بهينه‌سازي بهره‌برداري چندهدفه كمي- كيفي از مخزن در شرايط بروز آلاينده ناگهاني نفتي MTBE

Optimization of Multi-objective quantity– quality reservoir operation in sudden petroleum pollution, MTBE

آلودگي‌هاي مخزن‌ها، مي‌توانند به‌صورت ناگهاني با عوامل انسان‌ساخت عمدي و غيرعمدي يا عوامل طبيعي وارد مخزن‌ها شده و باعث ايجاد بحران شوند. اما با وجود آسيب‌هاي ناشي از ورود آلودگي ناگهاني، تاكنون توجه كمي به اين‌گونه اتفاقات شده است. آسيب‌هاي ناشي از ورود آلودگي به مخزن‌ها، به دو صورت مي‌تواند سامانه منابع آب را تحت تاثير قراردهد: (1) آسيب‌هايي كه به سبب عدم استفاده از آب به مصرف كنندگان وارد مي‌شود و (2) آسيب‌هايي كه به سبب استفاده از آب آلوده گريبان‌گير مصرف‌كنندگان مي‌شود. اين دو آسيب در مقابل يكديگر قرار گرفته‌اند. به همين دليل انجام مديريت صحيح ضروري است. پس در اين پژوهش، راهكار‌هاي مديريت بحران ايجاد شده از ورود 30 متر‌مكعب آلودگي MTBE به‌صورت ناگهاني به مخزن سد كرج بررسي مي‌شود. بدين منظور مدل بسط داده شده بر مبناي مدل CE-QUAL-W2 به نحوي توسعه داده شده است كه توانايي شبيه‌سازي MTBE را داشته باشد. همچنين براي يافتن تصميم‌هاي بهينه، از الگوريتم‌ تلفيقي بهينه‌سازي دو هدفهNSGAII-ALANN ، استفاده شده است. پس از حل مسيله به‌عنوان مثال، اگر آلودگي در ابتداي تابستان وارد مخزن شود، با استفاده از يكي از سياست‌‌هاي بهينه استخراج شده، با 36% كاهش ميزان برآورده ساختن نياز، در كل آلودگي خروجي60% و بيشترين غلظت خروجي 76% كاهش ايجاد شد. همچنين اين نتايج براي فصل زمستان به‌ترتيب %38، %51 و %67 هستند. در فصل‌هاي ديگر نيز نتايج مشابه به دست آمده‌اند.

Sometimes the pollution occurs as a sudden event, either intentionally or unintentionally and it may become a water quality crisis. Despite the damage that can occur due to the sudden pollution, little research has been done in this area. Damage caused by the entered pollution in reservoirs can affect the water resource system in two ways: (1) Damages that are caused due to lack of water allocation, and (2) damages that are caused due to consumption of polluted water. Those damages are in contrast with each other. Thus, the crisis should be managed in a way that the least damage occurs in the water resource system. This paper investigates the crisis management due to the sudden entrance of a 30 m3 MTBE load to the Karaj dam. To simulate MTBE advection, dispersion, and vaporization, the latest process is added to the CE-QUAL-W2 model. After that, the multi-objective optimization hybrid algorithm, NSGAII-ALANN, is used to extract the best set of decisions. According to the results, if pollution enters the reservoir in the summer, by using one of the driven policies, by a 36% reduction in demand meeting, allocated pollution decreases by 60% and also maximum concentration decreased by 76%. These results for winter are 38%, 51% and 67%, respectively. Similar results are extracted for other seasons.