بهره‌برداری هماهنگ از حوضچه‌های تعدیل سیلاب شهری با کنترل بهینه‌ دریچه‌ها با استفاده از الگوریتم جستجوی هارمونی (مطالعه‌ موردی: شبکه زهکشی حوضه آبریز شرق تهران)

با رشد جمعیت، توسعه شهرنشینی و افزایش نیازهای جوامع، امروزه مدیریت منابع آب بیش از گذشته مورد توجه گرفته است. مدیریت حوضه آبریز شهری با کنترل و هدایت رواناب، به منظور کاهش دبی اوج رواناب و کاهش حجم آبگرفتگی انجام می‌ شود. احداث حوضچه های تعدیل سیلاب در سیستم‌های جمع‌آوری رواناب شهری موجب تاخیر در زمان وقوع دبی اوج و کاهش دبی اوج رواناب می ‌گردد. عملکرد این حوضچه ها، نه تنها به ابعاد آن ها و سازه‌ های ورودی و خروجی‌شان، بلکه به نحوه ی بهره برداری از این سازه‌ ها نیز وابسته است و می‌ تواند در میزان راندمان و کارایی آن ها در کنترل سیلاب شبکه زهکشی شهری موثر واقع شود. در این تحقیق، بهره‌ برداری هماهنگ از حوضچه های تعدیل سیلاب شبکه زهکشی شرق تهران، با استخراج منحنی‌های کنترل بهینه‌ی دریچه ها مورد توجه قرار گرفته است. برای این منظور از الگوریتم جستجوی هارمونی (hs) در ترکیب با مدل هیدرولوژیکی- هیدرولیکی swmm برای استخراج منحنی های کنترل بهینه‌ی دریچه‌های سازه‌های ورودی و خروجی حوضچه‌ها، با هدف حداقل سازی حجم سیلاب مازاد بر ظرفیت شبکه استفاده شده است. نتایج برای 5 رویداد بارش بزرگ در ایستگاه باران سنجی نیاوران نشان می‌ دهد که بهره‌ برداری بهینه ‌ی هماهنگ از این حوضچه‌ ها باعث بهبود سطح عملکرد حوضچه ‌ها در مقایسه با روش فعلی بهره‌ برداری شده است، بطوریکه رویکرد پیشنهادی برای رویدادهای بزرگ بارش مورد بررسی به طور متوسط حدود 62 درصد سیلاب مازاد بر ظرفیت شبکه زهکشی را کاهش داده است.

Coordinated Operation of Urban Storm Detention Ponds with Optimal Control of Gates Using Harmony Search Algorithm (Case Study: Drainage Network in East Watershed of Tehran)

Today, with population growth, urbanization and expanding demands of societies, water resources management has received more attention than the past decades. Urban water management is mostly conducted by controlling and directing surface runoff through reducing the peak discharge and flood volume. The construction of storm detention ponds in urban drainage systems delays the time of peak flow and reduces the peak discharge. The performance of these ponds depends on not only their dimensions and their inlet/outlet structures, but also the procedure of operating these structures. In this study, coordinated operation of detention ponds is taken into consideration at Tehran’s East stormwater urban drainage system, through the gates optimal maneuver. To achieve this, harmony search algorithm (HS) was linked to the SWMM hydrologicalhydraulic model to find optimal gate openings of inlet/outlet structures of ponds in order to minimize the volume of stormwater exceeding the hydraulic capacity of drainage network. The results for five extreme rainfall events at the studied catchment showed that the optimal coordinated operation of these ponds has improved the level of ponds performance in terms of network flooding compared to the current method of operation and flooding in the drainage network was reduced by 62% in average for the considered extreme rainfall events.