تدوین مدل شبیه‌سازی-بهینه‌سازی مدیریت تغذیه‌گرایی در مخازن آب سطحی با رویکرد پویایی سیستمها

Abstract

در این تحقیق برای نخستین بار یک مدل شبیه­سازی-بهینه سازی بر پایه پویایی سیستم با نرم­افزار Anylogic برای مدیریت تغذیه گرایی در مخازن سدها ارائه شده است. بدین منظور روابط عناصر مرتبط با تغذیه­گرایی در لایه­های مختلف سد کرخه و در ارتباط با هم در قالب یک مدل پویایی سیستم فرموله شدند. مقایسه نتایج مدل شبیه­سازی تدوین شده با نتایج مدل­های شبیه­سازی CE-QUAL-W2 و Vensim در یک بازه زمانی یکساله نشان داد که مقدار ضریب همبستگی( ) برای متغیرهای فسفات، آمونیوم، نیترات، اکسیژن محلول و کلروفیل آ بین دو مدل Anylogic و CE-QUAL-W2 به ترتیب برابر 89/0 ، 81/0 ، 78/0، 75/0 و 86/0 و مقدار این ضریب برای متغیرهای یاد شده بین نتایج دو مدل Anylogic و Vensim برابر با 98/0، 94/0، 90/0، 93/0 و 97/0 می­باشند که همبستگی بالای بین نتایج مدل Anylogic را با دو مدل یاد شده نشان می­دهد. سپس با ترکیب مدل شبیه­سازی تدوین شده با مدل بهینه­سازی بازپخت فلزات، یک مدل شبیه­سازی-بهینه­سازی برای تعیین مقادیر بهینه خروجی آب از مخزن، با لحاظ اهداف کمی و کیفی بدست آمد. در اینجا مقدار میانگین مربعات خطاها بین نتایج دو مدل برای لایه­های پایینی، میانی و بالایی مخزن به ترتیب برابر با 004/0، 007/0 و 010/0 و مقدار ضریب همبستگی( ) به ترتیب برابر با 91/0، 9/0 و 79/0 بودند که حکایت از نزدیک بودن نتایج دو مدل دارد. این درحالی است که زمان اجرای مدل SA-Anylogic به مراتب کم­تر از مدل SA-CE_QUAL_W2 می­باشد. بدین ترتیب مطالعه حاضر کارآیی مدل پیشنهادی را در مدیریت تغذیه­گرایی مخازن سدها نشان داد.