برنامه تحویل و توزیع بهینه آب با استفاده از الگوریتم pso (مطالعه موردی: شبکه آبیاری سد نساء شهرستان بم)

برنامه‌ریزی توزیع و تحویل آب در شبکه‌های آبیاری تحویل به موقع و کافی آب با حداقل بهره‌برداری از هدآب روی دریچه کانال مطابق قیدهای میزان ظرفیت آن و دوره چرخش آبیاری می‌باشد. عملکرد ضعیف کانال‌های آبیاری از یک طرف و تاثیر آن در کاهش بهره‌وری آب کشاورزی از طرف دیگر ضرورت ارائه‌ برنامه‌ریزی‌های موثر در بهره‌برداری بهینه از کانال‌های آبیاری را ایجاب نموده است. روش‌های رایج برنامه‌ریزی تحویل و توزیع آب عموماً ابتکاری و مبتنی بر تجربه کارشناسان بوده که روش‌هایی کارآمد در صرفه‌جویی بهینه آب نمی‌باشند، بنابراین استفاده از روش‌های تحلیلی و بهینه‌سازی می‌تواند بخشی از مشکلات موجود را رفع نماید. مسئله‌ی برنامه‌ریزی توزیع و تحویل آب در شبکه‌های آبیاری یک مسئله پیچیده بهینه‌سازی چند هدفه، چند متغیره و چند محدودیتی با انواع متغیرها است که حل آن نیازمند کاربرد روش‌های توانمند بهینه‌ساز است. روش‌های ابتکاری توانایی حل اینگونه مسائل پیچیده و عبور از نقاط بهینه موضعی و یافتن بهینه سراسری را دارند. پژوهش حاضر با به‌کارگیری الگوریتم فراابتکاری بهینه‌سازی pso (رفتار جمعی ذرات) به توزیع و تحویل بهینه آب در شبکه آبیاری سد نساء شهرستان بم واقع در استان کرمان پرداخته است. به این منظور ابتدا تعداد اشنعابات، ماکزیمم ظرفیت هر کانال، سطح تحت پوشش هر انشعاب، نیاز ناخالص آبیاری، دور آبیاری و تعداد بلوک‌ها به عنوان ورودی به مدل معرفی شد. پس از اجرای مدل بهترین نوبت انشعابات در هر بلوک، حداقل ظرفیت کانال توزیع‌کننده و حداقل زمان آبیاری در شرایط بهینه به عنوان خروجی ارائه گردید. در حال حاضر ماکزیمم دبی شبکه 3000 لیتر بر ثانیه و 360 ساعت، زمان آبیاری است. مطابق نتایج ارائه شده در این پژوهش درحالت بهینه‌سازی دوهدفه، ماکزیمم دبی 2469 لیتر در ثانیه و ماکزیمم زمان آبیاری 356 ساعت می‌باشد که در مقایسه با ظرفیت کنونی کانال 531 لیتر بر ثانیه دبی و 4 ساعت زمان آبیاری کاهش یافته است.

optimal programming for delivery and distribution of water irrigation network using pso algorithm(case study: the network irrigation nesa dam in bam city)

the objective of distribution and delivery of water canal scheduling in irrigation canal networks is timely and adequate delivery of water with minimum operational stages of the head gate of supply canal in the presence of canal capacity and irrigation rotation period constraints. poor performance of irrigation canals and its effect on decreasing of agricultural water productivity requires attention for their improvement. traditional approach for water delivery planning is based on personal experiences, which is not necessarily satisfactory. the use of analytical and optimization methods could resolve some of these difficulties. classical optimization methods are facing some limitations such as: being trapped in local optimum points, and difficulties in handling different variables. to overcome some of these limitations, new techniques which can solve complex problems could be used. this study has used the meta-optimization algorithm of pso optimization to distribute and deliver optimal water in the irrigation network of nesa dam in bam city located in kerman province. in this research the delivery and distribution program in distribution channel branches are provided so that the various objects such as decreasing in distributor channel capacity and decreasing in time needed for complete the irrigation program optimize as a single and two objectives. in this program, first branch numbers, upper and lower limit of delivery discharge to per branch and branch coverage, gross irrigation requirement, irrigation interval and block numbers as input are defined to the model. by running the model, the best intermittent of branches in per block, minimum of distributer channel capacity and minimum irrigation duration in optimum conditions define to the model as outputs. the results show that in two-objective optimum status for irrigation supply of the network, imperialist competitive algorithm performance is better than the other two algorithms. at present, the maximum discharge for the irrigation network is 3000 lit/s and irrigation time is 360 hours, but according to the results presented in this study, in a two-objective optimization the maximum discharge is 2469 lit/s and the maximum irrigation time is 356 hours. which reduces the irrigation time by 531 liters per second and 4 hours.