تخصیص بهینه منابع آب با استفاده از الگوریتم چرخه آب (مطالعه موردی: حوضه آبریز گرگان‌رود)

در این پژوهش از الگوریتم فراابتکاری چرخه آب(WCA) براییافتن استراتژی‌های تخصیص بهینه منابع آب در سیستم دو مخزنه سدهای گلستان و وشمگیر واقع در حوضه آبریز گرگان‌رود (شمال ایران)، برای یک دوره پنج ساله (از سال آبی 87-86 تا 91-90) استفاده شده است. پس از اطمینان از درستی عملکرد الگوریتم WCA با استفاده از چندین تابع محک استاندارد، مدلی برای تخصیص بهینه سیستم مخازن حوضه آبریز گرگان‌رود توسعه داده شد. تابع هدف در سیستم مورد مطالعه به صورت کمینه‌سازی کل کمبود در طول دوره آماری تعریف شده است. برای بررسی عملکرد الگوریتم‌های مورد بررسی در تخصیص بهینه از سیستم مخازن، از شاخص‌های عملکرد قابلیت اعتماد زمانی، حجمی و آسیب پذیری استفاده شده است. همچنین نتایج حاصل از الگوریتم مورد بررسی با نتایج روش‌های شناخته شده الگوریتم ژنتیک(GA) و الگوریتم گروه ذرات(PSO) مقایسه شده است. الگوریتم‌های WCA، GA و PSO به ترتیب قادر به تأمین 73/97، 07/87 و 3/94 درصد از نیازهای پایین‌دست سد گلستان و همچنین 06/97، 59/87 و 47/94 درصد از نیازهای سد وشمگیر بودند. قابلیت اعتماد زمانی (9/0=α) برای الگوریتم‌های WCA، GA و PSO به ترتیب برابر 95، 67/26 و 33/58 درصد برای سد گلستان و 67/91، 33/38 و 67/66 درصد برای سد وشمگیر به‌ دست آمده است. نتایج به ‌دست آمده حاکی از عملکرد بالای الگوریتم WCAدر مقایسه با دیگر الگوریتم‌های مورد بررسی در تخصیص بهینه سیستم مخازن می‌باشد.