-248506-481

5311045-442442

نشریه حفاظت منابع آب و خاك، سال چهارم، شماره اول، پاییز 1393

توسعه یک سامانه چندمخزنه چندمنظوره به عنوان مورد مطالعاتی نمونه در مدیریت سامانه مخازن

سمانه سیف اللهی آغمیونی* و امید بزرگ حداد

1*) دانشجوي دکتري؛ گروه مهندسی آبیاري و آبادانی؛ دانشکده مهندسی و فناوري کشاورزي؛ پردیس کشاورزي و منابع طبیعی دانشگاه تهران؛ کرج؛ ایران
[email protected]:نویسنده مسئول مکاتبات*
1967389338118

2) دانشیار؛ گروه مهندسی آبیاري و آبادانی؛ دانشکده مهندسی و فناوري کشاورزي؛ پردیس کشاورزي و منابع طبیعی دانشگاه تهران؛ کرج؛ ایران تاریخ دریافت: 09/04/1393 تاریخ پذیرش: 12/11/1393

چکیده
سامانه هاي منابع آب، مجموعه اي از سازه ها و تجهیزات می باشند که با هدف تأمین آب براي رسیدن به یک حالت مطلوب و حفاظت و استفاده بهینه از منابع آب احداث می شوند و نیازمند یک برنامه ریزي مناسب هستند. سامانه مخازن به عنوان پرکاربردترین سامانه هاي منابع آب در تأمین نیازهاي جوامع مطرح می باشند که عدم مدیریت صحیح و کاربردي آنها می تواند منجر به عدم حفاظت از منابع آب و ایجاد خسارات مالی فراوانی شود. تقریباً در تمام مسائلی که در زمینه طراحی، بهره برداري و مدیریت این سامانه ها وجود دارند، نمونه هاي واقعی از سامانه مخازن مورد مطالعه قرار گرفته و به ازاي شرایط و اهداف مورد نظر تحلیل شده اند. در حالی که تعریف یک سامانه مخازن نمونه به گونه اي که به ازاي تمام حالات و براي تمام اهداف متداول قابل بررسی باشد، از اهمیت ویژه اي برخوردار است. در تحقیق حاضر، براي اولین بار یک سامانه سه مخزنه نمونه با در نظر گرفتن تمام اطلاعات فیزیکی و هیدرولوژیکی و لحاظ کردن سه هدف کلی تولید انرژي برق آبی، تأمین تقاضاهاي پایین دست (کشاورزي، شهري و صنعتی) و کنترل سیلاب ارائه شده است. نتایج نشان داده اند که اطلاعات تعیین شده براي این سامانه، کاملاً به صورت منطقی و با روند واقعی تعریف شده اند و می توانند عملکرد سامانه مخازن را در حالت هاي مختلف تک مخزنه یا چندمخزنه و تک هدفه یا چندهدفه به خوبی نمایان سازند. به این ترتیب می توان از سامانه مخازن تعریف شده به عنوان یک سامانه نمونه در ارائه و توسعه روش هاي مختلف و اثبات مبانی آنها در حل مسائل سامانه مخازن استفاده کرد .
کلید واژه ها:مورد مطالعاتی؛ سامانه چندمخزنه؛ بهینه سازي چندهدفه؛ بهره برداري
مقدمه
-445007204216

سال

چهارم

/
شماره

1
/

پاییز

93

سال

چهارم

/

شماره

1

/

پاییز

93

طراحی و بهره برداري از سامانه هاي منابع آب از فعالیت ها و مطالعات عمده اي هستند که در بررسی منابع آب صورت می گیرند (حسینی موغاري و بنی حبیب ،1393). هدف نهایی از این بررسی ها، دست یابی به شرایط مطلوب در بهره برداري و حفاظت از منابع آب است .بنابراین، مسائل مربوط به سامانه هاي منابع آب عمدتاً داراي مفهوم بهینه سازي هستند و بهینه سازي نیز نیازمند مدل سازي و شبیه سازي سامانه است. براي این منظور روش ها و مدل هاي شبیه سازي و بهینه سازي مختلفی توسعه یافته اند. مدل هاي شبیه سازي 3-HEC (مرکز مهندسی هیدرولوژي1، 1971)، 5-HEC (مرکز مهندسی هیدرولوژي ،1979)، IQQM (سازمان حفاظت آب و زمین2، 1999)، Zagona et al., 2001) RiverWare)،
Kuczera ) WASP ،(Labadie et al., 1986) MODSIM
Perera and James, ) REALM ،(and Diment, 1988

