بهینه سازی سد انحرافی با استفاده از الگوریتم ژنتیک

اگرچه یک سد انحرافی سازه ساده ای به نظر می رسد که بر روی یک مقطع عرضی رودخانه ساخته می-شود، اما این کار بخشی از یک کار مهندسی است که نیاز به طراحی دقیق و تحلیل های هیدرولیکی، هیدرولوژیکی و سازه ای دارد. سدهای انحرافی به طوریکه از اسم آنها معلوم است برای انحراف آب از رودخانه ها و هدایت آب به کانال های اصلی یا آب آور ساخته می شوند. به لحاظ اقتصادی، سدهای انحرافی سازه های گرانی هستند و برای احداث آن ها نیاز به صرف هزینه زیادی می باشد. هر رویکردی به منظور کاهش هزینه های احداث سد انحرافی و توجه به برآورده شدن معیارهای طراحی، به عنوان یک گام ابتکاری و نوآورانه قابل تقدیر می باشد. در تحقیق حاضر، یک مدل بهینه سازی برای تعیین پارامترهای اساسی سد انحرافی از جمله عمق دیوار های سپری، طول و ضخامت کف ، به شیوه ای که به لحاظ اقتصادی هزینه ها حداقل گردد، ارائه شده است. ارائه ی این مدل بهینه سازی بر اساس تئوری خوسلا برای جریان زیر سطحی می باشد و پارامترهای اساسی سدانحرافی به گونه ای بهینه سازی می شوند که هزینه احداث سد انحرافی شامل هزینه های مربوط به خاکریزی، خاکبرداری، بتن ریزی کف و احداث دیوارهای سپری حداقل گردند، مشروط بر اینکه گرادیان هیدرولیکی خروجی از گرادیان هیدرولیکی مجاز تجاوز ننماید. با توجه به غیرخطی و چند متغیره بودن تابع هدف و غیر خطی بودن قید مسئله، بهینه سازی با استفاده از الگوریتم ژنتیک صورت گرفته است. همچنین با توجه به اینکه نرم افزار matlab دارای یک جعبه ابزار کامل در زمینه الگوریتم های ژنتیک است، کلیه مراحل مربوط به الگوریتم ژنتیک در نرم افزار matlab انجام شده است. نتایج بهینه سازی نشان می دهند که استفاده از الگوریتم ژنتیک باعث کاهش 76/19 درصدی هزینه احداث بخش سرریز سد انحرافی نسبت به روش سنتی و باعث کاهش 87/61 درصدی هزینه احداث بخش مقطع رسوبشویی سد انحرافی نسبت به روش سنتی شده است.