کمینه‌سازی هزینه‌های پمپاژ درآبخوان آزاد تحت مدل شبیه‌سازی - بهینه‌سازی با استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی سطوح شیبدار

Abstract

با توجه به پیچیدگی‌های محیط آب زیرزمینی، ابداع فن‌آوری‌های نو و بهره‌گیری از روش‌های پیشرفته در این امر، کمک شایانی در بهبود مدیریت منابع آب زیرزمینی کرده است. در این مطالعه جهت مدیریت بهره‌‌برداری از آبخوان از مدل ارائه شده شبیه‌سازی-بهینه‌سازی FEM-MOIPO استفاده شد. مدل‌سازی ریاضی آبخوان با استفاده از شبیه‌سازی عددی اجزاء محدود با در نظر گرفتن معادلات دو بعدی جریان آب زیرزمینی انجام شد. در این مطالعه 3 سناریو جهت مدیریت بهینه بررسی شد که در هر سناریو با تعداد چاه‌های مشخص مختلف میزان افت و هزینه‌ی مورد نیاز برای پمپاژ با توجه به نیاز آب مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین منطقه‌ی مورد مطالعه با توجه به مقدار ضریب هدایت هیدرولیکی به 3 ناحیه تقسیم گردید. در نهایت هزینه‌ی پمپاژ چاه‌های بهره‌برداری با توجه به هدف مورد نظر (موقعیت چاه‌ها جهت بهره‌برداری بهینه، کاهش سطح افت) با استفاده از روش نوین الگوریتم صفحات شیب‌دار چند هدفه بهینه گردید. نتایج نشان داد با توجه به این که آبخوان فرضی از 7 چاه پمپاژ برخوردار است با غیر فعال کردن دو چاه در سناریوی 1، آبخوان دارای کم‌ترین هزینه جهت پمپاژ و افت سطح آب بود. همچنین سطح آب محاسبه شده توسط مدل اجزاء محدود با سطح آب مشاهداتی مدل مقایسه شدند به طوری که خطای نسبی و خطای جذر میانگین مربعات به ترتیب 0.00024 و 0.223 محاسبه شد که نشان‌دهنده‌ی دقت بالای مدل می‌باشد.