مدل طراحی بهینه مبتنی بر قابلیت اعتماد سدهای تاخیری پاره سنگی با استفاده از الگوریتم بهینه سازی چندهدفه خودتطبیق

در این مقاله با استفاده از مدل شبیه ساز-بهینه ساز به طراحی بهینه مبتنی بر قابلیت اعتماد سدهای تاخیری پاره سنگی پرداخته شده است. مطالعه موردی در تحقیق حاضر حوضه آبخیز رودخانه کرگانرود در غرب استان گیلان است که براساس آمار هیدرومتری سالهای ۱۳۳۶-۱۳۹۶ طراحی بهینه سدتاخیری پاره سنگی جهت کاهش پیک سیلاب ورودی به شهر تالش با رویکرد طراحی اولیه مبتنی بر بهینه سازی تک هدفه و تدقیق طراحی براساس بهینه سازی چندهدفه انجام شده است. ابتدا با استفاده از معادلات حاکم، مدل شبیه سازی سدتاخیری پاره سنگی تهیه شده است و سپس طرح اولیه سد برای انواع مختلف شیب دیواره سد(۷۰، ۷۵ ،۸۰ و ۹۰ درجه) به دست آمده است. در ادامه هر یک از طرح های اولیه به دست آمده با استفاده از بهینه سازی به گونه باز طراحی می شوند که قیود اطمینان تامین گردند. در نهایت نیز براساس طراحی اولیه به دست آمده، طراحی بهینه مبتنی بر قابلیت اعتماد با استفاده از شبیه سازی مونت کارلو و الگوریتم ژنتیک چندهدفه خود تطبیق انجام می شود. نتایج حاصل از طراحی اولیه نشان دهنده ی این موضوع است که در این حالت ضرایب اطمینان برای طرح ارائه شده تامین نمی گردند و نیاز به استفاده از ابزار بهینه ساز برای تامین قیود اطمینان است. در نتیجه از ابعاد به دست آمده از طراحی اولیه به عنوان کران پایین برای مسائل بهینه سازی استفاده شده است. همچنین نتایج حاصل از بهینه سازی چندهدفه برای حالات مختلف سد تاخیری نشان دادکه بهینه ترین حالت سد تاخیری برای حالتی است که زاویه دیواره ی سد برابر با ۸۰ درجه باشد که در این حالت کمترین هزینه اتفاق می افتد و هزینه در این حالت حدود ۲۰ درصد کمتر از سایر حالات است. همچنین نتایج نشان دهنده ی این موضوع است که با کاهش مقدار زاویه در سدتاخیری پاره سنگی هزینه ی ساخت سدتاخیری پاره سنگی حدود ۴۰ درصد کاهش می یابد. مدل توسعه یافته در این تحقیق امکان بازطراحی و تدقیق طرح اولیه براساس مفاهیم عدم قطعیت، بهینه سازی و اعتمادپذیری را فراهم می کند و می تواند در مطالعات کاربردی مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

سدتاخیری پاره سنگی ، الگوریتم بهینه ساز ژنتیک چندهدفه خود تطبیق ، طراحی بهینه مبتنی بر قابلیت اعتماد ، شبیه سازی مونت کارلو