مدل بهینه سازی کانال آبیاری با لحاظ شرایط سیلابی و عدم قطعیت

در پژوهش حاضر برای نخستین بار، الگوریتم فرا ابتکاری خفاش به منظور طراحی مقطع کانال آبیاری با حداقل هزینه ساخت و لحاظ احتمال سیلاب به عنوان محدودیت و عدم قطعیت، معرفی شده است. بدین منظور، با در نظر گرفتن مقطع کانال با زبری های یکنواخت و مرکب و همچنین ارتفاع آزاد جریان در حالات ثابت و متغیر، سه مدل به صورت اول) زبری یکنواخت-ارتفاع ثابت، دوم) زیری مرکب- ارتفاع ثابت و سوم) زبری مرکب-ارتفاع متغیر تعریف شده است. الگوریتم پیشنهادی بر اساس نتایج آنالیز حساسیت برای مدل های اول تا سوم اجرا گردیده است. در ادامه، مقدار ضریب تغییرات و سرعت همگرایی حاصل از پانزده اجرای تصادفی الگوریتم مذکور، برای مدل های معرفی شده در مقدار احتمال سیلاب 0.36 مقایسه شده است. در نهایت، نتایج حاصل از الگوریتم مذکور برای مقادیر مختلف احتمال سیلاب، با نتایج نرم افزار لینگو، روش های ضرایب لاگرانژ و برنامه ریزی متوالی و الگوریتم ازدحام ذرات مقایسه شده است. نتایج حاصل از اجراهای تصادفی نشان داد که مقدار ضریب تغییرات برای مدل های اول تا سوم به ترتیب برابر با 0.00049، 0.00019 و 0.00023 می باشد که قابل قبول است. همچنین هر سه مدل ، در 500 تکرار، همگرا شده اند. دیگر نتایج، حاکی از آن است که استفاده از الگوریتم خفاش در مقایسه با روش های دیگر، موجب بهبود نتایج بهینه سازی تا 13.97 درصد شده است. از سوی دیگر، این الگوریتم مقدار بهینه مطلق را نسبت به نرم افزار لینگو تا 0.51 درصد کمتر تخمین می زند. در میان سه مدل معرفی شده، استفاده از مدل سوم در مقایسه با مدل های اول و دوم، موجب صرفه جویی هزینه ساخت تا 59.60 و 53.87 درصد می شود.