per
انجمن علوم و مهندسی منابع آب
تحقیقات منابع آب ایران
1735-2347
2476-7360
2005-09-23
1
3
0
1
15971
پیشگفتار
Preface
محمد کارآموز
karamouz@ ut.ac.ir
1
https://www.iwrr.ir/article_15971_714123f1f1f556c85c0073b8216f3218.pdf
per
انجمن علوم و مهندسی منابع آب
تحقیقات منابع آب ایران
1735-2347
2476-7360
2005-09-23
1
3
1
15
15154
Original Article
نقش عدم قطعیت پیشبینی جریان ورودی در بهرهبرداری بهینه از مخازن
Assessment of Inflow Forecast Uncertainty in Optimal Reservoir Operation
علیرضا برهانی داریان
dariania@gmail.com
1
الهام افتخارجوادی
2
استادیار/ گروه منابع آب، دانشکده عمران، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی.
کارشناسی ارشد/ رشته مدیریت منابع آب، دانشکده عمران، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
در این مقاله انواع مدلهای برنامهریزی پویای استوکاستیک (SDP)1 و همچنین برنامهریزی پویای قطعی (DP)2 برای سد مخزنی چندمنظوره دز واقع در جنوب غربی ایران ارائه و مقایسه شدهاند. ارزیابی نقش پیشبینی جریان ورودی در بهرهبرداری بهینه از مخازن، با استفاده از دو نوع مدل برنامهریزی پویای استوکاستیک صورت گرفته است. مدلهای SDP از نظر نوع متغیر حالت جریان ورودی و بهکارگیری احتمال شرطی و یا غیرشرطی با هم تفاوت دارند. برای بررسی سیاستهای بهینه بهدست آمده از مدلهای مختلف، از مدل شبیهسازی استفاده شده است. جهت این منظور و برای مقایسه نتایج حاصل از آن از میانگین پارامترهای مختلف بهرهبرداری و معیارهای ارزیابی از قبیل اعتمادپذیری، برگشتپذیری و آسیبپذیری استفاده شده است. در دو مدل SDP که متغیر حالت هیدرولوژیکی جریان ورودی دوره فعلی را بهجای جریان ورودی دوره قبل بهکار میبرند، با استفاده از جریانهای پیشبینی شده و مشاهده شده، شبیهسازی بههنگام انجام شد و همچنین تاثیر دقت پیشبینی و انواع روشهای مختلف پیشبینی جریان در بهرهبرداری از مخزن، مورد مطالعه قرار گرفته است. تابع هدف به صورت کلی، حداقلسازی مجموع مربعات انحراف دوطرفه از خروجی و ذخیره مطلوب در نظر گرفته شده است. این تحقیق نشان میدهد که عدم توجه به موضوع پیشبینی در مدلهایی که نیاز به پیشبینی جریان دارند و معلوم فرض کردن دادهها، نتایجی پرخطا و به دور از واقعیت داشته و فرد را در انتخاب نوع مدل دچار اشتباه میکند. از طرف دیگر دقت پیشبینیها تاثیر بسزایی در بهرهبرداری بهینه از مخازن دارد.
In this paper, various types of stochastic dynamic programming models (SDP) and also a deterministic dynamic programming (DP) are presented and compared for multipurpose Dez reservoir dam located in southwest of Iran. The impact of inflow forecasting uncertainty in optimum reservoir operation is investigated through two types of stochastic dynamic programming models. SDP models are different based on hydrologic state variable and inflow conditional or non conditional probability assumptions. A simulation model is developed to investigate the achieved optimum policies in different models. So, average of different operation variables and also performance criteria such as reliability, resiliency and vulnerability are used to compare the results. In two SDP models which apply current inflow instead of previous time step inflow as hydrologic state variable, real time simulation is done with forecasted and observed inflows. The effect of forecasting accuracy and different forecasting methods in reservoir operation are also studied. In general, objective function is considered as minimizing the sum squared of two sided deviations from target release and storage. This research shows that lack of attention to inflow forecasting in models which need it and assuming known values could lead us to unreal and false results and mislead us in selecting type of model. On the other hand, it is noticed that forecasting accuracy plays an important role in optimum reservoir operation.
