توسعه مدل شبیه‌سازبهینه‌ساز دو هدفه برای طراحی بهینه ابعاد هندسی و شیب سرریز پلکانی سد سیاه‌بیشه بالا با استفاده از الگوریتم nsga-ii

به منظور عبور ایمن جریان‌ سیلاب از بالادست به پایین‌دست سدها از سازه سرریز استفاده می‌شود. در بین انواع سرریز، در سرریزهای پلکانی جریان حین عبور از روی سازه نیز مستهلک می‌گردد. این امر موجب کاهش هزینه تاسیسات مستهلک کننده انرژی در پایین‌دست آن مانند حوضچه آرامش خواهد شد. علاوه بر استهلاک انرژی، عامل تاثیرگذار دیگر در طراحی سرریز پلکانی که در تحقیقات انجام شده کمتر بدان پرداخته شده است، حجم و هزینه سرریز پلکانی می‌باشد. بهترین حالت طراحی سرریز پلکانی آنست که انرژی باقیمانده حداقل و حجم و هزینه اجرای سرریز نیز حداقل گردد. بنابراین طراحی سرریزهای پلکانی یک مساله بهینه‌سازی چندهدفه است. در تحقیق حاضر از یک مدل شبیه‌سازبهینه‌ساز دوهدفه مبتنی بر الگوریتم nsga-ii به منظور رسیدن به کمترین انرژی باقی ‌مانده در پنجه سرریز و حصول کمترین حجم سرریز استفاده شد. نتایج حاصله بیانگر آن بود که با افزایش ارتفاع نسبی پله‌های سرریز، مقدار انرژی باقیمانده در پنجه سرریز ابتدا افزایش و بعد از رسیدن به یک نقطه اوج، کاهش می‌یابد تا به یک مقدار ثابت برسد. از منظر حجم و هزینه سرریز نیز، با افزایش ارتفاع نسبی پله‌های سرریز، حجم آن بصورت تابع خطی افزایش و با افزایش زاویه سرریز حجم آن کاهش می‌یابد. نتایج بهینه‌سازی چند هدفه نشان داد که در طرحی فعلی سرریز سد سیاه‌بیشه بالا، هم معیار انرژی باقیمانده و هم معیار هزینه و حجم سرریز به خوبی لحاظ گردیده‌اند. بطوری‌که 83.7 درصد انرژی جریان عبوری از روی سرریز مستهلک می‌شود.

Development a Twoobjective Simulation Optimization Model for Optimal Design of Geometric Dimensions and Slope of the Stepped Spillway of Upstream SiahBisheh Dam Using NSGAII Algorithm

For safe pass of flood flow from upstream to downstream of dams, the spillways are used. Among the various spillways, in stepped spillways, the flow is dissipated when passing through the structure. This will reduce the cost of downstream energydissipaters structures such as stilling basin. In addition to energy dissipation, the volume and cost of stepped spillways can affect its design. The best design of the stepped spillway is that the remaining energy and the volume and cost of the spillway will be minimized. Therefore, the stepped spillway design is a multiobjective optimization problem. In the present study, a twoobjective simulationoptimization model based on the NSGAII algorithm was used to minimize the possible remaining energy and spillway volume. The results showed with increasing the relative height of spillway stairs, the amount of remaining energy is increased initially and after reaching a peak point, it would be reduced to a constant value. From the perspective of volume and cost of spillway, by increasing the relative height of the spillway stairs, its volume is increased linearly and by increasing the spillway angle, its volume decreased. The results of multiobjective optimization model showed that in the current plan of SiahBisheh Dam spillway, the remaining energy and the volume of spillway criteria were considered well. So that 83.7 percent of the flow energy is dissipated.