کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6964211 1452301 2013 15 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Reclaimed water distribution network design under temporal and spatial growth and demand uncertainties
ترجمه فارسی عنوان
طراحی شبکه توزیع آب احیا شده تحت رشد زمانی و مکانی و عدم اطمینان تقاضا
کلمات کلیدی
سیستم توزیع آب بازیافت شده، بهینه سازی تصادفی، عدم قطعیت رشد تقاضا و شبکه، مدیریت منابع آب،
ترجمه چکیده
منابع آب قابل توجه، اما کم مصرف، آب قابل بازیافت است، به عنوان مثال، فاضلاب های تصفیه شده که برای مقاصد مختلف مجددا معرفی می شوند. به ویژه در مناطق کمبود آب، آب بازیافت شده اغلب تنها منبع باقی مانده آب است که نیازهای جمعیت و آب را افزایش می دهد. در این مقاله، ما یک فرمول جدید مدل برای طراحی شبکه های تصفیه شده جوش داده شده با هزینه مقرون به صرفه طراحی کرده و با روش دقیق بهینه سازی آن را حل می کنیم. ما هزینه های ساخت و ساز و انرژی را در طی یک دوره بیست ساله صرف می کنیم. بر خلاف فرمولاسیون های دیگر، مطالبات آب ناخواسته احیا شده، تغییرات جمعیتی و فضایی به طور صریح در مدل ساخت و ساز دو مرحله ای و توسعه ما در نظر گرفته شده است. به منظور پاسخگویی به نیازهای بالاتر در طول زمان های پیک و ارزیابی استفاده از انرژی، ما دو شرایط پمپاژ را در نظر می گیریم: یکی با تقاضای متوسط ​​که برای محاسبه میانگین مصرف انرژی استفاده می شود و دیگری با تقاضای پیک، که بر لوله اندازه و پمپ ایستگاه پمپاژ ظرفیت انتخاب. با معرفی متغیرهای دوتایی که نشان دهنده اندازه قطر لوله و قطر هستند، معادلات هیدرولیک غیرخطی و شرایط عملکرد هدف را خطی می کنیم. ما روش هایی برای به طور قابل توجهی کاهش ابعاد مشکل با بهره گیری از ویژگی های مشکل و ساختار شبکه را توسعه می دهیم. نتایج محاسبات ما نشان می دهد که این روش ها بسیار موثر هستند. در نهایت، ما مدل خود را برای طراحی یک شبکه آب بازیافت شده برای یک سیستم شهری واقع بینانه تحت سنسور تقاضا و جمعیت، و حساسیت سیستم به پارامترهای مدل، اعمال می کنیم.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر نرم افزار
پیش نمایش مقاله
طراحی شبکه توزیع آب احیا شده تحت رشد زمانی و مکانی و عدم اطمینان تقاضا
چکیده انگلیسی
A significant-but underutilized-water resource is reclaimed water, i.e., treated wastewater that is reintroduced for various purposes. Especially in water scarce regions, reclaimed water is often the only remaining source of water to meet increasing population and water demands. In this paper, we develop a new model formulation for the cost-effective branched reclaimed water network design and solve it with an exact optimization method. We consider both construction and energy costs expended over a twenty-year period. Unlike other formulations, uncertain reclaimed water demands, temporal and spatial population changes are explicitly considered in our two-staged construction and expansion model. In order for the system to meet higher demands during the peak times and to evaluate energy use, we consider two pumping conditions: one with average demands, which is used to compute the average energy consumption, and the other with peak demands, which dominates pipe size and pump station capacity selection. By introducing binary variables that indicate discrete pipe and pump sizes, we linearize the nonlinear hydraulic equations and objective function terms. We develop methods to significantly reduce the problem dimension by exploiting the problem characteristics and network structure. Our computational results indicate that these methods are very effective. Finally, we apply our model to design a reclaimed water network for a realistic municipal system under estimated demand and population scenarios, and analyze the sensitivity of the system to model parameters.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Environmental Modelling & Software - Volume 49, November 2013, Pages 103-117
نویسندگان
, , , , ,