عنوان پایان‌نامه
تدوین یک مدل غیرقطعی برای بهره‌برداری بهینه از سیستم‌های انتقال آب بین‌حوضه‌ای
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مهندسی آب
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1700;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 55180
- تاریخ دفاع
- ۰۴ مهر ۱۳۹۱
- دانشجو
- کیقباد جعفرزادگان
- استاد راهنما
- رضا کراچیان
- چکیده
- با توجه به توزیع ناهمگون منابع آب در کشورایران و همچنین وجود عدم قطعیت‌های فراوان در مباحث مدیریت منابع آب، تدوین یک متدولوژی مبتنی بر احتساب عدم قطعیت برای بهره‌برداری از سیستم‌های انتقال آب بین‌حوضه‌ای که ضمن حداکثرسازی سود اقتصادی در سیستم، رضایت همه‌ی ذینفعان مسأله را نیز تا حد امکان تأمین کند، می‌تواند بسیار مفید باشد. سیستم مورد مطالعه در این پایان‌نامه، دارای یک مخزن در حوضه مبدأ، یک سیستم انتقال آب از حوضه مبدا به مقصد و یک منبع آب زیرزمینی در حوضه مقصد است به‌طوری که منبع آب زیرزمینی قابلیت تأمین و ذخیره آب را دارا می‌باشد. در این پایان‌نامه، ابتدا به منظور حداکثرسازی سود اقتصادی در کل سیستم، از یک مدل برنامه‌ریزی پویای احتمالاتی (SDP) استفاده می‌شود. با جای دادن یک مدل تخصیص بین‌حوضه‌ای درون بدنه‌ی اصلی SDP، بهره‌برداری آب از مخزن و تخصیص آن بین دو حوضه‌ی آبریز مبدأ و مقصد همزمان انجام خواهد شد. همچنین با اضافه کردن یک متغیر حالت تحت عنوان حجم آب قابل استحصال در آبخوان حوضه‌ی مقصد، بهینه‌سازی بهره‌برداری تلفیقی از منبع آب سطحی (مخزن) در حوضه‌ی مبدأ و منبع آب زیرزمینی (آبخوان) در حوضه‌ی مقصد صورت می‌گیرد. ویژگی دیگر ساختار پیشنهاد شده در این پایان‌نامه، قابلیت شبیه‌سازی سیاست‌های بهینه‌بهره‌برداری با روش جدید بازبهینه‌سازی به کمک پیش‌بینی خوشه‌ای جریان (ESP) است به طوری که یک مدل پیش‌بینی خوشه‌ای مبتنی بر الگوریتم k نزدیکترین همسایه (KNN) تهیه می‌شود و به کمک آن سیاست‌های پایدار مدل SDP، شبیه‌سازی می‌شوند. در مرحله‌ی بعد، به منظور اعمال عدالت بین ذینفعان مسأله و جلب رضایت آن‌ها، از مفهوم تئوری بازی‌های همکارانه نوکلئولوس استفاده می‌شود و سود تخصیصی به آن‌ها تعیین می‌گردد. در این بخش، از آنجایی که تخمین دقیق سودآوری ذینفعان و ائتلاف‌ها عملی نیست، از اعداد فازی استفاده می‌شود. به این ترتیب مدل جدیدی تحت عنوان بازی نوکلئولوس با متغیرهای فازی تدوین شده است. در این مدل، ابتدا روابط فازی برای بازی دو نفره نوکلئولوس توسعه داده می‌شود سپس الگوریتم جدیدی ارائه می‌شود که به کمک آن بازی چند نفره به چند بازی دو نفره تبدیل می‌شود. به این‌ترتیب بازی همکارانه با متغیر فازی برای هر تعداد بازیکن تعمیم می‌یابد. در این مدل ذینفعان با سودآوری فازی وارد بازی می‌شوند و در نهایت سودهای تخصیصی به آن‌ها نیز به صورت مقادیرفازی بدست خواهد آمد.
- Abstract
- Uneven spatial distribution of water resources and the stochastic nature of available water necessitate developing stochastic models for optimal operation of inter-basin water transfer systems considering both economical and equity criteria. The water transfer system studied in this thesis; include a reservoir in the water donor basin, a water transfer system from water donor basin to water receiving basin and a groundwater resource in the receiving basin. This thesis presents a general framework for operation of inter-basin water transfer systems by conjunctive use of surface water resources in water donor basin and groundwater resources in water receiving basin. In the first step, an integrated stochastic dynamic programming (SDP) model is developed which has three important features: the inflow to the reservoir in the water donor basin, the water storage of the reservoir, and the water storage of the aquifer in the water receiving basin are considered as state variables of the optimization model, an economic water allocation model is embedded in the main structure of SDP and an ensemble streamflow prediction based on K-nearest-neighborhood algorithm (KNN-ESP) is linked to the SDP. The SDP model determines the monthly policies for water allocation to users in water donor and receiving basins to maximize the total net benefit of the inter-basin water transfer system. In the second step, a new approach of cooperative game solution concepts namely Fuzzy Variable Nucleolus (FVN) is developed to show how a linear programming-based cooperative game with fuzzy inputs would result in the allocated fuzzy benefit to each water user and lead to satisfying the utilities of all water users. In this section, a new algorithm is proposed to solve a fuzzy multilateral game problem using the fuzzy relations of a bilateral game. Keywords: Inter-basin water transfer system, Stochastic Dynamic Programming, Ensemble Streamflow Prediction, K-Nearest Neighborhood algorithm, Fuzzy Variable Nucleolus
