مدل کمی بهره‌برداری تلفیقی بهینه از منابع آب‌های سطحی و زیرزمینی دشت مهاباد

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد خوی، خوی، ایران

2 دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد مراغه، مراغه، ایران

چکیده

بر اساس آمار و اطلاعات موجود و با توجه به رشد جمعیت و همچنین توسعه روزافزون کشاورزی، یک روند صعودی در برداشت از منابع آب‌های سطحی و زیرزمینی در دشت‌های مختلف کشور از جمله مهاباد برای تأمین نیاز آبی منطقه وجود دارد. استفاده بهینه تلفیقی از منابع آب‌های سطحی و زیرزمینی یکی از راه‌های فراهم آوردن این نیاز آبی در مواقع بحران و خشکسالی است. در این تحقیق یک مدل مدیریتی بر مبنای تکنیک‌های مؤثر بهینه‌سازی و شبیه‌سازی برای حل مسئله بهینه‌سازی توسعه داده شده است. ابتدا تغییرات سطح ایستابی آب‌های زیرزمینی دشت مهاباد با استفاده از نرم‌افزار GMS شبیه‌سازی شد. سپس بر اساس نتایج بدست آمده، از این شبیه‌سازی، شبکه عصبی مصنوعی آموزش داده شد، تا در سیستم شبیه‌سازی – بهینه‌سازی مورد استفاده قرار گیرد. جهت حل مسئله بهینه‌سازی نیز از الگوریتم ژنتیک استفاده گردید. نتایج بدست آمده حاکی از قدرت و کارایی مدل در حل مسائل بزرگ‌مقیاس و بهره‌برداری تلفیقی بهینه از منابع آب‌های سطحی و زیرزمینی دشت مهاباد است. بر اساس نتایج بدست آمده از تحقیق و اجرای مدل کمی بهره‌برداری تلفیقی بهینه، سهم تقریبی آب تأمینی از منابع آب، به ترتیب 13/5 درصد مربوط به آب‌های سطحی و 86/5 درصد مربوط به آب‌های زیرزمینی است. بنابراین نیاز آبی منطقه باید بر اساس این درصدها تأمین گردد، تا منابع آب در حالت تعادل قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Quantitative Model of Optimal Conjunctive use of Mahabad Plain’s Surface and Underground Water Resources

نویسندگان [English]

  • E. valizadegan 1
  • S. Yazdanpanah 2
1 Faculty of Engineering, Islamic Azad University, Khoy Branch, Khoy, Iran
2 Faculty of Engineering, Islamic Azad University, Mragheh Branch, Maragheh, Iran
چکیده [English]

According to available information and the population growth as well as the ever-increasing development of agriculture, there is an upward trend in withdrawals from surface water and groundwater resources in different regions of the country such as Mahabad to provide water demand for the region. The optimal conjunctive use of surface and groundwater resources is one way to providing the water demands in crisis and drought situations. In this study, a management model based on effective techniques of optimization and simulation has been developed to solve the optimization problem. Variation of groundwater table level in Mahabad plain was simulated using GMS software initially. Then based on the results of this simulation, artificial neural network was trained to use in simulate- optimization system. Genetic algorithm was used to solve the optimization problem. The results indicate that this model is powerful and effective for solving large-scale problems and optimal conjunctive use of surface water and groundwater resources of Mahabad. Based on the results of the research and running of the model, the approximate share of water supply of water resources, is respectively 13.5 and 86.5 percent of surface water and groundwater resources.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Conjunctive use
  • Surface Water
  • Groundwater
  • Genetic Algorithm
  • GMS
  • Artificial Neural Network

