22 نتیجه برای بهینهسازی
کیوان اصغری، جبار سوری نژاد، عبدالرحیم ذوالانوار،
جلد 9، شماره 3 - ( 7-1384 )
چکیده
در این پژوهش، شبیه‌سازی آبخوان دشت برخوار واقع در شمال شرق اصفهان، برای تخمین ضرایب هیدرودینامیک و تهیه مدل پیش‌بینی و مدیریتی آبخوان به منظور بررسی وضعیت سطح آب سفره در سال‌های آینده مورد بررسی قرار گرفته است. با بررسی وضعیت زمین‌شناسی دشت و لوگ چاه‌های موجود در دشت، مشخص شد که دشت برخوار شامل دو آبخوان تحت فشار و آزاد می‌باشد. با توجه به اطلاعات موجود که مربوط به آبخوان آزاد می‌شد، محدوده‌ای از این آبخوان برای مدل‌سازی ریاضی انتخاب گردید. با تقسیم منطقه به 4 واحد ژئوهیدروژئولوژیک و استفاده از PEST، از اجزای مدل MODFLOW، واسنجی مدل برای تخمین ضرایب K و Sy صورت گرفت. با استفاده از مدل واسنجی شده، وضعیت تراز آب سفره در سال‌های 1390-1380 با توجه به گزینه‌های مختلف مدیریتی بررسی شد. بررسی گزینه تأثیر روند بهره‌برداری کنونی بر روی سطح آب آبخوان در سال‌های آتی، بیانگر حداکثر افتی برابر با 48 متر می‌باشد. به منظور ارائه یک راه‌کار عملی برای بهبود وضعیت آبخوان، گزینه کنترل بهره‌برداری آبخوان با اعمال کاهش 30 درصد دبی تخلیه چاه‌های بهره‌برداری بررسی گردید. از مهم‌ترین نتایج اجرایی این راه‌کار می‌توان به کاهش افت 26 درصد اشاره نمود. با توسعه یک مدل بهینهسازی و اعمال محدودیت‌های لازم در نقاط بحرانی منطقه و همچنین انتقال آب از دیگر نقاط منطقه روند افت آب در حد قابل قبولی (کمتر از 10 متر تا سال 1390) قابل کنترل به نظر می‌رسد. با به کارگیری مدل بهینهسازی روند افت در هر کدام از نقاط ماکزیمم افت منطقه مشخص کننده تغییر روند افزایشی افت و بهبود وضعیت آبخوان است.
خلیل جلیلی، سید حمیدرضا صادقی، داود نیک کامی،
جلد 10، شماره 4 - ( 10-1385 )
چکیده
عدم وجود مدیریت صحیح استفاده از اراضی در یک حوزه آبخیز، تأثیرات نامناسبی بر منابع موجود در آن دارد. بهینه سازی کاربری اراضی یکی از راه‌کارهای مناسب برای دستیابی به توسعه پایدار و کاهش هدررفت منابع می‌باشد. تحقیق حاضر در حوزه آبخیز بریموند به مساحت 9572 هکتار در استان کرمانشاه به منظور تعیین مناسب‌ترین ترکیب کاربری اراضی شامل باغ، کشت آبی، کشت دیم و مرتع جهت کمینه‌سازی فرسایش خاک و بیشینه سازی سود صورت گرفت. برای انجام تحقیق حاضر، مقادیر فرسایش، سود خالص و نیز نقشه‌های تهیه شده طبق استانداردهای استفاده از اراضی به عنوان ورودی توابع هدف و محدودیت‌های مدل بهینهسازی کاربری اراضی استفاده شد. مدل برنامه ریزی خطی چند هدفی تهیه و با استفاده از روش سیمپلکس در نرم افزار ADBASE حل شد. نتایج به‌دست آمده از تحقیق، ضمن معرفی کاربری بهینه اراضی حوزه آبخیز بریموند، میزان کاهش فرسایش خاک و افزایش سود سالانه را به ترتیب 78/7 درصد و 62/118 درصد ارائه نمود. بهینهسازی انجام شده بر کاهش اراضی دیم و افزایش اراضی باغی در منطقه تأکید دارد. نتایج به‌دست آمده از تحلیل حساسیت نیز نمایانگر تأثیر پذیری زیاد توابع هدف از حداکثر سطح اراضی کشاورزی آبی و باغی است.
