مدل پیشنهادی پژوهشگران دانشکده فنی دانشگاه تهران برای بهرهبرداری بهینه از مخازن سدها
باشگاه خبرنگاران جوان - در پژوهشی که به سرپرستی دکتر رضا کراچیان، استاد دانشکده مهندسی عمران دانشکدگان فنی دانشگاه تهران، در قالب پایان نامه کارشناسی ارشد یاسمن کاظم نادی و رساله دکتری مهتا نظری، دانشجویان این دانشکده، انجام شده، راهکاری برای بهره برداری بهینه از مخازن سد ها ارائه شده است.
به گفته دکتر کراچیان، «در سال های اخیر، با توجه به اثرات تغییر اقلیم، بهره برداری بهینه از مخازن سد ها با استفاده از داده های مشاهداتی تاریخی رودخانه ها، با خطا و عدم قطعیت های زیادی مواجه شده است. از طرف دیگر، با توجه به اهداف متضاد مرتبط با کمیت و کیفیت آب، تدوین سیاست های بهینه بهرهبرداری از مخازن سد ها پیچیدگی محاسباتی بسیاری یافته است. در این مطالعه، برای بهبود سیاست های بهرهبرداری از مخازن سدها، از پیش بینی های هیدرولوژیکی پایگاه های هواشناسی بینالمللی استفاده شده است.»
وی افزود: «اگرچه، با افزایش بازه زمانی پیشدید، اطلاعات بیشتری از آب در دسترس در آینده در اختیار بهرهبردار از سد قرار می گیرد، عدم قطعیت این اطلاعات نیز بیشتر خواهد شد. بنابراین، لازم است بازه زمانی پیش دید نیز بهینهسازی شود. این چالش زمانی پیچیده تر می شود که اهداف مرتبط با کمیت و کیفیت آب به صورت هم زمان در یک سیستم چندمخزنه مدنظر قرار گیرند. در این حالت، یافتن بازه پیش بینی مناسب نیازمند اجرای یک مدل بهینه سازی و چند مدل شبیه سازی عددی کیفیت آب مخازن به صورت همزمان است.»
استاد دانشکدگان فنی دانشگاه تهران درباره نحوه استفاده از پیش بینی های بارش برای ارائه یک مدل برای بهره برداری از مخازن سد گفت: «در این پژوهش، یک ساختار نوین تطبیقی با هزینه محاسباتی کم برای بهره برداری بهینه از سامانه های چندمخزنه ارائه شده است. پیش بینی های بارش برای بازه های پیشدید از یک تا شش ماه از مرکز اروپایی پیش بینی های جوی (ECMWF) دریافت شده است و پس از پسپردازش داده ها به منظور افزایش دقت آنها، داده های بارش توسط مدل هیدرولوژیکی SWAT به رواناب تبدیل شده اند. همچنین، برای ارزیابی وضعیت کیفیت آب مخازن سدها، از مدل عددی شبیه سازی کیفیت آب دوبعدی CE-QUAL-W۲ استفاده شده است. به منظور کاهش هزینه های محاسباتی مدل شبیه سازی-بهینه سازی تطبیقی، از تلفیق مدل های بهینهسازی بلندمدت و میان مدت و همچنین از الگوریتم بهینه سازی اتوماتای سلولی در ترکیب با روش جست وجوی محلی (PCA-LS) استفاده شده است.»
دکتر کراچیان درباره آزمون و ارزیابی این مدل گفت: «کارایی ساختار پیشنهادی در این پژوهش، در یک مطالعه موردی واقعی در حوضه آبریز بزرگ مقیاس کرخه که شامل دو سد عظیم سیمره و کرخه است، مورد ارزیابی قرار گرفت. با مقایسه خروجی های مدل با بازه های پیش بینی مختلف، مشاهده شد که بازه پیشدید دو ماهه، دقیق ترین نتایج را به همراه دارد. نتایج مدل با بازه پیش بینی دو ماهه، با یک مدل ایده آل که از داده های رواناب مشاهداتی استفاده می کند مقایسه شده است. نتایج نشان دهنده تفاوت کم (در حد ۴ درصد) بین نتایج مدل تطبیقی و نتایج مدل ایده آل است. این موضوع نشاندهنده دقت بسیار مناسب نتایج ساختار پیشنهادی است. از طرف دیگر، هزینه محاسباتی روش به میزانی کاهش یافته است که اجرای مدل توسط رایانه های شخصی معمولی امکانپذیر شده است.»
