بهینه سازی بهره برداری از آبخوان با استفاده از مدل ریاضی و الگوریتم ژنتیک؛ مطالعه موردی: دشت جایزان

دشت جایزان با وسعتی معادل 246 کیلومترمربع در حد فاصل شهرستان رامهرمز- بهبهان در استان خوزستان واقع شده است. مطابق هیدروگراف واحد دشت، تراز سطح آب زیرزمینی از مهرماه سال آبی 82-1381 تا شهریورماه سال آبی 88-1387 افتی معادل با 85/4 متر داشته است. این امر می تواند به دلیل خشکسالی و همچنین برداشت آب از منابع آب زیرزمینی در این دشت باشد. از این رو در گام نخست، نسبت به شبیه سازی آبخوان دشت، توسط کد نرم افزاری مادفلو تحت رابط کاربری gms7.1.3 جهت پیش بینی شرایط آینده و طراحی راهکارهای مدیریتی مناسب، اقدام گردید. بدین منظور پس از ساخت مدل مفهومی، واسنجی مدل برای دوره ی پایدار، بر اساس شرایط موجود در مهرماه 1387 انجام شد. برای شرایط ناپایدار، با طراحی و ابداع یک روش نوین تحت عنوان واسنجی مضاعف (dcm)، با در نظر گرفتن 12 گام زمانی برای هر دوره تنش (آبان 1387 الی آبان 1388 و آبان 1388 الی آبان 1389)، نسبت به انجام واسنجی اقدام شد. سپس صحت مدل شبیه ساز بر اساس شرایط موجود در آبان ماه 1389 الی آبان ماه 1390 مورد بررسی قرار گرفت و تأیید شد. در ادامه، به کمک مدل صحت سنجی شده، شرایط آینده ی آبخوان طی 5 سال آینده (آبان 1391 الی آبان 1396) پیش بینی گردید که نشان دهنده ی تشدید افت سطح آب در بخش های شمالی و مرکزی دشت، در اثر تمرکز برداشت از چاه های این مناطق می باشد. در گام بعدی به منظور جلوگیری از تشدید افت سطح ایستابی، اقدام به مدیریت و بهینه سازی برداشت ها در دشت توسط تکنیک الگوریتم ژنتیک در قالب کد نرم افزاری mgo گردید. ارائه طرح های مدیریتی طی دو فاز، تحت راهبردهای هیدرولیکی انجام شد. برای فاز اول، نرخ پمپاژ چاه های موجود در محدوده ی افت بهینه گردید که نتایج حاصله نشانگر جلوگیری از تشدید افت سطح آب در این بخش است. برای فاز دوم بهینه سازی، جهت تأمین کسری آب ناشی از اجرای فاز اول، که معادل با 53 درصد از کل برداشت های کنونی است؛ تعدادی چاه جدید در خارج از محدوده افت، کاندید گردید. نرخ پمپاژ و همچنین محل این چاه ها توسط تکنیک الگوریتم ژنتیک تعیین شده است. در انتها با اعمال اثرات همزمان هر دو فاز، شرایط مساعدی در بخش های مختلف دشت در طی دوره ی پیش بینی مشاهده شد؛ به نحوی که هیچ گونه تشدید افتی در محل چاه های موجود و چاه های کاندید، ایجاد نشده و در عین حال، نیاز آبی موجود در منطقه نیز تأمین می گردد.