جواد ترکمانی، محمود صبوحی،
جلد 11، شماره 1 - ( 1-1386 )
چکیده
در تعیین مجموعه کارا- ریسک (Risk - Efficient)، انتخاب و تعیین سطح بازده برنامه به‌صورت درونزا از اهمیت ویژهای برخوردار است. لذا، در این مطالعه بااستفاده از روش برنامه‌ریزی چند هدفه، مدل موتاد هدف در قالب دو الگوی میانگین انحرافات مطلق جزیی و تحلیل پارامتریک حداکثر_حداقل (Maximin) برای تعیین درونزای برنامه بازده هدف تبیین شد. برای تعیین مجموعه استراتژی‌های غالب برای زارعین مورد مطالعه، ابتدا ماتریس بازده‌ها از حداکثر کردن اهداف مدل شامل حداکثر کردن بازده انتظاری، حداکثر کردن کمترین بازده سالانه و حداقل کردن احتمال سقوط بازده از یک سطح بحرانی یا نامطلوب تخمین زدهشد. سپس، با استفاده از تکنیک برآورد مجموعه غالب (Non - Inferior set estimation) مرزهای بالا و پایین مجموعه استراتژی‌های غالب تعیین گردید. نتایج حاصل از حداکثر نمودن الگوی حداکثر_حداقل نشانداد که حداقل و حداکثر بازده به ترتیب 270252 و 217753 هزار ریال است .افزون برآن، با استفاده از سطوح مختلف تابع هدف، زیر مجموعه‌ای از استراتژی‌های غالب تعیینگردید. نتایج حاصل از مقایسه الگوی کشت فعلی زارعین با الگوهای زراعی پیشنهاد شده به‌وسیله الگو نشان داد که سطوح زیر کشت فعلی محصولات مختلف زارعین به استثنای چغندرقند تقریباً در دامنه‌ای است که به‌وسیله الگو تعیین شده است. افزون برآن، نتایج نشان داد که الگوی کشت فعلی زارعین می‌تواند یکی ازاستراتژی‌های غالب باشد. باتوجه به اهمیت آب و کمبود شدید آن در منطقه مورد مطالعه، بازده متوسط آب در الگوی کشت فعلی زارعین با بازده متوسط آب درمجموعه استراتژی‌های غالبی که مرز بالا و پایین کلیه استراتژی‌های غالب را تشکیل می‌دهند، مقایسه گردید. نتایج نشان داد که زارعین بازده‌ای معادل 15/18 هزار ریال به ازای هر ساعت آب مصرفی به‌دست می‌آورند. با این حال، بازده متوسط آب در دامنه 1/19 و 2/30 هزار ریال در مجموعه استراتژی‌های غالب تغییر می‌کند که این امر نمایانگر آن است که زارعین می‌توان ند از آب به نحو مناسب‌تری استفاده کنند. با توجه به نتایج به‌دست آمده، می‌توان گفت که تغییر الگوی کشت زارعین ،جهت استفاده بهتر از منابع، امری کاملاً پیچیده است و صرفاً با اتخاذ سیاست‌های جامع نگر می‌توان به موفقیت‌هایی در این زمینه دست یافت.
ابراهیم ولیزادگان، محمود شفاعی بجستان، حسین محمد ولی سامانی،
جلد 15، شماره 55 - ( 1-1390 )
چکیده
رسوب‌گذاری در مخازن سدها امری اجتناب ناپذیر است. این پدیده آثار نامطلوب زیادی در مخازن دارد، مانند کاهش حجم مفید مخزن، کاهش پایداری سد، عملکرد نامناسب دریچه‌های بهره‌برداری و پنستاک‌ها و کاهش حجم کنترل سیلاب. کمینه‌سازی رسوب‌گذاری در مخازن یک مسئله بهینهسازی غیرخطی مقید است. قیدهای این مسئله شامل محدودیت‌های دبی خروجی از تخلیه کننده‌های تحتانی، محدودیت‌های سطح آب در مخزن در هر دوره زمانی و محدودیت سطح آب در انتهای دوره بهره‌برداری است. در این تحقیق پس از واسنجی نرمافزار GSTARS3 (یکی از جدیدترین مدل‌های ریاضی پیش‌بینی رسوب‌گذاری در رودخانه‌ها و مخازن که توسط USBR توسعه داده شده) برای منطقه سد وشمگیر، نتایج حاصل از اجرای این نرمافزار به عنوان بخشی از داده‌های ورودی توسط یک برنامه کامپیوتری واسط به برنامه بهینهسازی منتقل شد. پس از اجرای برنامه بهینهسازی نتایج به دست آمده توسط یک برنامه کامپیوتری واسط دیگر به عنوان بخشی از فایل ورودی وارد نرمافزار GSTARS3 می‌شود. سپس این نرمافزار مجدداً اجرا شده و نتایج به برنامه بهینهسازی منتقل می‌شود. این فرایند، زمانی خاتمه می‌یابد که دقت مورد نظر به دست آید. به عبارت دیگر شرایط بهینه زمانی به‌دست می‌آید که اجرای این حلقه بسته خاتمه یابد. مسئله بهینهسازی مقید با استفاده از روش تابع جریمه به حالت نامقید تبدیل و برای حل مسئله بهینهسازی نامقید به‌دست آمده، روش پاول که یکی از روش‌های جستجوی مستقیم می‌باشد، مورد استفاده قرار گرفته است. قابلیت‌های مدل حاصله با اجرای آن برای مخزن سد وشمگیر گرگان به اثبات رسیده و سیاست بهره‌برداری بهینه با هدف کمینه‌سازی رسوب‌گذاری در مخزن سد برای یک دوره 12 ماهه به‌دست آمد.
