بخشی از مقاله
چکیده
بهره برداری مناسب و بهینه سیستم مخازن - سدها - یکی از دغدغه های مهم متخصصین و کارگزارن صنعت آب در نقاط مختلف دنیا بشمار می رود. دراکثریت سیستم مخازن ذخیره دنیا، منحنی های کنترلشبعنوان الگوی اصلی بهره برداری شناخته شده و بطور سنتی منحنی های کنترل بر اساس شبیه سازی سیستم مخازن ذخیره بازای داده های تاریخی جریان رودخانه ای و بدون اعمال شاخص های عملکرد سیستم انجام می پذیرد. استفاده از داده های تاریخی براین فرض استوار بوده که داده های تاریخی در طول دوره بهره برداری نیز تکرار خواهد شد. درصورتیکه در دوره بهره برداری امکان وقوع دوره خشکسالی شدیدتر از داده های تاریخی وجود خواهد داشت. در این مطالعه برای رفع دو نقیصه بالا از روش مونت کارلواستفاده شده است . بدین منظور دو سد مخزنی بوکان و مهاباد در استان آذربایجان غربی انتخاب و بازای داده های مصنوعی جریان رودخانه با استفاده از روش طSP اصلاح شده و اعمال شاخص های عملکرد مخزن، شبیه سازی و منحنی فرمان استخراج گردیده است.
کلید واﮊه ها :منحنی های فرمان ، شبیه سازی مخزن، داده های تاریخی، شاخص های عملکرد مخزن ،روش SPA
۱- مقدمه
در کشور ما ایران اغلب سیستم های ذخیره فاقد الگوهای بهره بردای مناسب و آکادمیک بوده و لذا بررسی روش ها و ارائه الگوهای مناسب بهره برداری جهت استفاده بهینه از چنین سیستم هایی در دوره بهره بردای عادی و دوره های پر تنش خشکسالی از الویت بسیار بالایی برخوردار می باشد. روش های متعددی برای تعیین الگو های بهره برداری سیستم مخازن ذخیره مطرح بوده که به طور کلی در سه کلاس شبیه سازی ج 2پلاصکق غپطصهئأعطح ض ، بهینه سازیماتریس احتمالی طبقه بندی می شوند. روش های از یک طرف پیچیده و وقت گیر بوده و از طرف دیگر مدل کردن تمامی شرایط واقعی سیستم مخازن ذخیره در آنها امکان پذیر نمی باشد.
لذا روش های مذکور بیشتر برای حالت های ساده شده ای از سیستم مخازن ذخیره مورد استفاده قرار می گیرند. در صورتیکه روش مبتنی بر شبیه سازی علاوه بر فهم ساده و سرعت بالای آن، دارای انعطاف کاملی برای اعمال تمامی شرایط واقعی سیستم مخازن ذخیره در تحلیل می باشد. منحنی های کنترل در سیستم مخزن ذخیره مقدار بهینه یا مناسب آب تحویلی - ککهکئکل - سیستم را بازای وضیعت ذخیره مخزن در طی ماه های مختلف سال نشان می دهد.
۲- مواد و روش ها
عموما منحنی های فرمان مخازن ذخیره برای بهره برداری در شرایط نرمال و تامین تقاضای طرح طراحی می شود و براساس تقاضای طرح و به طور ثابت برای سال های مختلف میزان خروجی تعیین می گردد. اما به دلیل بروز خشکی شدیدتر از دوره خشکی مشاهداتی یا بدلیل تغییر ناگهانی در الگوی تقاضا، آب در زمان بهره برداری از سیستم ممکن است سیستم دچار شکست شود . در این مطالعه براساس داده های مص نوعی تولید شده و براساس شاخص های عملکرد مخزن، منحنی فرمان بهره برداری از مخزن رسم گردیده است. به منظور بررسی اثر عواملی از قابلیت اعتماد زمانی، آسیب پذیری ب - ، نوع تقاضا و عملکرد سیستم مخازن، لازم است که ابتدا سیستم ذخیره با توجه به جریان های ورودی به مخزن برای مقادیر قابلیت اعتماد زمانی و آسیب پذیری در تقاضاهای مختلف تحلیل شود .
