طراحی شبکه بهینه چاه های پایش کیفی آب زیرزمینی با استفاده از مدلهای MODFLOW و MT۳D

یک شبکه چاه­ های پایش مناسب می ­تواند داده ­های کمی و کیفی ارزشمندی برای تصمیم­ ‍گیری آگاهانه در مورد وضعیت محیط­زیست فراهم کند. انتخاب تعداد بهینه چاه­ های پایش و توزیع مکانی آن­ها بزرگترین چالش هیدروژئولوژیست ­ها است. از سوی دیگر، توزیع نامناسب چاه­ های پایش یا تعداد ناکافی آن­ها به درستی وضعیت زیست­ محیطی منطقه را نشان نمی­ دهد. در این مطالعه شبکه پایش فعلی در منطقه موردمطالعه با توجه به نتایج شبیه ­سازی مدل­ های MODFLOW و MT۳D ارزیابی شد و سپس در ادامه شبکه پایش با توجه به چاه­ های موجود در منطقه با روش بهینه ­سازی توسعه ‎یافته در این مطالعه طراحی شد. مدل بهینه ­سازی شامل دو تابع هدف حداکثر کردن ضریب نش- ساتکلیف و حداقل کردن هزینه­ ها به طور همزمان است که با اعمال ضریب وزنی W به صورت یک تابع هدف تعریف شد. از الگوریتم ژنتیک برای حل مدل بهینه­ سازی استفاده شد. نتایج ارزیابی ها نشان داد که انتخاب جواب بهینه وابستگی زیادی به مقدار ضریب وزنی W دارد. بنابراین بهترین مقدار W با توجه به برقراری یک رابطه قابل قبول بین هزینه و پراکنش مکانی چاه­ ها در منطقه انتخاب می­ شود. در ادامه برای انتخاب بهترین جواب از شاخص ­های PBIAS ،RMSE و ضریب رگرسیون نیز استفاده شد که مقادیر این شاخص ­ها در این مطالعه قابل قبول بوده است. همچنین، بزرگ تر بودن میانگین مقادیر TDS بهینه از میانگین مقادیر TDS مشاهده ای نشان می­ دهد که شبکه بهینه، داده ­های کیفی آب زیرزمینی مناطق آلوده­تر را فراهم می ­کند. روش ارائه شده در این مطالعه برای سایر آلاینده­ ها باید مورد ارزیابی و صحت­ سنجی قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

الگوریتم ژنتیک ، بهینه سازی ، MODFLOW ، MT۳D