https://www.iwrr.ir/article_15154_b4bc1143752683a61840491b49df2459.pdf
برنامهریزی پویای استوکاستیک
خطای پیشبینی
بهینهسازی
شبیهسازی
پیشبینیجریان ورودی
بهرهبرداری مخزن
انرژی برقابی
Stochastic dynamic programming
Forecasting error
optimization
Simulation
Inflow forecasting
Reservoir operation
Hydropower energy
per
انجمن علوم و مهندسی منابع آب
تحقیقات منابع آب ایران
1735-2347
2476-7360
2005-09-23
1
3
16
28
15165
Original Article
یک الگوریتم مبتنی بر نظریه دوگانگی در بهرهبرداری بهینه از سیستمهای چندمخزنه
A Primal-Dual Algorithm for Optimal Operation of Multi-reservoir Systems
کامران شکروند مقدم
kamranshokrvand@yahoo.com
1
عباس سیفی
aseifi@aut.ac.ir
2
سید جمشید موسوی
jmosavi@aut.ac.ir
3
کارشناس ارشد /مهندسی صنایع (سیستمهای اقتصادی - اجتماعی)
دانشیار /دانشکده مهندسی صنایع، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
دانشیار /دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
در این مطالعه یک مدل برنامهریزی بلندمدت برای بهینهسازی بهرهبرداری از سیستم سدهای مخزنی کارون و دز با اهداف تولید انرژی برق ـ آبی، تأمین تقاضای آب و زیستمحیطی ارائه شده است. ساختار ماتریسی مدل بهینهسازی پیادهسازی شده و در ادامه حل مدل با استفاده از الگوریتمهای اولیه-ثانویه نقاط داخلی و روشهای برنامهریزی چند هدفه انجام شده است. نتایج محاسباتی نشان میدهند که الگوریتمهای مذکور، که در آنها از ساختار خالی یا تُُنُک بودن ماتریس ضرایب مدل بهینهسازی استفاده میشود، میتواند ابزاری مناسب در بهینهسازی بهرهبرداری از سیستمهای چند مخزنه با توابع خطی و مجذوری باشد. در این راستا مدل شش مخزنه غیر خطی توسعه یافته برای سیستم مخازن کارون و دز با استفاده از قابلیت الگوریتمهای اولیه-ثانویه از روشهای نقاط داخلی در زمانی کمتر از 45 دقیقه اجرا و جوابهای بهینه حاصل گردید. با توجه به اینکه حل مدل فوق با استفاده از الگوریتمهای معمول برنامهریزی غیر خطی مانند الگوریتمهای گرادیان کاهش یافته مقدور نیست و نیز عدم امکان حل مسأله با روش برنامهریزی پویا (DP) با شبکهبندی به اندازه کافی ریز از متغیرهای حالت، قابلیت روشهای نقاط داخلی در بهینهسازی مسائل بزرگ مقیاس بهرهبرداری از مخازن سدها حائز اهمیت میباشد.
A long-term planning model is presented in this study for optimizing Karoon-Dez reservoir system operation in Iran with hydropower generation, water supply, and environmental objectives. The matrix implementation of the large-scale resulting optimization model has been solved using dual-primal interior-point methods (DPIPMs) and multiobjective programming. These algorithms have shown to be promising especially when they take the advantage of sparsity structure of associated matrix formulation of the optimization problem with linear and quadratic functions. The computational time required for solving the Karoon-Dez reservoir system studied was less than 45 minutes. This is promising especially knowing that handling such an optimization model is very difficult using other techniques such as generalized reduced gradient (GRG) algorithm of nonlinear programming and discrete dynamic programming with adequate fine representation of state variables of the model.
