Application of Harmony Search for Improvement Reservoir Rule Curves

Abstract

This research applied Harmony Search Algorithm with reservoir simulation model for improving rule curves of reservoir under dynamic data of evaporation, water supply and effective rainfall. The case study of reservoir consisted of Kang Leung Jan reservoir, Mahasarakham province, Huay Sabag and Huay Lingjone, Yasothon province. The new obtained rule curves were evaluated the efficiency by reservoir operation considering synthetic inflow data of 100 years 500 samples as well as compared with the obtained rule curves of Genetic Algorithm and existing rule curves. The results were displayed situations of water shortage and excess water in term of frequency, duration time, average water and the highest water.

The results shown that the dynamic data of evaporation of each reservoir depended on air temperature which were different from the constant ones. The dynamic water demand estimating from dynamic population quite differed from the constant data of average values. Whereas, the dynamic effective rainfall were both more and less than the constant ones. The new obtained rule curves from Harmony Search Algorithm were closed to the rule curves of Genetic Algorithm and having the efficiency higher than the existing rule curves in both considering constant data and dynamic data cases. In addition, the obtained rule curves using dynamic data were more suitable and more efficiency than the obtained rule curves using the constant data in searching procedure.

งานวิจัยนี้ประยุกต์ใช้เทคนิคฮาร์โมนีเซิร์ซ (Harmony Search Algorithm) เชื่อมต่อกับแบบจำลองการเลียนแบบอ่างเก็บน้ำ เพื่อปรับปรุงโค้งควบคุมของอ่างเก็บน้ำภายใต้ข้อมูลแบบเปลี่ยนแปลงของอัตราการระเหย ความต้องการด้านอุปโภค-บริโภค และปริมาณฝนใช้การ อ่างเก็บน้ำที่ใช้เป็นกรณีศึกษาประกอบด้วย อ่างเก็บน้ำแก่งเลิงจาน จังหวัดมหาสารคาม อ่างเก็บน้ำห้วยสะแบกและอ่างเก็บน้ำห้วยลิงโจน จังหวัดยโสธร โค้งควบคุมใหม่ที่ได้ถูกนำไปประเมินประสิทธิภาพด้วยการจำลองการปฏิบัติการอ่างเก็บน้ำ โดยใช้ข้อมูลปริมาณน้ำท่าสังเคราะห์จากข้อมูลอดีต จำนวน 100 ปี 500 ชุดข้อมูล พร้อมทั้งเปรียบเทียบกับโค้งควบคุมที่ได้จากเทคนิค (Genetic Algorithm) และโค้งควบคุมเดิม ซึ่งแสดงผลในรูปของความถี่ ปริมาณ และช่วงเวลา ทั้งในสถานการณ์น้ำขาดแคลนและการไหลล้น

ผลการศึกษาพบว่า อัตราการระเหยแบบเปลี่ยนแปลงของแต่ละอ่างเก็บน้ำมีค่าแตกต่างกันขึ้นอยู่กับอุณหภูมิในแต่ละเดือน และมีความแตกต่างกับค่าคงที่แบบค่าเฉลี่ย สำหรับความต้องการน้ำอุปโภค-บริโภคที่ประเมินจากจำนวนประชากรรายปีในพื้นที่ชลประทาน มีค่าแตกต่างกับกรณีใช้ค่าคงที่แบบค่าเฉลี่ย ส่วนการประเมินปริมาณฝนใช้การแบบเปลี่ยนแปลง พบว่ามีทั้งค่ามากกว่าและค่าน้อยกว่าค่าคงที่แบบค่าเฉลี่ย สำหรับการประเมินประสิทธิภาพของโค้งควบคุมใหม่ พบว่าโค้งควบคุมที่ได้จากเทคนิค Harmony Search Algorithm มีค่าใกล้เคียงกับโค้งที่ได้จาก Genetic Algorithm และมีประสิทธิภาพดีกว่าโค้งควบคุมเดิมทั้งในกรณีใช้ข้อมูลเฉลี่ยและกรณีใช้ข้อมูลแบบเปลี่ยนแปลง นอกจากนี้ยังพบว่าโค้งควบคุมที่ได้จากการใช้ข้อมูลแบบเปลี่ยนแปลงในกระบวนการค้นหาจะมีความเหมาะสมและมีประสิทธิภาพมากกว่าโค้งควบคุมที่ได้จากการใช้ข้อมูลแบบเฉลี่ย