- تعداد تکرارهای در شبیه سازی               ۶۰

۳-۱۲- نرم افزار مورد استفاده در مدلسازی هیدرولیکی         ۶۰

۳-۱۲-۱ نرم افزار Arc GIS    ۶۰

۳-۱۲-۲- نرم افزار WaterGEMS 8     ۶۱

۳-۱۳-۱- معرفی منطقه مورد مطالعه :  ۶۲

۳-۱-۱-۲- شبکه Jeppson    ۶۳

جدول(۳-۸):  اطلاعات لوله های مدل جپسون      ۶۳

جدول(۳-۹ ): مشخصات گره ها مدل جپسون        ۶۵

جدول(۳-۱۰):  مشخصات مخارن مدل جپسون     ۶۵

جدول(۳-۱۱): جدول الگوی مصرف شبکه جپسون             ۶۵

۴-۱-۱- شبکه شهر حاجی آباد ۶۶

۳-۱۳-۲- محدوده طرح:          ۶۸

۳-۱۳-۳- کلیات طرح:             ۶۸

شکل شماره(۳-۳) عکس هوایی محدوده مطالعاتی                ۶۹

جدول(۳-۱۲): اطلاعات مربوط به مصارف مشترکین         ۷۰

جدول(۳-۱۳): جدول اطلاعات مربوط به مصارف مشترکین              ۷۱

جدول(۳-۱۴): جدول اطلاعات مربوط به مصارف مشترکین              ۷۲

جدول (۳-۱۵): جدول مربوط به مصارف مشترکین             ۷۴

جدول (۳-۱۶): جدول اطلاعات مربوط به مصرف مشترکین              ۷۵

فصل چهارم :          ۷۸

بحث و نتایج            ۷۸

۴-۱ بحث و نتایج    ۷۹

۴-۱-۱ مدل هیدرولیکی جپسون              ۷۹

شکل(۴-۱ ): شبکه توزیع جپسون         ۸۰

جدول(۴-۱ ) : جدول تغییرات سرعت با توجه به مصرف در لوله ۱۶               ۸۰

نمودار( ۴-۲): گراف تغییرات سرعت با توجه به مصرف در لوله۱۶                ۸۱

جدول(۴-۲): جدول تغییرات فشار با توجه به تغییرات مصرف در گره ۱۱        ۸۲

نمودار(۴-۳): گراف تغییرات فشار با توجه به تغییرات مصرف در گره ۱۱       ۸۳

نمودار(  ۴-۴ )تاثیرپارامترهای هیدرولیکی بریکدیگر         ۸۴

جدول (۴-۳): تغییرات سرعت با توجه به تغییرات مصرف در حالت افزایش دبی ۱۰ ،۲۰ و ۳۰ درصدی      ۸۵

نمودار (۴-۵):  تغییرات سرعت با توجه به تغییرات مصرف در حالت افزایش دبی ۱۰ ،۲۰ و ۳۰ درصدی   ۸۷

جدول(۴-۴): تغییرات فشار با توجه به مصرف در گره ۱۱در سناریو های افزایش دبی ۱۰ ، ۲۰ و ۳۰ درصدی            ۸۷

۴-۱-۱ نمودار(۴-۶):غییرات فشار با توجه به مصرف در گره ۱۱در سناریو های افزایش دبی ۱۰ ، ۲۰ و ۳۰ درصدی ۸۹

-۲-  مدل هیدرولیکی جپسون با کسر ۱۰، ۲۰،۳۰  درصد از مصرف در حالت نرمال       ۸۹

جدول (۴-۵): تغییرات سرعت با توجه به تغییرات مصرف در حالت کاهش دبی ۱۰ ،۲۰ و ۳۰ درصدی       ۹۰

گراف (۴-۶): تغییرات سرعت با توجه به میزان مصرف در حالت کاهش دبی ۱۰ ،۲۰ و ۳۰ درصدی در لوله۱۶         ۹۲

جدول (۴-۶): تغییرات فشار با توجه به مصرف در گره ۱۱در سناریو های کاهش دبی ۱۰ ، ۲۰ و ۳۰ درصدی            ۹۳

نمودار (۴-۷): تغییرات فشار با توجه به مصرف در گره ۱۱در سناریو های کاهش دبی ۱۰ ، ۲۰ و ۳۰ درصدی           ۹۴

