مدل طراحی بهینه مبتنی بر قابلیت اعتماد سدهای تاخیری پاره‌ سنگی با استفاده از الگوریتم بهینه ‌سازی چند هدفه‌ خودتطبیق

در این مقاله با استفاده از مدل شبیه‌ساز-بهینه‌ساز به طراحی بهینه‌ مبتنی بر قابلیت اعتماد سدهای تاخیری پاره‌سنگی پرداخته شد. مطالعه‌ موردی در تحقیق حاضر، حوضه‌ آبخیز رودخانه‌ کرگانرود در غرب استان گیلان است که براساس آمار هیدرومتری سال‌های 1336-1396 طراحی بهینه‌ سد تاخیری پاره‌سنگی درجهت کاهش پیک سیلاب ورودی به شهر تالش با رویکرد طراحی اولیه‌ مبتنی بر بهینه‌‌سازی تک‌هدفه و تدقیق طراحی براساس بهینهسازی چندهدفه انجام شده است. ابتدا با استفاده از معادلات حاکم، مدل شبیه‌سازی سدتاخیری پاره‌سنگی تهیه شده و سپس طرح اولیه‌ سد برای انواع مختلف شیب دیواره‌ سد (70، 75 ،80 و 90 درجه) به‌دست آمد. در ادامه هریک از طرح‌های اولیه‌ به‌دست‌آمده با استفاده از بهینه‌سازی به‌گونه‌ای بازطراحی شدند که قیود اطمینان تامین شوند. درنهایت نیز براساس طراحی اولیه‌ به‌دست‌آمده، طراحی بهینه‌ مبتنی بر قابلیت اعتماد با استفاده از شبیه‌سازی مونت کارلو و الگوریتم ژنتیک چندهدفه‌ خود تطبیق انجام شد. نتایج حاصل از طراحی اولیه نشان‌ داد که در این حالت ضرایب اطمینان برای طرح ارائه‌شده تامین نمی‌شوند و نیاز به استفاده از ابزار بهینه‌ساز برای تامین قیود اطمینان است. درنتیجه از ابعاد به‌دست‌آمده از طراحی اولیه به‌عنوان کران پایین برای مسائل بهینه‌سازی استفاده شد. همچنین نتایج حاصل از بهینه‌سازی چندهدفه برای حالات مختلف سد تاخیری نشان داد که بهینه‌ترین حالت سد تاخیری برای حالتی است که زاویه‌ دیواره‌ سد برابر با 80 درجه باشد که در این حالت کمترین هزینه اتفاق می‌افتد و هزینه در این حالت حدود 20 درصد کمتر از سایر حالات است. همچنین نتایج داد که با کاهش مقدار زاویه در سد تاخیری پاره‌سنگی هزینه‌ ساخت سدتاخیری پاره‌سنگی حدود 40 درصد کاهش می‌یابد. مدل توسعه‌یافته در این تحقیق امکان بازطراحی و تدقیق طرح اولیه براساس مفاهیم عدم‌قطعیت، بهینه‌‌سازی و اعتمادپذیری را فراهم می‌‌کند و می‌‌تواند در مطالعات کاربردی مورد استفاده قرار گیرد.