2003) و غیره روش هایی هستند که بر اساس اهداف تعریف شده از طرف کاربر هدایت می شوند یا از یک برنامه ریاضی، معمولاً یک برنامه خطی با جریمه هاي قابل تعیین توسط کاربر، استفاده می کنند. اساس کلی این روش ها بر ارزیابی و بررسی بیلان آب هاي ورودي و خروجی به سامانه منابع آب استوار است. روش هاي بهینه سازي بسیار وسیع تر بوده و از روش هاي ریاضی ساده مانند ترسیمی، مضارب لاگرانژ، سادك، برنامه ریزي پویا (DP) و غیره تا الگوریتم هاي تکاملی و فراکاوشی متنوع مانند الگوریتم ژنتیک (Holland, 1975) (GA)، الگوریتم بهینه سازي مجموعه ذرات (Kennedy ) (PSO1998and Eberhart, )، الگوریتم بهینه سازي جفت گیري زنبورهاي عسل5 (Abbass, 2001) (HBMO) و غیره گسترده می باشند. ارزیابی نحوه عملکرد هر یک از روش ها و توسعه و کاربرد بسیاري از آنها ،با توجه به عدم وجود یک سامانه نمونه در منابع آب به خصوص سامانه مخازن، در مسائل واقعی صورت گرفته است. براي مثال، مدل بهینه سازي اقتصادي- مهندسی CALVIN به منظور شبیه سازي و تخصیص آب در سامانه تأمین آب کالیفرنیا گسترش یافته و بهینه سازي تخصیص منابع آب را به صورت قطعی در مقیاس بزرگ و با در نظر گرفتن تابع هدف هاي اقتصادي بررسی می کند( ,Draperet al.
2003). آنچه مسلم است این است که استفاده از سامانه هاي منابع آب واقعی نمی تواند منجر به بررسی جنبه هاي مختلف مدل ها و روش هاي توسعه یافته و ارزیابی قابلیت ها و توانایی هاي گوناگون آنها شود. به خصوص در سامانه مخازن که اطلاعات، شرایط و اهداف گوناگون مطرح است و ممکن است یک سامانه مخازن واقعی دربرگیرنده تمام جزئیات و اطلاعات نباشد. لذا ،قابلیت هاي مدل هاي توسعه یافته به خوبی مورد بررسی قرار نمی گیرد. نکته قابل توجه دیگر، موجودیت و میزان دسترسی به اطلاعات و داده هاي مختلف در سامانه هاي واقعی است که می تواند تأثیر بسزایی در عملکرد مدل ها و روش هاي گوناگون داشته باشد .
عدم وجود یک سامانه مخازن نمونه یک پارچه و جامع براي مدل سازي شبیه سازي و بهینه سازي این سامانه ها در حوضه هاي آبریز، بررسی همه جانبه این سامانه ها را تقریباً غیر ممکن ساخته است. این امر منجر به ارائه مدل هاي مختلف با ساختارهاي متفاوت براي بررسی هر یک از انواع سامانه هاي مخازن در حوضه هاي گوناگون با شرایط مختلف گردیده است. از این رو، در این تحقیق براي اولین بار به تعریف یک سامانه نمونه مدیریت منابع آب در زمینه برنامه ریزي سامانه مخازن پرداخته شده است. در طراحی ساختار این سامانه سعی شده است که تمام جنبه هاي مدیریت و برنامه ریزي به همراه جزئیات در نظر گرفته شوند. به این ترتیب می توان عملکرد مدل هاي شبیه سازي یا بهینه سازي توسعه یافته را در یک سامانه نمونه مورد بررسی و آزمون قرار داد و نتایج حاصل از آن را تحلیل کرد .
مواد و روش ها معرفی ساختار کلی سامانه نمونه
67763138159547

سال

چهارم

/
شماره

1
/

پاییز

93

سال



قیمت: تومان

دسته بندی : منابع آب خاک

دیدگاهتان را بنویسید