مدل‌سازی بهره‌برداری بهینه از مخازن با استفاده از برنامه‌ریزی خطی صحیح مختلط (MILP)

Abstract

یکی از راه کارهای مقابله با مسائل و مشکلات مدیریت منابع آب و عدم توزیع زمانی و مکانی متناسب آن، استفاده بهینه از مخازن است. تکنیک‌های بهینه‌سازی در خلال چند دهه اخیر اهمیت زیادی در مدیریت و بهره‌برداری از سیستم پیچیده مخازن داشته‌اند. متخصصان منابع آب در سراسر دنیا برای حل مسائل منابع آب و بویژه مسئله بهره‌برداری مخازن با کمک فن‌آوری اطلاعات، کامپیوترهای جدید و افزایش سرعت محاسبات، روش‌ها و ابزار گوناگونی را برای بهینه‌سازی ابداع و مورد استفاده قرار داده‌اند. در این تحقیق نیز برای بهره‌برداری از مخازن چندگانه چندهدفه دشت تهران-کرج شامل سدهای لار، لتیان و کرج، نرم افزاری بر اساس روش برنامه‌ریزی خطی صحیح مختلط(MILP) توسعه داده شده است. انتخاب و توسعه روش MILP براساس مشخصات و خصوصیات مخازن موجود در محدوده مطالعاتی، دردسترس بودن داده‌ها و نوع و خصوصیات تابع اهداف و قیود مسئله مورد نظر بوده است. پیکربندی سیستم مورد نظر با استفاده از رویکرد مدل‌های شبکه جریان (گره و کمان) استفاده شده است. پیکربندی سیستم مورد نظر شامل منابع آبهای سطحی (سدهای لار، لتیان و کرج)، مصارف آب (مصارف شهری، کشاورزی، صنعتی و غیره) و ارتباط هیدرولیکی و فیزیکی بین منابع و مصارف می‌باشد. برای حل این مسئله می‌بایست فرمول بندی تابع اهداف، قیود، تبدیل روابط غیرخطی به رابطه‌های خطی و اولویت‌ها و جرائم در هر گره و کمان مشخص شود. در این تحقیق یک نرم‌افزار جامع که شامل رابط گرافیکی کاربر(GUI)، بانک اطلاعاتی، قسمت حل مسائل و قسمت نمایش دهنده تجزیه و تحلیل نتایج بصورت جداول و نمودار برای بهینه‌سازی مخازن چندگانه چندهدفه توسعه داده شده است. نتایج این تحقیق نشان می‌دهند که نرم‌افزار توسعه یافته مدل مناسبی برای استخراج قوانین بهره‌برداری در ناحیه مورد مطالعه می‌باشد. نتایج حاکی از آن هستند که تخصیص منابع به مصارف با استفاده از این روش در محدوده مورد مطالعه دارای عملکرد بسیار بهتری نسبت به مدل برنامه‌ریزی خطی(LP) و دوره تاریخی مدنظر می‌باشند.