ارائه مدل شبیه ساز-بهینه ساز چندهدفه کمی بهره‌برداری از آبخوان به منظور تعیین سیاست برداشت بهینه

Abstract

وجود دوره­های خشکسالی و هم­چنین افزایش مصرف آب در منطقه مورد مطالعه (دشت بیرجند) سبب شده است که بخش­های اجرایی به سمت بهره­برداری بیش­تر از سفره­های آب زیرزمینی روی آورند. به این ترتیب مدیریت بهره­برداری از سفره می­تواند از به وجود آمدن افت شدید سطح آب در این آبخوان و ایجاد فاجعه جبران­ناپذیر جلوگیری کند. جهت نیل به این امر مدل شبیه­ساز-بهینه­ساز آب­های زیرزمینی برای آبخوان دشت بیرجند ارائه گردید. مدل پیشنهادی تلفیقی از مدل شبیه­سازی آبخوان (MODFLOW2005-NWT) و الگوریتم بهینه­سازی چندهدفه (AMALGAM) در محیط برنامه­نویسی MATLAB می­باشد. مدل جهت تعیین پارامترهای هیدرودینامیکی آبخوان واسنجی و صحت­سنجی گردید. در مدل بهینه­سازی، کمینه نمودن سه تابع کمبود ناشی از عدم تأمین نیازها، افت سطح ایستابی و شاخص اصلاح شده کمبود به­عنوان اهداف مدل لحاظ گردید. مدل ارائه شده برای یک دوره یکساله با 12 دوره تنش ماهیانه اجرا شده و جبهه پارتو بهینه حاصل گردید. به­عنوان یک نمونه از جواب­های پارتو بهینه محاسبه شده، مشاهده شد در زمانی که سطح ایستابی ثابت بماند، مقدار 4/14 میلیون متر مکعب از نیازها با کمبود مواجه شده و شاخص اصلاح­شده کمبود برابر 95/3 می­گردد. جهت تعیین بهترین گزینه سیاست برداشت بایستی با در نظر گرفتن معیارهای اقتصادی، اجتماعی و پیامدهای زیست محیطی توسط مسئولین و سیاست­گذاران مربوطه، جواب بهینه مناسب از میان سایر جواب­های بهینه پارتو انتخاب شده و مقادیر برداشت متناظر با جواب منتخب تعیین گردد. با تحلیل نتایج حاصل از به­کارگیری ساختار پیشنهادی می­توان دریافت که رویکرد ارائه شده کارایی بسیار بالایی در تعیین سیاست بهینه آبخوان دارد.