مکان‌یابی بهینه ایستگاه‌های تزریق کلر با نرخ زوال غیر خطی در شبکه توزیع آب شهری

در روش‌های متداول مکان‌یابی بهینه ایستگاه‌های بوستر پمپ کلرزنی برای افزایش سرعت دستیابی به جواب نهایی، از فرض خطی بودن نرخ زوال کلر استفاده شده است. بررسی میزان خطای ناشی از این فرض، نشان دهنده خطای غیرقابل اغماض آن به‌ویژه در حالت نرخ واقعی زوال با مرتبه بیشتر از یک است. این پژوهش، یک متامدل نوین برای حل مسئله بهینه‌سازی چندهدفه مکان‌یابی ایستگاه‌های تزریق کلر با نرخ زوال غیرخطی ارائه می‌نماید. در مدل پیشنهادی، متامدل عبارت است از شبیه‌سازی‌ مدل کیفی شبکه توزیع آب با فرض برقرار بودن اصل برهم نهی، برای نرخ واکنش غیرخطی زوال کلر. برای این منظور، ابتدا غلظت کلر باقیمانده در شبکه حاصل از تزریق واحد کلر، برای کلیه نقاط جداگانه خارج از حلقه بهینه‌سازی، محاسبه ‌شد. سپس در داخل حلقه بهینه‌سازی، غلظت کلر باقیمانده در شبکه برای جواب‌های مسئله بهینه‌سازی که به‌صورت ترکیب کلرزنی از نقاط و مقادیر تزریق مختلف بود، از رویکرد متامدل مذکور به‌صورت ترکیب وزنی بخش ابتدایی محاسبه ‌شد. مقادیر توابع هدف جواب‌های مسئله بهینه‌سازی چندهدفه ابتدا توسط این متامدل به سرعت برآورد ‌شدند. با توجه به خطای برآورد متامدل، برای کاهش خطای زیاد ناشی از تقریب متامدل پیشنهادی، توابع هدف جواب‌های برتر، مجدداً با استفاده از مدل کیفی واقعی (بدون استفاده از اصل برهم‌نهی) ارزیابی شده و جایگزین مقادیر محاسبه شده توسط متامدل شدند. نتایج مدل پیشنهادی نشان دهنده سرعت بسیار زیاد اجرای مدل بهینه‌سازی در عین دقت مناسب این روش نسبت به روش‌های متداول پیشین بود.