بهره‌برداری بهینه از منابع آب زیرزمینی ساحلی با استفاده از مدل تصمیم شبیه‌سازی ـ بهینه‌سازی مبتنی بر پردازش موازی (مطالعه موردی آبخوان ساحلی عجب‌شیر، ایران)

Abstract

آب‌ زیرزمینی در مناطق ساحلی یکی از منابع اصلی آب شیرین به شمار می‌آید. در صورت پیشروی آب شور دریا به آبخوان‌های ساحلی، بهبود وضعیت منابع آب زیرزمینی نیازمند اقدامات درازمدت و پرهزینه می‌باشد. لذا پیشگیری از وقوع پیشروی بی‌رویه آب شور دریا امری ضروری است. برای این منظور می‌توان از مدل‌های شبیه‌سازی ـ بهینه‌سازی تلفیقی به‌عنوان مدل تصمیم برای تعیین راهبردهای مدیریتی بهینه استفاده نمود. در این مطالعه از مدل تصمیم شبیه‌سازی ـ بهینه‌سازی آبخوان ساحلی دشت عجب‌شیر با بهره‌گیری از مدل عددی سوترا و الگوریتم بهینه‌سازی فراکاوشی جامعه مورچه‌ها برای اتخاذ تصمیمات مدیریتی مدنظر، استفاده شده است. به‌منظور کاهش زمان اجرای مدل، از پردازش موازی در محاسبات جمعیت الگوریتم بهینه‌سازی استفاده شده است و این امر سبب تسریع محاسبات گردید. دو مسئله مدیریتی مورد بررسی در این مطالعه شامل توابع هدف و قیودی با رفتار متضاد بوده است که حداقل نمودن نرخ تغذیه خالص (به معنی حداکثر کردن برداشت از آبخوان) و کنترل پیشروی آب شور (جلوگیری از بدتر شدن وضعیت شوری در نقاط کنترلی) را سبب می‌شود. نتایج حاصل از اجرای مدل تصمیم شبیه‌سازی ـ بهینه‌سازی نشان داد که با تغییر الگوی برداشت از نواحی مختلف آبخوان، در مسئله اول تغذیه خالص آبخوان در نیمه دوم سال نسبت به شرایط فعلی 87/1- میلیون مترمکعب کاهش می‌یابد (افزایش برداشت) و در مسئله دوم، متوسط غلظت شوری در نقاط کنترل، 30 درصد کاهش پیدا می‌کند.