طراحی و بهره برداری بهینه تلفیقی سیستم آبهای سطحی و زیرزمینی -رویکرد ذخیره سیکلی

کم توجهی به پتانسیل بالقوه ظرفیت آبخوانها به عنوان گزینه مکمل ظرفیت مخازن سطحی، سبب شده است که با محدود تر شدن ساختگاههای مناسب سدسازی، طرحهای توسعه منابع آب سطحی با مشکلات عدیده فنی، اقتصادی، و اجتماعی همراه گردد. در بهره برداری تلفیقی، نیازهای سیستم به وسیله دو منبع آب سطحی و زیرزمینی به طور توأم تأمین می شوند. از جمله روشهای کارآمد بهره برداری تلفیقی، روش ذخیره سیکلی است که در آن دو سیستم آب سطحی و زیرزمینی، ضمن تأمین نیازهای تعهد شده، یک حلقه تعاملی بینابینی از طریق اعمال سیاست بهره برداری به وجود می آورند. هدف از این مطالعه، ارایه ساختار و روش توسعه تلفیقی زیرسیستم های آب سطحی و آب زیرزمینی با نگرش ذخیره سیکلی، و نیز ارایه مدل شبیه سازی-بهینه سازی پارامتر گسترده، به منظور طراحی و بهره برداری از یک سیستم ذخیره سیکلی، و نیز ارایه سیاست بهره برداری بهینه از این سیستم بوده است. در این راستا مدل جامعی تهیه شده است که در آن با در نظر گرفتن هدرولیک جریان در محیط متخلخل و هیدرولیک رودخانه، اندرکنش بین مولفه های سیستم مورد توجه قرار گرفته است. این اندرکنشها با استفاده از روش ماتریس پاسخ واحد در قالب ضرایب ماتریسهای پاسخ، محاسبه و در مدل بهینه سازی قرار گرفته اند. در این مطالعه تعمیمی از روش ماتریس پاسخ واحد ارایه گردیده است که دامنه کاربرد و دقت این روش را افزایش داده است. از طرفی تعمیم روش از تحریکها و پاسخهای نقطه ای (سلولی) به تحریکها و پاسخهای خطی و گسترده به طور قابل ملاحظه ای از حجم مدل بهینه سازی کاسته است بدون اینکه خطای آن افزایش محسوسی داشته باشد. بعلاوه کارایی شبکه های عصبی مصنوعی در تولید ضرایب پاسخ در سیستمهای بزرگ مقیاس با تعداد عوامل تحریک کننده و تحریک شوده زیاد، با هدف کاهش حجم محاسبات در این سیستمها، نمایش داده شده است. کاربرد عملی مدلها با استفاده از یک سیستم واقعی به عنوان مطالعه موردی، مورد آزمون قرار گرفته است. برخلاف روشهای معمول بهره برداری تلفیقی، تحلیل نتایج نشان داد که در این روش، تغذیه مصنوعی به آبخوان در دوره های کم آبی و انتقال آب از آبخوان به مخزن سطحی، می تواند توجیه پذیر باشد. سیاست بهره برداری بهینه سیستم به صورت روابط خطی (ترکیب خطی) از تأثیرگذارترین متغیرهای حالت قابل سنجش تعریف و تدوین گردید. تحلیل عدم قطعیت، نشان داد که با در نظر گرفتن عدم قطعیت جریانهای ورودی، می توان سیستمی را طراحی و/یا سیاست بهره برداری را تدوین نمود که در شرایط نامعین آینده هزینه کمتر و اعتمادپذیری بیشتری در تأمین نیازها داشته باشد.