بررسی روشهای بهینه سازی آرایش و قطر لوله ها در شبکه آبیاری تحت فشار

شبکه های آبیاری تحت فشار به دلیل افزایش راندمان مصرف آب و کاهش هزینه های اجرایی از اهمیت بالایی برخوردارند. طراحی بهینه این شبکه ها شامل تعیین آرایش مناسب و انتخاب قطر بهینه لوله ها تاثیر بسزایی در کاهش هزینه ها و افزایش بهره وری سیستم دارد. در این پژوهش سه روش مختلف برای بهینه سازی شبکه آبیاری مورد بررسی قرار گرفته است. در روش اول، از الگوریتم کلونی مورچه ها (ACO) برای بهینه سازی آرایش شبکه و از الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO) برای انتخاب قطر لوله ها استفاده شد که هزینه شبکه را از ۴۶۸۹۵ یورو کاهش داد. همچنین طول لوله مصرفی جهت اتصال گره های آبگیر از مجموع ۶۳۹ متر به ۱۲۵ متر کاهش یافته است. در روش دوم ترکیب الگوریتم ژنتیک (GA) برای آرایش شبکه و الگوریتم زنبور عسل مصنوعی (ABC) برای بهینه سازی قطر لوله ها به کار گرفته شد که منجر به کاهش هزینه ها از ۳۹۲۶۵ یورو به ۵۲۱۸ یورو شد. علاوه بر این طول کل لوله های مورد استفاده برای اتصال گره های آبگیر از ۶۳۹ متر به ۳۰۴ متر کاهش پیدا کرده است. در روش سوم از الگوریتم ژنتیک (GA) برای آرایش شبکه و الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO) برای قطر لوله ها استفاده گردید که هزینه ها را از ۴۰۷۷۲ یورو به ۱۸۳۹ یورو کاهش داد. در این روش طول کل لوله های مورد استفاده برای اتصال گره های آبگیر از ۶۳۹ متر به ۳۴۶ متر کاهش پیدا کرده است. نتایج نشان داد که روش سوم در کاهش هزینه های نهایی عملکرد بهتری داشته است تحلیل آماری قطر لوله ها از طریق نمودار جعبه ای نیز نشان داد که پس از بهینه سازی، میانه قطر لوله ها به میزان قابل توجهی کاهش یافته و توزیع یکنواخت تری ایجاد شده است. یافته های این پژوهش می توانند به عنوان راهکاری کارآمد برای طراحی بهینه شبکه های آبیاری تحت فشار مورد استفاده قرار گیرند.

Keywords:

بهینه سازی شبکه , آبیاری , الگوریتمهای فراابتکاری , کلونی مورچه ها , بهینه سازی ازدحام ذرات , الگوریتم ژنتیک , زنبور عسل مصنوعی