11855

11855

توسعه تكنيك جداسازي متغيرها براي طراحي و بهره برداري بهينه از آبخوان آزاد وتحت فشار

كارشناسي ارشد

عمران - مهندسي سازه هاي هيدروليكي

زمستان 1391

زمستان 1391

دكتر محمد هادي افشار

چكيده تحقيق حاضر، مبتني بر ارائة روش بهينه سازي براي مديريت بهره برداري از مخازن آب زيرزميني است. هدف اصلي در اين پايان نامه توسعه تكنيك جداسازي متغيرها براي حل مساله طراحي وبهره برداري بهينه از آبخوان آزاد و تحت فشار است. پيش تر در حوزه مديريت منابع آب زيرزميني، تكنيك جداسازي متغيرها فقط در حالت خاص يعني مساله بهره برداري از آبخوان تحت فشار آن هم در حالت ماندگار مورد استفاده قرار گرفته است. در اين تحقيق تكنيك مذكور براي حل مساله طراحي و بهره برداري از آبخوان آزاد و تحت فشار در حالت ماندگار و ناماندگار توسعه داده شده است. از آن جا كه اكثر مسايل واقعي در حوزه مديريت منابع آب زيرزميني مسايلي بزرگ وغيرخطي اند كه حل آن ها مستلزم هزينه محاسباتي قابل توجهي مي باشد. در حل اين مسائل براي گريز از بكار گيري روش معمول و زمان بر بهينه ساز/شبيه ساز، ابتدا با تزريق معادله ديفرانسيل حاكم بر آبخوان به عنوان يك قيد اضافي به مساله بهينه سازي، از عمليات شبيه سازي اجتناب مي¬كنيم. كليت تكنيك جداسازي متغيرها بدين صورت است يك مساله غير خطي به چند زيرمساله خطي با متغيرهاي تصميم مستقل تجزيه مي شود سپس با استفاده از مقادير اوليه تصادفي، در هر مرحله يك زير مساله خطي حل مي شود و جواب هاي آن به عنوان مقادير اوليه براي زيرمساله خطي بعدي در نظر گرفته شده و زيرمساله خطي بعدي حل مي شود و .... پس از اينكه تمام زيرمساله ها حل شدند اولين حلقه ي تكرار انجام شده است و جواب هاي به دست آمده در حلقه تكرار بعدي به عنوان مقادير اوليه مورد استفاده قرار مي گيرند و اين فرايند تا همگرايي جواب ها ادامه مي يابد. با استفاده از تكنيك بالا، از مشكلات و زمان محاسباتي بالاي ناشي از حل مساله غير خطي دوري خواهيم كرد. دليل استفاده از تكنيك ذكر شده، سادگي استفاده از اين روش و صرف زمان اندك براي رسيدن به پاسخ يك مساله مديريت منابع آب زير زميني است. همچنين با استفاده از اين تكنيك قادر خواهيم بود مسائل پيچيده¬تر كه حل آنها با استفاده از روش هاي معمول بهينه ساز/شبيه ساز بسيار زمانبر خواهد بود را در زمان كوتاهي حل كنيم. مثال¬هاي مختلفي از مسائل مديريت بهره برداري از منابع آب زير زميني، در زمينه طراحي و بهره برداري بهينه از آبخوان تحت فشار و آبخوان آزاد در حالت ماندگار و ناماندگار، به كمك تكنيك بالا حل شده و پاسخ آن با پاسخ بدست آمده از ساير روش هاي بهينه سازي متداول مقايسه شده است، نشان دهنده¬ي قدرت و سرعت فرآيند پيشنهادي است.