بهینه‌سازی بهره‌برداری از مخزن برای تأمین آب کشاورزی با استفاده از الگوریتم کرم شب‌تاب
محورهای موضوعی : مدیریت آب در مزرعه با هدف بهبود شاخص های مدیریتی آبیاریسید محمد حسینی موغاری 1 , محمد ابراهیم بنی‌حبیب 2 *
1 - دانشجو دکتری؛ گروه مهندسی آبیاری و آبادانی؛ دانشگاه تهران؛ پردیس کشاورزی و منابع طبیعی؛ کرج؛77871-31587؛ ایران
2 - دانشیار؛ گروه مهندسی آبیاری و زهکشی؛ دانشگاه تهران؛ پردیس ابوریحان؛ پاکدشت؛53755-33916؛ تهران؛ ایران
کلید واژه: الگوریتم کرم شب‌تاب, بهره‌برداری بهینه, روش‌های فراکاوشی, مخزن بازفت,
چکیده مقاله :
بیشترین مقدار آب کشور در بخش کشاورزی مصرف می‌شود. بنابراین استفاده بهینه از آب در این بخش، به میزان قابل توجهی در حفاظت منابع آب و استفاده حداکثری از آب موجود موثر است. در بسیاری از مناطق، سدهای ذخیره‌ای وظیفه تأمین آب کشاورزی پایین دست خود را بر عهده دارند. بهره‌برداری بهینه از مخازن یکی از مهم‌ترین بخش‌های مدیریت منابع آب سطحی بوده و روش‌های بهینه‌سازی گوناگونی در این زمینه استفاده شده‌اند، که پرکاربردترین آنها روش‌های فراکاوشی می‌باشند. در این پژوهش الگوریتم کرم شب تاب (FA) به عنوان روشی نوین برای تعیین سیاست‌های بهینه بهره‌برداری از مخزن بازفت، به‌کار گرفته شده است. مدلسازی بهره‌برداری از مخزن سد بازفت برای یک بازه 120 ماهه مربوط به سال‌های آبی 66-65 تا 75-74 صورت گرفت. تابع هدف در نظر گرفته شده به صورت کمّینه‌کردن مجموع مجذور نسبتِ تفاضلِ مقدار نیاز و مقدار رهاسازی شده از مخزن، به بیشینه نیاز طی دوره بهره‌برداری تعریف گردید. عملکرد الگوریتم FA با الگوریتم ژنتیک (GA)و بهینه‌سازی مجموعه ذرات (PSO) که روش‌های بهینه‌سازی متداول و شاخصی می‌باشند، مقایسه و ارزیابی شد. نتایج حاکی از عملکرد بهتر FA نسبت به دو روش دیگر بود، به گونه‌ای که مقدار متوسط تابع هدف حاصل از FA برابر 408/0 و متوسط تابع هدف برای GA و PSO به ترتیب برابر 618/0 و 913/0 به دست آمد. افزون بر مقدار مناسب تابع هدف، FA مقدار کمبودهای کمتر و خفیف‌تری نسبت به GA و PSO ایجاده کرده است.
The largest amount of water in Iran is used in agricultural sector. Thus, efficient use of water in this sector will be significantly effective in maintaining water resources and optimum use of available water. In many regions, surface reservoirs are responsible for providing water to downstream agriculture. Optimal operation of reservoir is one of the major parts of surface water resource optimization. So far, several optimization approaches have been used, among them, the most popular methods are Evolutionary Algorithms. In this study, Firefly Algorithm (FA), as a new method, was proposed for optimal operating of Bazoft reservoir. The operation modeling was carried out for a period of 120 months related to 1986 to 1995 years. The considered objective function was defined as minimizing the sum of squared differences between the demands and the release from the reservoir divided by maximum demand during operation. The model performance was examined compared to Genetic Algorithm (GA) and Particle Swarm Optimization (PSO). These two mentioned algorithms are known as common and standard methods.The results indicated that firefly algorithm can better perform than other methods. The mean value of the objective function of this method was 0.408, and the mean of the objective function for the GA and PSO were 0.618 and 0.913, respectively. In addition, FA has created less deficiency values and milder deficiency compares to GA and PSO.