پديد آورنده :
شماعيان، سعيد
عنوان :
بهره برداري بهينه از مخزن سد تحت شرايط تغييراقليم با استفاده از الگوريتم گرگ خاكستري اصلاح شده - مطالعه موردي :سد زاينده رود
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
چهارده، 87ص.: مصور(رنگي)، جدول، نمودار
استاد راهنما :
حميدرضا صفوي
استاد مشاور :
فرشاد رضائي
توصيفگر ها :
تغييراقليم , حوضه زاينده رود , دما و بارندگي , رواناب , مدل HEC_HMS , مدل LARS-WG , بهره برداري از مخزن , الگوريتم گرگ خاكستري
استاد داور :
اميد بزرگ حداد، محمدحسين گل محمدي
تاريخ ورود اطلاعات :
1399/01/24
رشته تحصيلي :
مهندسي عمران
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1399/01/31
چكيده فارسي :
8 چكيده تغيير اقليم يك اصطالح كليدي براي تغيير پديدههاي آب و هوايي در سراسر جهان است كه با افزايش دماي متوسط جهاني همراه است با توجه به نقش اساسي آبوهوا در شكلگيري اكوسيستمهاي طبيعي و اقتصادهاي انساني و تمدنهايي كه بر پايه آنها پايهگذاري ميشود مبارزه و گاه سازگاري با اين پديده اهميت فراواني دارد به همين دليل امروزه پديده تغيير اقليم بهعنوان مسئلهاي حائز اهميت و موردتوجه محافل علمي اجرايي و حتي سياسي ميباشد و مطالعات گستردهاي نيز در بخش اثرات آن بر منابع آب صورت گرفته است پيشبيني وضعيت آينده بارش و رواناب تحت تأثير تغييرات اقليمي و همچنين افزايش مصارف و محدوديتهاي منابع آب همواره چالشي جدي براي مديران منابع آب ميباشد بدين منظور يكي از روشهاي مديريتي براي كاهش اثرات نامطلوب تغيير اقليم پيشبيني چگونگي بهرهبرداري از مخازن ميباشد زيرا با توجه به تغيير در عرضه و تقاضا آب مديريت بهرهبرداري از منابع آب نيز بايد نسبت به گذشته متفاوت باشد و رويكرد جديدي براي اين منظور اتخاذ شود اين پاياننامه بهمنظور بررسي اثرات تغيير اقليم بر روي دما و بارندگي و درنتيجه ميزان رواناب ايجادشده در باالدست سد زايندهرود و بهينهسازي بهرهبرداري از مخزن سد زايندهرود بهوسيله الگوريتم گرگ خاكستري GWO و نسخه بهبوديافته با افزودن جمله سرعت VAGWO انجامگرفته است 6 مدل GCM جهت بررسي تغييرات اقليمي در دوره 39 ساله 3232 3432 تحت سه سناريو تغيير اقليم نسخه پنجم 6 2 RCP4 5 RCP و 5 8 RCP مورداستفاده قرارگرفته است بر اساس دقت مدلهاي GCM در پيشبيني پارامترهاي دما و بارندگي اين مدلها وزن دهي شده و سپس با استفاده از دادههاي مدلهاي GCM سناريوهاي تغيير اقليمي ساختهشدهاند در اين تحقيق براي ريزمقياس نمايي دادههاي روزانه دما و بارندگي از مدل LARS WG بهره گرفتهشده است نتايج حاصل از ميانگين تغييرات ساالنه در دوره موردمطالعه نشان داده است كه كمترين افزايش درجه حرارت مربوط به سناريو 6 2 RCP با افزايش 31 3 درجه سانتيگراد و بيشترين افزايش درجه حرارت با افزايش 32 2 درجه سانتيگراد در سناريو 5 8 RCP ميباشد همچنين بيشترين افزايش بارندگي با در نظر گرفتن اختالف ميانگين سيساله دوره تاريخي و دوره آينده در سناريو 5 8 RCP به ميزان 368 ميليمتر مشاهدهشده است بهمنظور شبيهسازي رواناب ايجادشده در زير حوضه باالدست سد زايندهرود كه به دو قسمت قلعه شاهرخ و اسكندري تقسيمشده از دو مدل متفاوت HEC HMS استفادهشده است و همچنين منابع آب انتقالي تونل كوهرنگ اول و دوم و چشمه لنگان نيز در نظر گرفتهشده است كل حجم رواناب ورودي محاسبهشده به سد زايندهرود در كمترين و بيشترين حالت در سالهاي آبي 1232 3232 و 5932 6932 به ترتيب به مقدار 5898 و 8552 ميليون مترمكعب بهطور متوسط در سال پيشبينيشده است مصارف پاييندست حوضه زايندهرود نيز با در نظر گرفتن سه سناريو متفاوت ايجادشده است كه سناريو اول ادامه وضع موجود سناريو دوم اضافه شدن طرح انتقال آب تونل سوم كوهرنگ به منابع آب حوضه و سناريو سوم با رويكرد مديريت و كاهش در مصارف ميباشد درنهايت بهينهسازي بهرهبرداري از مخزن سد زايندهرود باهدف اصلي كاهش اختالف بين عرضه و تقاضا با استفاده از الگوريتم فرا كاوشي گرگ خاكستري GWO و نسخه اصالحي VAGWO صورت گرفته است بهطوريكه در همه اجراهاي صورت گرفته الگوريتم VAGWO نسبت به GWO ازنظر حداقل كردن مقدار تابع هدف و همچنين سرعت همگرايي عملكرد بهتري داشته است الگوريتم VAGWO در بين 3338 تكرار قبل از تكرار 338 ام به جواب نهايي همگرا ميشود همچنين در همه سناريوها درصد تأمين نياز توسط اين الگوريتم باالي 23 درصد برآورد شده است و حجم مخزن در آخر سال آبي نيز به مقدار مطلوب در نظر گرفتهشده 354 ميليون مترمكعب نزديك بوده است كلمات كليدي تغيير اقليم حوضه زايندهرود دما و بارندگي رواناب مدل HEC HMS مدل LARS WG بهرهبرداري از مخزن الگوريتم گرگ خاكستري