مراجع

[1] S. Sadeghi, Hydraulic and water crises, political and economic information Journal, 45 (2006).
[2] V. Kimiagar Kotk Lahijani, Optimization the distribution system of river - aquifer by combining separate approaches and telescopic magnification network, M.Sc. Thesis, University of martyr Abbaspoor water and electricity industry, 2010.
[3] N. Buras, Conjunctive operation of dams and aquifers, Journal of Hydraulic Div., 89(6) (1967) 111-131.
 [4] H.J. Morel-Seytoux, C.J. Daly, A discrete kernel generator for stream aquifer studies, Water Resources Research, 11(2) (1975) 253-260.
[5] J. Matsukawa, B.A. Finney, R. Willis, Conjunctive-use planning in mad river basin,California, Journal of Water Resour. Plan. Manag, 11(2) (1990) 115-132.
[6] R.C. Peralta, R.R.A. Cantiller, et al, Optimal large-scale conjunctive water-use planning: case study, Journal of Water Resources Planning and Management, 121(6) (1995) 471-478.
[7] P.M. Barlow, D.P. Ahlfeld, et al, Conjunctive-management models for sustained yield of stream-aquifer systems, Journal of Water Resources Planning and Management, 129(1) (2003) 35-48.
[8] M. Pulido Velazquez, J.N. Andreu, et al, Economic optimization of conjunctive use of surface water and groundwater at the basin scale, Journal of Water Resources Planning and Management, 132(6) (2006) 454-467.
[9] G. Schoups, C.L. Addams, et al, Reliable conjunctive use rules for sustainable irrigated agriculture and reservoir spill control, Water resources research, 42(12) (2006)1-15.
[10] C.C Yang, L.C. Chang, et al, Multi-objective planning for conjunctive use of surface and subsurface water using genetic algorithm and dynamics programming, in: Water resources management, 23(3) (2009) 417-437.
[11] M. Karamouz, M. Mohammad Reza Pour Tabari, R. Kerachyan, Conjunctive use of surface and underground water resources in southern Tehran:Application of genetic algorithms and artificial neural network models, first conference of Iran Water Resources Management, Tehran, 2004.
[12] S. Alimohammadi, Optimum design and planning of surface water and groundwater system-cyclic storage approach, Ph.D. Thesis in Civil Eng, Iran University of Science and Tech, Tehran, 2005.
[13] K. Ghaderi, H. Eslami, SJ. Mousavi, Optimization conjunctive use of surface and groundwater of Tehran-Shahriar plain, Second conference of water resources management, Esfahan, 2006.
[14] S. Alimohammadi, H. Hosseinzadeh, Conjunctive Use of Surface Water and Groundwater Resources in Abhar River Basin, Journal of Water and Wastewater, 3 (2010) 75-87.
[15] M. Esmikhani, H. Safavi, M. Yazdanipour, Conjunctive management of surface and underground using support vector Machines and genetic algorithms, Fifth national congress of civil engineering, Mashhad university, (2010).
[16] Monthly data of synoptic meteorological station. Available, in: http://www.cri.ac.ir/show=251 (Accessed 6 September 2016).
[17] K. Bahramzadeh, Prediction of hydraulic changes in Mahabad plain groundwater using artificial neural network, M.Sc. Thesis, Islamic Azad University of Maragheh, 2015.
[18] N. Himen, M. Sabouni, Mahabad dam water allocation management using goal programming priorities, Journal of Agricultural Economics, 3(3) (2011) 1-16.
[19] W.A.S.D. Engineers, The updating study of the Urmia Lake basin water balance, Report of water balance in Mahabad (code 3009), 2012.
[20] K. Bahramzadeh, Prediction of hydraulic changes in Mahabad plain groundwater using artificial neural network, M.Sc. Thesis, Islamic Azad University of Maragheh, 2015.
[21] W.A.S.D. Engineers, The updating study of the Urmia Lake basin water balance, Report of water balance in Mahabad (code 3009), 2012.
[22] M. Amidpour, Application optimization in the engineering issues, Tehran, University of Khajeh Nasiroddin Tusi, 2011.
[23] O. Bozorg Haddad, Water Resources Systems Optimization, Tehran, University of Tehran, 2014.
[24] M. Karamouz, M. Mohammad Reza Pour Tabari, R. Kerachyan, Conjunctive use of surface and underground water resources in southern Tehran:Application of genetic algorithms and artificial neural network models, in: Iran Water Resources Management first conference, Tehran, 2004.
[25] W.A.S.D. Engineers, The updating study of the Urmia Lake basin water balance, Report of water balance in Mahabad (code 3009), 2012.
نشریه مهندسی عمران امیرکبیر
دوره 50، شماره 4
مهر و آبان 1397
صفحه 631-640

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار