بهره‌برداري بهينه از سيستم مخازن حوزۀ آخيز كرخه با استفاده از الگوريتم جستجوي موجودات هم زيست (SOS)

OOptimization Operation of Karkheh River Basin Multi-Reservoirs System Operation by using Symbiotic Organisms Search (SOS) Algorithm

در چند دهۀ اخير، الگوريتم‌هاي فراكاوشي نقش مؤثري در مسائل مختلف مهندسي از جمله بهره‌برداري بهينه از مخازن داشته‌اند. به­ دليل پيچيدگي مسائل مديريت منابع آب و در نتيجه نياز روزافزون به توسعه و رواج روش‌هاي مزبور، در پژوهش حاضر با استفاده از روشي مبتني بر الگوريتم جستجوي موجودات همزيست، به مدل‌سازي بهره‌برداري بهينه از سيستم‌هاي پيچيده چند مخزني پرداخته شده است. در گام اول، عملكرد موفقيت‌آميز روش با استفاده از تعدادي تابع محك استاندارد ارزيابي شد. پس از آن به منظور بهره‌برداري ماهانه، از مخازن تنگ‌معشوره، سازبن و كرخه، واقع در حوزۀ آبخيز كرخه استفاده شد. تخصيص بهينه براي تأمين نياز آبي چهار منطقۀ كشاورزي، با اولويت تأمين نياز آبي زيست‌محيطي براي دورۀ 5 ساله (سال آبي 60-59 تا 64-63) در نظر گرفته ‌شد. نتايج به­ دست­ آمده از الگوريتم جستجوي موجودات همزيست، با نتايج به­ دست­ آمده از الگوريتم‌هاي تكاملي توسعه يافتۀ ديگر، ازجمله الگوريتم‌هاي ژنتيك و ازدحام ذرات، مقايسه شد. نتايج بررسي­ ها نشان مي­ دهد كه در مقايسه با سياست‌هاي حاصل از اعمال الگوريتم‌هاي ژنتيك و ازدحام ذرات، سياست بهينه شده توسط الگوريتم جستجوي موجودات همزيست با شاخص پايداري 99/99، 11/99، 92/82 و 47/79، عملكرد مناسب‌تري در بهره‌برداري بهينه از سيستم‌هاي چند مخزني دارد.

In recent decades, Meta-heuristic algorithms has played an effective role in solving different engineering problems such as optimal operation of reservoirs. Owing to the complexity of water resources management problems, as well as, the daily growing need for the development and expansion of these methods, in this research, a model based on Symbiotic Organisms Search (SOS) algorithm was developed for modeling the optimal operation of complex multi-reservoirs systems. In the first step, the performance of the method was successfully assessed through several benchmark functions. Then it was used for the monthly operation of Tangemashure, Sazbon and Karkheh reservoirs located in Karkheh basin. The optimal allocation were considered for meeting the irrigation demands of 4 agricultural regions, and priority was with allocation of water for the environmental demands., for a 5 year period (from 1980-81 to 1984-85). The results of SOS algorithm were compared with other developed evolutionary algorithms including Genetic Algorithm (GA) and Particle Swarm Optimization (PSO). The results indicated that, optimized operation policy through SOS algorithm with the sustainability index of 99.99, 99.11, 82.92 and 79.47 percent for Sazbon, Tangemashure, upstream and downstream of Karkheh reservoirs was more appropriate performance as compared to GA and PSO algorithms in optimal operation of multi-reservoirs systems.