بهره‌برداری بهینه از سیستم تک‌مخزنه‌ی سد دز با استفاده از الگوریتم جست‌و‌جوی ذرات باردار

سابقه و هدف: امروزه، کمبود منابع آب از چالش‌های اساسی کشور ما ایران می‌باشد. بنابراین، ذخیره‌سازی و بهره‌برداری بهینه از منابع محدود موجود از جمله آب ذخیره شده در مخازن سدها از موضوعات مورد توجه محققین حوزه‌ی منابع آب می باشد.در این تحقیق،مسئله‌ی بهره‌برداری بهینه از سیستم تک‌مخزنه‌ی سد دز با استفاده از یکی از جدیدترین الگوریتم‌های فراکاوشی، به نام الگوریتم جست‌و‌جوی ذرات باردار، حل شده است. در حالت کلی، اساس این الگوریتم، قوانین الکترواستاتیک برآیند نیرو‌های ناشی از میدان الکتریکی ذرات باردار می‌باشد. برای اولین بار، کاوه و طلعت‌اهری در سال2010 این الگوریتم را معرفی و قابلیت‌های آن را در زمینه‌ی حل مسائل مهندسی و توابع نمونه، بررسی نمودند. نتایج حاصل نشان داد که الگوریتم مذکور کارآیی خوبی دارد. بنابراین استفاده از آن در حل مسائل بهینه‌سازی مهندسی توصیه می‌شود. ولیکن، بررسی سوابق تحقیقاتی نشان دهنده آن است که استفاده از این اگوریتم در حل مسائل حوزه مهندسی منابع آب بسیار محدود است. مواد و روش‌ها: در این تحقیق دو مسئله‌ی بهره‌برداری بهینه‌ی ساده و برقابی سد دز، برای دوره‌های زمانی ۵و ۲۰ ساله با استفاده از الگوریتم پیشنهادی حل شده است. برای حل این مسائل دو فرمو‌ل‌بندی ارائه شده است، که در فرمول‌بندی اول مقدار آب رها شده از مخزن سد و در فرمول‌بندی دوم حجم ذخیره‌ی مخزن سد به ‌عنوان متغیر تصمیم انتخاب و نتایج حاصل از آن با سایر نتایج موجود مقایسه شده است. یافته‌ها: مقایسه نتایج، نشان‌دهنده‌ی کارآیی خوب الگوریتم مذکور در حل این مسائل است که در آن جواب‌های فرمول‌بندی اول از دوم بهتر می‌باشد. به عبارت دیگر نتایج حاصل از فرمول بندی اول برای دوره‌های 5 و 20 ساله نسبت به نتایج فرمول بندی دوم به-ترتیب ۲۹/۱۱ و ۶۹/۱۶ درصد برای مسئله‌ی بهره‌برداری ساده و ۰۶/۲۰ و ۶۶/۳۷ درصد برای مسئله‌ی بهره‌برداری برقابی کاهش یافته است.همچنین، نتایج حاصل از این الگوریتم برای دوره‌های 5 و 20 ساله نسبت به نتایج الگوریتم هوش جمعی ذرات به‌ترتیب 6۴/33 و 97/74 درصد برای مسئله‌ی بهره‌برداری ساده و ۵۳/۶ و ۴۸/۴۱درصد برای مسئله‌ی بهره‌برداری برقابیکاهش یافته است. علاوه بر آن، نتایج حاصل از این الگوریتم برای دوره‌های 5 و 20 ساله نسبت به نتایج الگوریتم ژنتیک به‌ترتیب ۷۹/۷ و ۵۹/۳۵ درصد برای مسئله‌ی بهره‌برداری ساده و ۳۲/۱۱ و ۴۳/۶۷ درصد برای مسئله‌ی بهره‌برداری برقابی بهبود یافته است. نتیجه‌گیری: بررسی این نتایج با نتایج بدست آمده از سایر الگوریتم های موجود نشان دهنده کارائی بهتر الگوریتم جستجوی ذرات در حل مساله بهره برداری بهینه از مخازن سدهاست. با توجه به نتایج مذکور، استفاده از این الگوریتم در حل سایر مسائل حوزه‌ی مهندسی آب توصیه می‌شود.