چكيده انگليسي :
13 Optimal Reservoir Operation Under Climate Change Conditions Using An Improved Grey Wolf Optimization Algorithm Case Study Zayandeh Rud Dam Saeed Shamaeian s shamaeian@cv iut ac ir February 4 2020 Civil Engineering Department Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Prof H R Safavi hasafavi@cc iut ac ir Advisor Dr F Rezaei farshad rezaei@gmail com AbstractClimate change is a typical scientific term representing the climatic variations across the globe mainly resulting fromthe increase of the global average temperature Given the fundamental role that climate plays to form the naturalecosystems and the human economy as well as the civilizations on which they are based the fight against thisphenomenon is of great importance For this reason today the phenomenon of climate change is a matter of greatconcern to scientific and even political assemblies contributing extensive studies to be done on its effects on waterresources Predicting the future amounts of precipitation and runoff subject to climate change impacts as well asincreasing water use and the restrictions to exploit the water resources are all serious challenges the water resourcesmanagers are engaged with For this purpose one of the management approaches to mitigate the negative effects ofclimate change is to predict how the reservoirs will be operated as water supply and demand management will needto be different from what is already done and a new approach should be adopted This study was conducted toinvestigate the effects of climate change on the temperature and precepitation and consequently the amount of runoffgenerated upstream of Zayandehrood Dam Then the operation of the Zayandehrood Dam reservoir is optimized usinggrey wolf optimizer GWO and its improved version proposed for the first time in this thesis utilizing a velocityterm in its updating procedure and hence named Velocity Aided GWO VAGWO Six GCM models have been usedto investigate climate change over the 30 year period 2020 2049 under three climate change scenarios RCP2 6 RCP4 5and RCP8 5 According to the accuracy of GCM models in predicting temperature and precipitation parameters thesemodels are weighted and then climate change scenarios were constructed using GCM data In this study the LARS WG model was used for Downscaling of daily temperature and precipitation data Two different HEC HMS modelshave been used to simulate the runoff generated at the upstream of the Zayandehrood Dam which is measured in twomain branches named Ghale Shahrokh and Eskandari as well as the transferred surface water through the first andsecond Koohrang and the Langan spring tunnels Downstream water use of the Zayandehrood basin has also beenestimated through assuming three different scenarios The first scenario represents extending the increasing trend ofthe water demands the second scenario represents launching the third Koohrang tunnel water transfer to the firstscenario and the third scenario represents a water management scheme to reduce the water demands Finally theoptimization of the Zayandroud reservoir operation is mainly aimed at reducing the difference between supply anddemand Generally the VAGWO algorithm performs better than GWO in minimizing the objective function Theresults also suggest that in all the scenarios the VAGWO algorithm calculated the water demands to be met by morethan 92 while maintaining the reservoir storage at the end of each water year to be close to the storage target set tobe 450 million cubic meters Key Words Climate change Zayandehrood basin Temperature and Precipitation Runoff HEC HMS model LARS WG model Reservoir Operation Grey Wolf Optimizer
استاد راهنما :
حميدرضا صفوي
استاد مشاور :
فرشاد رضائي
استاد داور :
اميد بزرگ حداد، محمدحسين گل محمدي
