برنامه‌ریزی چند هدفه به منظور بهره‌برداری بهینه از منابع آب سطحی و زیرزمینی و سیستم تغذیه مصنوعی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای آبیاری و زهکشی، گروه علوم و مهندسی آب، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 استاد، گروه علوم و مهندسی آب، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

3 استادیار، گروه زراعت، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایران

4 استادیار، گروه علوم و مهندسی آب، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

doi
10.22059/ije.2022.331523.1558
چکیده

افزایش جمعیت در مناطق توسعه‌یافته چالش‏های زیادی را در تأمین نیاز‏های آبی ایجاد کرده است. این امر باعث پدید آمدن مشکلات متعدد در کمیت و کیفیت منابع آب سطحی و زیرزمینی می‏شود. با توجه به این موضوع، مدیریت بهینۀ منابع آبی امری ضروری است. در این تحقیق مدل ریاضی (HEC- HMS) برای روندیابی سیلاب در رودخانۀ کرج و مخازن سیستم تغذیۀ مصنوعی واقع در شمال دشت شهریار مورد استفاده قرار گرفت. سپس، حجم نفوذ سیلاب در رودخانۀ کرج و نیز حجم ذخیرۀ سیلاب در مخازن طرح تغذیۀ مصنوعی وارد الگوریتم ژنتیک چندهدفه (NSGA-II) شد که از آن به منظور برنامه‏ریزی بهره‏برداری تلفیقی از منابع آب دشت شهریار و بهره‏برداری بهینه از سیستم تغذیۀ مصنوعی و با هدف حداقل کردن عدم تأمین نیاز و نیز حداکثر کردن حجم نفوذ در سیستم تغذیۀ مصنوعی، استفاده شد. با توجه به نتایج مدل بهینه‏سازی، شاخص قابلیت اطمینان مربوط به کل محدوده به طور میانگین برابر50/56 درصد بوده و بیشترین کاهش در مصارف از کل منابع آب قابل دسترس در تمام بخش‏ها به‌‌ترتیب در ناحیۀ شهریار برابر 09/44 درصد، در ناحیۀ رباط‏کریم برابر 57/14 درصد، در ناحیۀ اسلامشهر برابر 06/11 درصد و در کل محدوده برابر 55/28 درصد است. حجم کل تغذیۀ بهینه در سیستم تغذیۀ مصنوعی برابر 81/114 میلیون متر مکعب در دورۀ زمانی مورد نظر بوده و به میزان 09/70 میلیون متر مکعب افزایش یافته و منجر به افزایش تغییرات تراز آبخوان به اندازۀ 84/4 متر شده است. همچنین، با اعمال سیاست‏های هم‌زمان بهره‏برداری بهینه از منابع آبی موجود و بهره‏برداری بهینه از سیستم تغذیۀ مصنوعی، به طور میانگین 41/10 متر در سال تغییرات تراز آبخوان افزایش خواهد یافت.