تعیین پارامترهای بهینه روش تجربی کاهش سطح در سد مخزنی کرج با استفاده از الگوریتم تکامل تصادفی جوامع

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

2 دانشجوی دکتری/دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

چکیده

تعیین میزان و چگونگی تجمع رسوبات در مخازن سدها از جنبه‌های پایداری و بهره‌برداری حائز اهمیت است. یکی از روش‌های تجربی بمنظور مشخص نمودن نحوه توزیع رسوب در مخازن سدها روش کاهش سطح می‌باشد. در این روش بر اساس شکل، مخازن به چهار دسته تقسیم شده است. برای هر یک از انواع مخازن پارامترهایی ارایه شده است که توزیع رسوب بر اساس آن‌ها انجام می‌شود. تعیین پارامترهای مناسب در مخازن در حال بهره‌برداری که عملیات هیدروگرافی در آن‌ها حداقل یکبار انجام شده باشد، دقت روش را افزایش می‌دهد. هدف از این پژوهش تعیین پارامترهای بهینه روش تجربی کاهش سطح در سد مخزنی کرج با استفاده از الگوریتم تکامل تصادفی جوامع می‌باشد. در این پژوهش، بر اساس تئوری روش کاهش سطح یک مدل کامپیوتری تهیه شد. سپس مدل بهینه‌سازی به روش الگوریتم تکامل تصادفی جوامع آماده و در نهایت این دو مدل ترکیب و مدل شبیه‌سازی- بهینه‌سازی توسعه داده شد. مدل شبیه‌سازی- بهینه‌سازی، پارامترهای روش تجربی کاهش سطح را برای مخزن سد کرج بنحوی تعیین می‌کند که بیشترین تطابق بین مقادیر حجم محاسباتی و اندازه‌گیری شده بدست آید. برای تعیین مقادیر بهینه این پارامترها تابع هدف به صورت مجذور میانگین مربعات خطای مقادیر محاسباتی از مقادیر واقعی تعریف شد. با استفاده از مدل تهیه شده بر اساس اطلاعات سال 1340 و هیدروگرافی سال 1370 پارامترهای بهینه بدست آمد. به‌ منظور صحت‌سنجی مدل شبیه‌سازی- بهینه‌سازی، توزیع رسوب در سال 1386 با استفاده از پارامترهای بهینه بدست‌آمده توسط مدل، محاسبه و با مقادیر هیدروگرافی مقایسه گردید.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Determination of Optimal Parameters of Empirical Area Reduction Method in Karaj Reservoir Dam using SCE

چکیده [English]

Dam construction on the rivers causes sediment accumulation behind them. Determination of quantity and quality of sediment deposition in reservoirs is important for their stability and operation. Area- reduction method is one of the empirical methods for reservoir sediment distribution. In this method, reservoir is divided to four types, based on its shape. Parameters are presented for each types of reservoir which is carried out based on sediment distribution. Determination of suitable parameters in operating reservoirs which have at least one period of hydrographic data, leads to increment of accuracy. The objective of this research is determination of optimal parameters of empirical area reduction method in Karaj dam using Shuffled Complex Evolution algorithm. In this research, a computer model was developed based on area reduction method theory. Then optimization model was prepared using Shuffled Complex Evolution algorithm and these two models were combined and Simulation- Optimization model was developed. Simulation- Optimization model determined area reduction method parameters for Karaj dam so that the most compatibility occurs between computational and measured volumes. To determine optimal parameters values, objective function was defined as Root Mean Square Error (RMSE) calculation of actual values. Using prepared model, optimal parameters was obtained based on information in 1961 and hydrography in 1991. To verify simulation-optimization model, sediment distribution in 2007 was calculated using obtained optimal parameters by model and was compared to hydrographic values.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sediment distribution
  • Sedimentation
  • Area- reduction method
  • Shuffled Complex Evolution algorithm