بهینه‌سازی مقطع سد انحرافی بر اساس الگوریتم ژنتیک

سدهای انحرافی به‌منظور بالا بردن تراز سطح آب رودخانه و انتقال آب به کانال اصلی شبکه‌های آبیاری طراحی می‌شوند. در صورتی که ابعاد قسمت‌های مختلف سد انحرافی در طراحی بزرگ در نظر گرفته شود، پایداری آن تامین شده اما به دلیل افزایش حجم مصالح مورداستفاده، هزینه احداث آن بیشتر می‌شود. بنابراین مهندس طراح باید مقطع سدی را انتخاب کند که کمترین حجم مصالح به‌کاررفته را داشته باشد و در ضمن پایدار نیز باشد. مقطع بهینه سد انحرافی را می‌توان با استفاده از روش‌های کلاسیک و هوشمند به دست آورد. هدف از این پژوهش ارائه مدل کامپیوتری بر اساس الگوریتم ژنتیک برای طراحی بهینه ابعاد سد انحرافی می‌باشد که علاوه بر رعایت ضوابط و قوانین طراحی، کمترین حجم مصالح مورداستفاده را داشته باشد. متغیرهای تصمیم مورداستفاده در بهینه‌سازی مقطع سد انحرافی شامل ارتفاع دیواره آب‌بند بالادست و پایین‌دست سد، شیب بدنه در بالادست، ضخامت حوضچه آرامش، ضخامت کف بند بتنی و طول کف بند بتنی بالادست است. تابع هدف نیز حداقل کردن حجم مصالح مورداستفاده و قیدهای طراحی شامل رعایت ضرایب اطمینان پایداری سد در مقابل آبشستگی، لغزش، واژگونی و گسیختگی خاک می‌باشد. در این مطالعه، ابتدا برنامه بهینه‌سازی مقطع سد انحرافی با استفاده از الگوریتم ژنتیک به زبان ویژوال‌بیسیک تهیه شد و سپس مقطع سد انحرافی نازلیان با استفاده از مدل بازطراحی و با مقطع اجراشده، مقایسه گردید. نتایج نشان می‌دهد در صورت استفاده از الگوریتم ژنتیک در طراحی سد انحرافی نازلیان برای ضریب واژگونی مجاز 1/2 حدود 4/15 درصد حجم مصالح کاهش می‌یافت و ازلحاظ اقتصادی مقرون به صرفه‌تر طراحی می‌شد. همچنین مقدار مناسب برای تعداد نسل، اندازه جمعیت، احتمال تزویج و احتمال جهش برای بهینه‌سازی سد انحرافی به ترتیب 100، 30، 55/0 و 05/0 تعیین شد.