تحلیل عدم قطعیت در شبکه‌های جمع‌آوری فاضلاب با منطق فازی، (مطالعه موردی: بخشی از شبکه فاضلاب شهر مشهد)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد مهندسی عمران- آب، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد

2 استاد گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

پارامترهای ورودی در طراحی و ارزیابی عملکرد هیدرولیکی شبکه‌های جمع‌آوری فاضلاب دقیق نیستند و در معرض عدم قطعیت فراوان قرار دارند. در این تحقیق، یک روش جدید برای تجزیه و تحلیل عدم قطعیت جریان در شبکه‌های فاضلاب بر پایه منطق فازی ارائه شده است که از انعطاف کامل در انتخاب پارامترهای ورودی و سهولت در محاسبات و کاربرد برخوردار است. روش بر بخشی از شبکه جمع‌آوری شهر مشهد، به‌عنوان مطالعه موردی، اعمال شد. بررسی نتایج نشان داد که چنین تجزیه و تحلیل عدم قطعیتی می‌تواند تصویر مناسبی از عملکرد جریان و متغیرهای اصلی آن یعنی دبی، سرعت و عمق جریان در اختیار طراحان و بهره‌برداران قرار دهد. این امر می‌تواند در ارزیابی عملکرد هیدرولیکی یک شبکه، با وارد نمودن طیف وسیع‌تری از مقادیر متغیرهای اصلی، کمک نماید.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Uncertainty Analysis of Sanitary Sewer Networks Using Fuzzy Logic, (Case Study: Part of Mashhad Sanitary Sewer Network)

نویسندگان [English]

  • Ali Ghasemi 1
  • Seyed Mahmood Hosseini 2
1 Grad. Student of Civil Eng., Dept. of Eng., Ferdowsi University of Mashhad
2 Prof. of Civil Eng., Dept. of Eng., Ferdowsi University of Mashhad
چکیده [English]

Design parameters for sanitary sewer networks are imprecise and subject to high degree of uncertainty. In this research, a new method based on fuzzy logic, is proposed for uncertainty analysis of flow in sanitary sewer networks. The method is flexible enough for selecting design parameters and simple to use. It is applied to part of the sanitary sewer network of Mashhad, as a case study. The results indicate that such an uncertainty analysis can provide designers and maintainers with an appropriate perspective of flow and its associated parameters such as discharge, velocity and depth. This can be used in performance analysis of networks by including a wider spectrum of parameters in the analysis.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sanitary Sewer Networks
  • Uncertainty analysis
  • Manning’s Equation
  • Fuzzy logic
1- Tung, Y. K. (1996). “Uncertainty and reliability analysis.” Mays, L. (Ed.) Chapter 7 in: Water Resources Handbook, McGraw-Hill, New York.

2- Tung, Y. K. (1996). “Uncertainty analysis in water resources engineering.” Tickle, K.S., Goulter, I. C., Xu, C., Wasimi, S. A., and Bouchart, F. (Eds.), In Stochastic Hydraulics 96, Proceeding of the 7th IAHR International Symposium, Balkema, Rotterdam, Netherlands.

3- Tung, Y. K., and Yen, B. C. (1993). “Some progress in uncertainty analysis for hydraulic design.” Yen, B. C. and Tung, Y. K., (Eds.). In reliability and uncertainty analysis in hydraulic design (report), American Society of Civil Engineers.

4- Ayyub, B. M. (1998). Uncertainty analysis in engineering and sciences: Fuzzy logic statistics, and neural network approach, Kluwer Academic Publisher, USA.

5- Xu, C., and Goulter, I. C. (1996). “Uncertainty analysis of water distribution networks.” Tickle, K. S., Goulter, I. C., Xu, C., Wasimi, S. A., and Bouchart, F. (Eds.), In Stochastic hydraulics 96, Proceeding of the 7th IAHR International Symposium, Balkema, Rotterdam, Netherlands.

6- Dou, C., Woldt, W., Bogardi, I., and Dahab, M. (1995). “Steady state groundwater flow simulation with imprecise parameters.” Water Resources Research, 31(11), 2709-2719.

7- Revelli, R., and Ridolfi, L. (2002). “Fuzzy approach for analysis of pipe networks.” J. of Hydraulic Engineering, 128(1), 93-101.

8- Tabesh, M., and Madani, S. (2006). “A performance indicator for wastewater collection systems.” Water Practice and Technology, 1(4), 318-324.

9- Cardoso, M. A., Coelho, S. T., Praca, P., Brito, R. S., and Matos, J. (2005). “Technical performance assessment of urban sewer systems.” J. of Performance of Constructed Facilities, 19(4), 339-346.

10- Cardoso, A., Prigiobbe,V., Giulianelli, M., Baer, E., De Bénédittis, J., and Coelho, S. T. (2005). “Assessing the impact of infiltration and exfiltration in sewer systems using performance indicators: Case studies of the APUSS project.” 10th International Conf. on Urban Drainage, Copenhagen, Danmark, 21-26.

11- Hosseini, S. M., and Ghasemi, A. (2012). “Hydraulic performance analysis of sewer systems with uncertain parameters.” J. of Hydroinformatics, 14 (3), 682-696.

12- Zadeh, L. A. (1965). “Fuzzy sets.” Info. Control, 8, 338-353.

13- Zimmermann, H. J. (1986). “Multi criteria decision making in crisp and fuzzy environment.” Jones, A. (Eds.) Fuzzy sets and application, Reidel Publication Company, Boston.

14- Sugeno, M. (1985). Industrial application of fuzzy control, Elsevier Science Ltd., New York.

15- Kandel, A. (1992). Fuzzy expert system, CRC Press, U.K.

16- Oberguggenberg, M. (2005). “The mathematics of uncertainty.” Fellin, W. Heimo, L. Oberguggenberg, M. and Vieider, R. (Eds.), Chapter 4 in: Analyzing uncertainty in civil engineering, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg.

17- Kuaffmann, A. (1985). Introduction to fuzzy arithmetic theory and applications, Van Nostrand Reinhold, New York.

18- Ross, T. J. (1995). Fuzzy logic with engineering applications, McGraw-Hill, New York.

19- Iranian Organization of Budget and Planning. (1992). Standards and criteria for designing urban drainage and wastewater collection networks, Report 3-118, Organization of Budget and Planning and Ministry of Energy of Iran. (In Persian)

20- ASCE. and WEF. (2007). Gravity sanitary sewer design and construction, ASCE Manual and Reports on Engineering Practice, No. 60, USA.