Βελτιστοποίηση Αρδευτικού Δικτύου Ελεύθερης Ζήτησης με Χρήση Αλγόριθμου Αναζήτησης Αρμονίας
Creators: name: Στυλίδης Φώτιος, Αχιλλέα
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2017
Subjects: Αρδευτικό Δίκτυο
Ελεύθερη Ζήτηση
Αλγόριθμος Αναζήτησης Αρμονίας
Irrigation Network
On Demand Operation
Harmony Search Algorithm

description: Η συνεχής επέκταση των αρδευόμενων εκτάσεων σε παγκόσμιο επίπεδο, εντείνει την ανάγκη για διαθέσιμους υδατικούς πόρους, επιφανειακούς και υπόγειους. Η πίεση αυτή, εντατικοποιείται ακόμη περισσότερο από την παράλληλη αύξηση της ζήτησης του νερού για οικιακή και βιομηχανική χρήση. Καθώς η διαθεσιμότητα του νερού είναι περιορισμένη, γίνεται επιτακτική η ανάγκη για ανάπτυξη τεχνικών και μεθόδων εξοικονόμησής του. Η χρήση υπό πίεση δίκτυών εφαρμογής του αρδευτικού νερού, αποτελούν ένα σημαντικό μέτρο για τη μείωση των απωλειών του νερού. Βασικός στόχος της λειτουργίας ενός δικτύου, είναι να εκμεταλλεύεται όσο το δυνατόν καλύτερα την ποσότητα του νερού που είναι διαθέσιμη για χρήση και να έχει το μεγαλύτερο δυνατό βαθμό αποδοτικότητας. Όλα τα παραπάνω θα πρέπει να τίθενται σε συνάρτηση με το κόστος, πιο συγκεκριμένα να συνδυάζεται η μεγαλύτερη αποδοτικότητα λειτουργίας του δικτύου με όσο το δυνατόν χαμηλότερο κόστος εγκατάστασης και λειτουργίας του. Στην παρούσα εργασία ο βέλτιστος σχεδιασμός ενός αρδευτικού δικτύου επιχειρείται μέσω ενός μεθευρετικού αλγορίθμου και συγκεκριμένα μέσω του Αλγόριθμου Αναζήτησης Αρμονίας (Harmony Search Algorithm-HSA). Ο αλγόριθμός προγραμματίσθηκε στη Matlab και εφαρμόστηκε σε ένα υπό πίεση αρδευτικό δίκτυο με υπάρξη αντλιοστασίου στην κεφαλή του. Το δίκτυο λειτουργεί με ελεύθερη ζήτηση, ενώ τέθηκαν υδραυλικοί υπολογισμοί πίεσης και ταχύτητας για τη βελτιστοποίησή του. Η ανάπτυξη του αλγορίθμου και η εφαρμογή του στη βελτιστοποίηση του αρδευτικού δικτύου παρουσιάζεται αναλυτικά. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι ο Αλγόριθμος Αναζήτησης Αρμονίας με την κατάλληλη ρύθμιση των παραμέτρων του μπορεί να αποτελέσει ένα σημαντικό εργαλείο στο χώρο της βελτιστοποίησης των αρδευτικών δικτύων.
description: The continuous expansion of irrigated land at a global level, intensifies the need for available water resources. This pressure is further intensified by the parallel increase in demand for water for domestic and industrial use. As water availability is limited, there is an urgent need for developing techniques and methods of saving it. The use of pressurized irrigation water networks, is an important measure for the reduction of water losses. The main purpose of an irrigation network, is the adequate delivery of available water quantity and to have the greatest possible degree of efficiency. All the above should be cost-related, in order to combine the greatest efficiency of network operation with the lowest possible cost of installation and operation. In the present thesis the optimal design of an irrigation network is attempted through a metaheuristic algorithm and specifically through the Harmony Search Algorithm (HSA). The algorithm was programmed in Matlab and applied to a pressurized irrigation network with a pump station on its head. The network operates on demand while hydraulic pressure and velocity constraints were set up in order to ensure its proper hydraulic operation. The development of the algorithm and its implementation in the optimization of the irrigation network is presented in detail. The results indicated that the Harmony Search Algorithm with the appropriate configuration of its parameters can be an important tool in the scientific field of irrigation network optimization.