۴-۱-۲- مدل هیدرولیکی شهر حاجی آباد                ۹۴

شکل (۴-۸ ): توپوگرافی شهر حاجی آباد منطبق بر شبکه توزیع آب  ۹۵

جدول (۴-۷ ): ( فشار برداشت شده جهت کالیبراسیون )       ۹۵

شکل ( ۴-۹) : نقاط آبی رنگ محل های فشار سنجی شده (نقاط بزرگ)              ۹۸

شکل(۴-۱۰): محیط کالیبرلسیون بر اساس فشار برداشت شده از شبکه                ۹۸

نمودار(۴-۱۱):نمودار رگراسیون (برازش)           ۹۹

۴-۱-۱- الگوی مصرف           ۱۰۰

نمودار(۴-۱۲): الگوی نوسانات مصرف آب)       ۱۰۰

۴-۱-۲- میزان تقاضای آب      ۱۰۱

نمودار(۴-۱۳ ):شکل وضعیت مصرف آب در ساعت اوج  مصرف ( ساعت ۱۵).           ۱۰۱

۴-۱-۳- نحوه توزیع فشار        ۱۰۲

نمودار (۴-۱۴ ) :(حداکثر فشار در ساعت ۳ بامداد )            ۱۰۲

نمودار (۴-۱۵)( حداقل فشار در ساعت ۱۵ )        ۱۰۳

نمودار( ۴-۱۶ ) :(نمودار تغییرات فشار وابسته به مصرف طی ۲۴ ساعت  در گره ۱۱۰۶)            ۱۰۴

۴-۱-۴- مقایسه توزیع سرعت و میزان افت فشار   ۱۰۴

نمودار (۴-۱۷ ): (نمودار تغییرات افت فشار با تغییرات سرعت در لوله ۱۶۲۴)               ۱۰۵

۴-۲-۱- مدل هیدرولیکی شهر حاجی آباد با احتساب ۱۰، ۲۰،۳۰ درصد دبی مازاد             ۱۰۶

جدول(۴-۸ ):تغییرات زمانی الگوی مصرف در حالت های نرمال و درصد های افزایشی ۱۰۶

۴-۲-۱-۱- تاثیر تغییرات مصرف بر فشار              ۱۰۷

نمودار (۴-۱۸): تاثیر تغییرات زمانی مصرف بر روی فشار باقی مانده              ۱۰۹

۴-۲-۱-۲- تاثیر آهنگ جریان بر سرعت در لوله ۱۶۲۴       ۱۰۹

جدول (۴-۱۰ ): تاثیر آهنگ جریان بر سرعت در لوله ۱۶۲۴            ۱۱۰

نمودار (۴-۱۹ ) :تاثیر آهنگ جریان بر سرعت در لوله ۱۶۲۴           ۱۱۲

جدول (۴-۱۱ ): تغییرات زمانی الگوی مصرف در حالت های نرمال و درصد های کاهشی              ۱۱۳

۴-۲-۲-۱- تاثیر تغییرات مصرف بر فشار              ۱۱۴

جدول ( ۴-۱۲): تاثیر تغییرات مصرف بر فشار در حالت ۱۰ تا ۳۰ درصد کاهش مصرف               ۱۱۴

نمودار (۴-۲۰ ): تاثیر تغییرات مصرف بر فشار در حالت ۱۰ تا ۳۰ درصد کاهش مصرف              ۱۱۶

۴-۲-۲-۲- تاثیر تغییرات مصرف بر سرعت          ۱۱۶

جدول (۴-۱۳ ) :تاثیر تغییرات مصرف بر سرعت پس از کاهش مصرف آب ۱۰، ۲۰ و ۳۰ درصدی             ۱۱۶

نمودار ( ۴-۲۱): تاثیر تغییرات مصرف بر سرعت پس از کاهش مصرف آب ۱۰، ۲۰ و ۳۰ درصدی            ۱۱۸

۴-۳- مقایسه حالت نرمال شهر حاجی آباد با حالات کاهشی و افزایشی مصرف    ۱۱۹

۴-۳-۱- بررسی فشار در سناریو های مختلف در مقایسه با حالت نرمال شبکه حاجی آباد     ۱۱۹

۴-۳-۲- بررسی سرعت در سناریو های مختلف در مقایسه با حالت نرمال شبکه حاجی آباد ۱۱۹

۴-۳-۳- مقایسه شبکه جپسون با مدل هیدرولیکی شهر حاجی آباد          ۱۱۹

۴-۴- جمع بندی       ۱۲۰

فصل پنجم :             ۱۲۱

نتیجه گیری             ۱۲۱

۵-۱ – جمع بندی      ۱۲۲

۵-۱-۱- مشکلات احتمالی        ۱۲۳

۵-۲- نتیجه گیری    ۱۲۳

۵-۲-۱- خلاصه نتایج              ۱۲۳

۵-۲-۱- ۱-مزایای مدل هیدرولیکی         ۱۲۳

۵-۳- پیشنهادات       ۱۲۴

۵-۴- سپاس گذاری و قدردانی ۱۲۵

دیدگاهها

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.

اولین نفری باشید که دیدگاهی را ارسال می کنید برای “تحلیل حساسیت پارامترهای هیدرولیکی شبکه های توزیع آب با در نظر گرفتن تاثیر تخصیص مصارف در گره ها”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

فهرست