Amerykańskie stowarzyszenie ASCE jest wydawcą książek oraz magazynów naukowo-technicznych, takich jak „Journal of Hydraulic Engineering”, „Journal of Water Resources Planning and Management”, „Journal of Environmental Engineering”, „Journal of Infrastructure Systems”, „Journal of Management in Engineering” oraz Journal e-AWWA (www.awwa.org). Aby przybliżyć istotne dla branży problemy naukowe, publikowane na łamach książek oraz pism ASCE, prezentujemy ich streszczenia. Opracowania pochodzą z internetowej bazy danych: www.ascelibrary.org (red.).
 
M. Spiliotis i G. Tsakiris: Analiza systemu dystrybucji wody: przypomnienie metody Newtona-Raphsona
Zamknięte systemy dystrybucji wody są zazwyczaj analizowane z wykorzystaniem metod iteratywnych, takich jak algorytmy krzyżowe, liniowe, Newtona-Raphsona i algorytmy gradientowe. W zależności od niewiadomej (ciśnienie hydrauliczne lub przepływ) charakteryzuje się te metody jako h albo Q. Niniejsza praca skupia się na metodzie h – Newtona-Raphsona, która wykorzystuje równanie strat ciśnienia Darcy-Weisbacha. W pracy została zaprezentowana procedura poprawy metody iteratywnej h poprzez obliczenie bezpośrednie przepływu w każdej z odnóg za pomocą równania Swamego i Jaina. Proponowana procedura prowadzi do wypracowania uproszczonego algorytmu i dokładniejszego obliczania macierzy Jacobiego, która przyspiesza konwergencję algorytmu.
„Journal of Hydraulic Engineering”, listopad 2010
 
M.E. Tryby, M. Propato i S. Ranji Ranjithan: Projektowanie monitoringu identyfikacji źródła w systemach dystrybucji wody
Projektowania sieci czujników do monitorowania występowania zanieczyszczeń w systemach dystrybucji wody jest obszarem intensywnych badań. Wkłada się wiele wysiłku w rozwiązanie problemu wykrywania pojawiania się zanieczyszczeń oraz w ustalanie celów ochrony zdrowia publicznego. Sieci monitorujące, kiedy zaczną działać, nadają się również do gromadzenia danych z monitoringu dla potrzeb inwersji źródła. Z tego powodu koniecznością jest projektowanie sieci monitorujących z uwzględnieniem celów związanych bezpośrednio z problematyką inwersji źródła. Kwestie odwrócenia źródła w systemach dystrybucji wody uwidaczniają brak wyjątkowości rozwiązań. Co więcej, struktura błędów kojarzonych z rozwiązaniem stanowi funkcję obserwacji monitoringu. Badany jest optymalny projekt eksperymentu inwersji jako sposób na poprawienie jakości rozwiązania. Podejście zakłada selekcję lokalizacji monitoringu, które najbardziej odpowiadają generacji właściwie uwarunkowanego problemu inwersji identyfikacji źródła. Problem projektu systemu monitoringu został sformułowany jako nieliniowy kombinatoryczny problem optymalizacyjny, rozwiązany za pomocą algorytmu genetycznego. Wygenerowane projekty systemu monitoringu pokazują optymalną substrukturę, którą można wykorzystać do opracowania jeszcze bardziej wydajnych metod znajdowania rozwiązania. Przeprowadzono analizę w celu oceny wydajności odwrócenia źródła zoptymalizowanej sieci monitoringu w odniesieniu do sieci zaprojektowanej z wykorzystaniem innych metod. Wyniki analizy pokazują, że jeśli istnieje problem identyfikacji, ilość czujników monitoringu zainstalowanych w sieci jest ważniejsza niż metoda wykorzystana do wybrania dla nich lokalizacji.
„Journal of Water Resources Planning and Management” t. 136, wyd. 6, (listopad/grudzień 2010)
 
E. McBean: Optimum Pareta w wyborze miejsc dla czujników w systemach dystrybucji wody  
Trwają prace ukierunkowane na umożliwienie najefektywniejszej identyfikacji sytuacji wejścia do systemu, co sprawia, że coraz większe zainteresowanie budzą kwestie związane z umiejscawianiem czujników w systemach dystrybucji wody. W niniejszej pracy został sformułowany problem optymalizacji wielokryterialnej z dwoma rywalizującymi celami: 1) minimalizacja czasu opóźnienia, 2) maksymalizacja redundancji wykrywalności czujników. Oba cele oceniono w oparciu o wbudowaną gotową bazę, zawierającą zestaw informacji o potencjalnych zdarzeniach wdarcia się do systemu oraz jego wykrycia. Opracowane zostały fronty Pareto w celu oceny wpływu wzrastającej liczby czujników przez niezdominowany algorytm genetyczny III (ang. NSGA-II). Następnie możliwości poprawy frontu Pareto wzrastającej liczby czujników określono ilościowo poprzez średnią znormalizowaną odległość euklidesową w celu identyfikacji miejsca działania prawa malejących przychodów, co ma stanowić podstawę do powtórnej oceny ilości czujników potrzebnych w systemie dystrybucji wody. Przeprowadzona analiza przypadku dotyczyła systemu dystrybucji wody w mieście Guelph. Jej efektem jest wniosek, że zwiększenie ilości czujników pozwala poprawić rezultaty metody Pareto. Stopień poprawy frontu Pareto wykazało próg pięciu czujników jako punkt działania prawa malejących przychodów, co daje podstawę do ustalenia ilości czujników potrzebnych w całym systemie dystrybucji wody w Guelph.
„Journal of Water Resources Planning and Management” (lipiec 2010)
 
K. Doosun i K. Lansey: Ocena zapotrzebowania i chropowatości w systemach dystrybucji wody
W celu zapewnienia dokładniejszych szacunków i kalkulowania związanej z nimi niepewności zaproponowana została metodologia oceny parametrów w systemach dystrybucji wody, która łączy proces oceny parametrów i zapotrzebowania. Zaprezentowana została dwustopniowa metoda nawiązania, stosowana w celu dualnego oszacowania zapotrzebowania i współczynnika chropowatości. Opiera się ona na ważonej metodzie najmniejszych kwadratów z wykorzystaniem pomiarów pól wielkości przepływu w rurach i szczytowych wartości ciśnienia hydraulicznego w różnych warunkach zapotrzebowania. Niepewności w szacunkach dotyczących zmiennych oraz wynikającego z tego zakładane wartości ciśnienia hydraulicznego są określane ilościowo w odniesieniu do granic ufności, przy wykorzystaniu metody first-order second moment method. Algorytm ten został zastosowany w dwóch systemach sieci, w tym w jednym średniej wielkości istniejącym systemie dystrybucji wody. Dwustopniowy model nawiązania dostarcza pewne i precyzyjne dane szacunkowe, podczas gdy łączone szacowanie daje słabe wyniki.
„J. Water Resour. Plng. and Mgmt.” t. 137, z. 1 (styczeń/luty 2011)
 
Opracowanie: redakcja