جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه
تکرار جستجوی کلیدواژه simulation-optimization در نشریات گروه فنی و مهندسی
simulation-optimization
در نشریات گروه مهندسی آب
تکرار جستجوی کلیدواژه simulation-optimization در مقالات مجلات علمی
-
در اینپژوهش، بهینهسازی بهره برداری از مخزن در ساختار برداشت انتخابی با در نظر گرفتن جنبه های کمی و کیفی منابع آب مورد بررسی قرار گرفت. حل این مسئله بزرگ مقیاس، با استفاده از رویکرد شبیه سازی بهینه سازی مبتنی بر فرامدل با هدف ارتقاء تامین نیازهای آبی پایین دست و بهبود کیفیت جریان آب خروجی از مخزن مورد توجه این پژوهش بوده است. شبیه سازی هیدرودینامیک و کیفیت سیستم رودخانه- مخزن مورد بررسی، توسط مدل دو بعدی هیدرودینامیک و کیفیت آب CE-QUAL-W2 انجام و الگوریتم بهینهسازی چند هدفه هوش جمعی ذرات به عنوان ابزار بهینهسازی به کار گرفته شد. با توجه به لزوم فراخوانی های متعدد مدل CE-QUAL-W2 توسط الگوریتم بهینهسازی در رویکرد شبیهسازی- بهینهسازی و نیز حجم محاسباتی زیاد این مدل عددی در تخمین پارامترهای کیفیت آب جریان خروجی از مخزن، مدل/مدل های جایگزین تقریب غلظت پارامترهای کیفی جریان خروجی مخزن، از جمله اکسیژن محلول، نیترات، فسفات، BOD و آهندر پژوهش حاضر توسعه یافت. در ادامه ارتباط میان الگوریتم بهینهسازی و مدل های جایگزین تقریب کیفیت و مدل موازنه حجم آبی در مخزن دنبال شد. تابع هدف کیفی این مسئله بهینه سازی به صورت شاخص کیفیت تجمیع کننده زیرشاخص های غلظت پارامترهای متعدد کیفی تعریف شد. رویکرد پیشنهادی در این بررسی به منظور استخراج الگوی بهینه بهره برداری از مخزن در ساختار برداشت انتخابی در سیستم رودخانه- مخزن ایلام مورد آزمون قرار گرفت. نتایج بیانگر کارایی و دقت قابل توجه مدل های جایگزین توسعه داده شده در تقریب غلظت پارامترهای متعدد کیفی خروجی از مخزن در مقایسه با مدل CE-QUAL-W2 بود. خطای تقریب اکسیژن محلول، نیترات، فسفات، آهن و BOD به ترتیب 3، 1، 2، 2 و 3 درصد بود. همچنین نتایج، ارتقاء کیفیت جریان خروجی و بهبود تامین نیاز آبی پایاب مخزن ایلام را نشان داد. دلیل این رویداد، افزایش برداشت از مخزن، کاهش زمان ماند و به تبع آن کاهش فرصت ته نشینی آلاینده ها و رخداد واکنش های شیمیایی است.کلید واژگان: الگوریتم چند هدفه هوش تجمعی ذرات، CE-QUAL-W2، مدل ماشین بردار پشتیبان، شبیه سازی-بهینه سازیIn this research, deriving optimal reservoir operation in selective withdrawal scheme considering quality and quantity aspects has been studied. Surrogate based simulation-optimization approach (SBSOA) has been applied to improve downstream water supply and enhance reservoir outflow water quality. CE-QUAL-W2 as the hydrodynamic and water quality simulation model in the river-reservoir system and multi-objective particle swarm optimization (MOPSO) algorithm as an efficient tool have been applied in simulation-optimization (SO) approach. To overcome the computational burdens of multiple calls of CE-QUAL-W2, as a numerical high fidelity model, various surrogate models have been developed to simulate reservoir outflow water quality parameters (DO, NO3, PO4, BOD, and Fe). The developed surrogate models and mass balance model have been coupled with MOPSO algorithm in SBSOA. In this study, the water quality objective function is defined as water quality index (WQI), which integrates various water quality parameters, DO, NO3, PO4, BOD, and Fe. The proposed approach has been applied in Ilam river-reservoir system to derive optimal reservoir operating strategies in the selective withdrawal scheme. The results show suitable efficiency and accuracy of the developed surrogate models in approximation of various water quality parameters compared with CE-QUAL-W2 simulation results (the approximation error of DO, NO3, PO4, Fe, and BOD has been respectively 3%, 1%, 2%, 2%, 3%). The studies indicate enhancing reservoir outflow water quality is consistent with downstream water supply satisfaction. It means, the increasing of reservoir outflow rate leads to the reservoir detention time decreasing, pollutant settling rate reductions, and chemical/biological reaction attenuation.Keywords: MOPSO Algorithm, CE-QUAL-W2, LIBSVM Model, simulation-optimization