https://www.iwrr.ir/article_15165_0151b43b795590be1f335f340fd5524e.pdf
بهینهسازی
سیستمهای چند مخزنه و روشهای اولیه-ثانویه
optimization
multi-reservoir systems
Interior-point methods
per
انجمن علوم و مهندسی منابع آب
تحقیقات منابع آب ایران
1735-2347
2476-7360
2005-09-23
1
3
29
40
15166
Original Article
تلفیق تئوری بیز با روش مونت کارلو جهت ارتقاء نتایج واسنجی مدلهای هیدرولوژیکی
Improved Hydrologic Model Calibration based on Coupled Monte Calro and Bayesian Methods
علی حیدری
1
بهرام ثقفیان
b.saghafian@gmail.com
2
رضا مکنون
maknoon@aut.ac.ir
3
دکتری عمران/شرکت توسعه منابع آب و نیروی ایران
دانشیار / پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری
استادیار/ دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه امیرکبیر
در این مقاله عدم قطعیت پارامترهای یک مدل بارش –رواناب با استفاده از تلفیق روش مونت کارلو و تئوری بیز تحت عنوان GLUE1 مورد ارزیابی قرار می گیرد. برای شبیهسازی تبدیل بارش به رواناب از روش توزیعی – مفهومی مادکلارک استفاده گردید که در آن آبنمود رواناب حوزه از ترکیب رواناب سلولها در یک شبکه مربعی بر مبنای روش زمان – مساحت شکل میگیرد. بکارگیری روش مونت کارلو برای تحلیل عدم قطعیت پارامترها، منجر به تعیین محدوده مناسب تغییرات پارامترها میگردد که این محدوده قابل اصلاح با اطلاعات جدید نیست. ولی در روش GLUE با تلفیق تئوری بیز، بهنگام سازی برای اصلاح عدم قطعیت پارامترها و همچنین محدوده پیشبینیها و توزیع آنها با استفاده از اطلاعات جدید قابل انجام است. معیارهای نیکویی برازش برای تعیین عدم قطعیت پارامترها بنحوی انتخاب شد که وزن بیـشتری به دبیهای حداکثر در آبنمود نسبت به سایر بخشهای آبنمود داده شود. در این مقاله شبیه سازی بارش – رواناب به همراه تحلیل عدم قطعیت پارامترها در حوزه قره سو واقع در حوزه کرخه مورد آزمون قرار گرفت. نتایج حاکی از برتری روش GLUE در تعیین محدوده بهینه پارامترهای مدل بارش – رواناب نسبت به روش مونت کارلو بود.
In this paper, uncertainty of a rainfall – runoff (RR) model is analyzed based on combination of Monte Carlo (MC) procedure and Bayesian theory, which is known as GLUE framework. The rainfall–runoff transformation was performed by ModClark distributed – conceptual model. In this model, the basin’s hydrograph is determined by the superposition of runoff generated by individual cells in a raster – based discretization. Application of MC in uncertainty analysis introduces convenient parameter variation range, which is not adjustable based on new data. In GLUE method, however, Bayesian theory is applied to update prediction limits and distribution of parameter as new data becomes available. Goodness of fit criteria is selected such that higher discharges of hydrograph are given larger weights compared to other parts of the hydrograph. Uncertainty of RR model parameters was assessed in Gharasoo basin, a subbasin of the great Karkheh river basin. The results show that GLUE has a good performance in updating model parameters in comparison with MC method alone.
