رفتن به محتوای اصلی
x
مدلسازی رفتار مصرفی مشتركین شبكه توزیع آب تحت سیاستهای مدیریت تقاضا با استفاده از مدلسازی عامل بنیان
تاریخ دفاع
استاد

آزاده احمدي

دانشکده
مهندسی عمران

در مدل های مرسوم تحلیل هیدرولیکی شبکه توزیع های آب، تقاضا و مصرف آب مصرف کنندگان معمولا بیش از حد ساده سازی می شوند و پیچیدگی تعاملات میان رفتار مصرف کنندگان و هیدرولیک شبکه توزیع نادیده گرفته می شود. برای رفع این محدودیت ها، در این مطالعه روش شناسی در مقیاس خرد برای تحلیل مصرف آب ارائه شده که پویایی میان رفتار کاربران نهایی و عملکرد هیدرولیکی شبکه توزیع آب را بازنمایی می کند. در این جهت چهارچوبی نوین جهت تحلیل هیدرولیکی شبکه های توزیع آب توسعه داده شده است که دبی خروجی از گره را بر اساس رفتار مصرفی مصرف کنندگان در مواجهه با سرویس دهی شبکه در فعالیت های مختلف آب بر تعیین می کند. چهارچوب ارائه شده در این مطالعه از سه زیر مدل شبیه ساز هیدرولیکی شبکه توزیع آب، شبیه ساز تقاضای آب و شبیه ساز رفتار مصرف آب تشکیل شده است که قادر به تحلیل دورگسترده هیدرولیک شبکه در مقیاس زمانی دقیقه است. در زیر مدل شبیه ساز هیدرولیکی، هیدرولیک شبکه با استفاده از الگوریتم WNTR بر اساس رویکرد مبتنی بر تقاضا تحلیل می شود. با استفاده از ابزار عامل بنیان جامعه مشترکین در گره های شبکه توزیع آب قرار می گیرند و بر اساس اطلاعات آماری منطقه مطالعاتی، خصوصیات فردی و دموگرافیک مشترکین اختصاص داده می شود. نگرش هر یک از مشترکین در زمینه صرفه جویی در مصرف آب نیز بر اساس خصوصیات فردی، مشخصات دموگرافیک و روابط اجتماعی مدل سازی می شود. در زیر مدل شبیه ساز تقاضا، تقاضای مشترکین در مقیاس فعالیت های آب بر تعیین می شود. در این زیر مدل بر اساس خصوصیات فردی و توابع توزیع آماری برای هر یک از مشترکین تعداد دفعات تکرار و شدت جریان، مدت زمان و زمان شروع تقاضا آب به ازای هر تکرار از فعالیت های آب بر تعیین می شود. بر اساس نگرش صرفه جویانه افراد، دامنه تقاضای مطلوب پیرامون شدت جریان تقاضا تعریف می گردد. سپس در زیرمدل شبیه ساز رفتار مصرفی، مولفه های مصرف آب مشترکین بر اساس مولفه های تقاضا، دامنه تقاضای آن ها و نحوه سرویس دهی شبکه توزیع آب مدل سازی می شود. رفتار مصرف آب مصرف کنندگان بر اساس الگوریتم های رفتار مصرفی تعیین می شود. در این الگوریتم ها، امکان برداشت آب از شیر با ارتفاع کم تر، ذخیره سازی آب و تغییر میزان بازشدگی شیر برای مشترکین تعریف شده است. علاوه بر این این الگوریتم ها از قابلیت مدل سازی نارضایتی مشترکین نیز برخوردار هستند. با اتصال سه زیر مدل در محیط پایتون، شبکه با لحاظ تعامل دو سویه هیدرولیک شبکه توزیع و رفتار مصرفی مصرف کنندگان تحلیل می شود. به منظور ارزیابی عملکرد مدل، مدل پیشنهادی بر روی شبکه توزیع آب شهر گز اعمال شده است. نتایج نشان داد در چهارچوب ارائه شده در این مطالعه، نیازی به تعریف فشار حداقل و مطلوب نیست ؛ زیرا با درنظرگرفتن توزیع مکانی شیرآلات، میزان سرویس دهی شبکه به صورت مستقیم تعیین می شود. تحلیل حساسیت بیان کرد که در فشارهای پایین، توزیع مکانی عمودی شیرهای پیرامون گره، تاثیر بیش تری بر شدت جریان تامینی دارد و در فشارهای بالا، اثرگذاری توزیع مکانی افقی برجسته تر است. مدل پیشنهادی در مقایسه با روش تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر فشار، توصیف واقع گرایانه تری از شرایط بهره برداری ارائه کرده و رفتار شبکه را دقیق تر بازآفرینی کرده است. اعمال این مدل بر شبکه موردی نشان داد مقدار مصرف آب و در نتیجه نسبت تأمین، بیش تر از مقادیر به دست آمده از تحلیل مبتنی بر فشار برآورد می شود. مقایسه الگوهای تقاضا و مصرف حاصل از مدل نیز نشان داد نارضایتی مصرف کنندگان عمدتا در دوره های اوج تقاضا رخ می دهد؛ زیرا به دلیل فشار پایین، مصرف کم تر از تقاضاست، در حالی که در دوره های غیر اوج، مصرف از سطح تقاضا فراتر رفته است. ادغام بعد اجتماعی در تحلیل هیدرولیکی شبکه نشان داد تغییر نگرش مصرف کنندگان نسبت به صرفه جویی، بدون اعمال تغییر در پارامترهای هیدرولیکی، عملکرد شبکه را حدود 13 درصد بهبود داده است. در مجموع، این نتایج نشان می دهد که چهارچوب پیشنهادی با بازنمایی واقع گرایانه رفتار مصرف کنندگان، دقت تحلیل هیدرولیکی شبکه توزیع آب را تقویت می کند و مبنایی قابل اتکا برای ارزیابی سیاست های مدیریت تقاضا در شرایط بهره برداری غیرعادی فراهم می آورد.

تحت نظارت وف ایرانی