-
موضوع این مقاله توسعه یک مدل هیدرولوژیکی-اقتصادی مبتنی بر رویکرد شبیه سازی-بهینه سازی با هدف تعیین سیمای بهینه توسعه منابع آب حوضه آبریز رودخانه حله (شاپور-دالکی) واقع در جنوب ایران برای یک افق برنامه ریزی بلندمدت می باشد. برای بهینه سازی از الگوریتم بهینه سازی دسته ذرات (PSO) و برای شبیه سازی از ترکیب نرم افزار تخصیص آب WEAP با سه ماجول محاسباتی روندیابی نمک (شوری) منابع آب و خاک، تولید محصول و اقتصادی استفاده می شود. در نهایت از مدل توسعه یافته برای بهینه سازی اقدامات و طرحهای زیرساختی (ساخت سدها وشبکه های آبیاری و بکارگیری تکنولوژی های مدرن آبیاری) و همچنین سیاستهای بهره برداری (الگوی کشت، استراتژی آبیاری و آبشویی و قواعد بهره برداری مخازن و تخصیص آب) استفاده می شود. نتایج کاربرد مدل در خصوص حوضه آبریز حله ساخت سدهای چروم، دالکی و نرگسی، با حجم نرمال مخزن به ترتیب برابر 5/43، 5/305 و 8/76 میلیون مترمکعب را پیشنهاد می نماید که در اثر اجرای آن منافع خالص کل حوضه حاصل از کشاورزی در حدود 18% افزایش می یابد و علیرغم آن ارزش اقتصادی آب تحت شرایط گزینه بهینه توسعه نسبت به وضع موجود کاهش می یابد. همچنین استراتژی آبیاری و آبشویی بهینه بدست آمده نشان داد، مقدار کل نیاز ناخالص آب در شرایط توسعه بهینه حدود 35 درصد نسبت به شرایط وضع موجود کاهش خواهد یافت.کلید واژگان: مدلسازی هیدرولوژیکی-اقتصادی، شبیه سازی-بهینه سازی، WEAP، بیلان نمک، PSOThis paper deals with developing a hydro-economic simulation-optimization model for optimal design of water resources development projects and policies of Helleh (Shapoor-Dalaki) River Basin, located at south of Iran, over a long-term planning horizon. We employ Particle Swarm Optimization (PSO) coupled with a simulation model which is a combination of WEAP water allocation software and three computational modules for soil and water salt routing at basin scale, crop yield production and economic analysis. Finally we apply the developed simulation-optimization model to optimize infrastructural projects and measures, e.g. construction of dams and irrigation districts and utilization of modern technologies, and also operation policies, e.g. irrigation and leaching strategies, reservoir rule curves, and water allocation priorities. Model application results suggest construction of Choroom, Dalaki and Nargesi dams with normal water volumes equal to 43.5, 305.5 and 76.8 million cubic meters, respectively. In spite of economic efficiency of the optimal solution achieved (18% enhancement of net benefit), the associated economic value of water is reduced with respect to business-as-usual condition. Also optimal irrigation and leaching strategies lead to 35% reduction in total gross irrigation requirement under development condition.Keywords: Hydro-economic modelling, simulation-optimization, WEAP, salt balance, PSO
-
