ارزيابي نقش همكاري و تبادل اطلاعات در مديريت و برنامه ريزي سيستم بزرگ مقياس منابع آبي با رويكرد مبتني بر عامل؛ مطالعه موردي سيستم رودخانه-مخزن بهشت آباد

كارشناسي ارشد

در اين تحقيق به بررسي نقش همكاري و تبادل اطلاعات ميان عاملين در سيستم رودخانه-مخزن در قالب مسئله تخصيص بار چند آلاينده و بهره برداري از مخزن و با در نظر گرفتن عامل‌هاي تخليه كننده آلاينده، عامل سازمان حفاظت محيط زيست و عامل بهره بردار از مخزن پرداخته شده است. به منظور شبيه سازي كيفي سيستم رودخانه-مخزن از مدل دو بعدي كيفيت و هيدروديناميك CE-QUAL-W2 استفاده شده است و به منظور حل مسائل بهينه سازي از الگوريتم فرا‌كاوشي جستجوي هارموني در حالت تك هدفه و چند هدفه استفاده شده است. هم چنين به منظور كاهش بار محاسباتي سنگين ناشي از اجراي مدل شبيه ساز در سيستم بزرگ مقياس رودخانه-مخزن از يك مدل جايگزين مبتني بر شبكه عصبي با رويكرد تطبيقي استفاده شده است. در اين تحقيق، متغيرهاي كيفي فسفات، نيترات، آمونيوم، اكسيژن محلول، جلبك و BOD و تاثير آنها بر روي يكديگر در مدل شبيه ساز كيفي لحاظ گرديده است. به منظور بررسي نقش همكاري عاملها و انتقال اطلاعات ميان آنها، چند مسئله مختلف تعريف شد. در مسئله اول، تخصيص بار چند آلاينده در سيستم رودخانه در دو حالت غيرهمكارانه و حالت همكارانه كه عامل‌هاي تخليه كننده آلاينده با يكديگر تشكيل ائتلاف داده و به تجارت بار آلودگي مي‌پردازند حل شده و نتايج نشان مي‌دهد كه در حالت همكارانه علاوه بر كاهش مجموع هزينه‌هاي تصفيه در حدود 7 درصد، كيفيت آب در رودخانه نيز حدود 5 درصد بهبود يافته است. در مسئله دوم با فرض انتقال ناقص اطلاعات از عاملين بالادست، بهره برداري از مخزن در دو گزينه همكاري/عدم همكاري عاملين بالادست در تخصيص بار چند آلاينده و آلايندههاي ورودي متاثر از آنان به مخزن حل گرديد. بر اساس نتايج حاصل از استخراج برنامه بهينه بهره برداري از مخزن، بهبود حدود 12 درصدي غلظت فسفات در نقطه خروجي مخزن در گزينه همكاري عاملين بالادست در تخصيص بار چند آلاينده حاصل گرديد. در مسئله چهارم و پنجم، تبادل كامل و همزمان دادهها و اطلاعات ميان كليه عاملين در سيستم رودخانه-مخزن مورد بررسي قرار گرفت و نتايج نشان داد كه در اين سناريو، علاوه بر بهبود تامين نياز كمي پايين دست، ميزان تخطي از حدود استاندارد اكسيژن محلول و فسفات 83 درصد كاهش يافته است. در مسئله ششم، تاثير بهرهبرداري از مخزن بر كيفيت آن در سناريوي تبادل كامل اطلاعات ميان عاملين و تفكيك اهداف تامين نياز پاياب سد و حوضه زاينده مورد مطالعه قرار گرفت. بر اساس نتايج حاصل، مجموع ميزان تخطي غلظت فسفات و اكسيژن محلول از مقادير استاندارد در حالت برداشت از آبگير‌هاي مخزن، كه نياز حوضه بهشت آباد را تامين مي‌‌نمايند، نسبت به برداشت از تونل انتقال آب، كه تامين نياز حوضه زاينده رود از آن انجام مي‌گيرد، به ميزان 43 درصد كاهش پيدا كرده است. هم چنين نتايج نشان داد استفاده از تابع هدف كاهش تخطي از حدود استاندارد متغيرهاي كيفي اكسيژن محلول و فسفات براي عامل سازمان حفاظت محيط زيست، مي‌تواند تاكيد و اهميت بيشتر مباحث كيفيت آب را در كليه حالتهاي تبادل كامل و ناقص اطلاعات ميان عاملين، نسبت به تابع هدف شاخص تروفي (TSI) نمايش دهد، بعبارتي تعريف تابع هدف كاهش تخطي غلظت اكسيژن محلول و فسفات در نقاط كنترلي نسبت به تعريف بهبود شاخص TSI، سبب بهبود قابل ملاحظهاي در شاخصههاي كيفي در نقاط كنترلي مختلف سيستم و حالتهاي گوناگون تعامل عاملين گرديده است.

196061

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي عمران

مطهره سعادت پور