بهينه سازي توزيع آب كانال BP14 شبكه آبياري فومنات با استفاده از الگوريتم جامعه مورچگان

Water Delivery Optimization in BP14 Canal of Fumanat Irrigation Network Using Ants Colony System Algorithm

تحويل و توزيع نامناسب آب در كانال ها، موجب نارضايتي كشاورزان، عدم رعايت عدالت در توزيع و افزايش تلفات بهره برداري خواهد شد. بنابراين برنامه ريزي توزيع و تحويل بهينه آب وضعيت عملكرد شبكه را به طور قابل ملاحظه اي افزايش خواهد داد. با گسترش رايانه و روش هاي حل رياضي اين امكان فراهم شده است تا با توسعه مدل هاي شبيه سازي و بهينه سازي، بهره برداري بهينه از شبكه هاي آبياري تعيين گردد. در اين پژوهش، از روش بهينه سازي الگوريتم جامعه مورچگان به‌منظور تهيه برنامه بهينه توزيع آب در كانال BP14 شبكه آبياري فومنات واقع در غرب استان گيلان استفاده شده است. اين كانال به طول 6852 متر و با مقطع ذوزنقه و متوسط ظرفيت 5/2 مترمكعب بر ثانيه و سطح زير پوشش 2100 هكتار مي باشد. برنامه تحويل و توزيع بهينه اين كانال در دو حالت تك هدفي شامل كاهش ظرفيت كانال و دوهدفي شامل كاهش ظرفيت كانال و زمان توزيع به دست آمد. مقايسه نتايج پژوهش حاضر با نتايج حاصل از الگوريتم ژنتيك نشان داد كه الگوريتم جامعه مورچگان نسبت به الگوريتم ژنتيك در حالت تك هدفي، ظرفيت كانال را 90 ليتر بر ثانيه كمتر و زمان تكميل برنامه آبياري را 10 ساعت بيشتر بدست آورده است. همچنين تعداد تنظيمات دريچه سراب و كمبود آب تحويلي به ترتيب يك و 04/0 درصد كمتر از الگوريتم ژنتيك به‌دست آمد. در حالت دو هدفي الگوريتم جامعه مورچگان نسبت به الگوريتم ژنتيك ظرفيت كانال را 105 ليتر بر ثانيه كمتر و زمان تكميل برنامه آبياري 41 ساعت بيشتر تعيين نموده است.

Poor delivery and distribution water in irrigation canals will cause the discontent of farmers, disrespect of equity in water delivery and increase operational losses. Therefore optimal water delivery scheduling will increase performance condition network, considerably. With the spread of computers and mathematical methods, it is possible that develop simulation and optimization mathematical models for optimal operation. In this study, Ants Colony System (ACS) optimization algorithm is used for development optimal water delivery in BP14 canal of Fumanat irrigation network in west of Gilan province. This canal has a length of 6852 meters with a trapezoidal cross section and capacity of 2.5 m3/s and land cover area of 2100 ha. The optimal delivery schedule canal is derived for two cases; single objective, canal capacity minimization and two objective including minimize canal capacity and delivery time. Comparison of the research with results obtained from Genetic Algorithm (GA) showed that ACS algorithm to GA in single objective state resulted in less canal capacity (90 l/s) and more irrigation schedule complement duration (10 hours). Also, the number of upstream gate regulations and water delivery deficiency obtained 1 and 0.04 percent, respectively. In two objective state, ACS determined less canal capacity (105 l/s) and more irrigation schedule complement duration (41 hours).