سهراب عزیزپور، پرویز فتحی، کامران نوبخت وکیلی،
جلد 16، شماره 60 - ( 4-1391 )
چکیده
هدایت هیدرولیکی اشباع خاک (k) و تخلخل مؤثر (f) از جمله مهم‌ترین پارامترها برای شبیه‌سازی فرآیندهای مرتبط با آبیاری، زه‌کشی، هیدرولوژی و آبشویی به شمار می‌روند. روش‌های مستقیم اندازه‌گیری این پارامترها اغلب مشکل، زمان‌بر و پر هزینه می‌باشند. لذا ارائه روشی که موجب برآورد دقیق‌تر این پارامترها شود ضروری است. هدف از این تحقیق برآورد توأم k و f با استفاده از رویکرد مسأله معکوس می‌باشد. در این تحقیق از مدل تحلیلی زه‌کشی گلوور- دام به عنوان مدل شبیه‌سازی در روش مسأله معکوس استفاده شد. همچنین برای یافتن مقادیر بهینه k و f از روش الگوریتم ژنتیک استفاده گردید. به منظور اندازه‌گیری داده‌های لازم برای واسنجی و ارزیابی مدل معکوس هوشمند پیشنهادی یک مدل فیزیکی زه‌کشی طراحی و در آزمایشگاه ساخته شد. مدل معکوس هوشمند تهیه شده در دو حالت با فرض ثابت و متغیر بودن f واسنجی گردیـد. نتـایج نشـان داد که روش پیشنهـادی از کارآیی و قابلیت بالایی جهت برآورد توأم k و f برخـوردار است. همچنین فرض متغیر بودن f خطای پیش‌بینی ارتفاع سطح ایستابی در اطراف زه‌کش را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد
داود رجبی ، حجت کرمی، خسرو حسینی، سید‌فرهاد موسوی، سیدعلی‌اصغر هاشمی،
جلد 19، شماره 73 - ( 8-1394 )
چکیده
مدل غیرخطی ماسکینگام روشی کارا در روندیابی سیلاب است، اما کارایی این روش تحت تأثیر سه پارامتر به‌کار رفته در آن است. در سال‌های اخیر، نتایج رضایت‌بخشی از استفاده الگوریتم‌های فراکاوشی در تعیین مقدار مناسب پارامترهای این مدل گزارش شده است. از این‌رو در این پژوهش به ارزیابی کارایی الگوریتم رقابت استعماری (ICA) در تخمین پارامترهای بهینه مدل غیرخطی ماسکینگام پرداخته شد. علاوه‌بر ICA، الگوریتم ژنتیک (GA) و بهینهسازی مجموعه ذرات(PSO) نیز با هدف در دست بودن معیار برای قضاوت در مورد عملکرد ICA مورد استفاده قرار گرفتند. بدین‌منظور ابتدا ICA در روندیابی سیل ویلسون به‌کار گرفته شد؛ پس از آن روندیابی دو واقعه سیلاب مربوط به رودخانه دوآب صمصامی مورد بررسی قرار گرفت. در مورد سیل ویلسون که تابع هدف به‌صورت مجموع مربعات انحرافات (SSQ) دبی مشاهداتی و محاسباتی در نظر گرفته شد؛ مقدار تابع هدف حاصل از ICA، برابر 77/36 و مقدار تابع هدف حاصل از GA و PSO به‌ترتیب برابر 23/38 و 89/36 به‌دست آمد. در روندیابی دو سیل دیگر علاوه‌بر SSQ، تابع هدف دیگری به‌صورت مجموع قدر مطلق انحرافات (SAD) دبی مشاهداتی و محاسباتی نیز در نظر گرفته شد. در سیلاب اول براساس SSQ، GA بهترین عملکرد را از خود نشان داد ولی براساس SAD، ICA در رتبه نخست قرار گرفت. در مورد سیلاب دوم بر مبنای هر دو تابع هدف، ICA عملکرد بهتری داشته است. در این رابطه ICA نسبت به GA در تابع هدف SSQ، 9 درصد و در تابع هدف SAD، 08/0 درصد بهتر بوده است و نسبت‌به PSO، تابع هدف SSQ و SAD را به‌ترتیب 1/0 و 16/0 درصد بهبود داده است. با توجه به‌نتایج حاصل می‌توان گفت که الگوریتم ICA می‌تواند به‌عنوان یک روش مناسب به‌منظور تخمین پارامترهای مدل غیرخطی ماسکینگام مورد استفاده قرار گیرد.
محسن امیدوار، تورج هنر، محمدرضا نیکو، علیرضا سپاس‌خواه،
جلد 20، شماره 76 - ( 5-1395 )
چکیده
در حوضه‌های آبریز رودخانه‌ای استراتژی‌های مختلفی را در سطح حوضه و یا در قسمت‌های مختلف آن در راستای مدیریت منابع آب می‌توان به‌کار گرفت. یکی از این استراتژ‌ی‌ها، تخصیص بهینه آب و تعیین الگوی کشت بهینه است. در این مطالعه، یک مدل بهینهسازی تخصیص آب و الگوی کشت بر مبنای تئوری بازی‌های همکارانه ارائه شده است. به‌منظور سنجش کارایی مدل، اراضی تحت پوشش یکی از کانال‌های شبکه آبیاری سد درودزن فارس مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا با استفاده از یک مدل فازی و در نظر گرفتن مقادیر فازی ضرایب و محدودیت‌ها در تابع هدف، الگوی کشت بهینه و مقادیر آب تخصیص داده شده به آنها تعیین شده است. سپس با تدوین یک مدل بازی همکارانه (مدل بازی کوچک‌ترین هسته)، براساس ساختار شبکه توزیع آب و تعیین حقابه هر بخش، به تعیین سود حاصل از تشکیل ائتلاف تصمیم‌گیرندگان و ذینفعان، بازتوزیع منافع و انتخاب بهترین استراتژی در صورت برقراری همکاری پرداخته شده است. نتایج پژوهش نشان می‌دهد که با تخصیص آب بیشتر به بخش‌های با پتانسیل تولید بیشتر، سود و بهره‌وری اقتصادی آب افزایش می‌یابد. به عنوان مثال مقدار مجموع سودخالص حاصل از شکل‌گیری ائتلاف اصلی بین بازیکنان 724/9 میلیارد تومان است که این مقدار در صورت عدم شکل‌گیری ائتلاف 906/8 میلیارد تومان خواهد بود که با توجه به مقدار آب ثابت تخصیص یافته به منطقه در هر دو حالت، افزایش بهره‌وری اقتصادی آب در صورت برقراری ائتلاف را نشان می‌دهد.
