واسنجی مدل برنامه ریزی منابع آب با استفاده از بهینه سازی توابع هدف متعدد

Abstract

مدلهای برنامه‌ریزی منابع آب معمولاً شامل اجزاء هیدرولوژیکی، تخصیص و اقتصادی اند بطوریکه لازم است مقادیر پارامترهای مختص به هر جزء بدرستی برآورد شود. تمرکز اصلی این مقاله بر موضوع واسنجی مدلهای برنامه‌ریزی منابع آب خواهد بود. روش‌شناسی این تحقیق شامل سه بخش اصلی است: 1- توسعه یک مدل برنامه‌ریزی منابع آب در محیط نرم‌افزار WEAP برای سیستم رودخانه‌های زرینه‌رود و سیمینه‌رود واقع در حوضه آبریز دریاچه ارومیه، 2- استفاده از الگوریتم VARS برای تحلیل حساسیت پارامترهای مدل توسعه یافته، و 3- بکارگیری الگوریتم بهینه‌سازی دسته ذرات با توابع هدف متعدد (MaOPSO) برای واسنجی مدل و تخمین پارامترهای آن. شایان ذکر است که الگوریتمهای بهینه‌سازی با توابع هدف متعدد برای مسائل با بیش از 3 هدف بکار می‌روند و در این تحقیق نیز واسنجی 7 تابع هدف تعریف شده مبتنی بر معیارهای خطای سری‌های زمانی شبیه‌سازی نسبت به مشاهدات برای آبدهی در محل ایستگاه‌های هیدرومتری، حجم مخازن سدها و حجم آبخوان‌های حوضه مورد نظر است. همچنین پارامترهای واسنجی شامل مقادیر اولویت تقاضا، نرخ مصرف آب سایت‌های کشاورزی، بیشینه حجم برداشت سالانه از آبخوان‌ها و پارامترهای رابطه تراز-حجم آبخوان‌ها در نظر گرفته می‌شود. تحلیل حساسیت پارامترها نشان می‌دهد که از بین کل 27 پارامتر، تنها 17 پارامتر بر شاخصهای خطای شبیه‌سازی موثرند. همچنین نتایج مقایسه عملکرد الگوریتم MaOPSO با نتایج الگوریتم بهینه‌سازی دسته ذرات چندهدفه (MOPSO) مبتنی بر دو معیار گستردگی جبهه پارتو و همگرایی جواب، حاکی از عملکرد بهتر الگوریتم MaOPSO در مواجهه با مسئله واسنجی مدل برنامه‌ریزی منابع آب با اهداف متعدد است.