بهینه سازی پارامترهای طراحی سیستم زهکش زیرزمینی با استفاده از الگوریتم چند جهانی در شرایط ماندگار

نویسندگان

1 دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده آب و خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

2 دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده آب و خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

doi
10.22092/idser.2024.364354.1568
چکیده

در این تحقیق، مدل بهینه‌سازی الگوریتم ژنتیک و چندجهانی برای  بهینه سازی پارامترهای اصلی طراحی سیستم زهکشی زیرزمینی زمینه ای کشاورزی منطقه ­ای در اطراف شهرستان گرگان به­ کار گرفته شد. مساحت محدوده احداث سیستم زهکشی در حدود 200 هکتار بوده است. این محدوده‌ به  25 قطعه ۸ هکتاری تقسیم شد. هزینه‌های طرح بر اساس وضعیت و مشاهدات اقتصادی روز کشور و  بر مبنای اعداد و ارقام اجرایی واقعی کشور ایران در سال 1397محاسبه شدند. با استفاده از الگوریتم ژنتیک و چندجهانی، پارامترهای طراحی به گونه‌ای انتخاب شدند که منجر به کمترین هزینۀ اجرایی سیستم زهکشی زیرزمینی شوند. در این راستا، با تلفیق رابطۀ ماندگار هوخهات و الگوریتم‌های بهینه سازی، پارامترهای طراحی انتخاب گردیدند. نتایج نشان دادند که با در نظر گرفتن مقادیر اولیه 1/5، 2/25 و 2/5 به ترتیب برای پارامترهای شدت تخلیه یا زهکشی از واحد سطح (q)، فاصله لایه غیرقابل نفوذ تا زیر عمق نصب زهکش (D)، عمق تثبیت سطح ایستابی (در وسط دو زهکش) از سطح زمین (H) بهترین پارامترهای طراحی با استفاده از الگوریتم ژنتیک با توجه به معیارهای اجرایی زهکش ­ها شامل قطر، فاصلۀ زهکش ­ها، عمق بهینه و هزینه ها برای یک قطعه 8 هکتاری شامل 100 میلی­متر، 54 متر،  2/11 متر و 70/604 میلیون تومان به­دست آمده است. در الگوریتم جندجهانی نیز این مقادیر به ترتیب 100 میلی متر، 61/3 متر،  2/25 متر و 63/709 میلیون تومان به ­دست آمده است. مقادیر هزینۀ طرح با افزایش عمق مجاز نصب زهکش کاهش می‌یابد که کمترین و بیشترین هزینه­های به­دست آمده در الگوریتم ژنتیک برای حداکثر عمق مجاز نصب  1/75 و 3/5 متر به ترتیب برابر با 110/226 و 51/814 میلیون تومان و در الگوریتم چندجهانی به ترتیب برابر با 110/223 و 51/782 میلیون تومان به­ دست آمد.