https://www.iwrr.ir/article_15166_9205ece3777e25a7e4dbf503f1663753.pdf
مدل بارش- رواناب
روش مونت کارلو
تئوری بیز
عدم قطعیت
Rainfall – Runoff Model
Monte Calro Method
Bayesian Theory
Uncertainty
per
انجمن علوم و مهندسی منابع آب
تحقیقات منابع آب ایران
1735-2347
2476-7360
2005-09-23
1
3
41
53
15167
Original Article
مدلسازی SARIMA بارندگیهای فصلی(مطالعة موردی: الگوسازی و پیشبینی بارندگی در استان خراسان)
SARIMA Modeling of Seasonal Rainfalls(Case Study: Khorasan Province, Iran)
شادی آشگر طوسی
1
امین علیزاده
alizadeh@um.ac.ir
2
رضا شیرمحمدی
3
کارشناس ارشد آبیاری/مهندسین مشاور طوسآب, مشهد، ایران
استاد /دانشگاه فردوسی، دانشکدة کشاورزی, گروه آبیاری, مشهد، ایران
کارشناس کشاورزی/ مشهد, سازمان نظام مهندسی کشاورزی
باتوجه به قرارگرفتن استان خراسان در ناحیة آب و هوایی خشک و نیمه خشک ایران و وقوع خشکسالیهای مکرر در سالهای اخیر، اهمیت پرداختن به مقولة پیشبینی خشکسالی بیش از پیش آشکار میشود. یکی از روشهای دستیابی به این هدف مدلسازی بارندگی بر اساس الگوهای سری زمانی میباشد. در این تحقیق از آمار بارندگی سالانة یازده ایستگاه سینوپتیک استان خراسان طی سالهای 2002 – 1970 استفاده گردید و با استفاده از الگوهای فصلی ـ ضربی باکس جنکینز SARIMA1 و نرمافزار MINITAB, بارندگیهای فصلی این ایستگاهها مدلسازی شد. همچنین براساس نمودارهای خودهمبستگی (ACF), خودهمبستگی جزئی (PACF) و بررسی تمام الگوهای احتمالی به لحاظ نرمال بودن باقیماندهها و ملاک کمترین مربعات خطا (MSE), بهترین الگو برای بارندگیهای فصلی بدست آمد. در نهایت با استفاده از مدلهای بدست آمده در هر ایستگاه مقادیر بارندگی فصول بهار, پاییز و زمستان سال آتی پیشبینی و با مقایسه با میانگین درازمدت هر فصل, نقشههای آنومالی ترسیم گردید.
Khorasan province bieng located in an arid and semi-arid part of Iran, has often experienced drought during the recent years. Occurrence of consequent droughts during the last few years, has shown that drought prediction is a subject that deserve more attention. One way to achive such goal is modeling the rainfall. In this research, annual rainfall data of the eleven synoptic stations of Khorasan province from 1970 to 2002 have been used. Seasonal autoregressive integrated moving average method (SARMA) was used for modeling the seasonal rainfals of these stations. Based on this model, the amount of rainfall for spring, fall and winter was predicted. Anomally zoning was also prepared for Khorasan province.
