شناسایی شبکه بهینه پایش کیفی آب زیرزمینی با استفاده از الگوریتم جستجوی ممنوع (مطالعه موردی حوضه آبریز نیشابور)

مدیریت آب زیرزمینی نیازمند پایش دقیق کمی و کیفی آب زیرزمینی با توزیع مناسب مکانی و زمانی است. حداقل نمودن تعداد چاه های پایش با حداکثر توزیع مکانی برای اقتصادی کردن پایش سامانه های آب زیرزمینی، مورد نیازمدیران می باشد. بنابراین ساختار شبکه های پایش آب زیرزمینی و تعداد چاه های مورد نیاز به یک مسئله بهینه سازی مهندسی تبدیل می شود. هدف از این پژوهش یافتن شبکه های نماینده پایش بهینه با کمترین تعداد چاه که پوشش کافی برای شناخت کیفیت آب زیرزمینی در یک منطقه ایجاد کند، می باشد. با استفاده از این روش چاه های مازاد در شبکه شناسایی می شود. برای انجام این پژوهش از الگوریتم فرا ابتکاری جستجوی ممنوع استفاده شده است. تابع هدف در این پژوهش از دو هدف متقابل به هم تشکیل شده است. هدف اول حداکثرسازی تطابق بین توزیع شاخص کیفیت آب درونیابی شده در دو حالت با در نظر گرفتن تمام چاه های موجود و چاه های انتخاب شده از شبکه موجود می باشد. معیار ارزیابی این تطابق شاخص اماری نش-ساتکلیف می باشد. در این پژوهش کیفیت آب زیرزمینی با استفاده از یک شاخص کیفی آب که شامل ۹ پارامتر کیفی است بیان شده است. هدف دوم حداقل کردن تعداد چاه های پایش انتخاب شده برای اقتصادی کردن هزینه پایش در نظر گرفته شده است. دو هدف با استفاده از ضریب وزنی که اهمیت اهداف نسبت به هم را مشخص می کند در یک تابع جمع آوری شده است. مدل ذکر شده برای تعداد چاه های فعال مختلف به کار گرفته شد. همچنین با استفاده از الگوریتم جستجوی ممنوع بهترین ترکیب چاه های فعال مختلف که حداکثر تابع هدف را محقق می کند شناسایی شد. شبکه های بهینه پیشنهادی به مدیران و تصمیم گیران این پیشنهاد را می دهد که با توجه به اهداف مورد نظر، شبکه بهینه برای پایش کیفیت آب زیرزمینی را انتخاب نمایند. در نهایت مدل بهینه سازی توانست شبکه های نماینده پایش را بین ۳۴ تا ۷۵ درصد بهینه کند.

Keywords:

کیفیت آب زیرزمینی , شبکه پایش , بهینه سازی