بهينه‌سازي بهره‌برداري تلفيقي از منابع آبهاي‌سطحي و زيرزميني حوضه آبريز رودخانه ابهر

Conjunctive Use of Surface Water and Groundwater Resources in Abhar River Basin

بهره‌برداري تلفيقي منابع آبهاي سطحي و زيرزميني در مقايسه با بهره‌برداري جداگانه اين منابع، منجر به افزايش اعتمادپذيري و كاهش كمبودها و هزينه‌هاي بهره‌برداري مي‌گردد. در اين تحقيق دو گزينه بهره‌برداري از آب زيرزميني و بهره‌برداري تلفيقي منابع آب حوضه ابهر مورد توجه قرار گرفت. به‌اين منظور دو مدل بهينه‌سازي پارامتر گسترده به نامهاي GWOpt و CONJ به‌ترتيب براي بهره‌برداري آب زيرزميني و بهره‌برداري تلفيقي آبهاي‌سطحي و زيرزميني، هر دو با هدف حداقل‌سازي افت تراز آبخوان ارايه شد. بالا بودن حجم محاسبات مدل‌هاي بهينه‌سازي گسترده در سيستم‌هاي واقعي، محدوديتهاي مختلفي در پي داشته است. در اين راستا، به‌منظور توسعه مدل‌ها از رويكرد ماتريس پاسخ واحد استفاده شد. مدل‌هاي بالا در قالب برنامه‌ريزي خطي تهيه گرديد. در اين رويكرد ابتدا رفتار آب زيرزميني به‌كمك مدل شبيه‌سازي MODFLOW در قالب ماتريس‌هاي پاسخ واحد مشخص شد و اين مقادير در مدل بهينه‌سازي قرار گرفت. نتيجه حل مدل بهينه‌سازي نشان داد كه ميزان افت تراز ميانگين براي مدل CONJ از مدل GWOpt كمتر است. همچنين در مقايسه با مدل شبيه‌سازي كه بيانگر شرايط بهره‌برداري واقعي است، با لحاظ نمودن محدوديتهاي مختلف، در مجموع شش درصد كاهش افت به‌دست آمد. به‌منظور كاربرد عملي مدل پيشنهادي، يك نرم‌افزار كه در حكم يك سيستم تصميم يار بود، توسعه يافت.

Conjunctive use of surface and ground-water resources, compared to disjunctive operation of these systems, increases system reliability and decreases water deficits and operational costs. In this study, the two alternatives of groundwater (GWOpt model) operation and conjunctive use of surface and groundwater resources (CONJ model) are considered for Abhar river basin in Iran. In both models, the objective function is minimization of mean groundwater drawdown. The vast amount of calculations needed for distributed parameter optimization models is a major limitation in real systems. However, the above two models are linear and the unit response matrix approach is utilized. The first step in this approach is to calculate the unit response matrices (as the behavior of the groundwater system) using a simulation model, such as MODFLOW. The next step involves incorporating these matrices into the optimization model. The results obtained from the solution of the optimization model indicate that the mean drawdown in the CONJ model is less than that in the GWOpt model. In addition, a decrease of only 6% decrease was observed in the mean drawdown when compared to the simulation model. A decision support system has also been developed that enables the model to be used in real situations.