چکیده این رساله به شرح زیر می‌باشد:

در این پژوهش مدیریت دینامیک پیامد در شبکه آب ناشی از تزریق مواد آلاینده با استفاده از رویکردهای مختلف مورد توجه قرار گرفته است. به منظور تدوین سیاست‌های بهره‌برداری بهینه مدیریت پیامد در شبکه‌های توزیع آب شهری پس از رخداد آلودگی در این تحقیق از رویکرد تلفیق مدل شبیه‎سازی EPANET و قابلیت‎های الگوریتم‌های بهینه‌سازی مختلفی مانند برنامه‌ریزی پویا، ژنتیک تک‌هدفه و همچنین چندهدفه NSGA-II  متناسب با رویکرد مورد استفاده بهره گرفته شده است. از مدل شبیه‎سازی EPANET به دلیل امکان تلفیق با زبان‌های برنامه‌نویسی مختلف به منظور شبیه‎سازی هیدرولیکی و کیفی جریان در شبکه استفاده می‎گردد. تلفیق مدل شبیه‌سازی و بهینه‌سازی با استفاده از Toolkit موجود در برنامه EPANET انجام گرفته است. توابع هدف مورد استفاده در الگوریتم‌های بهینه‌سازی شامل حداقل کردن تعداد فعالیت‌های واکنشی، جرم آلودگی مصرف شده در شبکه و تعداد کل گره‌های آلوده شده است. متغیرهای تصمیم مساله بهینه‌سازی نیز شامل اجزاء مختلفی از شبکه که به مدیریت پیامد کمک می‌نماید شامل شیرها، شیرهای آتش‌نشانی و پمپ‌ها در نظر گرفته شده است. در این تحقیق مدیریت دینامیک پیامد در شبکه توزیع آب شهری پس از رخداد آلودگی با سه رویکرد مختلف مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. در رویکرد اول شبکه آب شهری بر مبنای تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر فشار اجرا و نتایج با تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر تامین نیاز مقایسه گردیده است. انجام فعالیت‌های مدیریت پیامد مانند بستن شیرها و باز کردن شیرهای آتش‌نشانی می‌تواند باعث افت فشار در برخی نقاط شبکه ‌شود. نتایج بدست آمده نشان می‌دهد که استفاده از روش تحلیل هیدرولیکی مبتنی بر تامین فشار در مقایسه با روش تامین نیاز در هنگام مدیریت پیامد مناسبتر بوده و اعداد منطقی‌تری را با توجه به شرایط شبکه در اختیار قرار می‌دهد. در رویکرد دوم امکان تغییر فعالیت‌های واکنشی در هر گام زمانی فراهم می‌آید. بدین ترتیب بهره‌بردار این امکان را دارد تا با توجه به توزیع غلظت ماده آلاینده در شبکه، فعالیت‌های واکنشی بهینه را به منظور کاهش اثرات آلودگی بر سلامت انسان‌ها بروز رسانی نموده و در صورت نیاز تغییر دهد. بر این اساس اثر فعالیت‌های بهینه دینامیک طی دوره مدیریت پیامد با حالت ثابت مقایسه گردید که نتایج حاکی از کاهش مقدار آلودگی مصرف شده در شبکه در صورت استفاده از فعالیت‌های بهینه دینامیک دارد. در رویکرد سوم این پژوهش کاربرد استفاده از روش خوشه‌بندی در شبکه‌های بزرگ مقیاس به منظور شناسایی ناحیه آلوده شده و تمرکز بر آن ناحیه به منظور کاهش هزینه‌های محاسباتی و اجرایی مورد ارزیابی قرار گرفته است. روش خوشه‌بندی استفاده شده در این پایان‌نامه مبتنی بر هیدرولیک جریان در شبکه بوده و کمک می‌نماید تا شیرها و شیرهای آتش‌نشانی مهم برای انجام اقدامات واکنشی شناسایی شده و بدین ترتیب بخش زیادی از متغیرهای تصمیم غیرمفید مساله حذف شوند. پس از شناسایی موقعیت شیرها و شیرهای آتش‌نشانی مهم بهینه‌سازی به منظور حداقل کردن جرم آلودگی مصرف شده انجام و موقعیت بهینه فعالیت‌های واکنشی مشخص خواهد شد. نتایج حاکی از عملکرد مناسب استفاده از خوشه‌بندی در مدیریت پیامد در شبکه های آب شهری بزرگ مقیاس دارد.
واژه‌های کلیدی: الگوریتم ژنتیک، برنامه‌ریزی پویا، خوشه‌بندی، شبیه‎سازی-بهینه‎سازی، EPANET
رایانامه جهت ارتباط با دانشجوی فوق: bashi AT iust.ac.ir