برنامه‌ريزي چند هدفه به منظور بهره‌برداري بهينه از منابع آب سطحي و زيرزميني و سيستم تغذيه مصنوعي

Multi-objective planning for optimal utilization of surface and groundwater resources and artificial recharge system

افزايش جمعيت در مناطق توسعه‌يافته چالش هاي زيادي را در تأمين نيازهاي آبي ايجاد كرده است. اين امر باعث پديد آمدن مشكلات متعدد در كميت و كيفيت منابع آب سطحي و زيرزميني ميشود. با توجه به اين موضوع، مديريت بهينۀ منابع آبي امري ضروري است. در اين تحقيق مدل رياضي (HEC- HMS) براي رونديابي سيلاب در رودخانۀ كرج و مخازن سيستم تغذيۀ مصنوعي واقع در شمال دشت شهريار مورد استفاده قرار گرفت. سپس، حجم نفوذ سيلاب در رودخانۀ كرج و نيز حجم ذخيرۀ سيلاب در مخازن طرح تغذيۀ مصنوعي وارد الگوريتم ژنتيك چندهدفه (NSGA-II) شد كه از آن به منظور برنامهريزي بهره برداري تلفيقي از منابع آب دشت شهريار و بهره برداري بهينه از سيستم تغذيۀ مصنوعي و با هدف حداقل كردن عدم تأمين نياز و نيز حداكثر كردن حجم نفوذ در سيستم تغذيۀ مصنوعي، استفاده شد. با توجه به نتايج مدل بهينهسازي، شاخص قابليت اطمينان مربوط به كل محدوده به طور ميانگين برابر56/50 درصد بوده و بيشترين كاهش در مصارف از كل منابع آب قابل دسترس در تمام بخشها به‌‌ترتيب در ناحيۀ شهريار برابر 44/09 درصد، در ناحيۀ رباطكريم برابر 14/57 درصد، در ناحيۀ اسلامشهر برابر 11/06 درصد و در كل محدوده برابر 28/55 درصد است. حجم كل تغذيۀ بهينه در سيستم تغذيۀ مصنوعي برابر 114/81 ميليون متر مكعب در دورۀ زماني مورد نظر بوده و به ميزان 70/90 ميليون متر مكعب افزايش يافته و منجر به افزايش تغييرات تراز آبخوان به اندازۀ 4/84 متر شده است. همچنين، با اعمال سياستهاي هم‌زمان بهره برداري بهينه از منابع آبي موجود و بهرهبرداري بهينه از سيستم تغذيۀ مصنوعي، به طور ميانگين 10/41 متر در سال تغييرات تراز آبخوان افزايش خواهد يافت.

Population growth and water needs in developed areas have created many challenges in supplying water needs. This causes numerous problems in the quantity and quality of surface and groundwater resources. Given this issue, optimal water resources management is essential. In this research, the mathematical model (HEC-HMS) was used for flood routing in Karaj river and artificial recharge system reservoirs located in the north of Shahriar plain. Then, the volume of flood infiltration in Karaj river and also the volume of flood storage in the reservoirs of artificial recharge plan entered the multi-objective genetic algorithm (NSGA-II) from which to plan the integrated exploitation of water resources of Shahriar plain and optimal utilization of the artificial recharge system and It was used with the aim of minimizing the lack of need supply and maximizing the volume of penetration in the artificial recharge system. Considering to the results of the optimization model, the optimal allocation volume of surface water, groundwater, Wastewater and Robat Karim canal and the amount of optimal recharge volume in the artificial recharge system were determined. The results of this study show the high performance of optimal planning models to increase the stability of groundwater system, optimal utilization of surface water resources and wastewater, more efficient use of artificial recharge system and irrigation and drainage network of Robat Karim.