کاربرد مدل هیبریدی FEM-ACO در تعیین مکان های بهینه چاه های برداشت

در این مقاله، یک مدل هیبریدی بهینه سازی – شبیه سازی برای ارزیابی سیاست پمپاژ مطلوب در یک آبخوان مصنوعی استفاده شده است. در این مطالعه میزان افت سطح آب زیرزمینی در یک آبخوان آزاد فرضی به مساحت ۵/۱ کیلومتر مربع و سه هدایت هیدرولیکی متفاوت با ضخامت ۱۰۰ متر و هم چنین تعداد ده حلقه چاه برداشت مورد بررسی قرار گرفت. جهت تخمین سطح آب زیرزمینی آبخوان از روش المان محدود و جهت بهینه سازی موقعیت چاه های برداشت از الگوریتم جامعه مورچگان استفاده شد و در نهایت مدل FEM-ACO ارائه گردید. موقعیت چاه های برداشتی با دبی مشخص به صورتی بهینه یابی می شود که میزان افت سطح آب زیرزمینی در آبخوان کمینه گردد. در این راستا تعداد مقادیر مختلف تعداد مورچه ها، تاثیر میزان تبخیر فرامان و تاثیر درصد نخبه های یک مجموعه از مورچه ها بر مقدار تابع هدف مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که الگوریتم های مورچگان ترتیبی و الگوریتم مورچگان نخبه با عملکردی تقریبا یکسان بهترین عملکرد را در بین الگوریتم های مورچگان داشته اند و پس از آن ها، الگوریتم جامعه مورچگان و الگوریتم مورچگان بیشینه-کمینه در رتبه های بعدی قرار دارند. تمامی الگوریتم های مورچگان خیلی زود به همگرایی رسیدند که این همگرایی زودرس به یک بهینه سراسری مناسب را می توان به دلیل استفاده از قیود زنجیره ای دانست. در نهایت بعد از بررسی مدل ارائه شده، موقعیت مناسب چاه های برداشت مشخص گردید. هم چنین نتایج نشان داد که حداکثر افت آب آبخوان حدود ۵/۲ متر می باشد.

Keywords:

آبخوان آزاد , الگوریتم مورچگان , المان محدود , بهینه سازی , آب زیرزمینی