Wasserverteilungsnetze: Grundkonzept

Ein Wasserverteilungssystem ist eine komplexe Anordnung von hydraulischen Steuerungselementen, die miteinander verbunden sind, um Wassermengen von den Quellen zu den Verbrauchern zu befördern. Die typischerweise hohe Anzahl von Beschränkungen und Entscheidungsvariablen, die Nichtlinearität und die Ungleichmäßigkeit der Gleichungen, die für die Förderhöhe und die Wasserqualität gelten, sind für die Planung und das Management von Wasserversorgungssystemen charakteristisch. Traditionelle Methoden zur Lösung von Wasserverteilungsproblemen, wie z. B. das Problem der geringsten Kosten für Planung und Betrieb, verwendeten lineare/nichtlineare Optimierungsverfahren, die durch die Systemgröße, die Anzahl der Nebenbedingungen und die Anzahl der Belastungsbedingungen begrenzt waren. Neuere Methoden verwenden heuristische Optimierungstechniken wie genetische Algorithmen oder Ameisenkolonie-Optimierung als eigenständige oder hybride datengesteuerte heuristische Verfahren. Dieses Buchkapitel gibt einen Überblick über einige der traditionelleren Algorithmen und Lösungsmethoden für Wasserverteilungssysteme. Es besteht aus Unterabschnitten über den optimalen Entwurf von Wassernetzen zu geringsten Kosten und mit mehreren Zielen, die Einbeziehung der Zuverlässigkeit in den Entwurf von Wasserversorgungssystemen und den optimalen Betrieb von Wassernetzen.