unavailable
unavailable
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.