تلفیق روش اجزای محدود و الگوریتم بهینه‌سازی سطوح شیب‌دار در کمینه‌سازی افت سطح آب در آبخوان

نویسندگان

1 گروه عمران، دانشکده ی مهندسی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران.

2 گروه عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

doi
10.22125/iwe.2022.158528
چکیده

مدیریت منابع آب زیرزمینی جهت تأمین نیاز آبی بشر و کاهش افت­ سطح آب زیرزمینی ناشی از برداشت بی­رویه، یکی از مسائل مهم کشور است. لذا در این مطالعه جهت مدیریت بهره­برداری از آبخوان از مدل شبیه­ساز-بهینه­ساز (FEM-IPO) استفاده شد. مدل ریاضی جریان آب زیرزمینی آبخوان با استفاده از شبیه­سازی عددی اجزای محدود صورت گرفت. با اهداف یافتن بهینه­ی مکان چاه­ها و کاهش سطح افت، مدل بهینه آبخوان با استفاده از الگوریتم سطوح شیبدار تهیه شد. نتایج نشان می­دهد مناطق غربی و شمال غربی دشت پتانسیل بیش­تری جهت حفر چاه­های پمپاژ دارد. همچنین در آبخوان مورد مطالعه و با توجه به نیاز آبی تعریف شده، 5 چاه که در ضلع غربی و شمال غربی قرارگرفته­اند با افت حداکثر 49/28 متر بهینه­ترین مدل جهت بهره­برداری از آبخوان بوده است. در این مطالعه سطح آب محاسبه شده توسط مدل اجزاء محدود با سطح آب مشاهداتی مدل مقایسه شدند به طوری که خطای نسبی و خطای جذر میانگین مربعات به ترتیب 00024/0 و 224/0 بودکه نشان­دهنده­ی دقت بالای مدل است. همچنین با توجه به دقت بالا، کارایی و صرفه­جویی زمانی در مدل­سازی، مدل FEM-IPO می­تواند به­عنوان یک مدل جهت بهره­برداری بهینه از آبخوان استفاده گردد.