اسدالله محسنی موحد، مهدی کوچک زاده، پروانه صالحی مقدم،
جلد 21، شماره 3 - ( 8-1396 )
چکیده
آبیاری کرتی یکی از روش‌های آبیاری سطحی است که برای آبیاری بسیاری از محصولات کشاورزی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این مقاله مدلEDOBASIN به‌منظور ارزیابی، طراحی و بهینهسازی عملکرد آبیاری کرتی معرفی شده است. در این مدل راندمان‌های مورد نظر به‌صورت ترکیبی خطی در یک تابع هدف درنظر گرفته می‌شوند و براساس متغیرهای تصمیم‌گیری که شامل دبی ورودی، طول و عرض کرت و محدودیت‌هایی که برای آنها وجود دارد، طراحی بهینه انجام می‌شود. این مدل یک مدل شبیه‌سازی- بهینهسازی است که در آن از معادله موازنه حجم برای شبیه‌سازی هیدرودینامیک و از روش SA برای بهینهسازی استفاده می‌شود. ویژگی این مدل نسبت به مدل‌های قبلی طراحی از طریق بهینهسازی همزمان راندمان‌ها با گزینه‌های مختلف وزن‌دهی می‌باشد. مقایسه زمان پیشروی جبهه آب در مدل مورد نظر با مدل شناخته شده SIRMOD حاکی از دقت مدل در مرحله ارزیابی است. همچنین بهبود راندمان‌ها و تابع هدف در طراحی بهینه بیانگر قابلیت وکارایی مدل ارائه شده در مرحله بهینهسازی است به‌طوری که استفاده از مدل برای داده‌های یک کرت آزمایشی، توانست راندمان کاربرد و نسبت نفوذ عمقی را 20% ارتقاء داده و راندمان‌های نیاز آبی و یکنواختی توزیع را در حد 100% نگهدارد.
مهدی شهسواری گوغری، عباس رضایی استخروییه، محسن ایراندوست، علی نشاط،
جلد 22، شماره 1 - ( 3-1397 )
چکیده
با افزایش روزافزون جمعیت، بهره‌برداری بهینه از منابع آب ضروری است. این تحقیق به‌منظور ارزیابی تأثیر سطوح مختلف آبیاری بر عملکرد، اجزای عملکرد و بهره‌وری مصرف آب ذرت دانه‌ای با استفاده از سامانه آبیاری قطره‌ای (تیپ) یک و دو ردیفه، انجام شد. طرح به‌صورت کرت‌های خرد شده، در قالب بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در سال 1391 در حاجی‌آباد استان هرمزگان اجرا گردید. سه سطح آبیاری (100، 80 و 60 درصد نیاز آبی) به‌عنوان عامل اصلی، دو الگوی کارگزاری لوله‌های آبده (معمولی و یک در میان ثابت) به‌عنوان عامل فرعی تیمارهای طرح را تشکیل دادند. نتایج نشان داد: آبیاری با 80 درصد نیاز آبی، نسبت به آبیاری کامل، باعث افزایش 4/1 درصدی عملکرد، 8/1 درصدی وزن هزار دانه، 7/8 درصدی تعداد دانه در ردیف و 13 درصدی تعداد ردیف دانه در بلال گردید. علیرغم برتری عملکرد در الگوی کارگزاری لوله‌های آبده به‌صورت معمولی (56/10055 کیلوگرم در هکتار) بر کارگزاری لوله‌های آبده به‌صورت یک در میان (67/9366 کیلوگرم در هکتار)؛ بهره‌وری مصرف آب در کارگزاری لوله‌های آبده به‌صورت یک در میان بیشتر بود (169/1 کیلوگرم در مترمکعب آب). بنابراین خشکی موضعی ریشه با آبیاری به مقدار 80 درصد نیاز آبی گیاه برای ذرت در منطقه توصیه می‌شود.
محمدعلی گرانمهر، محمدرضا چمنی، کیوان اصغری،
جلد 22، شماره 3 - ( 8-1397 )
چکیده
وقتی که شبکه با کمبود فشار مواجه شود و یا دبی تقاضا در گره‌ها بیشتر از مقدار طراحی شده باشد، شبکه اغلب نمی‌تواند تقاضای مورد نیاز در گره‌ها را به‌طور کامل تأمین کند. بررسی رفتار شبکه در این حالت، نیازمند استفاده از روش تحلیل مبتنی بر فشار است. برخلاف تحلیل مبتنی بر تقاضا، در این حالت لازم است برای هر گره معادله‌ای بین فشار و دبی تقاضا در نظر گرفته شود تا به‌طور همزمان با سایر معادلات هیدرولیکی شبکه حل شود. در این پژوهش، سیستم پشتیبان تصمیم‌گیری جهت تحلیل شبکه به روش مبتنی بر فشار براساس الگوریتم بهینهسازی ازدحام ذرات و شبیه‌ساز هیدرولیکی EPANET توسعه داده شد تا به‌توان به‌سادگی رفتار شبکه در شرایط کمبود فشار را شبیه‌سازی کرد. شبکه‌ای چهار حلقه‌ای از پژوهش‌های پیشین انتخاب شد و تحلیل شبکه، براساس روش‌ها و روابط مختلف بین فشار و دبی تقاضا ارائه شده است. نتایج تحلیل شبکه نشان می‌دهد، مدل ارائه شده به‌خوبی مدل‌های پیشین بود و در مقایسه با برخی روش‌ها، عملکرد بهتری نیز در همگرایی دارد. استفاده از رابطه‌های مختلف فشار-تقاضا، تأثیر زیادی در جواب نهایی حاصل از تحلیل مبتنی بر فشار ندارد، درحالی‌که اختلاف نتایج حاصل از تحلیل مبتنی برفشار و تحلیل مبتنی بر تقاضا، قابل توجه است.
