بهره برداری بهینه از آبخوانهای ساحلی بمنظور مقابله با تهاجم آب شور دریا با استفاده از الگوریتم ژنتیک

نویسندگان

چکیده

برای مقابله با پدیده تهاجم آب شور دریا به آبخوان‌های ساحلی و مدیریت آنها،‏ بهینه‌سازی عملیات پمپاژ به عنوان یک راهکار در این تحقیق بکار گرفته شده است. منظور از بهینه‌سازی پمپاژ،‏ برنامه‌ریزی عملیات پمپاژ به‌گونه‌ای است که حداکثر دبی آب شیرین از چاه‌های برداشت حاصل گردد بدون آنکه شوری آب از غلظت مجاز فراتر رود یا افت سطح آب درون چاه بیش از حد افزایش یابد. به‌این منظور مدل شبیه‌سازی جریان آب و انتقال شوری به همراه الگوریتم ژنتیک برای ایجاد مدل بهینه‌سازی مورد استفاده قرار گرفتند. مدل شبیه‌سازی مورد استفاده که در این تحقیق استفاده شده است،‏ براساس حل معادلات دیفرانسیل حاکم بر جریان وابسته به چگالی و انتقال نمک به روش اجزاء محدود بنا نهاده شده است. مدل بهینه‌ساز بر روی یک آبخوان ساحلی شامل چهار چاه پمپاژ مورد آزمایش قرار گرفت و براساس نتایج بهینه‌سازی میزان پمپاژ از هر چاه با ترکیب‌های مختلفی از قیود شوری و بارهیدرولیکی مشخص گردید. نتایج حاصل حاکی از سختگیرانه‌تر بودن قید بار هیدرولیکی به نسبت قیدشوری در میزان پمپاژ است و نشان می‌دهد که امکان استفاده از این مدل برای سناریوهای مدیریتی متفاوت از آنچه که در این تحقیق ارائه گردید،‏ برای مدیریت بهینه و بهره وری حداکثر از آب‌های زیرزمینی وجود دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Optimal Extraction from Coastal Aquifers against Seawater Intrusion Using Genetic Algorithm

نویسندگان [English]

  • Ali Raeisi
  • Hamidreza Ghafouri
چکیده [English]

An optimization technique is used to determine pumping rates to prevent and management of seawater intrusion into coastal aquifers in this study. The concept of optimization of the pumping rates is programming for groundwater extraction such that freshwater pumped from the wells be maximized, without undesirable increase in salt concentration of the pumped water and drawdown in the wells not occurred from allowable limit. To this aim, simulation model and genetic algorithm tool were integrated in an optimization model. The simulation model is based on the solution of the governing differential equations of the density-dependent flow and solute transport. The optimization model was verified based on various combinations of salinity and drawdown constraints applied in a coastal aquifer including four pumping wells. The results show drawdown as a constraint exerts a more effectively limitation rather than salinity. These solutions establish the feasibility of simulating various management scenarios under complex processes in coastal aquifers for the optimal and sustainable use of groundwater.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Optimization model-Saltwater intrusion-Optimization of pumping rates-Genetic algorithm-