ReSearch
{{ mc.sd.lang | uppercase }}
Parallel NSGA-II algorithm application in development of mathematical models for groundwater management
Primena paralelnog NSGA-II algoritma u razvoju matematičkih modela za potrebe uređenja režima podzemnih voda
Milošev, Dejan
Milivojević, Nikola
Milivojević, Vladimir
Lukić, Vladimir
APSTRAKT: Uređenje režima voda, kao preduslov za održivi razvoj nekog područja, najčešće se oslanja na više mera čija se primenljivost i ukupna efikasnost ispituju u fazi izrade studijskih analiza i projektovanja vodoprivrednih sistema. Komplikovani prirodni uslovi i kompleksne društvene okolnosti mogu usloviti preplitanje faktora i potrebu za istovremenim ispunjenjem više ciljeva, te se u zadatom kontekstu moraju istražiti i oceniti ponuđena rešenja. Tokom vremena mogu nastati i situacije koje nisu predviđene, što može rezultovati smanjenjem stepena uređenosti vodoprivredne problematike i povećanjem ranjivost predmetnog područja. Vrednovanje mogućih unapređenja režima podzemnih voda analizom budućih stanja se decenijama unazad rutinski sprovodi na matematičkim modelima. Razlog za njihovu primenu je relativno lako sagledavanje interakcije činilaca, kojima se mogu dodeliti različite vrednosti i na taj način preispitati različiti scenariji. Sa druge strane, kada se radi o područjima velike površine, raznorodne namene zemljišta ili većeg broja objekata kojima se upravlja režimom voda, proračuni postaju veoma zahtevni u pogledu ljudskih i računarskih resursa. U ovom radu će na primeru iz prakse biti prikazan postupak razvoja i kalibracije složenog MODFLOW modela primenom paralelnog NSGA-II optimizacionog algoritma. Paralelni NSGA-II algoritam realizovan je na distribuiranoj računarskoj platformi i posebna pažnja će biti posvećena postupku definisanja optimizacionog problema i uticaju izbora parametara optimizacionog algoritma na njegovu efikasnost.
Zbornik radova 19. naučnog savetovanja Srpskog društva za hidraulička istraživanja i Srpskog društva za hidrologiju, [Beograd], 18-19. oktobar 2021. [Elektronski izvor] Српско друштво за хидрауличка истраживања (Београд). Научно саветовање (19 ; 2021 ; Београд); Српско друштво за хидрологију (Београд). Научно саветовање (19 ; 2021 ; Београд) ISBN - 978-86-7518-219-1
ABSTRACT: Water management, as a prerequisite for a sustainable development of an area, usually implies number of measures whose applicability and overall efficiency are examined through studies and design analyses. Complex natural and social circumstances can govern the intertwining of factors and the offered solutions must be explored and evaluated to simultaneously meet multiple goals. Over time, situations not previously foreseen may arise, which may result in water management issues, exposing the subject area to risks. The evaluation of possible groundwater regime improvements is for decades routinely carried out on mathematical models. The reason for their application is the relatively easy consideration of the interaction of factors, whose parameters can be characterized with different values and thus reconsider different scenarios. On the other hand, due to a size of an area, diverse land use or large number of water management facilities, computations become very demanding in terms of human and computer resources. In this paper, the process of development and calibration of a complex MODFLOW model using a parallel NSGA-II optimization algorithm will be presented on a practical example. The parallel NSGA-II algorithm is implemented on a distributed computer platform and special attention will be paid to the process of defining the optimization problem and the influence of the choice of optimization algorithm parameters on its efficiency.
srpski
2021
© All rights reserved
Keywords: groundwater hydraulics, hydrotechnical numerical models, MODFLOW, NSGA-II
Ključne reči: hidraulika podzemnih voda, numeričko modeliranje u hidrotehnici, MODFLOW, NSGA-II