بخشی از مقاله
چکیده
با توجّه به کمبود منابع آبهاي سطحی در ایران، بهرهبرداري بهینه از آب مخازن پشت سدها براي اهداف متعدد همچون کشاورزي، شرب، صنعت و غیره ضروري است. سد الغدیر شهرستان ساوه واقع در استان مرکزي با حجم کل مخزن 290 میلیون مترمکعب بر روي رودخانه قره چاي به منظور آبیاري اراضی حاصلخیز کشاورزي، تامین نیاز شرب و تولید انرژي در سال 1372 به بهره برداري رسیده است.
در این تحقیق با توجه به تابع هدف مدل که حداقل سازي کمبود در سیستم بود، مقادیر بهینه آب رها شده از مخزن، کمبود مخزن و حجم بهینه آب ذخیره شده مخزن با استفاده از الگوریتم فراکاوشی جامعه ذرات - PSO - و با لحاظ قیود فیزیکی و هیدرولوژیکی مورد محاسبه قرار گرفت. مقایسه نتایج حاصل از این روش نشان داد، الگوریتم جامعه ذرات توانمندي خوبی در محاسبه مقادیر بهینه تابع هدف و متغیرهاي تصمیم بهره برداري برخوردار است.
-1 مقدمه
با توجّه به کمبود منابع آبهاي سطحی در کشور، در حال حاضر حفظ و بهرهبرداري از این منابع در اولویت برنامهریزان صنعت آب کشور قرار دارد. با توجه به وضعیت اقلیمی ایران که جزو مناطق خشک و نیمه خشک محسوب میشود، استفاده بهینه از منابع آب حائز اهمیت میباشد. تجارب سالهاي اخیر نشان داده است که عدم توجه کافی به مقوله بهرهبرداري مناسب از منابع آب و تاسیسات آبی باعث هدر رفتن سرمایههاي اولیه و حتی تخریبهاي زیستمحیطی می گردد .[3] در زمینه بهرهبرداري بهینه از مخزن سدها با استفاده از روشهاي فراکاوشی مطالعات نسبتاً خوبی در داخل و خارج کشور انجام پذیرفته است.
فلاح مهدي پور و بزرگ حداد - 1387 - با استفاده از الگوریتمهاي فرا کاوشی ژنتیک و بهینهسازي مجموعه ذرات مدل بهرهبرداري بهینه از مخزن بازفت را به منظور تأمین نیاز پاییندست این مخزن توسعه دادند.[6] فلاح مهديپور و همکاران - 1387 - الگوریتم مجموعه ذرات را در بهینهسازي بهرهبرداري بهینه یک مخزن چندمنظوره بکار بردهاند. در آن طرح سعی شده که مجموعه جواب بهینه بهرهبرداري دومنظوره - برقابی و تأمین نیاز پاییندست - از سیستم تک مخزنه - مخزن بازفت - با استفاده از الگوریتم بهینهیابی چندهدفه مجموعه ذرات استخراج گردد.
[7] برهانی داریان و مرادي - 1388 - نیز بهرهبرداري بهینه در سیستمهاي چند مخزنی با روشهاي فرا کاوشی را بررسی کردند. هدف از تحقیق ایشان، بررسی کاربرد الگوریتمهاي ACOr و PSO در مقایسه با GA به عنوان یکی از روشهاي قوي بهینهسازي براي حل مسایل پیچیده منابع آب بود. نتایج گویاي این موضوع بود که الگوریتم ACOr براي مسایل چند مخزنی پیچیده، قابل رقابت با الگوریتم ژنتیک میباشد و در تمامی اجراها به سمت بهینه سراسري نزدیک حرکت میکند.
[1] کومار و ردي - 2007 - با استفاده از الگوریتم PSO و با بهرهگیري از تکنیک وزندهی و تبدیل مسئله چندهدفه به تکهدفه، همچنین فرآیندهاي تکاملی نظیر نخبهگرایی و جهش در فرآیند جستجوي تکهدفه، مسئله بهرهبرداري مخزن با اهداف کشاورزي و برقابی را مورد بررسی قرار دادند .[8] هدف از این تحقیق ارائه سیاست بهرهبرداري بهینه از مخزن سد چندمنظوره الغدیر ساوه با توجه به حداقلسازي کمبود در مخزن با استفاده از الگوریتم جامعه ذرات میباشد.
-2 مواد و روش ها
منطقه مورد مطالعه در استان مرکزي و در فاصله حدود 25 کیلومتري جنوب غربی شهرستان ساوه و 150 کیلومتري جنوب غربی تهران قرار گرفته است. سد بتنی دو قوسی ساوه در تنگه وفرقان بر روي رودخانهقرهچاي با حجم مفید مخزن 271 میلیون مترمکعب احداث گردیده و از سال 1372 مورد بهرهبرداري قرار گرفته است. این سد به دلیل خشکسالیهاي متوالی دچار افت سطح آب ذخیره شده گردیده به طوري که حجم آب ذخیره شده در آن از63 میلیون مترمکعب در اردیبهشت سال 1389 به 48/96 میلیون مترمکعب در فرودین 1390 و حدود 40 میلیون مترمکعب در سال 91 رسیده است.
میانگین بارندگی منطقه بین سالهاي 1386-1374 برابر 230میلیمتر و درجه حرارت ماهانه میانگین آن بین 4/9 درجه سانتیگراد در دي ماه و 30 درجه سانتیگراد در ماه مرداد میباشد .[4] شکل - 1 - موقعیت منطقه مورد مطالعه و سد الغدیر را نشان میدهد. در این تحقیق ابتدا دادههاي مورد نیاز هیدرولوژیکی، هواشناسی، مشخصات سد، نیازهاي پاییندست و غیره مربوط به سالهاي آبی 1386-87 لغایت 1390-91 از امور منابع آب شهرستان ساوه اخذ گردید.
سپس مدل بهینهسازي بهرهبرداري مخزن سد توسعه داده شد. مدل توسعه داده شده توسط الگوریتم مجموعه ذرات حل شده و جواب بهینه متغیرهاي تصمیم محاسبه گردید. همچنین شبیهسازي وضع موجود نیز با استفاده از نرمافزار متلب صورت گرفت و تاًنهای نتایج بدست آمده با دادههاي تاریخی مقایسه شده و نتایج ارزیابی ارائه گردید.
-1-2 ویژگی هاي آماري پارامترهاي مورد استفاده در طول دوره بهره برداري
ویژگی هاي آماري پارامترهاي مورد استفاده در طول 60 دوره ماهانه بهره برداري در جدول زیر ارائه گردیده است.
-2-2 نیاز کشاورزي
میانگین نیازهاي ماهانه کشاورزي در جدول 3 آمده است. در این جدول میانگین نیازهاي ماهانه براي دو حالت برآورد اولیه که در آن سطح زیر کشت 23000 هکتار و براي وضع موجود 8000 هکتار میباشد، ارائه گردیده است.
-3-2 نیاز شرب
براي تامین آب مورد نیاز آشامیدنی، مصارف دامداري و صنعت در مطالعات اولیه حدود 43 میلیون مترمکعب در سال در ابتداي شبکه در قرارداد اختصاص یافته بود که از این مقدار آب آشامیدنی شهر ساوه 4 میلیون مترمکعب، مصارف دامداريها و آبیاري باغات خارج از شبکه 11 میلیون مترمکعب و نیاز شهر صنعتی ساوه 28 میلیون مترمکعب درنظر گرفته شد .[5]
