การประยุกต์เจเนติกอัลกอริทึมในการวางแผนการปล่อยน้ำจากอ่างเก็บน้ำเขื่อนป่าสักชลสิทธิ์

Abstract

โดยทั่วไปเกณฑ์ปฏิบัติการอ่างเก็บน้ำ (Rule Curve) เป็นเส้นกราฟเฉลี่ยของระดับควบคุมรายเดือนที่วิเคราะห์จากเหตุการณ์น้ำที่แตกต่างกันในแต่ละปี เมื่อใช้ Rule Curve กับเหตุการณ์น้ำท่าที่มีความแตกต่างกันในแต่ละปี พบว่ายังเกิดปัญหาการขาดแคลนน้ำ และปัญหาน้ำท่วม การสร้าง Rule Curve ที่ผ่านมาได้จากการจำลองสมดุลอ่างเก็บน้ำ ซึ่งพบว่ามีข้อจำกัดอาจไม่ใช่ Rule Curved เหมาะสมที่สุดโดยรวม (Global Optimal) ในการศึกษานี้ได้มีการประยุกต์ใช้ GAs เพี่อหา Rule Curve ที่เหมาะสมที่สุดโดยรวม การศึกษานี้ได้พัฒนาโปรแกรม GAs โดยใช้ภาษาชี จากนั้นได้ประยุกต์ใช้ GAs ในการสร้าง Rule Curve โดยแยกเป็น2แบบ แบบแรกเป็นเกณฑ์รวมมี 1 เส้น ใช้กับทุกขนาดของปีน้ำส่วนแบบที่สองเป็นเกณฑ์ย่อยมี 5 เส้น แยกตามขนาดของปีน้ำท่า จำนวน 33 ปีได้มีการเปรียบเทียบประสิทธิผล ของ Rule Curve ที่ได้กับเกณฑ์ RC46 ของกรมชลประทาน จากผลการศึกษาพบว่า ในขั้นตอนของการประยุกต์ใช้ GAs ในการสร้าง Rule Curve ค่าพารามิเตอร์ทีเหมาะสม มีดังนี้ Population Size เท่ากับ 120, Probability of Crossover(Pc) เท่ากับ 0.95, Probability of Mutation(Pm) เท่ากับ 0.08, Modified Uniform Mutation เท่ากับ 0.3, Weight Factor R₁และ R₂ เท่ากับ 4,400 และ 250 ตามลำดับ จากการเปรียบเทียบประสิทธิผล ของการใช้ Rule Curve พบว่าเกณฑ์รวมมีการขาดน้ำรวม 9,001 ล้าน ลบ.ม. เป็นช่วงเวลา 132 เดือน มีการระบายน้ำส่วนเกิน 54,349 ล้าน ลบ.ม. ส่วนเกณฑ์ย่อยมีการขาดน้ำรวม 3,959 ล้าน ลบ.ม. จำนวนเดือนในการขาดน้ำ 121 เดือน มีการระบายน้ำส่วนเกิน 47,125 ล้าน ลบ.ม. ดังนั้น เกณฑ์ย่อย ให้ประสิทธิผลดีกว่าเกณฑ์รวม และนำเกณฑ์ย่อยนี้ไปใช้เปรียบเทียบกับปฏิบัติการจริง ในช่วง 4 ปี ตั้งแต่ ปี พ.ศ. 2543-2546 พบว่า สามารถลดปริมาณการขาดน้ำรวมจาก 335.65 ล้าน ลบ.ม. เหลือ 162.39 ล้าน ลบ.ม. และจำนวนเดือนรวมในการเกิดน้ำท่วมจาก 2 เดือน เหลือ 1 เดือน เมื่อ เปรียบเทียบเกณฑ์ย่อย กับ เกณฑ์ RC46 ในช่วง 4 ปี พบว่าเกณฑ์ย่อย สามารถลดปริมาณการขาดน้ำ รวมจาก 174.49 ล้าน ลบ.ม.เป็น 51.61 ล้าน ลบ.ม. และลดปริมาณน้ำท่วมจาก 543.18 ล้าน ลบ.ม. เป็น 296.33 ล้านลบ.ม.