تخصیص بهینه منابع آب با استفاده از الگوریتم چرخه آب (مطالعه موردی: حوضه آبریز گرگان رود)

در این پژوهش از الگوریتم فراابتکاری چرخه آب(WCA) براییافتن استراتژی های تخصیص بهینه منابع آب در سیستم دو مخزنه سدهای گلستان و وشمگیر واقع در حوضه آبریز گرگان رود (شمال ایران)، برای یک دوره پنج ساله (از سال آبی ۸۷-۸۶ تا ۹۱-۹۰) استفاده شده است. پس از اطمینان از درستی عملکرد الگوریتم WCA با استفاده از چندین تابع محک استاندارد، مدلی برای تخصیص بهینه سیستم مخازن حوضه آبریز گرگان رود توسعه داده شد. تابع هدف در سیستم مورد مطالعه به صورت کمینه سازی کل کمبود در طول دوره آماری تعریف شده است. برای بررسی عملکرد الگوریتم های مورد بررسی در تخصیص بهینه از سیستم مخازن، از شاخص های عملکرد قابلیت اعتماد زمانی، حجمی و آسیب پذیری استفاده شده است. همچنین نتایج حاصل از الگوریتم مورد بررسی با نتایج روش های شناخته شده الگوریتم ژنتیک(GA) و الگوریتم گروه ذرات(PSO) مقایسه شده است. الگوریتم های WCA، GA و PSO به ترتیب قادر به تامین ۷۳/۹۷، ۰۷/۸۷ و ۳/۹۴ درصد از نیازهای پایین دست سد گلستان و همچنین ۰۶/۹۷، ۵۹/۸۷ و ۴۷/۹۴ درصد از نیازهای سد وشمگیر بودند. قابلیت اعتماد زمانی (۹/۰=α) برای الگوریتم های WCA، GA و PSO به ترتیب برابر ۹۵، ۶۷/۲۶ و ۳۳/۵۸ درصد برای سد گلستان و ۶۷/۹۱، ۳۳/۳۸ و ۶۷/۶۶ درصد برای سد وشمگیر به دست آمده است. نتایج به دست آمده حاکی از عملکرد بالای الگوریتم WCAدر مقایسه با دیگر الگوریتم های مورد بررسی در تخصیص بهینه سیستم مخازن می باشد.

کلیدواژه ها:

الگوریتم چرخه آب ، تخصیص بهینه ، حوضه گرگان رود ، سد گلستان و وشمگیر