رويكرد شبيه‌سازيبهينه‌سازي مبتني بر فرامدل در بهره‌برداري بهينه منابع آبي با در نظر گرفتن جنبه‌هاي كمّي و كيفي

در اينپژوهش، بهينه‎سازي بهره‌برداري از مخزن در ساختار برداشت انتخابي با در نظر گرفتن جنبه‌هاي كمّي و كيفي منابع آب مورد بررسي قرار گرفت. حل اين مسئله بزرگ مقياس، با استفاده از رويكرد شبيه‌سازي بهينه‌سازي مبتني بر فرامدل با هدف ارتقاء تأمين نيازهاي آبي پايين‌دست و بهبود كيفيت جريان آب خروجي از مخزن مورد توجه اين پژوهش بوده است. شبيه‌سازي هيدروديناميك و كيفيت سيستم رودخانه مخزن مورد بررسي، توسط مدل دو بعدي هيدروديناميك و كيفيت آب CEQUALW2 انجام و الگوريتم بهينه‎سازي چند هدفه هوش جمعي ذرات به‌عنوان ابزار بهينه‎سازي به‌كار گرفته شد. با توجه به لزوم فراخواني‌هاي متعدد مدل CEQUALW2 توسط الگوريتم بهينه‎سازي در رويكرد شبيه‎سازي بهينه‎سازي و نيز حجم محاسباتي زياد اين مدل عددي در تخمين پارامترهاي كيفيت آب جريان خروجي از مخزن، مدل/مدل‌هاي جايگزين تقريب غلظت پارامترهاي كيفي جريان خروجي مخزن، از جمله اكسيژن محلول، نيترات، فسفات، BOD و آهندر پژوهش حاضر توسعه يافت. در ادامه ارتباط ميان الگوريتم بهينه‎سازي و مدل‌هاي جايگزين تقريب كيفيت و مدل موازنه حجم آبي در مخزن دنبال شد. تابع هدف كيفي اين مسئله بهينه‌سازي به‌صورت شاخص كيفيت تجميع كننده زيرشاخص‌هاي غلظت پارامترهاي متعدد كيفي تعريف شد. رويكرد پيشنهادي در اين بررسي به‌منظور استخراج الگوي بهينه بهره‌برداري از مخزن در ساختار برداشت انتخابي در سيستم رودخانه مخزن ايلام مورد آزمون قرار گرفت. نتايج بيانگر كارايي و دقت قابل توجه مدل‌هاي جايگزين توسعه داده شده در تقريب غلظت پارامترهاي متعدد كيفي خروجي از مخزن در مقايسه با مدل CEQUALW2 بود. خطاي تقريب اكسيژن محلول، نيترات، فسفات، آهن و BOD به‌ترتيب 3، ۱، 2، ۲ و ۳ درصد بود. همچنين نتايج، ارتقاء كيفيت جريان خروجي و بهبود تأمين نياز آبي پاياب مخزن ايلام را نشان داد. دليل اين رويداد، افزايش برداشت از مخزن، كاهش زمان ماند و به تبع آن كاهش فرصت ته‌نشيني آلاينده‌ها و رخداد واكنش‌هاي شيميايي است.