optimization algorithm
در نشریات گروه مهندسی آب-
مدیریت تخلیه بار آلودگی به رودخانه ها نقش مهمی در بهبود کیفیت آب دارد. هدف این مقاله، ارایه روش جدید در مدلسازی تخصیص بار آلودگی مبتنی بر هزینه (C-WLA) با تعامل بین هزینه های تصفیه در نقاط بارگذاری و خسارت آلودگی در نقاط برداشت جریان از سیستم رودخانه است. برای این منظور، مدل شبیه سازی کیفی (MIKE11) با الگوریتم بهینه سازی هوش ازدحامی ذرات (PSO) ترکیب می شود و کاربرد عملیاتی این مدل سازی در بخشی از رودخانه کارون نشان داده شده است. در گام اول هزینه های تصفیه و خسارت بارگذاری آلاینده TDS در طول رودخانه برآورد شده و سپس با درک تاثیر سیاست تعامل بین هزینه تصفیه تخلیه کننده ها و خسارت بار آلودگی، الگوی بار بهینه و حد آستانه غلظت بهینه در نقاط کنترل سیستم رودخانه در طول یکسال به صورت ماهانه تعیین می شود. نتایج نشان داد که مدل C-WLA کارایی لازم برای مدیریت تخلیه آلاینده TDS و دستیابی به اهداف بهینه سازی در مدیریت کیفیت آب رودخانه را دارد. بطوری که مجموع هزینه ها و خسارت ها با حد آستانه غلظت بهینه 2450 میلی گرم بر لیتر در نقاط برداشت جریان و با متوسط 17/85 درصد تصفیه بهینه در نقاط بارگذاری، حداقل شده و برابر 48/99 میلیون دلار بدست می آید.کلید واژگان: خسارت سیستم رودخانه، الگوی بار بهینه، رودخانه کارون، مدل شبیه سازی، الگوریتم بهینه سازیThe optimal managment of pollutants discharged into the rivers plays a critical role in improving water quality. In this paper, a new method is developed for Cost-based waste-load allocation (C-WLA) modeling with trade-off between the cost of treatment at loading points and the loss of pollution at the points of withdrawal from the river system. For this purpose, the qualitative simulation model (MIKE11) is coupled with Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm. The model is applied to the Karoon River system. At the first step, the sum of treatment cost and loading damage of TDS pollutant was estimated in the river system. Then, with insights into the impacts of the trade-off policy between treatment cost of dischargers and pollutant load loss, optimal treatment percentages and optimal concentration threshold limit were determined in a monthly base and for one year. The results demonstrated that the C-WLA model has the good efficiency in managing the TDS pollutant, so that, the sum of the costs and losses is minimized at $48.99 million with optimal concentration threshold limit of 2450 mg/l at the discharge points and with an average of 17.85% of the optimal treatment at the loading points.Keywords: River System Loss, Optimal Load Pattern, Karoon river, Simulation Model, Optimization algorithm
-
ذخایر آب زیرزمینی در ایران از اصلی ترین منابع تامین آب می باشد. با پیشرفت فناوری، بهره برداری از این ذخایر در چند دهه اخیر بشدت روبه فزونی گذاشته، بطوریکه آب استحصالی معمولا بیشتر از ظرفیت آب تجدیدپذیر منبع بوده و روند افت سطح تراز آب زیرزمینی و کاهش این ذخایر را به دنبال داشته و منجر به بروز پیامدهای منفی شده است. از این رو، مدیریت صحیح این ذخایر ارزشمند و حفظ پایداری آنها اهمیت زیادی پیدا می کند. امروزه برای مدیریت صحیح منابع آب زیرزمینی از مدل های تصمیم با چارچوب تلفیقی مدل های شبیه سازی-بهینه سازی می توان استفاده کرد. بنابراین، در این تحقیق با استفاده از مدل شبیه سازی عددی MODFLOW در یک برنامه مدیریتی ده ساله و الگوریتم بهینه سازی جامعه مورچه ها، مدل تلفیقی شبیه سازی-بهینه سازی برای آبخوان نمدان واقع در استان فارس، ایران توسعه داده شد. سه شاخص پایداری، پرشدگی و احیاء آبخوان در راستای طرح ملی احیاء و تعادل بخشی منابع آب زیرزمینی کشور برای مدیریت احیاء منابع آب زیرزمینی محدوده موردمطالعه مدنظر قرار گرفت و بر اساس آنها، توابع هدف و قیود مسائل مدیریتی، توسعه داده شد. نتایج بدست آمده براساس هدفگذاری دستیابی به بهترین وضعیت پایداری، پرشدگی و احیاء آبخوان در طول دوره مدیریتی هدف بترتیب بیانگر افزایش 3، 5/9 و 6/10 متری سطح تراز آب زیرزمینی نسبت به ابتدای دوره بوده است که لزوم توجه به انتخاب تابع هدف صحیح در راستای تحقق هدف برنامه مدیریتی را مشخص می سازد و امکان بررسی عملیاتی شدن الزامات تحقق آن را فراهم می نماید. همچنین استفاده از سه شاخص اعتمادپذیری، مطلوبیت و آسیب پذیری جهت بررسی نتایج سناریوها بیانگر بهترین وضعیت آبخوان تحت سناریوی اعمال شاخص احیاء بوده است.
کلید واژگان: آبخوان نمدان، الگوریتم بهینه سازی، شاخص های پایداری، پرشدگی و احیاء، مدل عددی MODFLOWGroundwater storages are the main-source of water in Iran. With the developments in technology, utilization of these resources has been increased severely over the last few decades as the extracted water is more than the capacity of renewable water and has led to a depletion in groundwater-levels, a deterioration of these resources and associated negative consequences. Hence, the proper management of these valuable resources and the sustainability conservation are significant. Today, for proper management of groundwater resources, decision models can be used with a combined framework of simulation-optimization models. Therefore, in this research, using numerical simulation model (MODFLOW) over the management horizon of ten-years and ant-colony-optimization-algorithm, simulation-optimization model for the Namdan aquifer located in Fars province, Iran was developed. Three indices of sustainability, filling and restoration of the aquifer are considered to restoration management of groundwater resources in the study area, in line with Iran aquifer restoration plan. Based on the objective of reaching to the best condition of stability, filling, and restoration of the aquifer over the management horizon, the results has been indicated an increase of 3, 9.5 and 10.6 m of groundwater-level, respectively, compared to the beginning of the management horizon, which highlighted the necessity of proper-selection of objective-function considering the main objectives of the management plan and provided the feasibility of assessment on the requirements to implement the plan. Also, the use of three-indicators of reliability, utility and vulnerability to examine the results of scenarios shows the best aquifer status under scenario of applying the restoration-index.
Keywords: Namdan aquifer, Numerical Model, Optimization algorithm, Stability, filling, restoration indices
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.