بهناز راحلی نمین، ثمر مرتضوی، عبدالرسول سلمان ماهینی،
جلد 23، شماره 2 - ( 6-1398 )
چکیده
این مطالعه با استفاده از رویکرد مدل‌سازی و ابزار پشتیبانی تصمیم‌گیری Multiple criteria analysis tool (MCAT) با در نظر گرفتن جنبه‌های مختلف محیط زیستی، اقتصادی و اجتماعی، ترکیب بهینه‌ای از محصولات کشاورزی دیمی ارائه می‌دهد. چارچوب پیاده‌سازی رویکرد ارائه شده بر اساس روش تجزیه و تحلیل چند معیاره و الگوریتم‌های فراتکاملی است. تولید محصولات کشاورزی کافی و با کیفیت مناسب و درآمد مناسب برای کشاورزان با کمترین آسیب به محیط زیست از اهداف اصلی بهینهسازی محصولات کشاورزی است. هدف اصلی این مطالعه اولویت‌بندی، بهینهسازی و تخصیص اراضی دیم شهرستان گنبدکاووس استان گلستان برای محصولات راهبردی گندم، جو، کلزا و سویا در دو سناریوی اقتصادی- اجتماعی و محیط زیستی بوده است. به‌دلیل در دسترس نبودن اطلاعات و داده‌های صحیح میزان مصرف کود و سموم شیمیایی در مزارع منطقه مورد مطالعه، با استفاده از مصاحبه حضوری و چهره به چهره با کشاورزان این داده‌ها جمع‌آوری شد. نتایج حاکی از بالا بودن مقدار مصرف کود و سموم در منطقه مورد مطالعه بود. همچنین مصرف برخی از سموم نسبتاً خطرناک و خیلی خطرناک نیز در منطقه مشاهده شد. از آنجا که هدف اصلی در این مطالعه کمینه کردن میزان مصرف آب، کود و سموم و بیشینه کردن سود به هزینه، اشتغال‌زایی، افزایش عملکرد و میزان تولید ماده خشک است، نتایج نشان می‌دهد در سناریوی محیط زیستی با تفاوت اندکی در نسبت تخصیص اراضی و میزان سود به‌ترتیب جو، کلزا و سویا اولویت کشت در منطقه را دارند. این تفاوت اندک حاکی از شرایط بهینه برای کشت این محصولات است و اختلاف سود آنها در سناریو محیط زیستی، مربوط به میزان مصرف کود و سموم در هر یک از محصولات یاد شده است. در سناریوی اقتصادی و اجتماعی نیز به‌ترتیب کلزا، گندم و جو بالاترین نسبت تخصیص اراضی و میزان سود را دارند. درنهایت رویکرد ارائه شده در این مطالعه با ترکیب جنبه‌های مختلف محیط زیستی، اقتصادی و اجتماعی ترکیب بهینه‌ای از محصولات کشاورزی در شرق استان گلستان را ارائه می‌دهد و برنامه‌ریزان را قادر به طراحی سیستم کشت بهینه و مدیریت صحیح در کوددهی و میزان مصرف آب و سموم می‌کند.
ناصر گنجی خرم دل، معصومه عبدوس، سید محمد حسینی موغاری،
جلد 23، شماره 3 - ( 9-1398 )
چکیده
با توجه به افزایش مصرف آب، توجه به تخصیص منابع بهینه آب نیاز است. در دهه‌های اخیر، استفاده از روش‌های تکاملی هوشمند برای بهینهسازی تخصیص آب گسترش پیدا کرده است. هدف از این مطالعه، توسعه یک مدل برنامه‌ریزی منابع آب برای تعیین کشت مناسب، بهره‌برداری بهینه از منابع آب زیرزمینی و منابع آب و همچنین نحوه تخصیص آب در میان محصولات کشاورزی به‌منظور به حداقل رساندن اثرات جانبی ناشی از کمبود آب و افزایش درامد آن است. در این مطالعه به‌منظور به حداکثر رساندن سود و کاهش حداکثری مصرف آب، براورد نیاز آب به محصول در دوره‌های مختلف برای بهینهسازی مدیریت الگوهای برداشت و مدیریت آبیاری در کشت در شبکه آبیاری ورامین با استفاده از الگوریتم تکاملی جدید چرخه آب استفاده شد. سپس برای اعتبارسنجی روش، نتایج آن با مدل برنامه‌ریزی خطی و الگوریتم ژنتیک مقایسه شد (9963/0 = 2R) نتایج نشان داد که الگوی کاشت منطقه مطلوب نبوده و کشت محصولاتی نظیر گندم، جو، گوجه‌فرنگی، خربزه و یونجه به صفر رسیده است. در الگوی جدید، بیشترین سطح زیر کشت به محصولات صنعتی مانند کلزا و پس از آن به خیار و ذرت اختصاص داده شد در حالی که درامد حدود 11 درصد افزایش یافت. علاوه‌بر آن، مقداری آب در ماه‌های مختلف در شبکه باقی می‌ماند که می‌توان از آنها به‌منظور تزریق به سفره‌های زیرزمینی و یا کشت سایر محصولات بر اساس میزان آب موجود استفاده کرد.
