رویکرد جیره‌بندی مخزن در بهره برداری بهینه از سیستمهای منابع آب مخزن سد دویرج با استفاده از الگوریتم MOICA

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی آب، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران

2 گروه مهندسی آب، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران

3 گروه مهندسی آب، واحد کرمانشاه، دانشگاه ازاد اسلامی، کرمانشاه

4 دانشیار گروه مهندسی آب، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران

چکیده

در این تحقیق از ترکیب مدل شبیه؜سازی و بهینه؜سازی برای اعمال سیاست جیره؜بندی مخزن استفاده گردید. شبیه؜سازی حوضه مورد مطالعه با استفاده از مدل WEAP برای بهره؜برداری از مخزن سد دویرج واقع بر رودخانه دویرج انجام شد و برای انجام بهینه؜سازی سیستم، از مدل چند هدفهMOICA استفاده شد. بطوریکه در آن، هدف اول، حداکثر نمودن درصد تأمین نیازها در مقابل هدف دوم یعنی حداقل نمودن میزان تخطی از ظرفیت؜های مجاز مخزن در طول دوره بهره‌برداری قرار گرفت. در این راستا مدل؜سازی بهره؜برداری از مخزن بر اساس وضع موجود بهره؜برداری منطقه و برای یک بازه 720 ماهه (اکتبر1960 تا سپتامبر 2019) صورت گرفت. در نهایت با تعریف سناریوی بهینه و اعمال سیاست جیره‌بندی مخزن، بهینه؜سازی بهره؜برداری از سیستم انجام شد و نتایج با سناریوی مرجع مقایسه گردید. در این تحقیق با در نظر گرفتن 24 متغیر تصمیم شامل 12 متغیر تراز جیره؜بندی و 12 متغیر ضریب جیره؜بندی پس از 1000 تکرار جواب‌های بهینه حاصل گردید. نتایج نشان داد در سناریوی بهینه تخطی از ظرفیت؜های مجاز مخزن در هیچ دوره؜ای اتفاق نیفتاد در حالی که در سناریوی مرجع در ماه؜هایی که کمبود آب بیشتری وجود داشت در ماه؜های متوالی تراز مخزن به تراز مرده رسید که باعث عدم تامین نیاز سیستم در این ماه؜ها و آسیب جدی به سیستم می؜گردد. با توجه به اعمال سیاست جیره‌بندی در سناریوی بهینه، درصد تأمین نیاز در ماه‌های بحرانی بین 20 تا 25 درصد نسبت به سناریوی مرجع افزایش یافت که حاکی از کاهش قابل توجه شدت شکست در ماه-های مذکور نسبت به سناریوی مرجع می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Reservoir hedging approach in optimal operation of Water Resources Systems of Doiraj dam reservoir using MOICA algorithm2

نویسندگان [English]

  • ehsan yarmohammadi 1
  • mohammad ali izadbakhsh 2
  • ahmad rajabi 2
  • fariborz yosefvand 3
  • saeid shabanlou 4
1 Ph.D. Candidate, Department of Water Engineering, Kermanshah Branch, Islamic Azad University, Kermanshah, Iran
2 Department of Water Engineering, Kermanshah Branch, Islamic Azad University, Kermanshah, Iran
3 water Dept., kermanshah branch, islamic azad university, kermanshah, iran
4 Department of Water Engineering, Kermanshah Branch, Islamic Azad University, Kermanshah, Iran
چکیده [English]

In this research, the simulation and optimization models are integrated to apply the reservoir hedging policy. The simulation of the study basin is executed using the WEAP model in order to operate of the Doiraj Dam reservoir situated on the Doiraj River. In addition, to perform the system optimization, the multi-objective MOICA model is utilized so that the first purpose is to maximize the percentage of supplying demands, while the second one is to minimize the violation of allowable capacities of the reservoir during the operation period. In this regard, the operation modeling from the reservoir is carried out based on the current condition for a 720-month period (i.e., from October 1960 to September 2019). Finally, by defining the optimization scenario and applying the reservoir hedging policy, the optimization of the operation of the reservoir is conducted and the results are compared with the outcomes of the reference scenario. In this study, by considering 24 decision variables including 12 hedging level variables and 12 hedging coefficient variables, the optimal answers are achieved after 1000 iterations. The results show that the violation of the allowable capacities has not occurred in any periods in the optimization scenario, while in the reference scenario the reservoir level has reached the dead level in sequent months with more water shortage which might lead to the lack of water supply in such months and serious damages to the system. Due to the application of hedging policy in the optimization scenario, the percentage of supplying the demands in the critical months has increased between 20 to 35% compared to the reference scenario, which indicates a significant reduction in the failure rate in such months compared to the reference scenario.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Optimization
  • Hedging Policy
  • WEAP
  • MOICA
  • Doiraj Dam