گفتنی است تا کنون بخشی از نتایج این مطالعه در قالب دو مقاله در نشریات معتبر Journal of Environmental Management و Journal of Hydrology منتشر شده است.
منبع: دانشگاه تهران
به گفته دکتر کراچیان، «در سال های اخیر، با توجه به اثرات تغییر اقلیم، بهره برداری بهینه از مخازن سد ها با استفاده از داده های مشاهداتی تاریخی رودخانه ها، با خطا و عدم قطعیت های زیادی مواجه شده است. از طرف دیگر، با توجه به اهداف متضاد مرتبط با کمیت و کیفیت آب، تدوین سیاست های بهینه بهرهبرداری از مخازن سد ها پیچیدگی محاسباتی بسیاری یافته است. در این مطالعه، برای بهبود سیاست های بهرهبرداری از مخازن سدها، از پیش بینی های هیدرولوژیکی پایگاه های هواشناسی بینالمللی استفاده شده است.»
وی افزود: «اگرچه، با افزایش بازه زمانی پیشدید، اطلاعات بیشتری از آب در دسترس در آینده در اختیار بهرهبردار از سد قرار می گیرد، عدم قطعیت این اطلاعات نیز بیشتر خواهد شد. بنابراین، لازم است بازه زمانی پیش دید نیز بهینهسازی شود. این چالش زمانی پیچیده تر می شود که اهداف مرتبط با کمیت و کیفیت آب به صورت هم زمان در یک سیستم چندمخزنه مدنظر قرار گیرند. در این حالت، یافتن بازه پیش بینی مناسب نیازمند اجرای یک مدل بهینه سازی و چند مدل شبیه سازی عددی کیفیت آب مخازن به صورت همزمان است.»
استاد دانشکدگان فنی دانشگاه تهران درباره نحوه استفاده از پیش بینی های بارش برای ارائه یک مدل برای بهره برداری از مخازن سد گفت: «در این پژوهش، یک ساختار نوین تطبیقی با هزینه محاسباتی کم برای بهره برداری بهینه از سامانه های چندمخزنه ارائه شده است. پیش بینی های بارش برای بازه های پیشدید از یک تا شش ماه از مرکز اروپایی پیش بینی های جوی (ECMWF) دریافت شده است و پس از پسپردازش داده ها به منظور افزایش دقت آنها، داده های بارش توسط مدل هیدرولوژیکی SWAT به رواناب تبدیل شده اند. همچنین، برای ارزیابی وضعیت کیفیت آب مخازن سدها، از مدل عددی شبیه سازی کیفیت آب دوبعدی CE-QUAL-W۲ استفاده شده است. به منظور کاهش هزینه های محاسباتی مدل شبیه سازی-بهینه سازی تطبیقی، از تلفیق مدل های بهینهسازی بلندمدت و میان مدت و همچنین از الگوریتم بهینه سازی اتوماتای سلولی در ترکیب با روش جست وجوی محلی (PCA-LS) استفاده شده است.»
دکتر کراچیان درباره آزمون و ارزیابی این مدل گفت: «کارایی ساختار پیشنهادی در این پژوهش، در یک مطالعه موردی واقعی در حوضه آبریز بزرگ مقیاس کرخه که شامل دو سد عظیم سیمره و کرخه است، مورد ارزیابی قرار گرفت. با مقایسه خروجی های مدل با بازه های پیش بینی مختلف، مشاهده شد که بازه پیشدید دو ماهه، دقیق ترین نتایج را به همراه دارد. نتایج مدل با بازه پیش بینی دو ماهه، با یک مدل ایده آل که از داده های رواناب مشاهداتی استفاده می کند مقایسه شده است. نتایج نشان دهنده تفاوت کم (در حد ۴ درصد) بین نتایج مدل تطبیقی و نتایج مدل ایده آل است. این موضوع نشاندهنده دقت بسیار مناسب نتایج ساختار پیشنهادی است. از طرف دیگر، هزینه محاسباتی روش به میزانی کاهش یافته است که اجرای مدل توسط رایانه های شخصی معمولی امکانپذیر شده است.»
گفتنی است تا کنون بخشی از نتایج این مطالعه در قالب دو مقاله در نشریات معتبر Journal of Environmental Management و Journal of Hydrology منتشر شده است.
منبع: دانشگاه تهران
گفتگو با هوش مصنوعی
💬 سلام! میخوای دربارهی «مدل پیشنهادی پژوهشگران دانشکده فنی دانشگاه تهران برای بهرهبرداری بهینه از مخازن سدها» بیشتر بدونی؟ من اینجام که راهنماییت کنم.