استفاده از الگوريتم جهش قورباغه و سيستم اطلاعات مكاني براي كمك به بهره‌برداري بهينه از مخزن سد (مطالعۀ موردي: مخزن سد درودزن)

Using Shuffled Frog-Leaping Algorithm (SFLA) and Geospatial Information System (GIS) To Help Optimally Operation Of The Dam Reservoir (Case Study: Dorudzan Dam Reservoir)

منابع آب شيرين در جهان محدود است و بهره برداري از آن در درازمدت موجب كمآبي يا بيآبي خواهد شد. كشور ايران از نظر جغرافيايي در بخش خشك و نيمه خشك جهان قرار گرفته، به طوري كه ميانگين بارش در ايران حدود يك سوم ميانگين جهاني است. به اين منظور، افزايش رقابت بر سر آب، نياز به تأمين غذا براي جمعيت در حال رشد و افزايش كمآبي در بسياري از مناطق، لزوم استفاده از شيوه هاي مديريتي براي پيشگيري از بحران آب و پيشامدهاي ناشي از آن را نشان مي‌دهد. از سوي ديگر، پيامدهاي ناشي از خشكسالي هاي متوالي اهميت مديريت صحيح منابع آب را دوچندان كرده است. با توجه به تأثير زياد مخازن بر تأمين نيازهاي آبي براي بخشهاي مختلف مصرف، بهره برداري بهينه از آنها يكي از راه‌كارهاي مهم مقابله با مشكلات منابع آب و عدم توزيع زماني و مكاني متناسب آن است. در پژوهش حاضر، از الگوريتم جهش قورباغه كه به عنوان نوعي روش فراابتكاري براي حل مسائل بهينه سازي در سيستمهاي منابع آب مطرح است و سيستم اطلاعات مكاني به منظور بهينه سازي بهره برداري از مخزن سد درودزن استفاده شده است. نتيجۀ تحقيق در منطقۀ مد نظر بيان مي‌كند كه الگوريتم يادشده به‌خوبي امكان بهينه سازي و تخصيص آب مخزن به پاييندست را دارد، به گونه‌اي كه 9/99 درصد نياز پايين دست سد درودزن طي دورۀ مطالعه‌شده، توسط آن تأمين شده است. به علاوه، رويكرد تركيبي اين الگوريتم با سيستم اطلاعات مكاني، بستري را براي بررسي دقيقتر نتايج بهينه سازي فراهم كرده است.

Freshwater resources are limited in the world and Long-term exploitation will cause aridity or drought.Iran is geographically located in the dry and semi-arid region of the world,with an average rainfall of about one-third the world average.In this regard,increased competition for water, the need for food for the growing population and the increase in aridity in many regions,requires the use of management practices to prevent water crisis and the resulting impacts.On the other hand, the consequences of successive droughts have increased the importance of proper water resources management. Considering the momentous role of reservoirs in supplying water needs for different sectors of consumption,optimal utilization of them is one of the important solutions to the problems of water resources and the lack of appropriate distribution of time and space.In this research,a Shuffled Frog-Leaping Algorithm is proposed as a meta-heuristic method for solving optimization problems in water resource systems, and a Geospatial Information System is used to optimize the operation of the Dorudzan Dam reservoir.The combination of these two to solve the dam reservoir optimization problem was first carried out in the country in this paper. The result of the research in the area indicated that the algorithm is well able to optimize and allocate the reservoir water downstream in such a way that 99.9% of the need for the downstream of the Dorudzan dam during the studied period,was provided by it.Also, the combined of this algorithm with the Geospatial Information System provides an opportunity for a more precise examination of optimization results.