طراحی سیستم زهکشی با استفاده از الگوریتم بهینه سازی چند هدفه NSGA-II با رویکرد اقتصادی - زیست محیطی

کنترل شوری و رفع مانداب از مهمترین دلایل انجام عملیات زهکشی در زمین های کشاورزی می باشد و زهکشی جزء غیر قابل تفکیک کشاورزی فاریاب در بسیاری از نقاط ایران به حساب می آید. تخلیه زه آب خارج شده به محیط زیست از مهمترین عوارض به کارگیری زهکش ها می باشد، به گونه ای که به واسطه شوری خاک در بسیاری از نقاط کشور از جمله اراضی استان خوزستان، آثار مخرب زیست محیطی تخلیه زه آب مشاهده می شود. از آنجا که کاهش عوارض زیست محیطی منجر به افزایش هزینه های اجرایی خواهد شد، هدف از انجام این مطالعه ارائه مدلی به منظور تعیین متغیرهای طراحی زهکش شامل قطر، عمق و فاصله نصب لوله ها به گونه ای است که ضمن توجه به محدودیتهای هیدرولیکی، طراحی زهکش دربرگیرنده اهداف اقتصادی (کاهش هزینه های اجرایی) و زیست محیطی (افزایش کیفیت زه آب خروجی) به صورت توام باشد. با توجه به تفاوت ذاتی این دو هدف، باید از روش بهینهسازی چند هدفه استفاده شود. روش های بهینه سازی تکاملی، ابزاری قدرتمند در حل مسائل بهینه سازی از جمله مسائل چند هدفه می باشند. به این منظور از روش بهینه سازی NSGA-II که روشی بر پایه GA و مختص حل مسائل چند هدفه می باشد، استفاده شده است. همچنین برای اعمال مدل پیشنهادی، اطلاعات شرکت کشت و صنعت سلمان فارسی مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد با افزایش هزینه های اجرایی و کاهش عمق نصب می توان به کیفیت بهتر زه آب خروجی دست یافت، به طوری که با 100% افزایش هزینه اجرایی، ناشی از تغییر عمق نصب زهکش، 50% غلظت شوری زه آب خروجی بهبود می یابد. همچنین نتایج نشان می دهد انتخاب عمق نصب بین 3/1 تا 8/1، فاصله 30 تا 80 متر و قطر 1/0 متر برای لوله زهکش، منجر به تحقق هم زمان هر دو هدف اقتصادی و زیست محیطی و حصول توسعه پایدار در منطقه طرح خواهد شد.