بهينه سازي تخصيص بار چند آلاينده مبتني بر استراتژي موازنه در سيستم رودخانه-مخزن ؛ مطالعه مورد بهشت آباد

كارشناسي ارشد

در اين پژوهش، مسئله تخصيص بهينه بار چند آلاينده با لحاظ نمودن عدم قطعيت¬ها در قالب مساله بهينه سازي چند هدفه و نيز در نظر گرفتن مناقشات/اختلافات ذينفعان با بهره¬گيري از تئوري بازي¬ها در سيستم پيچيده رودخانه-مخزن در حالت پويا مورد بررسي قرار گرفته است. مدل عددي شبيه سازي دوبعدي هيدروديناميك و كيفيت آب CE-QUAL-W2 و الگوريتم بهينه سازي هوش ازدحامي ذرات (تك هدفه و چند هدفه) به منظور تعيين سياست/سياست¬هاي بهينه تخصيص بار آلاينده با هم تركيب شدند. جهت غلبه بر بار محاسباتي تحميلي ناشي از فراخواني¬هاي متعدد مدل شبيه ساز پويا (ديناميك) و دوبعدي در الگوريتم فراكاوشي، مدل جايگزين داده كاوي به¬كار گرفته شد. مدل¬هاي شبكه عصبي مصنوعي به عنوان جايگزين مدل شبيه ساز اصلي، با بهره¬گيري از تكنيك¬هاي انتخاب ورودي توسعه يافتند و با يك الگوي تكرارشونده تطبيقي در ارتباط با الگوريتم بهينه سازي قرار داده شدند. توابع عضويت فازي نيز جهت منظور نمودن ابهام و عدم دقت موجود در توابع هدف در مديريت سيستم رودخانه-مخزن به كار گرفته شدند. چارچوب¬هاي پيشنهادي اين تحقيق، بر سيستم رودخانه-مخزن بهشت آباد واقع در استان چهارمحال بختياري با تراكم بالاي مزارع پرورش ماهي و خطر تغذيه گرايي، اعمال و ارزيابي گرديد. برنامه¬هاي بهينه تخصيص بار آلودگي استخراج شده در قالب جبهه¬هاي پرتو و اعضاي گوشه اين جبهه در مقايسه با سناريوي شرايط موجود، بيانگر ارتقاء كيفيت منابع آبي در نقاط متعدد پايش در سيستم رودخانه-مخزن است. به منظور دستيابي به توسعه اقتصادي، بهبود شرايط اجتماعي و حفاظت زيست محيطي و برقراري توازن ميان اهداف متضاد ذي¬نفعان، كاربرد دو رويكرد تئوري چانه زني نش و بازي رهبر-پيرو در دو قالب مدل¬هاي قطعي و فازي مورد توجه قرار گرفت. بازي رهبر-پيرو با اولويت تصميم رهبر و سيستم تصميم گيري متوالي، به صورت مسئله برنامه ريزي دوسطحي فرموله و با استفاده از يك الگوريتم هوش ازدحامي ذرات سلسله مراتبي حل گرديد. بر اساس نتايج حاصل، به كارگيري رويكرد رهبر-پيرو با اولويت¬دهي به تصميم رهبر (سازمان حفاظت محيط زيست) بر تصميم پيروان (تخليه كنندگان آلاينده) منجر به كيفيت بهتري در نقاط پايش متعدد، تعيين مقادير جريمه بالاتر آلاينده¬هاي فسفات، نيترات وCBOD و توليدات كمتر ماهي، نسبت به كاربرد تئوري چانه زني نش با تصميم گيري هم¬زمان بازيكنان، گرديده است. علاوه بر اين مدل¬هاي فازي بازي رهبر-پيرو و بازي چانه زني نش، با لحاظ نمودن عدم قطعيت¬ها و ابهامات تعاريف توابع هدف و قيود، به دليل ماهيت غيرقطعي پديده¬ها و اثر آن بر فضاي تصميم گيري، منجر به نتايج متعادل¬تر با تعيين مقادير جريمه كمتر، توليد ماهي بيشتر و تخطي بيشتر كيفيت در نقاط پايش نسبت به مدل¬هاي قطعي همان بازي خواهد گرديد. همچنين، شاخص كارلسون در مخزن بهشت آباد در بازي قطعي رهبر-پيرو ارتقاء بسيار مناسب¬تري نسبت به بازي چانه زني نش و نيز شكل¬هاي فازي بازي¬ها نسبت به شرايط موجود خواهد گرديد.

193081

دانشگاه علم و صنعت ايران

محيط زيست

دكتر مطهره سعادت پور