https://www.iwrr.ir/article_15167_f9b09d4f5df868af92ab016dd7b3332a.pdf
خشکسالی
سری زمانی
SARIMA
خودهمبستگی
آنومالی
Drought
time series
SARIMA
Autocorrelation
Anomaly
per
انجمن علوم و مهندسی منابع آب
تحقیقات منابع آب ایران
1735-2347
2476-7360
2005-09-23
1
3
54
64
15168
Original Article
الگوی توزیع زمانی بارش استان خراسان بزرگ
Rainfall Temporal Pattern for Khorasan Province, Iran
ابوذر حاتمی یزد
1
علی اصغر تقوایی ابریشمی
2
بیژن قهرمان
bijangh@um.ac.ir
3
دانشجوی کارشناسی ارشد / آبیاری و زهکشی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد
مربی پژوهشی/مرکز تحقیقات کشاورزی خراسان رضوی
دانشیار / دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، نویسنده مسئول
تأثیر الگوی توزیع زمانی بارش در طراحی سدهای بزرگ، شبکة جمع آوری رواناب شهری، آبگذرها، زهکشها و پتانسیل سیلخیزی و همچنین فرسایش خاک از اهمیت ویژهای برخوردار است. در این تحقیق، برای تعیین الگوی توزیع زمانی بارش در استان خراسان بزرگ از گرافهای باران نگاری 18 ایستگاه باران سنجی ثبات استفاده شدهاست. عمق بارش در فواصل زمانی مشخص از گرافهای باران نگاری به ازای هر پایه زمانی استخراج و بارش به چهار چارک تقسیم شد. با اعمال روش رتبهبندی، الگوی توزیع زمانی بارشها در پایههای زمانی1، 3، 6، 9، 12، 18 و 24 ساعته به دست آمد. سپس منحنی مقدار بارندگی در مدت زمان وقوع بی بعد شده، درصد بارش در چهار چارک زمانی محاسبه و به هر چارک رتبهای اختصاص داده شد به طوری که بیشترین درصد بارش رتبه 1 گرفت. در نهایت، با میانگین گیری از رتبههای دریافتی توسط چارکها و درصد عمق بارش اتفاق افتاده در هر رتبه، ضمن تعیین رتبه شاخص، الگوی نهایی هر تداوم (پایه زمانی) مشخص گردید. برای تعیین میزان دقت الگوهای به دست آمده و ارزیابی آماری آنها بعد از تشکیل جدول توافقی از آزمون کای اسکوئر استفاده شد. نتایج این بررسی نشان میدهد که در استان خراسان بزرگ : الف ) در اغلب بارشهای کوتاه مدت، شدت بارندگی در 25% اول بارش حداکثر میباشد، ب) در بارشهای بلند مدت بیشترین عمق بارش در 25% دوم به وقوع میپیوندد ج) به طور کلی در استانهای خراسان که از نظر اقلیمی خشک و نیمه خشک میباشند، در نیمه اول بارندگی بیش از 50 درصد بارش اتفاق میافتد.
Rainfall time pattern has a marked influence on design of dams, urban runoff collection systems, culverts, drainage systems and or determining, flood potential and soil erosion. In this research, data of 18 rainfall autographic stations of Khorasan province of Iran were used to implement the rainfall time pattern. Rainfall depths were extracted for each time interval from rainfall charts and were categorized to four quarters. A ranking method was used to arrive at rainfall time patterns corresponding to time intervals of 1, 3, 6, 9, 12, 18, and 24 hours. After normalizing the rainfall mass curves, every quarter of rainfall was ranked, where rank 1 was given to the highest. The final pattern was derived by averaging the quarter ranks and percentage of rainfalls corresponding to each duration. A contingency table was used to verify the independency of rainfall time patterns by a chi-square test. The results showed that in Khorasan province: a) most of short duration rainfalls are first quartile, b) most long-term rainfalls are second quartile, and c) on overall more than 50% of rainfall amounts for nearly all rainfalls in this arid and semi-arid region occurred in the first half of their period.
