بهینه‌یابی مبتنی بر ریسک سیستم انحراف سیلاب سد کارون 4 تحت عدم قطعیت‌های هیدرولیکی و هیدرولوژیکی

Abstract

بهینه‌سازی سیستم انحراف سیلاب بر پایه ریسک، چارچوبی است که به طراحان اجازه می­دهد که عدم قطعیت‌های عامل بر فرایند تصمیم­گیری را در نظر گرفته و سطح اعتمادپذیری این سازه هیدرولیکی را تعیین کنند. این مطالعه به منظور کاربرد عدم قطعیت‌های هیدرولیکی و هیدرولوژیکی در طراحی احتمالاتی سیستم انحراف سیلاب سد کارون 4 در استان خوزستان واقع در جنوب غربی ایران انجام شده است. تأثیر منابع عدم قطعیت بر مشخصه­های سیستم انحراف جریان با استفاده از توسعه یک مدل احتمالاتی چندمتغیره بر پایه توابع مفصل تعیین شده است. برای دستیابی به این هدف، سری­های زمانی داده­ها شامل دبی حداکثر لحظه‌ای سالانه و حجم حداکثر سیلاب سالانه برای یک دوره 37 ساله گردآوری شد. دو تابع هدف کمینه­سازی ریسک شکست سیستم و کمینه­سازی هزینه ساخت به عنوان دو هدف متضاد در ساختار یک مدل شبیه‌سازی- بهینه‌سازی با الگوریتم ژنتیک چندهدفه مبتنی بر رتبه­بندی نامغلوب تعریف و برای رسیدن به بهترین مقادیر متغیرهای تصمیم اجرا شد. قطر، شیب، پوشش دیواره و ارتفاع ورودی تونل­ها، ارتفاع فرازبند، و ارتفاع نشیب بند به­عنوان متغیرهای تصمیم­ در فضای امکان­پذیر مسأله جستجو شد. نتایج نشان داد دوره بازگشت 25 سال با توجه به دو عامل هزینه و ریسک روگذری پاسخ بهینه به شمار می­رود. برای این دوره بازگشت قطر تونل­ها 5/10 و 9/9 متر، ارتفاع فرازبند 5/44 متر و ارتفاع نشیب بند 5/12 متر حاصل گردید. همچنین نتایج نشان داد که این مفهوم می­تواند با لحاظ نمودن تغییرات اقتصادی، هیدرولوژیکی و هیدرولیکی، برای توسعه ساختار طراحی سیستم­های انحراف سیلاب سودمند باشد.