Geri Dön

Su dağıtım şebekelerinde ek klorlama sistemlerinin karıştırılmış karınca aslanı optimizasyon yaklaşımı kullanılarak optimum tasarımı

Optimum design of booster chlorination systems in water distribution networks by using the shuffled antlion optimization approach

  1. Tez No: 954520
  2. Yazar: ÜMMÜHAN SAKINAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA TAMER AYVAZ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Pamukkale Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 83

Özet

Klor, ülkemizde olduğu gibi dünya genelinde de kentsel su dağıtım şebekelerinde yaygın olarak kullanılan dezenfeksiyon maddelerindendir. Düşük maliyeti, uygulama kolaylığı ve patojen mikroorganizmaların büyük çoğunluğunu etkisiz hâle getirmesi klorun dezenfeksiyon maddesi olarak tercih edilmesinde etkili olmaktadır. Klorlama işlemleri genellikle arıtma tesisi çıkışı veya depo girişinde merkezi enjeksiyon yoluyla uygulanmaktadır. Ancak bu yöntemde enjeksiyon noktasına yakın bölgelerde klor konsantrasyonu yüksek seyrederken; şebeke uçlarında değerler belirgin şekilde azalmaktadır. Bu dengesizliğin giderilebilmesi için ek klorlama istasyonlarının kurulması gerekmektedir. Klorun şebeke boyunca homojen dağılması ve konsantrasyonun istenen sınırlar içinde tutulabilmesi açısından bu istasyonlar kritik öneme sahiptir. Ayrıca sistem maliyetlerinin en aza indirilebilmesi amacıyla bu istasyonların sayısı, yerleşimi ve enjeksiyon dozajlarının doğru şekilde belirlenmesi gerekmektedir. Bu tez çalışması kapsamında, su dağıtım şebekelerinde su kalitesi standartlarının sürdürülebilir biçimde sağlanmasına yönelik olarak; ek klorlama istasyonlarının sayılarının, şebeke üzerindeki konumlarının ve her bir istasyondan uygulanacak klor enjeksiyon miktarlarının belirlenmesine imkân tanıyan bir simülasyon-optimizasyon yaklaşımı geliştirilmiştir. Geliştirilen yaklaşımın simülasyon aşamasında borular içerisindeki hidrodinamik akım ve klor taşınımı süreçlerinin modellenmesi amacıyla, Amerika Birleşik Devletleri Çevre Koruma Ajansı (US-EPA) tarafından geliştirilen EPANET modeli kullanılmıştır. Optimizasyon aşamasında ise doğadaki karınca aslanlarının avlanma davranışlarını temel alan Karınca Aslanı Optimizasyonu (ALO) yaklaşımının geliştirilmiş bir varyantı olan Karıştırılmış Karınca Aslanı Optimizasyonu (SHALO) yaklaşımı kullanılmıştır. Geliştirilen simülasyon-optimizasyon yaklaşımının uygulanabilirliği literatürde yaygın olarak kullanılan örnek bir su dağıtım şebekesi üzerinde değerlendirilmiştir. Bu değerlendirme kapsamında, önerilen yaklaşım hem önceki çalışmalarla hem de klasik ALO yaklaşımı ile eş koşullar altında çözülerek karşılaştırmalı analizlere tabi tutulmuştur. Elde edilen sonuçlar, SHALO yaklaşımının hem çözüm kalitesi hem de hesaplama verimliliği açısından daha üstün performans sergilediğini göstermiştir

Özet (Çeviri)

Chlorine is one of the most used disinfectants in urban water distribution networks, both globally and in Türkiye. Its widespread use as a disinfectant is primarily attributed to its low cost, ease of application, and effectiveness in inactivating a significant proportion of pathogenic microorganisms. Chlorination is typically performed through centralized injections, usually at the outlet of the treatment plant or the inlet of the main reservoir. However, in such single-point chlorination applications, chlorine concentrations tend to be high near the injection point, while a significant decrease is observed toward the distal ends of the network. To address this imbalance, the establishment of additional booster chlorination stations has become necessary. These stations play a critical role in ensuring a homogeneous distribution of chlorine throughout the network and in maintaining chlorine concentrations within predefined upper and lower limits. Furthermore, to minimize the overall system cost, it is essential to determine the optimal number, locations, and injection dosages of these additional booster chlorination stations. Within the scope of this thesis, a simulation–optimization approach has been developed to ensure the sustainable maintenance of water quality standards in water distribution networks by determining the number, spatial locations, and chlorine injection dosages of additional booster chlorination stations. In the simulation phase of the proposed approach, the EPANET model, which is developed by the United States Environmental Protection Agency (US-EPA), has been employed to simulate the hydrodynamic flow and chlorine transport processes within the pipelines. For the optimization phase, the SHuffled Ant Lion Optimization (SHALO) approach which is an enhanced variant of the Ant Lion Optimization (ALO) approach inspired by the hunting behavior of antlions in nature, has been utilized. The applicability of the proposed simulation–optimization approach has been evaluated using a benchmark water distribution network that is widely used in the literature. As part of the evaluation, the proposed approach was solved under identical conditions and compared statistically with both previous studies and the classical ALO approach. The results indicated that the SHALO approach demonstrated superior performance in terms of both solution quality and computational efficiency.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    255831

    Booster disinfection in water distribution networks

    Su dağıtım şebekelerinde ek klorlama uygulanması

    ÇAĞLAYAN SERT

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2009

    İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AYŞE BURCU ALTAN SAKARYA

  2. Tez No

    410006

    Su dağıtım şebekelerinde ek klorlama planlarının simülasyon optimizasyon modelleri kullanılarak belirlenmesi

    Determination of the booster chlorination plans in water distribution networks using simulation optimization models

    ŞERİFE GÖKÇE

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    İnşaat MühendisliğiPamukkale Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUSTAFA TAMER AYVAZ

  3. Tez No

    305686

    Chance constrained optimization of booster disinfection in water distribution networks

    Su dağıtım şebekelerinde ek klorlama miktarının olasılık sınırlamalı optimizasyonu

    EZGİ KÖKER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2011

    İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Bölümü

    DOÇ. DR. AYŞE BURCU ALTAN SAKARYA

  4. Tez No

    286282

    A domain aware genetic algorithm for optimum booster chlorination in water distribution systems

    İçme suyu dağıtım şebekelerinde optimum ara klorlama için alandan haberdar genetik algoritma

    MUSTAFA KEMAL PEKTÜRK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2010

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAtılım Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Bölümü

    PROF. DR. SELÇUK SOYUPAK

    YRD. DOÇ. DR. HÜREVREN KILIÇ

  5. Tez No

    557707

    Su dağıtım şebekelerinde sızma debisi parametrelerinin sayısal model ile incelenmesi

    Numerical investigation of the leakage flow rate parameters in water distribution networks

    ÖMER EKMEKCİOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET ÖZGER

Geri Dön