محمد جواد اسدی، سعید شعبانلو، محسن نجارچی، محمد مهدی نجفی زاده،
جلد 23، شماره 3 - ( 9-1398 )
چکیده
در این مطالعه، ضریب دبی روزنه های جانبی دایرهای با استفاده از یک روش ترکیبی جدید، مدل‌سازی شد. ترکیبات انجام شده در این مطالعه، به دو قسمت تقسیم شد: 1) ترکیب دو الگوریتم بهینهسازی ازدحام ذرات (PSO) و الگوریتم ژنتیک (GA) و ارائه الگوریتم PSOGA ، 2) استفاده از الگوریتم ترکیبی PSOGA جهت بهینه سازی شبکه انفیس (ANFIS) و ارائه روش ANFIS-PSOGA. با شناخت پارامترهای مؤثر بر ضریب دبی روزنه های جانبی دایروی، 11 ترکیب مختلف ارائه شد. تحلیل حساسیت انجام شده با استفاده از ANFIS، نشان داد که عدد فرود و نسبت عمق جریان به قطر روزنه (Ym/D) مؤثرترین پارامترها در مدل‌سازی ضریب دبی شناسایی شدند. همچنین، بهترین ترکیب در براورد ضریب دبی استفاده از متغیرهای فرود جریان (Fr)، نسبت عرض کانال اصلی به قطر روزنه جانبی (B/D)، نسبت ارتفاع تاج روزنه به قطر روزنه (W/D) و نسبت عمق جریان به قطر روزنه (Ym/D) بود. مقادیر MAPE، RMSE و R برای این مدل، به ترتیب برابر 0/021، 0/20 و 0/871 به‌دست آمد. پس از انتخاب بهترین ترکیب، عملکرد روش ANFIS-PSOGA با دو روش ANFIS and ANFIS-PSO، مقایسه شد. نتایج نشان داد که روش ANFIS-PSOGA برای مدل‌سازی ضریب دبی، دارای خطای کمتری بود.
امین عطاردی، حجت کرمی، عبداله اردشیر، خسرو حسینی،
جلد 24، شماره 1 - ( 3-1399 )
چکیده
به‌طور کلی طراحی‌های مهندسی نیاز به بهینهسازی فاکتورهای مؤثر در پدیده مورد مطالعه دارند که اغلب به روندی پرهزینه و طولانی مدت می‌انجامد. در این راستا روش‌های جدیدی به‌وجود آمده‌اند که می‌توانند بهینهسازی را با تعداد کمتر آزمایش‌ها انجام دهند از این‌رو مقرون به‌صرفه‌تر هستند. در این مطالعه سعی شده است از روش‌های تاگوچی و تاگوچی-GRA برای طراحی پارامترهای هندسی آب‌شکن محافظ استفاده شود به‌نحوی که بهینه‌ترین عملکرد را در کاهش آبشستگی سری آب‌شکن‌ها داشته باشد. نتایج حاصل از هر دو روش سطح بهینه برای نسبت فاصله آب‌شکن محافظ به طول آب‌شکن اول را برابر با 5/2 و زاویه آب‌شکن محافظ را 90 درجه نشان می‌دهند. حال آنکه نسبت طول آب‌شکن محافظ به‌طول آب‌شکن اصلی در روش تاگوچی 0/8 و در روش تاگوچی–GRA برابر 0/6 به‌دست آمد. علاوه بر این با استفاده از آنالیز واریانس مشخص شد که فاصله آب‌شکن محافظ از آب‌شکن اول، زاویه آب‌شکن محافظ و طول آب‌شکن محافظ به‌ترتیب بیشترین تأثیر در عملکرد آب‌شکن محافظ را دارا هستند. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که هر دو روش توانایی بالایی در بهینهسازی دارند و بنابراین می‌توانند در مطالعات مهندسین هیدرولیک مفید واقع شوند.
محمد معین فلاحی، بهروز یعقوبی، فریبرز یوسفوند، سعید شعبانلو،
جلد 24، شماره 3 - ( 9-1399 )
چکیده
بارندگی مهم‌ترین منبع تأمین آب شرب و کشاورزی ساکنین نواحی مختلف کره زمین محسوب می‌شود. بنابراین شبیه‌سازی و تخمین این پدیده هیدرولوژیکی از اهمیت بسزایی برخوردار است. در این مطالعه برای اولین بار، بارش درازمدت شهر رشت در طی یک دوره 62 ساله از 1956 تا 2017 به‌صورت ماهانه توسط یک مدل هوش مصنوعی ترکیبی بهینه‌یافته، شبیه‌سازی شد. برای توسعه مدل هوش مصنوعی ترکیبی (WGEP)، مدل برنامهنویسی بیان ژن (GEP) و تبدیل موجک (Wavelet transform) ترکیب شدند. در ابتدا، تأخیرهای مؤثر داده‌های سری زمانی با استفاده از تابع خودهمبستگی شناسایی شدند و با استفاده از آنها برای هر یک از مدل‌های GEP و WGEP هشت مدل متفاوت تعریف شد. سپس، نتایج مدل‌های GEP تجزیه‌و‌تحلیل شدند و مدل برتر GEP و مؤثرترین تأخیرها معرفی شدند. مقادیر شاخص عملکرد (VAF)، ضریب همبستگی (R) و شاخص پراکندگی (SI) برای مدل برتر GEP به‌ترتیب مساوی با 25/765، 0/508 و 0/709 محاسبه شدند. علاوه بر این، تأخیرهای شماره (t-1)، (t-2)، (t-3) و (t-12) مؤثرترین تأخیرها بودند. در ادامه، اعضای مختلف موجک های مادر نیز بررسی شدند که موجک مادر demy به‌عنوان بهینه‌ترین انتخاب شد. همچنین، تجزیه‌و‌تحلیل نتایج مدل‌های ترکیبی نشان داد که تبدیل موجک عملکرد مدل برنامهنویسی بیان ژن را به‌شکل قابل ملاحظه‌ای بهبود بخشید. استفاده از این موجک مادر باعث افزایش سه برابری شاخص عملکرد مدل WGEP برتر شد. علاوه بر این، شاخص‌های آماری R و MARE برای مدل WGEP برتر به‌ترتیب مساوی با 0/935 و 0/862 به‌دست آمدند. همچنین مقادیر SI، VAF و ضریب نش‌ساتکلیف برای این مدل به‌ترتیب برابر با 0/296، 0/394 و 0/858 تخمین زده شدند. نتایج این مطالعه نشان داد که تبدیل موجک عملکرد مدل برنامهنویسی بیان ژن را به‌شکل قابل توجهی افزایش می‌دهد و پیشنهاد می‌شود تبدیل موجک برای بهبود عملکرد سایر الگوریتم‌های هوش مصنوعی در مباحث هیدرولوژیکی مورد استفاده قرار گیرد.
