رویکرد شبیه سازی-بهینه سازی جهت تعیین مشخصات بهینه ی سدهای تاخیری پاره سنگی در شرایط سیلابی

سدهای تاخیری پاره­سنگی از جمله روش­های سازه­ای مهار کردن سیلاب هستند که هیچ هسته یا غشاء نفوذ­ناپذیری نداشته و به طور عمده جهت مهار سیلاب به کار می­روند. این سدها بده­ی اوج سیلاب عبوری را کاهش­ داده و در زمان وقوع آن تاخیر ایجاد می­نمایند؛ بدین­ترتیب خسارات جانی و مالی سیل را در پایین­دست، کمتر می­کنند. شاید بتوان گفت برای اولین­بار، روش­شناسی جدیدی برای تدوین یک نمونه­ی شبیه سازی-­بهینه سازی جهت تعیین مشخصات بهینه­ی سدهای تاخیری پاره سنگی در این پژوهش ارائه گردیده است. نمونه­ی مذکور، برمبنای فرانمونه­ی شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون چندلایه، و نمونه­ی بهینه سازی الگوریتم ژنتیک استوار است. بدین منظور، در ابتدا، از داده­های منتج از آزمایش­های مربوط به نمونه­ی آزمایشگاهی محیط متخلخل پاره­سنگی، مربوط­ به خرم­شکوه (۱۳۹۱) جهت آموزش و اعتبارسنجی نمونه­ی شبکه­ی عصبی پرسپترون چند­لایه استفاده شده است. در ادامه، با اتصال نمونه­ی شبکه­ی عصبی مصنوعی صحت سنجی شده به عنوان یک فرانمونه­ی شبیه­ساز رفتار هیدرولیکی سد پاره­سنگی، به نمونه­ی بهینه سازی الگوریتم ژنتیک، نمونه­ی شبیه سازی- بهینه سازی، به­منظور تعیین مشخصات بهینه­ی سد تاخیری پاره­سنگی با لحاظ تعامل بین متغیرهای طراحی و آب­­نگار سیل عبوری از سد تاخیری پاره­سنگی، تدوین گردید. نتایج حاصل از روش­شناسی پیشنهاد­شده، نشان می­دهند که ضخامت بهینه­ی محاسبه­شده مربوط به محیط متخلخل پاره­سنگی، بازاء جمیع بده­ی سیلاب های محتمل، ۶/۱۷ سانتیمتر بوده و همچنین قطر متوسط بهینه­ی سنگدانه­های تعبیه شده در بدنه، ۲ سانتیمتر حاصل گردیده است. همچنین، بازاء مقادیر بهینه­ی طراحی، بده­ی اوج آب­نگار سیل عبوری از محیط متخلخل پاره­سنگی %۱۸/۴۷ کاهش یافته است و طول مدت سیلاب نیز در شرایط بهینه، %۹۴/۳۹ افزایش داشته است.

کلیدواژه ها:

سد تاخیری پاره سنگی ، شبکه عصبی پرسپترون چند لایه ، فرامدل ، مدل بهینه سازی الگوریتم ژنتیک ، مخلوط رسوبات چسبنده و غیرچسبنده