ارزیابی عملکرد الگوریتم بهینه سازی جستجوی اتم در بهره برداری بهینه از سامانه های چند مخزنه و تک مخزنه تحت رسوب گذاری (مطالعه موردی: سد دز)

با توجه به کمبود منابع آب و تقاضای روزافزون بشر، بهره برداری بهینه مخازن به یکی از مهم ترین موضوعات کلیدی جهان امروز تبدیل شده است. در این راستا بهره برداری صحیح و بهینه از سدها یکی از کارآمدترین ابزار مدیریت منابع آب بشمار می رود. نظر به تعداد بالای متغیرهای تصمیم، روابط و قیود موجود در مسایل، مدیریت مخازن و بهینه سازی آن ها از پیچیدگی های زیادی برخوردار است. از اینرو بسیاری از محققین در تحقیقات خود به این موضوع توجه ویژه ای داشته اند. در این پژوهش الگوریتم نوین و بهینه ساز جستجوی اتم (ASO) که برگرفته از مفاهیم دینامیک مولکولی است بر روی سامانه های منابع آب چند مخزنه توسعه داده خواهد شد. از طرفی عدم پیاده سازی سیاستهای مناسب در راستای حفاظت از خاک، پدیده مهم فرسایش را به ویژه در اراضی بالادست مخازن در پی داشته که یکی از نتایج منفی حاصل از آن رسوب گذاری خواهد بود. انتقال و انباشت رسوبات معلق، به نوبه خود منجر به کاهش حجم مفید مخزن خواهد شد که این مهم در اکثر مسایل بهینه سازی مخازن مورد غفلت قرار می گیرد. لکن در این پژوهش بهره برداری بهینه سد تک مخزنه توسط الگوریتم ASO با لحاظ آورد رسوب ماهانه مورد بررسی قرار می گیرد.

در ابتدا عملکرد الگوریتم جستجوی اتم بر روی توابع محک ریاضی بررسی خواهد شد. سپس با انجام تحلیل حساسیت جهت تعیین منطقی ضرایب تاثیرگذار الگوریتم و انتخاب تعداد ذرات و تعداد تکرارهای مناسب هر عملیات، عملکرد الگوریتم بر روی سامانه های متعارف چهار و ده مخزنه تحلیل می شود. در ادامه جهت تامین آب پایین دست سد دز با رعایت موضوع مهم آورد ماهانه رسوب در مخزن، از الگوریتم جستجوی اتم و چهار الگوریتم رایج دیگر استفاده شده که نتایج آن ها با انتخاب معیارهای مقدار تابع هدف، مقادیر RMSE، MAE، NSE,PBIAS به وسیله تکنیکهای رتبه بندی تاپسیس (TOPSIS) و تاپسیس اصلاح شده (M-TOPSIS) اولویت بندی می گردد.

یافته ها:

 عملکرد الگوریتم جستجوی اتم بر روی سامانه های متعارف چهار و ده مخزنه تحلیل شده که نتایج نزدیکی 33/95 درصدی با جواب بهینه مطلق سیستم چهار مخزنه یعنی مقدار 29/308 و نزدیکی 67/89 درصدی با جواب مطلق سامانه ده مخزنه به مقدار 44/1194 را نشان می دهد. همچنین مقایسه الگوریتم جستجوی اتم و چهار الگوریتم رایج ازدحام سالپ (SSA)، الگوریتم سینوس کسینوسی (SCA)، الگوریتم ازدحام ذرات (PSO) و الگوریتم ژنتیک (GA) در سیستم تک مخزنه تحت رسوب گذاری از برتری مطلق الگوریتم جستجوی اتم (ASO) حکایت داشت.

نتیجه گیری: 

به کارگیری الگوریتم جستجوی اتم در حل مسایل بهینه سازی مدیریت منابع آب به ویژه با لحاظ موضوع اثرگذاری حفاظت خاک و رسوب گذاری مخازن توصیه می گردد.