حمزه علی علیزاده، علیرضا حسینی، مریم سلطانی،
جلد 24، شماره 3 - ( 9-1399 )
چکیده
توسعه شبکه آبیاری دشت عباس و انتقال آب سد کرخه بدون توجه به منابع آب زیرزمینی دشت، باعث ماندابی شدن اراضی کشاورزی دشت در سال‌های اخیر شده است. هدف از این مطالعه بهینهسازی تلفیق منابع آب سطحی و زیرزمینی دشت عباس برای حداقل کردن مشکلات ماندابی شدن اراضی و دستیابی به حداکثر درآمد خالص دشت بود. برای این منظور ابتدا رفتار آبخوان دشت با استفاده از روش پویایی سیستم‌ها شبیه‌سازی شد. سپس با استفاده از روش بهینهسازی چندمعیاره مدل Vensim تلفیق آب‌های سطحی و زیرزمینی با تابع هدف حداکثرسازی درآمد خالص دشت بهینهسازی شد. زمان شروع مدل‌سازی سال 1380 و پایان آن سال 1410 و به‌مدت 30 سال است. مدل با استفاده از داده‌های زمانی سال 1380 تا 1388 واسنجی و با استفاده از داده‌های زمانی سال 1388 تا 1395 صحت‌سنجی شد. نتایج ارزیابی‌ها نشان داد که مدل قادر است متغیرهای کلیدی تراز آب زیرزمینی (ME برابر 60 سانتی‌متر، R2 برابر 97 درصد وRMSE برابر 47 سانتی‌متر) و شوری آب زیرزمینی (ME برابر0/123 میکروموس بر سانتی‌متر، R2 برابر 74 درصد و RMSE برابر 100 میکروموس بر سانتی‌متر) را با دقت مناسب شبیه‌سازی کند. همچنین نتایج مدل بهینهسازی نشان داد که بهینه‌ترین نسبت مصرف آب سطحی و زیرزمینی برای تأمین نیاز کشاورزی دشت عباس به‌ترتیب 65 و 35 درصد است. به‌طور کلی می‌توان نتیجه گرفت که با بهینهسازی تلفیق آب سطحی و زیرسطحی با صرفه‌جویی سالانه حدود 10 میلیون متر مکعب آب می‌توان 800 هکتار اراضی جدید را آبیاری کرد.
مهدی فولادی پناه، مهدی ماجدی اصل،
جلد 24، شماره 4 - ( 12-1399 )
چکیده
پیش‌بینی عمق آبشستگی موضعی به‌عنوان پدیده‌ای پویا و غیرخطی با استفاده از روش‌هایی با توانایی پیش‌بینی مناسب همواره مورد توجه پژوهشگران بوده‌اند. از عوامل مؤثر در اندازۀ حفرۀ آبشستگی، شکل هندسی پایه‌های پل است. در این پژوهش با استفاده از الگوریتم پشتیبان بردار ماشین و بر مبنای 395 دادۀ صحرایی سازمان زمین‌شناسی آمریکا و فروهلیچ (1988) در قالب دو سناریو، مقدار عمق آبشستگی سه پایۀ پل استوانه‌ای، نوک تیز و مستطیلی بر اساس ترکیب‌های مختلف پارامترهای بی‌بعد: زاویۀ حملۀ آب (α)، عدد فرود (Fr)، نسبت طول به عرض پایه (ِb / L) ( و نسبت قطر متوسط ذرات رسوبی به عرض پایه (ِb / 50 D) پیش‌بینی شدند. نتایج پژوهش ضمن تأیید عملکرد قابل قبول الگوریتم SVM برای همۀ پایه ها در هر دو سناریو نشان داد در سناریوی اول و دوم بهینه‌ترین عملکرد مربوط به پایۀ مستطیلی به‌ترتیب با ضریب همبستگی 0/8702 و 0/8838 و مقدار بیشینۀ Ds(DDR) با مقادیر 0/854 و 1/229 در فرایند تست الگوریتم بودند. همچنین تأثیر مثبت افزایش تعداد داده‌ها روی عملکرد الگوریتم SVM با افزایش شاخص‌های ارزیابی تأیید شد. مقایسۀ نتایج نشان داد الگوریتم SVM مقادیر آبشستگی را بیشتر از مقدار مشاهداتی با خطای مطلق بین 11 تا 35 درصد برآورد کرده است.
