تصمیم گیری تخصیص آب در شرایط عدم قطعیت با استفاده از بهینه سازی چندهدفه همتای استوار

سابقه و هدف: نظر به وجود عدم قطعیت در داده های مرتبط با مسائل منابع آبی، ضرورت طراحی سیستم بهینه منابع آب که از اطمینان پذیری بالایی در شرایط وقوع عدم قطعیت برخوردار باشد، بیش از پیش احساس می گردد. ماهیت چندبعدی مسائل تخصیص بهینه آب نیز منجر شده که لحاظ نمودن اهداف متضاد چندگانه درون مدل های بهینه سازی اجتناب ناپذیر باشد. هدف از این تحقیق ارائه یک مدل بهینه سازی کمی-کیفی است که ضمن برقراری تعادل میان اهداف اقتصادی و زیست محیطی، در برابر عدم قطعیت های موجود، استوار باقی بماند. مواد و روش ها: با کمک اهداف بیشینه نمودن درآمد کل سیستم و کمینه نمودن بار آلودگی ورودی به رودخانه، مدل قطعی تحقیق ساخته شده و در مطالعه موردی سیستم رودخانه ای دز-کارون به کار گرفته شد. با مد نظر قراردادن عدم قطعیت جریان رودخانه و نیازهای آبی و به کارگیری رویکرد بهینه سازی استوار برتسیماس و سیم، مدل قطعی به یک مدل بهینه سازی چندهدفه استوار ارتقاء یافت. حساسیت مدل استوار نسبت به تغییرات سطوح عدم قطعیت و نیز احتمال تخطی قید مختلف مورد بررسی قرار گرفت. حل مسئله از طریق روش اپسیلون محدودیت انجام شد و ارزیابی مدل استوار از طریق مقایسه نتایج آن با مدل قطعی صورت پذیرفت. نقطه زانوی جبهه پارتو به عنوان جواب انتخابی از میان مجموعه جواب های بهینه، مورد استفاده قرار گرفت. یافته ها: نتایج حاصل از به کارگیری روش توسعه یافته در تخصیص بهینه منابع آب مطالعه موردی این تحقیق مبین کارایی و توانایی آن در حل سریع و دقیق مسئله بود. مقایسه جواب بهینه نقاط زانو نشان داد که مقاوم سازی مدل بهینه سازی در برابر عدم قطعیت ها به صورت لحاظ نمودن سطح عدم قطعیت و احتمال تخطی قیود 1/0 به منظور جلوگیری از شکست در تامین آب، ملزم به کاهش بهره برداری از آب رودخانه از 5/8301 به 9/7368 میلیون متر مکعب در سال و تعدیل درآمد اقتصادی حاصل سیستم از 1،636،808 به 1،365،693 میلیون ریال در سال در مقایسه با مدل قطعی می باشد. این شرایط موجب بهبود وضعیت بارآلودگی تولیدی از 53،949 به 48،505 تن در سال خواهد شد. نتایج نشان داد که رویکرد استوار مورد استفاده در این مطالعه قادر است بدون افزودن پیچیدگی به مدل قطعی، امکان ایمن سازی شده نتایج حاصل در برابر عدم قطعیت ها را فراهم آورد و تصمیم گیر می تواند با تعیین سطح عدم قطعیت و مقدار احتمال تخطی قید، درجه استواری مدل تخصیص منابع آب را انتخاب نموده و امکان سازش میان مقادیر اهداف و سطح اطمینان پذیری سیستم را فراهم آورد. نتیجه گیری کلی: نتایج حاکی از رضایت بخش بودن، قابلیت اطمینان بالا و انعطاف پذیری مدل استوار پیشنهادی این تحقیق می باشد. بر این اساس مدل خطی ارائه شده در این مطالعه ضمن کاربری ساده، می تواند به عنوان یک ابزار تصمیم گیری کآرا جهت تخصیص بهینه منابع آب مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

تخصیص آب ، روش اپسیلون محدودیت ، عدم قطعیت ، همتای استوار ، نقطه زانو