نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• فهیمه میرزائی ندوشن ¹
• امید بزرگ حداد ²
• مجید خیاط خلقی ³

¹ دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران

² دانشیار، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران

³ استاد، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران

چکیده

نظارت مستمر بر میزان تخلیه از چاه‌­ها، میزان تغذیه به چاه­ها و تغییرات سطح و کیفیت آب زیرزمینی در مدیریت منابع آب زیرزمینی بسیار حائز اهمیت است. شبکه پایش آب زیرزمینی، می‌­تواند ارائه‌دهنده اطلاعات مربوط به تغییرات کمی و کیفی آب زیرزمینی باشد و از این‌رو می­‌توان به پیش‌­بینی رفتار آبخوان در آینده پرداخت. طراحی شبکه پایش، یعنی تعیین تعداد چاه‌­های مشاهداتی موجود در شبکه پایش و نحوه توزیع و تراکم آن­‌ها در منطقه از مسائل قابل تأمل در آب زیرزمینی می‌­باشد. در این تحقیق، روشی بر پایه بهینه‌­سازی برای طراحی شبکه پایش سطح آب زیرزمینی ارائه شده و در آبخوان دشت اشتهارد مورد استفاده قرار گرفته است. برای بهینه‌­سازی موقعیت چاه­‌های مشاهداتی دو سناریوی: 1) انتخاب چاه­‌های بهینه از بین چاه­‌های مشاهداتی موجود در منطقه مطالعاتی و 2) افزودن چاه‌­های پایش بهینه به مجموعه چاه­‌های مشاهداتی موجود در منطقه مطالعاتی در نظر گرفته شده است. به‌منظور تهیه بانک اطلاعات مورد نیاز برای شبیه­‌سازی وضعیت آبخوان، از درون­‌یابی کریجینگ استفاده شده است. بهینه­‌سازی دو هدفه شبکه پایش سطح آب زیرزمینی با اهداف کمینه نمودن مقدار ریشه مربعات میانگین خطا (RMSE) و کمینه نمودن تعداد چاه­‌ها (معرف کمینه نمودن هدف هزینه احداث، نگهداری و قرائت چاه­‌ها) به‌وسیله نسخه دوم الگوریتم ژنتیک با مرتب­‌سازی نامغلوب (NSGA-II) اجرا شده است. نتایج نشان داد که به کمک روش پیشنهادی می‌­توان در یک شبکه پایش موجود با دقت قابل قبولی تعدادی از چاه­‌های مشاهداتی اضافی را حذف کرد یا در صورت کمبود چاه در شبکه موجود، تعدادی چاه به شبکه اضافه نمود.

کلیدواژه‌ها

• بهینه‌سازی دو هدفه
• تغذیه چاه
• درون‌یابی
• مدیریت منابع آب زیرزمینی
• NSGA-II

عنوان مقاله [English]

Optimization and development of groundwater-level monitoring network in Eshtehard plain

نویسندگان [English]

• Fahimeh Mirzaei-Nodoushan ¹
• Omid Bozorg Haddad ²
• Majid Khayat Kholghi ³

¹ MSc Student, Faculty of Agricultural Engineering and Technology, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Tehran, Iran

² Associate Professor, Faculty of Agricultural Engineering and Technology, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Tehran, Iran

³ Professor, Faculty of Agricultural Engineering and Technology, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Tehran, Iran

چکیده [English]

In groundwater resources management, continuous monitoring of wells discharge and charge and groundwater quantitative and qualitative variations are very important. Groundwater monitoring network could provide information on quantitative and qualitative variations in groundwater situations. Hence it would be used to predict the behavior of the aquifer in the future. This study describes an optimizing method to design the optimum groundwater-level monitoring network in aquifer of Eshtehard. Two scenarios were considered to optimize the locations of the observation wells: (1) exploring optimal locations of existing observation wells and (2) adding optimal observation wells to existing well network. Kriging method was utilized to estimate groundwater-level for preparing the database. Optimization of groundwater monitoring network with two objectives: (1) minimizing root mean square error and (2) minimizing number of wells, was implemented by non-dominated sorting genetic algorithm (NSGA-II). The results show that by using this method it is possible to remove redundant wells in a monitoring network or to add new wells in case of shortage of observation wells in a network having acceptable accuracy.

کلیدواژه‌ها [English]

• Two-Objective Optimization
• Monitoring Network
• Groundwater-Level
• Interpolation
• NSGA-II