Βελτιστοποίηση των αρδευτικών δικτύων: εύρεση των οικονομικών διαμέτρων
Creators: name: Θεοχάρης, Μενέλαος Ε.
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2004
Subjects: Αρδευτικά δίκτυα
Βελτιστοποίηση
Irrigation networks
Optimization

description: Η έννοια της οικονομίας στο σχεδιασμό αρδευτικών έργων αφορά τόσο το κόστος των εγκαταστάσεων, όσο και το κόστος συντήρησης και λειτουργίας. Ο σχεδιασμός των έργων αυτών γίνεται, έτσι ώστε να εξασφαλίζεται με τον πιο οικονομικό τρόπο η ανάπτυξη και η απόδοση των καλλιεργειών. Το πρόβλημα του προσδιορισμού του βέλτιστου συνδυασμού των διαμέτρων, για την ελαχιστοποίηση του κόστους ενός αρδευτικού δικτύου, απασχόλησε για πολλά χρόνια τους μηχανικούς μελετητές υδραυλικών έργων. Η γνώση της υπολογιστικής διαδικασίας, για την ελαχιστοποίηση του κόστους, αποτελεί καθοριστικό παράγοντα στο σχεδιασμό των αρδευτικών δικτύων και στη διαχείριση των υδατικών πόρων μιας περιοχής. Στην παρούσα διατριβή γίνεται μεθοδική παρουσίαση, περιγραφή, μελέτη και συγκριτική αξιολόγηση των τεσσάρων μεθόδων βελτιστοποίησης για την περίπτωση τυχόντος αρδευτικού δικτύου βαρύτητας, ή με αντλιοστάσιο και αναπτύσσεται μία νέα απλοποιημένης μη γραμμικής μεθόδου η οποία να μπορεί να αντικαταστήσει τις υπάρχουσες με άριστα αποτελέσματα. Η προτεινόμενη μέθοδος στηρίζεται στην παρατήρηση ότι ο κάθε τροφοδοτούμενος κλάδος ενός δικτύου τείνει να ανυψώσει την πιεζομετρική γραμμή στους κόμβους διακλάδωσης πάνω από την οικονομική πιεζομετρική γραμμή του δικτύου η οποία παρουσιάζει την ελάχιστη μέση κλίση, η οικονομική πιεζομετρική γραμμή που αντιστοιχεί σε αυτή(με την προυπόθεση ότι οι υπόλοιπες διαδρομές αγνοούνται) υπό την επίδραση των υπόλοιπων πλήρων διαδρομών ανυψώνεται και τείνει να συναντήσει την πραγματική οικονομική πιεζομετρική γραμμή του δικτύου. Χρησιμοπιώντας τα πιεζομετρικά φορτία των κόμβων διακλάδωσης, τα οποία υπολογίζονται με την παραπάνω διαδικασία από την πλήρη διαδρομή της ελάχιστης μέσης κλίσης, ως φορτία κεφαλής των τροφοδοτούμενων κλάδων του δικτύου, υπολογίζομε τα διαθέσιμα υδραυλικά φορτία των αγωγών των υπολοίπων τροφοδοτούμενων κλάδων του δικτύου
description: The economy in planning irrigation newtworks concerns on the first hand the infrastructure cost, and on the other hand the conservation and operation cost. These networks are being designed in such a way that both the growing up and the crop production of the plants can be assured in the most economic way. The problem of selecting the best arrangement for the pipe diameters and the optimal pumping head so as the minimal total cost to be produced has received considerable attention many years ago by the engineering who study hydraulic works. The knowledge of the calculating procedure in order that the least cost is obtained, is a significant factor in the design of the irrigation networks and, in general, in the management of the water resources of a region. In this study, the methodical presentation, study and comparative evaluation of the four optimization methods for the case of a random irrigation gravity network-or with a pumb, is being attempted; moreover the growing up of a new simplified non linear programming method, that can replace the existing ones with the best results is presented. The propese method is based on the remark that in each case, every supplied branch of a network tends to raise the hydraulic gradient at the lattice points, above the economic hydraulic gradient of the respective network which does not include this branch. Thus, if the complete route of the network presenting the minimum average hydraulic gradient is selected, the economic hydraulic gradient corresponding to this,(neglecting all the other routes) tends to raise under the influence of the other routes of the network, which at first had beedn neglected. Consequently the final hydraulic gradient of the whole network does not differ remarkably from the economic hydraulic gradient. Using the calculated piezometric heads at the junction points, which have been calculated with the above procedure, as heads of the supplied branches, the head losses due to friction and finally the diameters of the pipes for the supplied branches can easily be calculated