https://www.iwrr.ir/article_15168_cd0cf138b62f9f016c276cc4cdce87ae.pdf
بارندگی
توزیع زمانی بارش
بارشهای کوتاه مدت
اقلیم خشک و نیمه خشک
Rain
Rainfall time pattern
Arid and semi-arid region
per
انجمن علوم و مهندسی منابع آب
تحقیقات منابع آب ایران
1735-2347
2476-7360
2005-09-23
1
3
65
77
15169
Original Article
مطالعه هیدرودینامیکی الگوی جریان آشفته در قوس رودخانه با استفاده از مدل عددی سه بعدی
Hydrodynamic Study of Turbulent Flow Pattern in River Bend Using 3D Numerical Model
اکبر صفرزاده
safarzad@modares.ac.ir
1
سید علی اکبر صالحی نیشابوری
salehi@modares.ac.ir
2
دانشجوی کارشناسی ارشد /مهندسی عمران آب - دانشگاه تربیت مدرس
دانشیار /سازه های هیدرولیکی- دانشگاه تربیت مدرس
در این تحقیق، الگوی جریان آشفته در قوس 180 درجه رودخانه به صورت سه بعدی با بکار بردن معادلات کامل ناویر استوکس و استفاده از دو مدل آشفتگی k-e استاندارد و مدل k-w جهت مدلسازی تنشهای رینولدز و بستن سیستم معادلات حاکم(معادلات رینولدز) با روش عددی استفاده شده است. حل معادلات به روش حجم محدود صورت گرفته است. برای صحتسنجی نتایج حاصله، از نتایج مدل آزمایشگاهی دانشگاه تربیت مدرس (MHL)1 استفاده شده است. مقایسه نتایج حاصله نشان می دهد که هر دو مدل مزبور، الگوی کلی میدان جریان در قوس رودخانه را بخوبی مدل نموده و نتایج انطباق بسیار خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارد. دقت مدل k-wدر پیش بینی میدان جریان نسبت به مدل قبلی بالاتر بوده و این مدل بخوبی الگوی جریان ثانویه را در کل طول میدان پیش بینی میکند، در حالیکه مدل اول در پیش بینی جریان ثانویه دوم در خروجی قوس ناتوان است. بررسی توزیع تنش برشی در مرزهای صلب فلوم مورد مطالعه نشان می دهد که بخاطر تاثیرات ناشی از جریان ثانویه، مدل k-w بازههای محتمل وقوع آبشستگی و رسوبگذاری را بهتر از مدل قبلی پیش بینی کرده و احتمال وقوع دو چاله فرسایشی در هر دو نیمه کانال در حالت بستر متحرک وجود دارد.
In this research, using complete form of Navier-Stokes equations, the 3-D turbulent flow pattern in a 180-degree river bend is simulated. The k-e and k-w turbulence models are used to close the system of equations and modeling Reynolds stresses. Equations are solved numerically using FVM method as implemented in the commercial code FLUENT. Experimental results in a 180-degree bend in Tarbiat Modarres Hydraulic lab (MHL) are used to verify the numerical results. Simulation showed that both of turbulence models accurately predicted the flow pattern in this bend. The prediction accuracy of the k-w model, especially in the outlet region of the bend, is however higher than the k-e model. The results of first model showed that as the experimental model, there are two secondary flow cells in the q =180° cross section but the k-e model predicted only one cell. Distribution of bed and side wall shear stresses showed that there are two probable scouring regions in two halves of the bend. Previous experimental investigations with mobile bed models confirm these results.
https://www.iwrr.ir/article_15169_1901cd1635c06529b6c6e44e35a4d901.pdf
قوس رودخانه
جریان ثانویه
انتقال جانبی مومنتم
تنش برشی
مدل عددی
River bend
Secondary flow
Momentum Lateral Transfer
Shear Stress
Numerical Model
per
انجمن علوم و مهندسی منابع آب
تحقیقات منابع آب ایران
1735-2347
2476-7360
2005-09-23
1
