بهینه‌سازی تخصیص آب از سد قشلاق در رویکرد برنامه‌ریزی خطی با قیود احتمالاتی

بهره‌برداری بهینه از مخزن سد‌ها یکی از مسائل مهم در حوزه مدیریت منابع آب است. این تحقیق باهدف بهره‌برداری بهینه از سد به‌منظور تامین حداکثری نیازهای پایاب سد، در حالت قطعی و همچنین احتمالاتی موردبررسی قرارگرفته است. با احتمالاتی نمودن جریان ورودی و بررسی اثر تابع توزیع تجمعی جریان احتمالاتی بر تامین نیازها، شرایط تخصیص بهینه سیستم بررسی گردید. در رویکرد غیرقطعی جریان ورودی به مخزن از روش برنامه‌ریزی خطی با استفاده از قیود احتمالاتی استفاده‌شده است. منطقه موردمطالعه سد قشلاق واقع بر رودخانه مریم نگار در استان کرمانشاه در نظر گرفته‌شده است. بهینه‌سازی تامین نیازهای پایاب سد با استفاده از کد نویسی در محیط نرم‌افزار lingo در دو حالت مختلف ارائه‌شده است. نتایج بهینه‌سازی با رویکرد قطعی نشان داد که تامین در بخش کشاورزی، شرب و زیست‌محیطی به ترتیب 92 ، 95 و 95 درصد می‌باشد. در رویکرد احتمالاتی با لحاظ نمودن عدم قطعیت در جریان ورودی به مخزن با دو شیوه متفاوت، نتایج نشان داد که نه‌تنها نیازی به انتخاب بهترین مدل توزیع آماری دبی ورودی به مخزن سد نیست و توزیع تجربی ویبول برای این منظور کفایت می‌کند، بلکه با توجه به کاهش حجم جریان ورودی به مخزن، حجم بهینه مخزن سد با سطح اطمینان 60 درصد معادل mcm 3/27 برآورد گردید. در این حجم، مخزن سد به‌طور کامل قادر به تامین نیازهای پایاب سد قشلاق است. لذا با توجه به غیرقطعی بودن پدیده بارش و به‌تبع آن دبی ورودی به مخزن سد و نتایج به‌دست‌آمده، این رویکرد امری ضروری در طراحی و بهره‌برداری بهینه از مخازن سدها است.

Optimization of Gheshlaq Dam Water Allocation in Chance-Constrained Linear Programming Approach

Optimal operation of dam reservoirs is one of the important issues in the field of water resources management. In this study, optimal operation of dam has been investigated in a deterministic and probabilistic manner in order to supply maximum water demands of the dam downstream. The optimal allocation conditions of the system are examined by considering the probabilistic inflow and investigating the effect of cumulative distribution function on meeting the water demands. The chance constrained linear programming method has been used in the uncertainty approach for reservoir inflow. The study area is considered in Gheshlagh Dam located on MaryamNegar River in Kermanshah province. Water supply optimization of water demands on downstream has been presented by using coding in LINGO software environment in two different modes. The results of optimization by deterministic approach show that the supply in the agricultural, domestic, and environmental water demands are 92%, 95% and 95%., respectively. In the probabilistic approach, considering the uncertainty in the inflow to the reservoir in two different ways, the results showed that not only is it not necessary to choose the best statistical distribution model of the inflow to the reservoir and the experimental distribution of Weibull is sufficient for this purpose, but also due to the reduction of the inflow volume to the reservoir, the optimal volume of the dam reservoir with a confidence level of 60% was estimated to be equal to 27.3 MCM. In this volume, the dam reservoir is fully able to supply the downstream demands of Gheshlagh Dam. Therefore, due to the uncertainty of the precipitation phenomenon, consequently the inflow to the dam reservoir and the obtained results, this approach is essential in the design and optimal use of dam reservoirs.