مدل بهینه سازی کانال آبیاری با لحاظ شرایط سیلابی و عدم قطعیت

در پژوهش حاضر برای نخستین بار، الگوریتم فراابتکاری خفاش به منظور طراحی مقطع کانال­ آبیاری با حداقل هزینه ساخت و لحاظ احتمال سیلاب به عنوان محدودیت و عدم قطعیت، معرفی شده است. بدین منظور، با در نظر گرفتن مقطع کانال با زبری­های یکنواخت و مرکب و همچنین ارتفاع آزاد جریان در حالات ثابت و متغیر، سه مدل به صورت اول) زبری یکنواخت-ارتفاع ثابت، دوم) زیری مرکب- ارتفاع ثابت و سوم) زبری مرکب-ارتفاع متغیر تعریف شده است. الگوریتم پیشنهادی بر اساس نتایج آنالیز حساسیت برای مدل های اول تا سوم اجرا گردیده است. در ادامه، مقدار ضریب تغییرات و سرعت همگرایی حاصل از پانزده اجرای تصادفی الگوریتم مذکور، برای مدل­های معرفی شده در مقدار احتمال سیلاب 36/0 مقایسه شده است. در نهایت، نتایج حاصل از الگوریتم مذکور برای مقادیر مختلف احتمال سیلاب، با نتایج نرم افزار لینگو، روش­های­ ضرایب لاگرانژ و برنامه­ریزی متوالی و الگوریتم ازدحام ذرات مقایسه شده است. نتایج حاصل از اجراهای تصادفی نشان داد که مقدار ضریب تغییرات برای مدل­های اول تا سوم به ترتیب برابر با 00049/0، 00019/0 و 00023/0 می­باشد که قابل قبول است. همچنین هر سه مدل­، در 500 تکرار، همگرا شده­اند. دیگر نتایج، حاکی از آن است که استفاده از الگوریتم خفاش در مقایسه با روش­های دیگر، موجب بهبود نتایج بهینه­سازی تا 97/13 درصد شده است. از سوی دیگر، این الگوریتم مقدار بهینه مطلق را نسبت به نرم­افزار لینگو تا 51/0 درصد کمتر تخمین می­زند. در میان سه مدل معرفی شده، استفاده از مدل سوم در مقایسه با مدل­های اول و دوم، موجب صرفه­جویی هزینه ساخت تا 60/59 و 87/53 درصد می­شود.

کلیدواژه ها:

کانال آبیاری ، بهینه سازی ، الگوریتم خفاش ، عدم قطعیت ، احتمال سیلاب ، نرم افزار لینگو