طراحی جانمایی و ظرفیت بهینه چاه های برداشت از آبخوان با استفاده از رویکرد شبیه سازی- بهینه سازی

جانمایی نامناسب چاه های بهره برداری از منابع آب زیرزمینی و برداشت بی رویه از آن ها، همواره تبعات اقتصادی فراوانی به همراه داشته و همچنین موجب خسارت های شدید به آبخوان می گردد. هدف این تحقیق توسعه یک مدل شبیه سازی- بهینه سازی، به منظور طراحی محل و ظرفیت بهینه چاه های بهره برداری با در نظر گرفتن ملاحظات کمی و کیفی آب می باشد. مدل مذکور با تلفیق مدل شبیه سازی آب زیرزمینی MODFLOW و الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات توسعه یافته و به منظور کمینه سازی مجموع هزینه های حفاری چاه، انتقال و تصفیه آب در محدوده دشت سرخس واقع در شمال شرق ایران مورد استفاده قرار گرفته است. متغیرهای تصمیم مسئله مکان و نرخ پمپاژ چاه ها بوده و محدودیت های حداکثر نرخ پمپاژ و افت مجاز آبخوان به صورت قید در مدل با هدف تامین نیاز آب شرب شهر سرخس لحاظ شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که با بهره گیری از مدل PSO-MODFLOW، علاوه بر ارضای قیود مسئله میزان هزینه استحصال آب نسبت به طرح موجود در حال بهره برداری کاهش می یابد، به گونه ای که هزینه کل در شبکه بهینه طراحی شده 572 میلیون تومان و در طرح موجود با تعداد چاه یکسان برابر با 598 میلیون تومان به دست آمده که بیانگر کاهش 5 درصدی هزینه می باشد. همچنین نتایج تحلیل حساسیت نشان می دهد که تغییرات پارامتر هدایت هیدرولیکی آبخوان تاثیر زیادی بر نتایج به دست آمده ندارد. در حالیکه تغییرات نرخ پمپاژ بیشینه با تاثیر مستقیم در تعداد چاه های مورد نیاز باعث تغییرات قابل ملاحظه ای در هزینه نهایی می شود.