بالا بودن سطح آب زیرزمینی در مناطق شهری باعث بروز مشکلات متعددی در سازه های موجود و پروژه های عمرانی می شود. در روش مرسوم زهکشی با حفر تعدادی چاه و پمپاژ آب از آبخوان، سطح ایستابی تا مقدار مطلوب پایین آورده می شود. علی رغم کارایی قابل قبول این روش، هزینه اجرایی آن غالبا زیاد است. بنابراین بهینه سازی طراحی سیستم پمپاژ آب زیرزمینی در این گونه پروژه ها حائز اهمیت بوده و می تواند باعث صرفه جویی چشمگیر در هزینه های نهایی شود. در این پژوهش، حل مسئله جانمایی و ظرفیت بهینه چاه های پمپاژ با حداقل هزینه زهکشی و به منظور افت سطح آب زیرزمینی با استفاده از رویکرد شبیه سازی- بهینه سازی مد نظر قرار گرفت. مدل شبیه سازی مورد استفاده به منظور بررسی رفتار آبخوان تحت تاثیر احداث چاه های پمپاژ نرم افزار MODFLOW و الگوریتم بهینه سازی به منظور تعیین جانمایی و ظرفیت بهینه چاه های پمپاژ الگوریتم کرم شب تاب می باشد. مدل توسعه یافته FOA-MODFLOW بر روی آبخوان محدوده مسجد جامع شهر کرمان به منظور طراحی و جانمایی بهینه چاه های پمپاژ آب تحت هدف کمینه سازی هزینه کل طرح اجرا شد. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که در محدوده مذکور، ضمن کاهش قابل توجه هزینه طرح نسبت به طرح پیشنهادی توسط مشاور پروژه، می توان با احداث دو حلقه چاه با مجموع نرخ پمپاژ 5503 متر مکعب در روز، به میزان حداقل 5/1 متر در محدوده مذکور افت ایجاد کرد، در شرایطی که میزان نشست زمین در محدوده طرح نیز در حد مجاز باشد. همچنین بررسی تاثیر پارامترهای مهم حاکم بر مسئله بیانگر تاثیر مقادیر حداکثر رقوم مجاز سطح آب زیرزمینی و حداکثر دبی پمپاژ چاه ها بر روی جواب های مسئله می باشد. از طرف دیگر نتایج، عملکرد مناسب رویکرد شبیه سازی- بهینه سازی مورد استفاده در حل مسائل آب زیرزمینی را نشان می دهد. در این رویکرد تلفیق یک مدل شبیه ساز با قابلیت لحاظ جوانب مختلف سیستم آبخوان و یک الگوریتم بهینه ساز فراکاوشی با قابلیت نیل به مقادیر بهینه سراسری متغیرهای تصمیم، منتج به طراحی و جانمایی بهینه چاه های برداشت از آبخوان با هدف افت سطح آب زیرزمینی شد.کلید واژگان: زهکشی آب زیرزمینی، چاه های پمپاژ، شبیه سازی - بهینه سازی، مدل MODFLOW، الگوریتم کرم شب تابHigh groundwater levels in urban areas pose major problems in construction and mining projects. A typical and effective solution in these situations is to dig drainage wells to lower the water table to the desired level through an appropriate pumping strategy. Although the method is efficient, the operating costs are relatively high and it is, therefore, of great importance to optimize the groundwater pumping system to save costs. In this paper, a simulation-based optimization approach is exploited to minimize the total costs through optimizing the layout and capacity of pumping wells. For this purpose, MODFLOW, the groundwater simulation software, is used to investigate aquifer behavior under pumping wells and the well-known Firefly Optimization Algorithm is exploited to find the optimal well layout and capacity. The proposed FOA-MODFLOW model is tested on the small urban ancient Grand Mosque region in Kerman City, southeast of Iran, to minimize the cost of the draining project. Experimental results indicate that the proposed cost-effective design noticeably outperforms the one proposed by the consulting engineers in terms of both the number of drilled wells and the associated pumping costs. The optimal strategy observes the constraints and demands by constructing only two wells with a total pumping rate of 5503 m3/day and a water table drawdown of more than 1.5 m provided the ground subsidence is within the allowable limit of less than 80 mm. Additionally, examination of the values obtained for the various design parameters shows that the proposed strategy is the best and its sensitivity to maximum permissible water level and pumping rates is highest as compared with other similar designs.Keywords: Groundwater Degradation, Pumping Wells, Simulation-Optimization, MODFLOW, firefly algorithm
نکته
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.