3
78
80
15170
Original Article
مقایسه عوامل بیلان متوسط درازمدت دریاچه ارومیه با سالهای آبی تر و خشک
Comparison of Long-term Average Water Balance Factors of Orumieh Lake with Wet and Dry Years
نورالدین آیرملو
1
احمد خاکی ترابی
2
معاون /مطالعات پایه منابع آب، سازمان آب منطقه ای آذربایجان شرقی و اردبیل
مدیر /دفتر تلفیق و بیلان، سازمان آب منطقه ای آذربایجان شرقی و اردبیل
دراین مقاله به منظور بررسی بیلان دریاچه ارومیه، با استفاده از آمار سی و نه ساله نوسانات سطح آب دریاچه و همچنین آمار جریان سطحی ورودی به دریاچه، بارندگی برسطح دریاچه، تبخیر از سطح دریاچه و نقشههای ایزوپیز آب زیرزمینی، مقادیر عوامل بیلان آب دریاچه ارومیه اعم از ورودی و خروجی در دراز مدت، سالهای آبی تر و خشک محاسبه گردیدهاند. سپس مقادیر عوامل بیلان آب در سالهای آبی تر و خشک با متوسط دراز مدت مورد مقایسه قرار گرفته است. با توجه به نتایج به دست آمده حداکثر و حداقل تراز سطح آب دریاچه 41/1278 و 23/1273 متر از سطح دریای آزاد بوده که به ترتیب در سالهای آبی (74-1373) و (81-1380) مشاهده شده است. حداکثر و حداقل تغییرات حجم مخزن به ترتیب در سالهای آبی (48-1347) و (78-1377) بوده است که به عنوان سالهای آبی تر و خشک معرفی گردیدهاند. بهترین تراز برای دریاچه بین رقوم 1275 الی1276 متر از سطح دریای آزاد بوده و متوسط تراز در طول آمار ثبت شده رقم 6/1275 متر از سطح دریای آزاد میباشد. برای رسیدن از تراز 23/1273متر به تراز 6/1275 متر نیاز به ذخیره شدن 4/7 میلیارد متر مکعب آب بوده که این امر مستلزم بروز یک سال پر آبی در حد سال آبی (48-1347) و یا پنج سال متوالی در حد متوسط دراز مدت میباشد. همچنین با توجه به تغیـیرات عوامل ورودی و خروجـی، ملاحظه میشود که دامنه تغییرات عوامل ورودی 343 درصد بیش از عوامل خروجی است. در نهایت پس از بررسی بیلان دریاچه، راهکارهای مدیریتی به منظور بهرهبرداری بهینه از پتانسیل منابع آب حوزه آبریز دریاچه ارومیه در راستای حفظ حیات دریاچه ارائه شده است.
In this paper, using the 39 years of water surface fluctuation data and surface inflows, precipitation on the lake, evaporation from the free surface and iso-potential groundwater maps, the main parameters for water balance in the lake are calculated. Then these parameters are compared for long-term, wet and dry periods. According to received results, the maximum and minimum values of the water surface level of the lake is 1278.41 and 1273.23 meter above sea level, respectively. These extremes are observed in water years of 1373-74 and 1380-81 correspondingly. The Maximum and minimum variations in volume has occurred in 1347-48 and 1377-78, that they are introduced as a wet and dry years, respectively. The suitable elevation for lake is between 1275 to 1246 meters above sea level. The mean elevation based on 39 years of recorded data is 1275.6 m above sea level. In order to increase the level from 1273.23 to 1275.6 meter, about 7.4 billion m3 of water should be reserved. For this condition to occur, a wet year (i.e. 1347-48) or a long-term average for five successive years should happen. Also the variation rate for inflows are about %343 grater than outflows factors. Finally, after the considerating of the lake balance, management actions are presented for better exploitation of water resources and environmental preservation of Orumieh lake basin.
