عنوان پایان‌نامه
بهینه سازی تراز و ظرفیت دریچه های مخزن سد با توجه به کیفیت آب
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - سازه‌های هیدرولیکی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1149.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 38679
- تاریخ دفاع
- ۰۳ مهر ۱۳۸۷
- دانشجو
- علی حیدری ژاله
- استاد راهنما
- بنفشه زهرایی, رضا کراچیان
- چکیده
- طراحی مشخصات پایه سد و تاسیسات وابسته به آن با توجه به ملاحظات بهره برداری به عنوان یکی از مسائل پایه در تحلیل سیستم‌های منابع آب در چند دهه گذشته مورد توجه محققین قرار داشته است. علت اصلی این توجه، ارزش اقتصادی حاصل از بهره‌برداری بهینه از منابع آب، افزایش نیازهای آبی ، کمبود منابع آب در دسترس و مشکلات ناشی از عدم تامین آب با کیفیت مناسب می‌باشد. علی‌رغم بسط قابلیت‌های مدل‌های بهره‌برداری بهینه از مخازن سدها، مدل‌های محدودی برای بهینه‌سازی تراز و ظرفیت دریچه‌های سد با توجه به کیفیت آب و همچنین بهره‌برداری کمـّی و کیفی از مخازن سدها پیشنهاد شده است. این موضوع ممکن است به دلیل مشکلات محاسباتی ویژه مسائل بهره‌برداری کمـّی و کیفی از منابع آب باشد. با این حال بسیاری از سدها به خصوص در کشورهای در حال توسعه دارای مشکلات مربوط به شوری، آلودگی و مغذی شدن می‌باشند که به عنوان نمونه می‌توان به سدهای پانزده خرداد، استقلال میناب و لتیان در ایران اشاره نمود. به علت اهمیت موضوع در این پایان نامه سعی خواهد شد با استفاده از ابزارهای بهینه‌سازی و شبیه‌سازی موجود از جمله ویرایش‌های نوین الگوریتم ژنتیک و مدل WQRRS، ساختار مناسبی برای بهینه‌سازی تراز و ظرفیت دریچه‌های سد با توجه به کیفیت آب ارائه شود. در مدل بهینه‌سازی چند هدفه، هزینه‌های ساخت دریچه‌ها، کمیت و کیفیت آب تخصیص یافته به نیازها و کمیت و کیفیت آب موجود در مخزن در نظر گرفته خواهد شد. کارایی مدل پیشنهادی با استفاده از اطلاعات کمی و کیفی موجود در مورد سد 15 خرداد که دارای مشکلات مربوط به شوری آب در مخزن می‌باشند، ارزیابی شده است. نتایج نشان میدهد که با تغییر تراز و ظرفیت آبگیرهای سد کیفیت آب خروجی از آبگیرها تغییر می نماید. با انجام عملیات بهینه سازی، تراز و ظرفیت بهینه آبگیرها با توجه به کیفیت آب خروجی از مخزن استخراج شده است.
- Abstract
- Optimal design of dams and their apparatuses has been investigated by many researchers as one of the main problems in the field of water resources engineering. However, there have been limited studies focusing on optimal design of capacity and level of reservoir outlets considering the water quality issues. In this study, an algorithm combining a Genetic Algorithm-based optimization model and a water quality simulation model is developed for determining reservoir operating rules and optimal values for capacity and level of reservoir outlets. To reduce the run time of the optimization model, the main problem is decomposed to a long-term and an annual optimization model and it is shown that this simplified model does not reduce the accuracy of the reservoir operating policies. The reliability of water supply is considered to be the objective function in the long-term stochastic optimization model. The operating rules obtained using this long-term model provides the time series of the optimum reservoir water storages at the beginning and the end of each water year. In the next step, these optimal reservoir storage values are considered as constraints for annual reservoir operation optimization models (annual models), which their objectives are related to the allocated water quantity and quality. The proposed model is applied to the 15-Khordad Reservoir in the central part of Iran. The results show that the model can provide the optimal values for the capacity and level of reservoir outlets. The optimal operating policies can also reduce the salinity of allocated water to different water demands as well as the salinity build-up in the reservoir.
