بخشی از مقاله
چکیده
سیستم های جمع آوری فاضلاب شهری معمولاﹰ بصورت مجراهای بسته ای هستند که در زیر زمین احداث و یا حفر می شوند. طراحی سیستم های جمع آوری فاضلاب شهری از اهمیت بسیار زیادی برخوردار می باشند زیرا عملکرد نا مناسب این سیستم ها بطور مستقیم و سریع باعث گسترش آلودگی و نابسامانی در سیستم های زندگی شهری می شوند. در طرح هیدرولیکی فاضلاب رو ها عمق بحرانی و عمق نرمال مقاطع از مهمترین پارامتر های جریان می باشند.
از زمان اجرای نخستین شبکه فاضلاب شهری یعنی اگوی شهر پاریس در سال ١٧٨٩ تا کنون روش های مختلفی برای محاسبه عمق بحرانی و نرمال مقاطع مختلف ارائه شده است. عموم این روش ها روش هایی تجربی و یا نیمه تجربی برای مقاطعی ای خاص بوده اند که برمبنای سعی و خطاﺀ این دو پارامتر مهم جریان یعنی عمق نرمال و بحرانی را محاسبه می کنند. در این مقاله با استفاده از روشی که از تلفیق الگوریتم ﮊنتیک و مدلی عددی نوشته شده می باشد، روشی کلی برای محاسبه عمق نرمال و بحرانی برای مقاطع غیر دایره ای فاضلابرو ها ارائه می شود.
از این روش اولین بار در سال ٢٠٠٦ برای محاسبه عمق بحرانی در کانال های باز استفاده شده است. در انتها با استفاده از همین روش مقادیر عمق بحرانی و نرمال برای فاضلابرو های شهر اصفهان برای مقادیر مختلف شیب و دبی محاسبه می شود. تا حدود یک صد سال پیش فاضلابرو ها و به ویژه کانال های فرعی فاضلاب به صورت رو باز ساخته می شدند. پس از آشکار شدن اثر این قبیل کانال ها در پخش بیماری ها کوشش به عمل آمد تا تمامی فاضلابرو ها در زیر زمین ساخته شوند.
طراحی شبکه جمع آوری شهر پاریس نقطه آغاز در روش های طراحی شبکه های فاضلاب می باشد. مقاطع مورد استفاده برای شبکه شهر پاریس انواع مختلفی بود که تمامی آنها به دلایل نوع شبکه - شبکه مختلط - و پرهیز از مسئله رسوب گذاری در دبی های پایین از انواع فاضلابروهای غیر دایره ای استفاده شد. نمونه مقاطع بکار رفته در سیستم اگوی پاریس را مشاهده می کنید. با گذشت چند صد سال از اجرای نخستین فاضلابرو های مدرن با مقاطع غیر دایره ای به دلیلی پتانسیل کمتر رسوب گذاری و به تبع آن هزینه های کمتر نگهداری و عملکرد بهتر هیدرولیکی، استفاده از مقاطع تخم مرغی در مقایسه با مقاطع دایره ای ارجحیت دارد.
تنها مشکل این مقاطع طراحی هیدرولیکی آنها می باشد که به دلیل عدم وجود معادله مشخص و یا واحد برای این مقاطع، محاسبات هندسی و هیدرولیکی مربوط به این مقاطع با دشواری همراه است. عموماﹰ آنالیز جریان در مقاطع مختلف با تعیین نقطه ای شروع می شودکه در آن نقطه و یا نزدیک آن جریان در حالت بحرانی است. اگر در چنین نقطه ای رﮊیم جریان از حالت زیر بحرانی به فوق بحرانی تبدیل گردد به آن نقطه کنترل می گویند.
