Title of article :
Optimal Design and Benefit/Cost Analysis of Reservoir Dams by Genetic Algorithms Case Study: Sonateh Dam, Kordistan Province, Iran
Author/Authors :
Monadi, M Department of Civil Engineering, Faculty of engineering - Urmia University , Samani, H. M. V Department of Civil Engineering, Faculty of engineering - Shahid Chamran University of Ahwaz , Mohammadi, M Department of Civil Engineering, Faculty of engineering - Urmia University
Abstract :
This paper presents a method concerning the integration of the benefit/cost analysis and the real genetic algorithm with various elements of reservoir dam design. The version 4.0 of HEC-RAS software and Hydro-Rout models have been used to simulate the region and flood routing in the reservoir of the dam, respectively. A mathematical programming has been prepared in MATLAB software and linked with the optimal programming then employed to maximize the benefit/cost ratio of the reservoir dam construction. After a sensitivity analysis, mutation and crossover probability are assumed to be 0.05 and 0.7, respectively. The objective function of the study is benefit/cost ratio. The combined methodology has been provided to help to compute the optimal normal water level, length of spillway and downstream levee height of a reservoir dam considering flood control and cost of construction. This is the first attempt to optimize these important parameters, in the construction of a reservoir dam, together considering flood control and economical aspects. It has been displayed that the proposed method provides strong and suitable solutions to determine these parameters. The results showed that there is potential for application of genetic algorithms to such optimization problems, where the objective function is nonlinear and other optimization techniques may be troublesome to apply and find the global optimum.
Farsi abstract :
در اين مقاله از يك روش كه در آن تحليل سود بر هزينه و الگوريتم ژنتيك پيوسته با هم تركيب شده اند براي طراحي سد مخزني استفاده شده است. براي شبيه سازي محدوده مورد نظر و رونديابي سيلاب در مخرن سد به ترتيب از نرم افزار4.0 HEC-RAS و Hydro-Rout استفاده شده است. براي يافتن حداكثر مقدار نسبت سود به هزينه ساخت سد يك برنامه كامپيوتري در نرم افزار MATLAB نوشته شده و با برنامه بهينه سازي پيوند داده شده است. پس از تحليل حساسيت برنامه بهينه سازي، مقادير جهش و توليد مثل به ترتيب برابر با 0/05 و 0/7 به دست آمدند. در تحقيق حاضر تابع هدف نسبت سود به هزينه ساخت سد مخزني است. برنامه ياد شده امكان محاسبه مقادير بهينه رقوم نرمال، طول سرريز و ارتفاع خاكريزپاييندست سد مخزني، با در نظر گرفتن كنترل سيلاب و هزينه ساخت سد مخزني، را فراهم مي سازد. روش معرفي شده در اين مقاله اولين تلاش براي به دست آوردن مقادير بهينه پارامترهاي ياد شده با در نظر گرفتن موضوع كنترل سيلاب و جنبه هاي اقتصادي سد مخزني و همچنين روشي قدرتمند براي محاسبه مقادير پارامترهاي ياد شده است. نتايج به دست آمده نشان مي دهد كه براي چنين مسائلي كه تابع هدف غيرخطي بوده و استفاده از روش هاي ديگر بهينه سازي با مشكلاتي روبهرو خواهند بود، الگوريتم ژنتيك ابزاري دقيق و قدرتمند خواهد بود
Keywords :
Optimization , Normal Water Level , Spillway Length , Genetic Algorithms , MATLAB Software , Reservoir Dam , Sonateh Dam
Journal title :
Astroparticle Physics