محمود اکبری،
جلد 24، شماره 4 - ( 12-1399 )
چکیده
هدف این پژوهش، توسعه یک مدل شبیه‌سازی- بهینهسازی هیدرولیکی- اقتصادی برای طراحی آبیاری کرتی بود. این مدل شبیه‌سازی هیدرولیکی (طراحی آبیاری کرتی) را با معادله بیلان حجم، شبیه‌سازی اقتصادی را از طریق محاسبه مجموع 4 هزینه در طول فصل و بهینهسازی را با الگوریتم فرا ابتکاری چندهدفه NSGAII انجام می‌دهد. به‌منظور برنامهنویسی، از نرمافزار برنامهنویسی MATLAB استفاده شد. برای بهینهسازی توابع هدف، از بهینهسازی تابعی، چندبعدی، ایستا، مقید، پیوسته، چندهدفه و فرا ابتکاری استفاده شد. متغیرهای تصمیم که از بین ورودیهای شبیه‌سازی انتخاب شدند، به‌گونه‌ای محاسبه شدند که توابع هدف هیدرولیکی (کمینه‌سازی ترکیب خطی هفت شاخص عملکرد) و اقتصادی (کل هزینه فصل آبیاری بر اساس مجموع هزینه‌های آب، کارگر، آماده‌سازی کرت و حفر نهر) کمینه شود. برای شبیه‌سازی از اطلاعات یک مزرعه آزمایشی استفاده شد. پس از شبیه‌سازی اولیه، بهینهسازی مزرعه آزمایشی به‌وسیله الگوریتم فرا ابتکاری چندهدفه NSGAII با پارامترهای تنظیم شده انجام شد. بهینهسازی با استفاده از مدل پیشنهادی باعث کاهش (بهبود) توابع هدف نسبت به عملکرد اولیه شبیه‌سازی شد. در مجموع مدل پیشنهادی که ابزاری تخصصی برای آبیاری کرتی است، با وجود سادگی کارایی مناسبی داشت.
احسان یارمحمدی، سعید شعبانلو، احمد رجبی،
جلد 25، شماره 1 - ( 3-1400 )
چکیده
بهینهسازی مدل‌های هوش مصنوعی از اهمیت بسزایی برخوردار است زیرا باعث بهبود عملکرد این مدل‌ها و افزایش انعطاف آنها می‌شود. در این مطالعه، عمق آبشستگی در مجاورت تکیه پل‌ها به شکل‌های مختلف توسط مدل ANFIS و ANFIS-Genetic Algorithm (GA) تخمین زده شد. به‌عبارت دیگر، برای بهینهسازی توابع عضویت مدل ANFIS از GA استفاده شد که عملکرد مدل ANFIS به‌شکل قابل توجهی بهبود یافت. در ابتدا، پارامترهای تأثیرگذار بر روی عمق آبشستگی در اطراف تکیه‌گاه پل‌ها تعریف شدند. سپس با استفاده از این پارامترهای ورودی، یازده مدل مختلف برای هر یک از مدل‌های ANFIS و ANFIS-GA تولید شدند. سپس با تجزیه و تحلیل نتایج این مدل‌ها، مدل برتر برای هر یک از روش‌های ANFIS و ANFIS-GA زنتیک معرفی شدند. به‌عنوان مثال، مقدار ضریب همبستگی و شاخص پراکندگی برای مدل ANFIS به‌ترتیب برابر با 0/979 و 0/070 و برای مدل ANFIS-GA نیز به‌ترتیب مساوی با 0/986 و 0/056 محاسبه شدند. علاوه بر این، نسبت اختلاف متوسط برای مدل‌های برتر ANFIS و ANFIS-GA به‌ترتیب مساوی با 0/984 و 0/988 بودند. بنابراین نشان داده شد که مدل‌های ترکیبی ANFIS-GA دقت بیشتری در مقایسه با مدل‌های ANFIS داشتند. همچنین، تحلیل حساسیت نشان داد که عدد فرود (Fr) و نسبت عمق جریان به شعاع حفره آبشستگی (h/L) به‌عنوان مؤثرترین پارامترهای ورودی برای تخمین عمق آبشستگی در مجاورت تکیه‌گاه پل‌ها شناسایی شدند.
محمد قدس پور، مهدی سرائی تبریزی، علی صارمی، حمید کاردان مقدم، محمود اکبری،
جلد 25، شماره 3 - ( 9-1400 )
چکیده
استفاده از مدل¬های شبیه¬سازی- بهینه¬سازی ابزار ارزشمندی برای انتخاب الگوی کشت مناسب هستند. هدف اصلی این تحقیق، توسعه یک مدل شبیه¬سازی- بهینه¬سازی دوهدفه برای تعیین الگوی کشت و تخصیص آب است. این مدل پس از شبیه¬سازی حالات مختلف الگوی کشت، بهینهسازی را با الگوریتم فراابتکاری چندهدف شیرمورچه MOALO)) انجام می‌دهد. بر این اساس متغیرهای تصمیم شامل زمین و آب تخصیص‌یافته به دوره‌های ده روزه رشد گیاهان به¬گونه ای طراحی شدند که حداقل بهره‌برداری از منابع آب و حداکثرسازی اقتصادی به عنوان توابع هدف مشخص شدند. مدل توسعه‌یافته برای شبیه¬سازی و بهینه¬سازی الگوی کشت با سطح زیرکشت 5500هکتار و تخصیص آب دشت سمنان با آب تجدیدپذیر به میزان 60/8 میلیون‌مترمکعب استفاده شد. سناریوی‌های برداشت 80 (GW80) و 100 (GW100) درصد از آب تجدیدپذیر زیرزمینی و سناریوهای تغییر در الگوی کشت موجود 30 (AC30) و 60 (AC60) درصد در نظر گرفته که هر یک از این 4 سناریو با الگوریتم MOALO شبیه‌سازی شدند. بهینه¬سازی با استفاده از مدل پیشنهادی در چهار سناریو، باعث بهبود توابع هدف آبی و اقتصادی نسبت به عملکرد اولیه شبیه¬سازی شد. نتایج نشان داد که چهار سناریوی پیشنهادی با کمینه‌سازی تابع هدف آبی و بیشینه سازی تابع هدف اقتصادی نسبت به وضع موجود(شبیه سازی) بدست آمده است. در مجموع مدل پیشنهادی که ابزاری تخصصی برای بهینه¬سازی الگوی کشت زراعی با تخصیص آب است، با وجود سادگی کارایی بسیار مناسبی داشت.
