مديريت بهينه كميت و كيفيت منابع آبي با ديدگاه توام بهره¬برداري از مخزن و تخصيص بار چند آلاينده در سيستم بزرگ¬ مقياس منابع آبي؛ رويكرد شبيه¬سازي_بهينه¬سازي

امروزه مديريت توام كميت و كيفيت منابع آبي، از ضرورت¬هاي اجتناب¬ناپذير توسعه پايدار است. رودخانه و مخزن سد ايلام در استان ايلام به دليل ورود مداوم آلاينده‎هاي متعدد از زير حوضه‎هاي منتهي به رودخانه گل¬¬‎گل، دچار مشكلات كيفي مختلفي در رودخانه و مخزن منتهي به آن است. به منظور مواجهه با رويداد زوال كيفيت آب در اين پيكره‎هاي آبي، مديريت كمي و كيفي سيستم رودخانه-مخزن ايلام در قالب حل دو مسئله 1- تعيين الگوي بهينه بهره¬برداري از مخزن در ساختار برداشت انتخابي با اهداف كاهش كمبود نياز آبي پاياب و كاهش تخطي غلظت اكسيژن محلول جريان خروجي از مخزن 2- تعيين الگوي بهينه بهره¬برداري از مخزن در ساختار برداشت انتخابي و تخصيص بار چند آلاينده (نيترات، فسفات، آهن و BOD) با اهداف كاهش كمبود نياز آبي پاياب، كاهش تخطي غلظت فسفات و آهن در دو نقطه پايش در رودخانه و بهبود كيفيت جريان آب خروجي از مخزن ايلام بر اساس شاخص تجمعي از پارامترهاي كيفي اكسيژن محلول، نيترات، فسفات، آهن و BOD؛ دنبال مي¬گردد. در اين راستا، منابع آلاينده ورودي از زير حوضه‎هاي رودخانه گل‎گل واقع در امتداد رودخانه به¬صورت شاخه‎هاي فرعي جريان در سيستم رودخانه-مخزن ايلام در محيط مدل عددي دو¬بعدي هيدروديناميك و كيفيت آب CE-QUAL-W2 شبيه‎سازي گرديدند. براي تعيين الگوهاي بهينه تخصيص يا بهره‎برداري از مخزن، رويكرد شبيه‎سازي – بهينه‎سازي مبتني بر مدل جايگزين در اين كار تحقيقاتي مورد¬ ¬استفاده قرار مي‎گيرد. استفاده از مدل جايگزين به¬منظور غلبه بر حجم محاسباتي بالاي مدل CE-QUAL-W2 در اين سيستم آبي بزرگ مقياس مي‎باشد. توسعه مدل جايگزين با مقايسه عملكرد دو مدل داده¬كاوي شبكه عصبي مصنوعي و رگرسيون بردار پشتيبان در تقريب پارامترهاي كيفيت آب متعدد در نقاط پايش واقع در رودخانه و/يا مخزن به لحاظ معيارهاي دقت و زمان بوده است. بر اساس مقايسه¬هاي انجام¬شده، مدل رگرسيون بردار پشتيبان گنجانده¬شده در LIBSVM به دليل كارايي بيشتر به لحاظ زمان، در توسعه مدل جايگزين CE-QUAL-W2 در اين تحقيق استفاده مي‎گردد. در ادامه الگوريتم بهينه‎سازي هوش جمعي ذرات چند هدفه به مدل/مدلهاي جايگزين كيفيت آب در رودخانه/مخزن ارتباط داده شد. بر اساس نتايج حاصل، رهاسازي آب بيشتر براي تامين نياز پاياب به دليل كاهش زمان¬ ماند در مخزن سبب بهبود كيفيت در جريان خروجي از مخزن مي‎گردد. همچنين تخصيص بهينه بار آلاينده‎ها در امتداد رودخانه گل‎گل، سبب بهبود شرايط كيفي رودخانه و نيز جريان خروجي از سد گرديده است.

191499

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي محيط زيست

دكتر عباس افشار - دكتر مطهره سعادت پور