کاربرد مفهوم اجزای محدود در مدیریت منابع آب:مدل و نرم‌افزار FEWREM

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری آب/ دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران

2 استادیار /دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران

چکیده

در این تحقیق با ترکیب نگرش اجزای محدود و نگرش سیستم‌ها، چارچوبی مناسب برای مدل‌سازی پویای مسایل واقعی و بزرگ و حل آنها توسط الگوریتم‌های تجزیه- هماهنگی و یا تجمیع- تکسیر ارائه گردیده است. این چارچوب امکان استفاده از قابلیتهای هرکدام از دو نگرش یاد شده را در یک قالب یکپارچه برای شبیه‌سازی و بهینه‌یابی در اختیار تحلیلگر قرار می‌دهد. برای نشان دادن کاربرد این چارچوب، مدل و نرم‌افزاری به نام FEWREM1 توسعه داده شده است. نهایتا یک مثال با این نرم‌افزار مدل شده و با نمونه حل شده همین مثال با نرم‌افزار MODSIM نیز مقایسه شده است. مقایسه نتایج نشان می‌دهد که مقدار کمبودها در تامین نیازها، برای MODSIM بیشتر از FEWREM است. بعبارت دیگر بهره‌وری مدل FEWREM برای استفاده از منابع آب موجود بیشتر از مدل MODSIM است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Application of Finite Elements Concept in Water Resources Management:FEWREM Model and Software

نویسندگان [English]

  • Akbar Karimi 1
  • Reza Ardakanian 2
1 PhD Student Sharif University of Technology, Tehran, Iran
2 Assistant Professor Civil Engineering Faculty, Sharif University of Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

In this research finite elements approach and systems approach, are combined and a new framework for dynamic modeling of large problems and their solution by Decomposition-Coordination or Aggregation-Disaggregation algorithm is introduced. This framework enables the modeler to benefit from these two approaches in an integrated base and to simulate and optimize large water resources systems. To show applicability of this framework, a software named FEWREM is developed in this research. This model is compared to MODSIM via a case study the results show that MODSIM results in more shortages compared to FEWREM. In other words, the effectiveness of FEWREM in operating the water system is more than MODSIM.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Finite elements
  • System Approach
  • Water Resources Management
  • Modeling
  • Disaggregation-Aggregation
ACRES, (2004), ACRES Reservoir Simulation Package User’s Manual, ACRES Co. Ltd., Canada.
Close A., Haneman W.M., Labadie J.W., Loucks D.P., Lund J.R., MacKinney D.C., and Stedinger J.R., (2003), A Strategic Review of CALSIM II and its Use for Water Planning, Management, and Operations in Central California, California bay Delta Authority Science Program Association of Bay Governments, Oakland, California.
Delft Hydraulics, (2002), River Basin Planning and Management, Rotterdamseweg 185, The Netherlands, http://www.wldelft.nl.
DHI, (2003), MIKE BASIN 2003, DHI Water & Environment, DK-2970 Horsholm, Denmark,  http://www.dhisoftware.com/mikebasin/.
Jacob, J., Loucks D.P., Stedinger J.R., (1995), SOCRATES, A System for Scheduling hydroelectric generation under uncertainty, Annals of Operations Research, Vol. 59.
Labadie J.W. and Baldo M.L. and Larson R., (2000), MODSIM: Decision Support System for  River Basin Management Documentation and User Manual, Department of Civil Engineering, Colorado State University, U.S Department of the Interior, Bureau of Reclamation, Pacific Northwest Region.
McKinneyD.C., Cai X., Rosegrant M.W., Ringler C. and Scott C.A., (1999), Modeling Water Resources Management at the Basin Level: Review and Future Directions, International Water Management Institute.
Stockholm Environment Institute, (2005), WEAP21: Water Evaluation and Planning System, 11 Arlington Street, Boston, MA 02116, USA, http://www.weap21.org.