ارايه يك روش جديد در بهينه‌سازي اقتصادي سيستم انحراف سد با استفاده از الگوريتم ژنتيك

A New Method for Economic Optimization of Diversion System Construction

طراحي و انتخاب نوع سيستم انحراف يك سد بستگي به شرايط توپوگرافي، نوع محل ساختگاه (به لحاظ زمين‌شناسي و ژيوتكنيكي)‌، شرايط هيدروليكي رودخانه‌، هزينه‌هاي پيش‌بيني شده و ... دارد. يكي از انواع متداول اين سيستم‌ها استفاده از يك فرازبند به همراه يك يا چند تونل است. براساس دستورالعمل‌هاي طراحي و نظر محققين اين امر‌، ابعاد سيستم انحراف بايد به گونه‌اي باشد كه بتواند سيل (دبي حداكثر لحظه‌اي) با دوره بازگشت معين را با ايمني كامل از خود عبور دهد. انتخاب بهترين ابعاد يك سيستم انحراف موقت از لحاظ اقتصادي و فني نياز به استفاده از روشهاي بهينه‌سازي دارد. طرح انحراف مسير خوب طرحي است كه با كمترين هزينه ، خسارتهاي جدي و بالقوه سيل را در كارگاه در حال ساخت به حداقل برساند. در اين مقاله با توضيح روش محاسبه هزينه‌هاي احداث سيستم انحراف كه شامل هزينه‌هاي مربوط به حفاري‌، خاكريزي و احداث فرازبند و نشيب‌بند‌، سيستم نگهداري و ترميم مي‌باشند‌، از الگوريتم ژنتيك جهت محاسبه كمترين هزينه احداث سيستم انحراف با ارضا كليه ملاحظات طراحي معرفي مي‌شود. جهت انجام بهينه‌سازي از الگوريتم ژنتيك استفاده شده است و نتايج آن با نتايج مربوط به روش ضرايب لاگرانژ و سد واقعي مورد مطالعه مقايسه خواهد شد‌. جهت انجام شبيه-سازي از نرم افزار MATLAB استفاده شده است. نتايج حاصله نشان داد روش هاي ضرايب لاگرانژ و الگوريتم ژنتيك جهت بهينه سازي هزينه ساخت سيستم انجراف، و همچنين براي بهينه سازي استخراج كمترين قطر تونل و كاهش زمان احداث تونل انحراف روش شبكه عصبي عملكرد بهتري خواهد داشت.

The design and the choice of the diversion system of a dam depends on topographic conditions, the kind of constructing area (from the point of geology and geotechnical), the river hydraulic situation, forecasted expenses and etc. One of the fashionable kinds of these systems is use of a cofferdam with one or few tunnels. According to the designing instructions and the researchers’ viewpoint, the selection of the diversion system dimensions must be done exactly select that it can pass flood (with maximum discharge) with a fixed return cycle and safely from itself. Choosing the best dimensions of a temporary diversion system from the economical and technical viewpoints, need to make use of optimization methods. The plan of good diverting system is plan that with the least cost, minimize the serious danger and the probable flood in the working lot, while being built. In this paper, by describing the method of calculating the costs of constructing the diversion system which includes the cost of diversion tunnel excavation, embankment and erection upstream and downstream cofferdam, maintaining and lining of diversion tunnel a new method for calculating the minimum cost of constructing the diversion system, by satisfying all designing concerns is presented. For performing the optimization, the Lagrange multiplier optimization method has been used. Its results will become compared with the real dam. The results showed that the Lagrange multiplier method and genetic algorithm to optimize the cost of construction Anjraf as well as to optimize the extraction of minimal diameter diversion tunnel construction tunnel and reduce the time of neural network will be better.