بهينه سازي خروج رسوبات سدها در عمليات فلاشينگ با استفاده از مدل بهره برداري از مخزن: (مطالعه ي موردي سد سفيد رود)

Flushing Sediment Removal Optimization Using Reservoir Operation Model: Sefid-Rud Case Study

بهينه سازي بهره برداري از سدهاي مخزني تاكنون بيشتر با تاكيد بر اهداف تامين نيازهاي آبي و انرژي، مهار سيلاب و بهبود شرايط زيست محيطي صورت گرفته و در اين توابع هدف به مسيله ي خروج رسوبات ورودي توجهي نشده است. بيشتر مطالعاتي كه براي رسوب زدايي از مخازن سدها انجام مي شود، فاقد ارتباط مناسب با مدل هاي بهره برداري از مخرن سد هستند كه اين امر منجر به ناهماهنگي بين تصميم هاي مرتبط با رسوب زدايي و ساير اهداف بهره برداري مي شود. در اين مقاله با ديدگاه نوين، يك مدل بهينه سازي بهره برداري از مخزن سد ارايه شده كه در آن دو تابع هدف تامين نياز پايين دست و خروج رسوبات از مخزن سد، استفاده شده است. به منظور تدوين تابع هدف خروج رسوبات از مخزن، از روش برنامه ريزي عمليات فلاشينگ استفاده شده است. با وزن دادن به دو تابع هدف تامين نياز و خروج رسوبات، عملكرد مدل بهينه سازي در سناريوهاي گوناگون بررسي شده است. براي حل مدل بهينه سازي از الگوريتم ژنتيك با طول كروموزوم متغير ( VLGA) استفاده شده است. در مطالعه ي موردي سد سفيدرود، عملكرد مدل بهينه سازي با نتايج واقعي بهره برداري از اين مخزن در يك دوره ي پنج ساله مقايسه و راهكارهاي اجرايي مناسب براي دست يابي به راندمان رسوب زدايي بالاتر و تامين بهتر نيازهاي پايين دست، ارايه شده است.

Operation optimization of the reservoirs has been mostly carried out based on general objectives, including water demand supplies, power generation, flood management, and environmental constraints. In most of the previously developed models, sediment removal from reservoirs has not been included. Flushing is one of the most important and common ways of retrieving the lost volume of reservoirs due to sedimentation. Despite its adverse effects on the environment of downstream rivers, this method has received lots of attention by engineers and researchers in the past. One of the main drawbacks of the previous studies in the field of reservoir operation optimization has been lack of modeling tools for considering the relation between sediment removal and other objectives of reservoir operation. In this paper, a new approach has been developed for monthly reservoir operation optimization. For this purpose, a model has been formulated to minimize the total deficit in supplying demands and to maximize the total volume of sediment removed from the reservoir. The objective function for sediment outflow has been developed using the flushing method. The optimization model has been formulated using Varying chromosome Length Genetic Algorithm (VLGA). The efficiency of the model has been tested in the case study of Sefidrud Reservoir in North of Iran. The results of the optimization model for a 5-year period have been compared with the historical records of the operation of the reservoir. The results of the case study have been summarized in the form of practical operating rules for flushing and operation management.