عنوان پایان‌نامه
مدیریت بهره برداری تلفیقی در زمان واقعی از منابع آب سطحی و زیر زمینی با کاربد شبکه های بیزی
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مهندسی آب
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 44420;کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1381
- تاریخ دفاع
- ۲۸ بهمن ۱۳۸۸
- دانشجو
- متین رفیع پورلنگرودی
- استاد راهنما
- رضا کراچیان
- چکیده
- چکیده افزایش تقاضای آب به دلیل افزایش روزافزون جمعیت و گسترش فعالیت‌های صنعتی و کشاورزی، چالش‌های مهمی را برای برنامه‌ریزان و مدیران منابع آب بوجود آورده است. رویکرد بهره‌برداری تلفیقی از منابع آب سطحی و زیرزمینی که به بهره‌برداری هماهنگ و بهینه از این منابع در جهت رفع نیازهای آبی و مدیریت کیفی سیستم برای دستیابی به توسعه پایدار اطلاق می‌گردد، روشی نوین در بهره‌برداری از منابع آب موجود می باشد که در دهه‌های گذشته مورد توجه ویژه محققان و پژوهشگران قرار گرفته است. در این پایان‌نامه، از شبکه‌های بیزی ((Bayesian Networks به منظور تدوین قوانین بهره‌برداری تلفیقی در زمان واقعی از منابع آب سطحی و زیرزمینی با در نظر گرفتن عدم قطعیت‌های موجود استفاده شده است. این مدل در بهره‌برداری تلفیقی از منابع آب سطحی و زیرزمینی آبخوان تهران به کار گرفته شده است که در آن ذینفعان مختلفی با دیدگاه‌ها و مطلوبیت‌های اغلب متضاد وجود دارند. در این تحقیق، مدل‌های شبیه‌سازی جریان آب زیرزمینی MODFLOW و انتقال آلاینده MT3D با مدل بهینه‌سازی چند هدفه NSGA-II تلفیق شده‌اند تا منحنی‌های تعامل بین اهداف مختلف ذینفعان بدست آیند. اهداف مورد نظر، تعیین سطح پوشش بهینه، کمینه کردن غلظت آلاینده نیترات در آب زیرزمینی، کمینه کردن حداکثر مقدار بالارفتن آب، کمینه کردن هزینه پمپاژ و بیشینه کردن درصد تامین نیاز در مناطق کشاورزی است. سپس با استفاده از تئوری‌های رفع اختلاف Young و Nash و بر اساس توابع مطلوبیت تصمیم‌گیرندگان، نقطه توافق ایشان از روی منحنی تعامل بین اهداف، تعیین شده است. بهترین نقطه روی منحنی تعامل در راستای آموزش شبکه‌های بیزی و توسعه قوانین بهره‌برداری در افق برنامه‌ریزی بلند‌مدت پانزده ساله استفاده شده است. نتایج استفاده از شبکه‌های بیزی در این آبخوان و در افق بلند‌مدت که قابلیت ایجاد خروجی‌های احتمالاتی را دارا می باشند، بیانگر کارآمد بودن ابزار فوق در برنامه‌ریزی بهره‌برداری تلفیقی از منابع آب سطحی و زیرزمینی می باشد. به طور خلاصه قابلیت‌های جدید ساختار پیشنهادی نسبت به مدل مبنای ارائه شده توسط Bazargan-Lari et al. (2009) به شرح زیر می‌باشند: 1. در این پایان‌نامه قوانین بهره‌برداری تلفیقی نیز با استفاده از قابلیت‌های شبکه‌بیزی تدوین شده‌اند. 2. در بخش رفع‌اختلاف مدل پیشنهادی می‌توان چندین بازیگر با اهداف مختلف را در نظر گرفت در حالی که مدل‌های ارائه شده در مقاله مبنا محدود به دو بازیگر می‌باشند. 3. در مطالعه موردی انجام شده، طرح انتقال آب به فشافویه و تغذیه مصنوعی دشت ورامین نیز در نظر گرفته شده است. 4. دوره برنامه ریزی در این پایان‌نامه بلند مدت است در حالی که دوره برنامه‌ریزی در مقاله مبنا یکساله بوده است. کلید واژه‌ها: قوانین بهره‌برداری تلفیقی در زمان واقعی، تئوری رفع اختلاف، شبکه‌های بیزی، آبخوان تهران.
- Abstract
- Abstract: Increasing water demands due to constantly increasing population and extension of industrial and agricultural activities, poses new challenges for water resource planners and managers. The approach of conjunctive use of surface and groundwater resources, which refers to an optimal utilization of these resources to satisfy water demands and qualitative system management in order to accomplish the sustainable development, is one of the new alternatives for utilization of existing water resources that has been considered by scholars and researches in past decades. In this thesis for the first time, Bayesian Networks are used to develop monthly conjunctive use rules of surface and groundwater resources considering existing uncertainties in the 15-year long term horizon of planning. The proposed model of conjunctive use of surface and groundwater resources is applied to Tehran Aquifer in which different Stakeholders with conflicting interests are involved. In this research, MODFLOW and MT3D groundwater quantity and quality simulation models are linked with NSGA-II optimization model to develop Pareto fronts among the objectives of stakeholders. These objectives include determination of optimal coverage of TWCP, reduction of Mean Nitrate Concentration in groundwater, reduction of the maximum amount of overflow, reduction of pumping costs and maximizing the reliability of water supply in the agricultural areas. Then by using Young and Nash conflict resolution theory and according to utility functions of decision makers, equilibrium solution is determined on the Pareto fronts of objectives. To develop monthly conjunctive use rules, the optimal policies corresponding to the equilibrium solutions are used to train and verify Bayesian Networks. The results of using Bayesian Networks in this aquifer and in the long term horizon of planning which can provide probabilistic water allocation strategies show the significance of the proposed model in conjunctive use of surface and groundwater resources planning. Key words: Real Time Conjunctive use, Conflict Resolution Theory, Bayesian Networks, Tehran Aquifer
