طراحی بهینه مقطع کانال‌های مرکب با در نظر گرفتن تغییرات ضرایب زبری و محدودیت‌های هیدرولیکی

Abstract

کانال­ها به عنوان یکی از مهمترین سیستم­های انتقال آب برای اهداف آبیاری، مصارف آب شرب و کنترل سیل به شمار می­رود. بنابراین با طراحی بهینه مقطع کانال می­توان مجموع هزینه­های ساخت کانال را کم کرد. در این تحقیق تابع هدف بر اساس هزینه­ ساخت کانال در نظر گرفته شده و معادله­ مانینگ به عنوان تابع قید تساوی استفاده گردیده است. آبراه­های طبیعی بازسازی شده معمولا دارای مقطع عرضی معمولی نیستند. این آبراهه­ها معمولا کانال­های ترکیبی هستند. برای این منظور، طراحی بهینه شده در یک سناریو برای دو نوع کانال مرکب انجام شد بدین منظور طراحی بهینه­ در دو سناریو برای دو نوع مقطع کانال مرکب، نوع اول کانال ذوزنقه­­ای با شیب­های کناری متفاوت و ضرایب زبری مختلف و نوع دوم به صورت کانال اصلی همراه مقاطع کناری با ضرایب زبری متفاوت با استفاده ازالگوریتم ژنتیک با متغیرهای عمق، عرض کف و شیب­های کناری انجام گرفت. تغییرات ضرایب زبری مانینگ و تاثیر آن در هزینه ساخت برای دو نوع مقطع کانال مورد تحلیل قرار گرفت که افزایش ضرایب زبری قسمت­های مختلف کانال، سبب افزایش هزینه گردید و دو مدل با محدودیت اضافی عدد فرود و سرعت جریان برای نوع اول کانال مورد بررسی قرار گرفت که نتایج بدست آمده نشان داد با محدودیت عدد فرود و سرعت، سطح مقطع و در نتیجه هزینه ساخت مقطع کانال زیاد شدند.