عنوان پایان‌نامه
برنامه‌ریزی چند هدفه شبکه پایش آب زیرزمینی
- رشته تحصیلی
- مهندسی کشاورزی - مهندسی منابع آب
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 6633;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 71591
- تاریخ دفاع
- ۲۹ شهریور ۱۳۹۴
- دانشجو
- فهیمه میرزائی ندوشن
- استاد راهنما
- مجید خیاط خلقی, امید بزرگ حداد
- چکیده
- پایش کمّی و کیفی آب زیرزمینی، با هدف بررسی و تعیین عوامل مختلف مؤثر در رفتار آبخوان¬ها نقش به سزایی در مدیریت آب زیرزمینی در هر منطقه دارد. برای مطالعه تغییرات کمّی زمانی و مکانی سطح آب زیرزمینی، شبکه پایش کمّی آب زیرزمینی مورد نیاز است. به منظور پیش¬بینی رفتار آبخوان در آینده و مدیریت منابع آب زیرزمینی، بایستی داده¬های حاصل از شبکه پایش جمع¬آوری شوند و مورد پردازش قرار گیرند. به طور قطع اولین و مهم¬ترین عنصر در هر مطالعه آب زیرزمینی، که تمام نتایج را تحت تأثیر قرار می¬دهد، مجموعه داده¬های به دست آمده از شبکه پایش آب زیرزمینی است و برای در دست داشتن نتایج دقیق و صحیح در مطالعات آب زیرزمینی لازم است شبکه چاه¬های مشاهداتی در بهترین موقعیت واقع شده باشند. امروزه با توجه به وضعیت حساس و بحرانی سطح آب زیرزمینی در آبخوان¬ها، طراحی شبکه پایش کمّی آب زیرزمینی اهمیت ویژه¬ای یافته است. در این تحقیق یک روش بر پایه بهینه¬سازی برای طراحی بهینه شبکه پایش سطح آب زیرزمینی ارائه شده و در آبخوان دشت اشتهارد مورد استفاده قرار گرفته است. برای بهینه¬سازی موقعیت چاه¬های مشاهداتی سه سناریوی: (1) بازطراحی کلی شبکه پایش، (2) انتخاب چاه¬های بهینه از بین چاه¬های مشاهداتی موجود در منطقه مطالعاتی و (3) افزودن چاه¬های پایش بهینه به مجموعه چاه¬های مشاهداتی موجود در منطقه مطالعاتی در نظر گرفته شده است. به منظور تهیه پایگاه داده مورد نیاز، از درون¬یابی کریجینگ استفاده شده است. بهینه¬سازی چندهدفه شبکه پایش سطح آب زیرزمینی با اهداف کمینه نمودن مقدار جذر مربع میانگین خطا (RMSE) و کمینه نمودن تعداد چاه¬ها (معرف کمینه نمودن هدف هزینه احداث، نگهداری و قرائت چاه¬ها) توسط الگوریتم چندهدفه نسخه دوم الگوریتم ژنتیک با مرتب¬سازی نامغلوب (NSGA-II) اجرا شده است. با مقایسه نتایج به دست آمده از سه سناریو، سناریوی 1 نسبت به دو سناریوی دیگر مقادیر RMSE کم¬تری داشت. در نهایت می¬توان نتیجه گرفت روش پیشنهادی قادر به طراحی بهینه شبکه پایش کمّی آب زیرزمینی با کارآیی بالا بود و با تعیین هر میزان دقت مورد نیاز از شبکه پایش می¬توان تعداد چاه¬ها و موقعیت آن¬ها در منطقه مطالعاتی را مشخص نمود.
- Abstract
- Groundwater monitoring plays a significant role in groundwater management to control aquifer behavior. Thus, a groundwater monitoring network is required to control spatial and temporal fluctuations of groundwater characteristics. In order to predict the aquifer behavior in future and to manage groundwater resources, data obtained from groundwater monitoring network should be collected and processed. One of the first and the most important elements in any groundwater investigation is collected data by groundwater monitoring network. To have accurate results on groundwater, locating observation wells in the best possible places is required. Due to critical conditions of groundwater-level in aquifers of our country, groundwater monitoring network is especially important. In this study, a simulation-optimization method was developed to design groundwater-level monitoring network and was implemented on Eshtehard aquifer, located is center part of Iran. Three scenarios were considered to optimize the locations of the observation wells: (1) redesigning of monitoring network, (2) exploring optimal locations of existing observation wells and, (3) adding optimal observation wells to existing well network. Kriging method was utilized to estimate groundwater-level for preparing the database. Optimization of groundwater monitoring network with two objectives: (1) minimizing root mean square error and (2) minimizing number of wells, was implemented by non-dominated sorting genetic algorithm (NSGA-II). Results of the study indicated that the proposed method could be used to optimize designing an efficient groundwater-level monitoring network. By selecting the required accuracy of the monitoring network data, the number of observation wells and their locations in the study area would be demonstrated.
