بهره‌وری بهینه از سامانه‌ی تلفیقی آبخوان- سد: رویکرد برنامه‌ریزی ژنتیک

فصلنامه علمی مهندسی منابع آب

مقاله 5، دوره 7، شماره 21، مرداد و شهریور 1393، صفحه 51-66   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

الهه فلاح مهدی‌پور^{* 1}؛ امید بزرگ‌حداد²؛ سعید علی محمدی³

¹دکتری منابع آب، دانشگاه تهران

²دانشیار گروه آبیاری و آبادانی، دانشگاه تهران

³استادیار دانشکده مهندسی آب و محیط زیست. دانشگاه شهید بهشتی

تاریخ دریافت: 22 شهریور 1393،  تاریخ پذیرش: 22 شهریور 1393 

چکیده

در سال­های اخیر، به علت رشد صعودی تقاضای آب، استفاده بیش از پیش از منابع محدود آب، اعم از سطحی و زیرزمینی، و در برخی مناطق استفاده‌ی توأمان از این منابع، افزایش یافته است. همزمان با این رشد استفاده، شبیه‌سازی بهره‌برداری، شامل شبیه‌سازی و بهینه‌سازی، بخصوص در نحوه‌ی‌ برخورد با آب زیرزمینی، توسعه یافته است. قواعد بهره‌برداری یکی از ابزارهای مناسب در برنامه‌ریزی منابع آب می‌باشند که با استفاده از مقادیر متغیرهای حالت متفاوت، در گذشته و حال سامانه‌، نحوه‌ی و مقدار برداشت از منابع مختلف را در زمان حاضر براورد می‌کنند. در این تحقیق، نحوه‌ی بهره‌برداری زمان واقعی از منابع متفاوت و تخصیص آب به نیازهای مختلف سامانه‌ی آبخوان- سد در محدوده‌ی کرج مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور، کارآیی الگوریتم ژنتیک[1] (GA) در استخراج قاعده‌ی بهره‌برداری خطی و برنامه‌ریزی ژنتیک با موقعیت ثابت ژن[2] (FLGGP) در یافتن روابط ریاضی بدون قالب از پیش تعیین شده خطی یا غیرخطی، با هدف کمینه‌سازی مجموع مربعات انحرافات مقادیر بهنجار شده تخصیص از نیاز، مقایسه شده‌اند. نتایج حاکی از آن هستند که تابع هدف حاصل از FLGGP، 58/32 درصد کمتر (بهتر) از مقدار مشابه حاصل از GA می‌باشد. به این ترتیب، کارآیی و انعطاف‌پذیری FLGGP، به علت استفاده از توابع و متغیرهای مختلف در جستجوی فضای تصمیم برای سامانه‌ی تلفیقی، بیشتر از GA است.



[1]- genetic algorithm


[2]- fixed location gene genetic programming

کلیدواژه‌ها

الگوریتم ژنتیک؛ برنامه‌ریزی ژنتیک با موقعیت ثابت ژن؛ سامانه‌ی تلفیقی

عنوان مقاله [English]

Optimal Operation of the Conjunctive Aquifers - Dam system: The Genetic Programming Approach

نویسندگان [English]

e. f¹؛ o. b²؛ s. a³

چکیده [English]

In the recent year, because the increasing growth of water including demands, using limited surface and groundwater resources and, in some regions, conjunctive use have increased. Contemporary with this growth, modeling include simulation and optimization has been developed especially in how to deal with the optimization of pumping groundwater. Operational rules are appropriate tools in water resources planning that estimate the value use from various sources at the previous and present time. In this research, real time operation of different resources and water allocation to the different demands in the Karaj region has been considered. To materialize this objective, genetic algorithm (GA) performance has been compared with the fixed lenght gene genetic programming (FLGGP) to extract mathematical equations without any predefined linear and nonlinear forms considering objective of minimization of the sum of the squared deviation between demand and allocated water. Results indicated that the achieved objective employing the FLGGP is 32.58 percent smaller (better) than the same value obtained by the GA. Thus, the FLGGP performance and flexibility due to the use of functions and variables in the search space is better than The GA in conjunctive system.

کلیدواژه‌ها [English]

genetic algorithm (GA), nonlinear programming (NLP), fixed location gene, genetic programming (FLGGP), water resources planning