برای تحلیل مخزن از روش علاصططپ؟ئA فهکب صغکأشکح A - بح - اصلاح شده توسط 2غه حق ,ططککهصغپق جکککذض حj حA ,کyپئکA2 استفاده شد که این روش در تحلیل مخزن اثر تلفات ناشی از تبخیر آب از سطح مخزن و بارندگی به مخزن را در معادلات خود وارد می کند و همچنین قادر است که تحلیل را برای مقادیر مختلف قابلیت اعتماد زمانی - yصطئطتهطئکل 2ککهتسکعط - 1 و آسیب پذیری ب - و با استفاده از یک شبیه سازی مونت کارلو براساس تولید داده های مصنوعی جریان رودخانه ای انجام دهد. با بکارگیری روش دقیق تحلیل سیستم مخازن مانند Aبح اصلاح شده، سعی در مشخص نمودن رفتار و عملکرد عمومی سیستم مخازن ذخیره را دارد. مفاهیم پارامترهای اساسی که در تحلیل مخازن مورد استفاده قرار می گیرند. مختصرا در زیر ارائه می شود.
دوره شکست:
در صورتیکه در طی یک دوره تامین بخشی از تقاضا طرح بوسیله سیستم صورت پذیرد این دوره بعنوان دوره شکست - کطأئطهً - تعریف می شود.شاخص قابلیت اعتماد زمانی گش ReliabilityشbasedزTimeشح قابلیت اعتماد زمانی در واقع به صورت، احتمال اینکه سیستم در طول دوره بهره برداری به صورت بهره برداری نرمال - بدون شکست - باشد تعریف می شود و رابطه ریاضی آن به صورت زیر می باشد.قابلیت اعتماد زمانی - ذ ت - ، f گ تعداد کل دوره های شکست، 1 گ تعداد کل دوره بهره برداری شاخص سرعت برگشت پذیری - Resilienceش - . این شاخص توضیح خواهد داد که سیستم ذخیره با چه سرعتی از یک شکستی که اتفاق افتاده است به حالت بهره برداری نرمال برخواهد گشت و رابطه ریاضی آن به صورت زیر می باشد.: سرعت برگشت پذیری، fs گ تعداد سری دوره های شکست پیوسته : f تعداد کل دوره های شکست شاخص آسیب پذیری گVulnerabilityح در واقع بیانگر شدت یا اندازه خود شکست است، که به صورت نسبت کل آب عرضه شده در طول دوره های شکست به کل تقاضا در طول همان دوره های که شکست اتفاق افتاده است می باشد - ۵۱ - که آن به صورت زیر می باشد.
تولید جریان های مصنوعی
مدل های تولید جریان رودخانه ای برای تولید سری های متناوب از جریان رودخانه، با مشخصات آماری مشابه داده های تاریخی بکار برده می شود چنین سری های متناوبی بطور تواما خصوصیات سری های جریان رودخانه که ممکن است در آینده اتفاق بیفتد را توصیف می کند جریان های تولید شده بوسیله مدل های تصادفی می توانند خشکسالی های شدیدتر از داده های تاریخی را ایجاد نمایند بنابراین سری های جریان رودخانه تولید شده به طور مصنوعی می تواند به عنوان اساسی برای شبیه سازی مخزن بکار رود. در این مطالعه ابتدا جریان های سالیانه توسط مدل پارامتریک تصادفی سالیانه جذضلA تولید شد، که رابطه ریاضی این مدل بصورت زیرمیباشد:
qi و ذ qi گ جریان های سالیانه مربوط به ط امین و ذیط امین سال ، q گ میانگین جریان های سالیانه داده های مشاهداتی ک گ انحراف معیار جریان های سالیانه ، گ ضریب همبستگی جریان های سالیانه با تاخیر یکzi گ پارامتر مستقل تصادفی با توزیع نرمال استاندارد شده با میانگین صفر و واریانس واحد.برای استفاده از این مدل لازم است که جریان های سالیانه دارای توزیع احتمالی نرمال باشند، برای داده های که دارای توزیعی غیر از توزیع نرمال باشند لازم است که به توزیع نرمال تبدیل شوند و از داده های تبدیل شده استفاده شود.برای تولید جریان های ماهیانه از مدل کفههلاطح 2غه هططغکئهب استفاده شد، که برای استفاده از این مدل، داده های سالیانه تولید شده بوسیله مدل جذضلA به عنوان داده های ورودی مدل فرض می شود که توسط این مدل به جریان های ماهیانه توزیع می گردند.