https://www.iwrr.ir/article_15170_1416cff17fe52794b30986a62de73291.pdf
بیلان
ورودی
خروجی
دراز مدت
سال پرآبی و خشک
Balance
Inflow
Outflow
long-term
Wet and Dry year
per
انجمن علوم و مهندسی منابع آب
تحقیقات منابع آب ایران
1735-2347
2476-7360
2005-09-23
1
3
1
8
15171
Original Article
کاربرد شبکه عصبی در بهینهسازی هوادهی تخلیهکنندههای خروجی
Application of Neural Network for Flow Aeration downstream of Outlet Leaf Gates
محمدرضا کاویانپور
kavianpour@yahoo.com
1
الهام رجبی
2
استادیار/بخش مهندسی عمران دانشگاه خواجه نصیر طوسی، تهران، ایران
دانشجوی دکتری /بخش مهندسی عمران دانشگاه خواجه نصیر طوسی، تهران، ایران
در این مقاله به بررسی هوادهی در مجاری بسته پرداخته شده است. با توجه به عدم وجود روابط همخوان برای پیشبینی و محاسبه بهینه دبی هوای ورودی و به دلیل تاثیرگذاری پارامترهایی مختلف همچون آشفتگی، هندسه مجرا قبل و بعد از دریچه و شرایط هیدرولیکی بر میزان هوا گیری، با استفاده از اطلاعات بدست آمده از مدلهای فیزیکی موجود به آموزش شبکه عصبی مصنوعی به عنوان ابزاری مناسب در جهت محاسبه بهینه هوای ورودی پرداخته شود. شبکه عصبی مصنوعی با ویژگی یادگیری یا نگاشت پذیری بر اساس ارائه دادههای تجربی به همراه قدرت و توانایی تعمیم پذیری و ساختار پذیری موازی برای سیستمهای پیچیده که مدلسازی آنها به سختی انجام میشود مناسب میباشد. از آنجا که در میان الگوریتمهای معمول آموزش شبکه، الگوریتم پس انتشار خطا Back Propagation با فراهم آوردن روش محاسباتی کارا، به عنوان بیشترین کاربرد در مسائل فنی- مهندسی شناخته شده و استفاده از آن به کمک توابع تبدیل غیر خطی از طریق آموزش پارامترهای شبکه در راستای بهینه سازی شاخص اجرایی به عنوان معمولترین راه حل در مسائل پیچیده مهندسی با پارامترهای متعدد شناخته شده است، لذا در مقاله حاضر از روش فوق جهت طراحی شبکه استفاده شده است. اطلاعات آزمایشگاهی از موسسه تحقیقات آب ایران و بر اساس مدلهای هیدرولیکی تخلیه کنندههای تحتانی سدهای در دست ساخت بدست آمد. این اطلاعات شامل تخلیه کنندههای تحتانی دشت عباس، مدل اولیه و مدل اصلاح شده تخلیهکننده سد جگین و تخلیهکننده سدهای جره، کرخه، البرز و کوثر میباشد. در این ارتباط سعی گردید تا جهت افزایش اطلاعات با انجام آزمایشهای تکمیلی و اضافی نیاز اساسی این پژوهش مرتفع گردد. آزمایشهای تکمیلی انجام گرفته بر روی مدل تخلیه کنندههای سد جگین (مدل اصلاح شده)، البرز و دشت عباس توسط این محققان صورت پذیرفته است. همچنین اطلاعات مربوط به تخلیهکننده تحتانی سد فولسوم در آمریکا نیز از منابع خارجی کسب و مورد استفاده قرار گرفت بر اساس نتایج بدست آمده نشان داده شد که شبکه عصبی مورد استفاده توانائی بسیار قابل قبولی جهت پیشبینی و تخمین میزان هوای مورد نیاز بعد از دریچه داشته است.
Aeration of flow downstream of outlet gates is an effective way to eliminate the risk of cavitation. Many works have been done and various relationships have been developed to predict the quantity of entrained air. Owing the complexity of flow in the aeration zone arising from the two-phase flow, these relationships cannot however be used in general. On the other hand, in recent years, applications of Artificial Intelligence, such as Neural Network, Fuzzy Logic, and Generic Algorithm have attracted the attention of many investigators. These are known as powerful tools to solve engineering problems with uncertainties. In this paper, based on experimental data obtained from field measurements and physical model studies, an Artificial Neural Network (ANN) with a general back propagation error, is suggested to estimate the air demand downstream of bottom outlet gates. The results with a regression parameter of 0.992 showed that the model is very well capable of predicting air demand.
https://www.iwrr.ir/article_15171_5a5e695f5538ec5bfb8091652b639a4c.pdf
شبکه عصبی
هوادهی
تخلیهکننده تحتانی
کاویتاسیون
Neural Network
Aeration
Outlet Gate
Cavitation