کاربرد الگوریتم تکامل تفاضلی پویای تطبیقی در تخصیص بهینه منابع آب (مطالعه موردی: سد بافت کرمان)

استفاده بهینه از منابع آبی سدها به دلیل خشک سالی های مستمر و کم آبی های موجود، چالشی جدی در مدیریت و مهندسی منابع آب است. ازاین رو، به منظور مدیریت جامع در مقدار مصرف منابع آبی سدها، ایجاد سازوکار کنترلی در رهاسازی منابع آبی بسیار ضروری است. در این مطالعه، یک الگوریتم تکاملی بهبودیافته با عنوان «تکامل تفاضلی تطبیقی با انتخاب بازه های افزایشی پویا (ADECDII)» برای بهینه سازی سیستم آبی تک مخزنی پیشنهاد شد. کارایی رویکرد ADECDII در استفاده از طرح انتخاب بازه های افزایشی پویا برای تنظیم پارامترهای نسخه تکامل تفاضلی کلاسیک (DE) بود. مدسازی مسئله نیز به صورت یک مسئله کمینه سازی مقید با تابع هدف مقادیر خطا بین تقاضای حقیقی و آب رهاسازی شده، با دوره های زمانی یک ماهه بین سال های ۱۳۹۷-۱۳۸۷، بر روی سد بافت کرمان تعریف شد. ارزیابی عملکرد ADECDII با شش الگوریتم پیشرفته مقایسه گردید. بر اساس نتایج آماری، کمترین میانگین کمبودهای آبی سد با میانگین خطای تقریبا صفر (۳۱-۱۰>) در واحد میلیون مترمکعب برای ADECDII ثبت شد که کارآمدی رویکرد پیشنهادی را در تخصیص بهینه مقادیر آب رهاسازی شده اثبات کرد. این در حالی است که، سایر الگوریتم های مقایسه شونده نتوانستند کمبود واقعی کمتر از ۳۷/۰ میلیون مترمکعب گزارش کنند. میانگین زمان اجرای ADECDII با اندازه ۱۵/۷ ثانیه به دست آمد که نسبت به DE اختلاف سه ثانیه ای داشت. همچنین، ADECDII در برگزاری آزمون های شاخص قابلیت اطمینان، شاخص آسیب پذیری، شاخص برگشت پذیری، شاخص پایداری، اختلاف مقادیر رهاسازی نسبت به مقادیر تقاضا حقیقی در یک متوسط سالانه و نرخ همگرایی، به وضوح برتری عملکرد بالاتری در مقایسه با سایر الگوریتم های شرکت کننده در رقابت نشان داد.

کلیدواژه ها:

بهره وری بهینه منابع آب ، سیستم تک مخزن ، تکامل تفاضلی ، طرح تطبیقی پویای پارامترها ، مدیریت آب