طراحی جانمایی و ظرفیت بهینه چاه های پمپاژ زهکشی با هدف افت سطح آب زیرزمینی در مناطق شهری

بالا بودن سطح آب زیرزمینی در مناطق شهری باعث بروز مشکلات متعددی در سازه های موجود و پروژه های عمرانی می شود. در روش مرسوم زهکشی با حفر تعدادی چاه و پمپاژ آب از آبخوان، سطح ایستابی تا مقدار مطلوب پایین آورده می شود. علی رغم کارایی قابل قبول این روش، هزینه اجرایی آن غالبا زیاد است. بنابراین بهینه سازی طراحی سیستم پمپاژ آب زیرزمینی در این گونه پروژه ها حائز اهمیت بوده و می تواند باعث صرفه جویی چشمگیر در هزینه های نهایی شود. در این پژوهش، حل مسئله جانمایی و ظرفیت بهینه چاه های پمپاژ با حداقل هزینه زهکشی و به منظور افت سطح آب زیرزمینی با استفاده از رویکرد شبیه سازی- بهینه سازی مد نظر قرار گرفت. مدل شبیه سازی مورد استفاده به منظور بررسی رفتار آبخوان تحت تاثیر احداث چاه های پمپاژ نرم افزار MODFLOW و الگوریتم بهینه سازی به منظور تعیین جانمایی و ظرفیت بهینه چاه های پمپاژ الگوریتم کرم شب تاب می باشد. مدل توسعه یافته FOA-MODFLOW بر روی آبخوان محدوده مسجد جامع شهر کرمان به منظور طراحی و جانمایی بهینه چاه های پمپاژ آب تحت هدف کمینه سازی هزینه کل طرح اجرا شد. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که در محدوده مذکور، ضمن کاهش قابل توجه هزینه طرح نسبت به طرح پیشنهادی توسط مشاور پروژه، می توان با احداث دو حلقه چاه با مجموع نرخ پمپاژ 5503 متر مکعب در روز، به میزان حداقل 5/1 متر در محدوده مذکور افت ایجاد کرد، در شرایطی که میزان نشست زمین در محدوده طرح نیز در حد مجاز باشد. همچنین بررسی تاثیر پارامترهای مهم حاکم بر مسئله بیانگر تاثیر مقادیر حداکثر رقوم مجاز سطح آب زیرزمینی و حداکثر دبی پمپاژ چاه ها بر روی جواب های مسئله می باشد. از طرف دیگر نتایج، عملکرد مناسب رویکرد شبیه سازی- بهینه سازی مورد استفاده در حل مسائل آب زیرزمینی را نشان می دهد. در این رویکرد تلفیق یک مدل شبیه ساز با قابلیت لحاظ جوانب مختلف سیستم آبخوان و یک الگوریتم بهینه ساز فراکاوشی با قابلیت نیل به مقادیر بهینه سراسری متغیرهای تصمیم، منتج به طراحی و جانمایی بهینه چاه های برداشت از آبخوان با هدف افت سطح آب زیرزمینی شد.