17614

17614

استفاده از روش جداسازي متغيرها براي فرآيند بهسازي كيفي و بهره برداري بهينه از آبخوان آزاد

كارشناسي ارشد

مديريت منابع آب

اسفند 1395

دكتر محمد هادي افشار

عمران

ما در اين تحقيق، ابتدا به دنبال يافتن روشي جديد جهت بهينه¬سازي مساله بهسازي آبخوان بوديم، و در اين راستا به مطالعه ي مسائل مطرح در زمينه¬ي مديريت منابع آب زيرزميني از جمله مساله بهره برداري بهينه از آبخوان پرداختيم. از آن¬جايي كه مساله بهره برداري بهينه از آبخوان، ابتدايي تر و ساده تر از مساله-ي بهسازي آن است، براي بررسي عملكرد روش موردنظر، ابتدا به سراغ مساله بهره برداري بهينه از آبخوان آزاد رفتيم و بعد از اطمينان از عملكرد قابل قبول اين روش و مدل بدست آمده، به حل مساله بهسازي آبخوان آلوده ي آزاد موردنظر پرداختيم. اين روش كه به عنوان روش جداسازي متغيرها معرفي شده است، ضمن كمك گرفتن از روش هاي كمكي ديگري چون روش جادادن، از درگير شدن با روش هاي زمانبر شبيه ساز جلوگيري كرده و با ايجاد يك مدل بهينه ساز يكپارچه، به مدلسازي و حل مساله ي موردنظر مي پردازد. بدين ترتيب ابتدا با استفاده از روش جادادن، معادله ديفرانسيل حاكم بر جريان در آبخوان آزاد در مسائل بهره برداري و هم چنين معادله ي جريان و معادله ي انتقال آلاينده ها، هر دو با هم، در مساله مربوط به كنترل آلودگي، به عنوان قيود اضافي به مدل بهينه سازي اضافه مي شوند و در نتيجه فرآيند شبيه-سازي از ميان برداشته مي شود. اين كار باعث وارد شدن متغيرهاي اضافي به مدل بهينه سازي و به دنبال آن غيرخطي شدن آن مي شود. اما با استفاده از روش هاي خطي سازي، مساله غيرخطي به وجود آمده را به مساله خطي تبديل كرده و فرم اوليه ي آن را براي اعمال روش جداسازي متغيرها، آماده مي كنيم. در نهايت بعد از جداسازي مساله موجود به كمك اين روش، مساله غيرخطي پيچيده ي اوليه را به چند زيرمساله خطي مجزا تجزيه كرده و به كمك روش سيمپلكس، به صورت سري، به حل هر كدام مي پردازيم. روند حل مساله به صورت چرخه اي بوده و بعد از انجام تكرارهاي لازم، و رسيدن به همگرايي، به جواب هاي بهينه ي مطلق مساله دست خواهيم يافت. نتيجه اي كه از مزاياي استفاده از اين روش بدست آمد، رهايي از پيچيدگي ها و هزينه هاي محاسباتي بالاي ناشي از حل مساله غير خطي و فرآيند شبيه سازي بود كه به اين ترتيب توانستيم مسائل پيچيده تر را كه حل آن ها از طريق روش هاي معمول بهينه-ساز/شبيه ساز دشوار و بسيار زمانبر بود، در زمان كوتاهي و بسيار ساده تر حل كرده و به جواب نهايي دست يابيم. علاوه بر اين، به كمك روش هاي خطي سازي، از مشكلات كار با روش هاي برنامه ريزي غيرخطي پرهيز كرده و به كمك الگوريتم سيمپلكس، از رسيدن به جواب هاي مطلق مساله، اطمينان حاصل كرديم. براي اثبات كارآيي اين روش، مطالعات موردي مختلفي در زمينه¬ي مسائل مديريتي آبخوان كه شامل بهره برداري و بهسازي بهينه منابع آب زيرزميني بودند، به كمك اين روش حل شد و جواب هاي بهينه حاصل، با جواب¬هاي بدست آمده از بكارگيري روش هاي بهينه ساز/شبيه ساز قبلي، مقايسه شد تا بتوانيم عملكرد آن ها را نيز با هم مقايسه كنيم. با توجه به آن چه از مطالعه ي حاضر بدست آمد، در انتها مي توانيم به ارائه ي چند پيشنهاد كاربردي در اين زمينه بپردازيم كه براي مطالعات بعدي، مورد استفاده قرار گيرد.

1396/03/22

1/1/1900 12:00:00 AM