بهره برداری از مخزن سد گلستان در شرایط تغییراقلیم با استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی چندهدفه نهنگ بهبودیافته

میزان رواناب ورودی به مخازن سدها به‌طور مستمر تحت تاثیر پارامترهای اقلیمی بوده که این مهم نیز به نوعی متاثر از پدیده تغییراقلیم است. در این پژوهش، با استفاده از مدل ریزمقیاس نمایی آماری sdsm4.2، پارامترهای تغییراقلیم براساس مدل اقلیمی canesm2 به دست آمد. سپس شبیه‌سازی فرآیند بارشرواناب توسط مدل anfis با ساختار سوگنو و خوشه‌بندی تفاضلی در ورودی مخزن سدگلستان در شرایط تغییراقلیم صورت گرفت و در نهایت از الگوریتم بهینه‌سازی چندهدفه نهنگ بهبودیافته (moiwoa) که ترکیبی از الگوریتم بهینه‌سازی نهنگ (woa) و تکامل تفاضلی (de) است در استخراج قواعد بهره‌برداری بهینه، استفاده گردید. نتایج حاصل از تحلیل عدم قطعیت، حاکی از قرارگیری نتایج شبیه‌سازی دوره تغییراقلیم در باند اطمینان 95درصد در هر دو مرحله واسنجی و صحت سنجی بود. ضمنا بهینه‌سازی مخزن گلستان در شرایط پایه (اسفند1384شهریور1397) و تغییراقلیم (فروردین1420 مهر 1432) نشان داد که محدوده تغییرات آسیب‌پذیری در شرایط پایه و تغییراقلیم، به ترتیب، برابر 18 تا 45 درصد و 10 تا 39 درصد و محدوده تغییرات اطمینان‌پذیری در شرایط پایه و تغییراقلیم، به ترتیب، برابر 52 تا 89/5 درصد و 28 تا 90 درصد است و به‌ازای اطمینان‌پذیری 80 درصد، آسیب‌پذیری 31 و 27 درصد، به ترتیب، برای شرایط پایه و تغییراقلیم ایجاد می‌شود. مقایسه قواعد بهینه حاصل از شرایط پایه با قواعد بهینه حاصل از تغییر اقلیم نشان داد که نیاز آبی طرح به‌ازای شاخص اطمینان‌پذیری80 درصد تامین می‌گردد. همچنین میزان رهاسازی در شرایط تغییراقلیم نسبت به شرایط پایه بیشتر بوده، به طوریکه این موضوع به‌دلیل افزایش حجم تقاضای آب در شرایط مربوط به تغییراقلیم می‌باشد. از سوی دیگر مقایسه عملکرد مخزن در تامین نیاز آبی اراضی پایین‌دست در نقطه پَرِتو (اطمینان‌پذیری 80 درصد (در شرایط پایه و تغییراقلیم نیز حکایت از تطبیق بیشتر میزان رهاسازی از مخزن با تقاضا در شرایط تغییراقلیم دارد.

Operation of the of Golestan Dam Reservoir in Climate Change Conditions Using an Improved Multi-Objective Whale Optimization Algorithm

TThe amount of runoff entering the dam rsquo;s reservoirs are continuously affected by climatic parameters, which influenced by the climate change phenomenon. In this study, the climate change parameters were obtained based on CANESM2 climate model using the SDSM4.2 statistical downscaling model. Then the rainfallrunoff process was simulated by ANFIS model with Sugeno structure and subtractive clustering at the entrance of Golestan dam reservoir in climate change conditions. Finally, the Improved MultiObjective Whale Optimization Algorithm (MOIWOA) which is a combination of Whale V (WOA) and the Differential Evolution (DE) is used to extract the optimal operation rules of Golestan Dam Reservoir in Golestan province. The results of the uncertainty analysis indicated that the simulation results of the climate change period were in the 95% confidence band in both calibration and validation phases. Also optimization of Golestan reservoir in baseline (March 2005September 2018) and climate change (April 2021October 2033) periods showed that the vulnerability changes in the baseline and climate changes are in the range of 1845% and 1039%, respectively, and the reliability ranges over 52 to 89.5% and 28 to 90%, respectively, in both baseline and climate change phases. And for 80% reliability, the baseline and climate change conditionschr('39') vulnerability are obtained as 31% and 27%, respectively. Comparison of the optimal rules derived from the baseline conditions with the optimized ones from the climate change showed that the plan water demand is met by 80% reliability index. In addition, the release volume in climate change conditions is higher than its baseline one, which can be due to the increased volume of water demand in climate change conditions. On the other hand, comparing the performance of the reservoir to meet the irrigation demands of downstream land at the Pareto point (80% reliability) in terms of baseline and climate change also suggests a greater adaptation of reservoir release to demand in climate change period.