شماره راهنما :
1738 دكتري
پديد آورنده :
چكرائي، ايمان
عنوان :
تخصيص منابع آب بر مبناي پايداري منابع آب سطحي و زيرزميني با استفاده از يك مدل شبيه ساز - بهينه ساز
گرايش تحصيلي :
مديريت منابع آب
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
[دوازده]، 169ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
حميدرضا صفوي
استاد مشاور :
گرائمه دندي، محمدحسين گل محمدي
توصيفگر ها :
مدل شبيه ساز-بهينه ساز , مديريت تلفيقي , تخصيص بهينه , الگوريتم فراكاوشي , WEAP , الگوريتم NSGA-II , الگوريتم MOGWO , معيار پايداري
استاد داور :
كيوان اصغري، اميد بزرگ حداد، آزاده احمدي
تاريخ ورود اطلاعات :
1400/03/09
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1400/03/09
چكيده فارسي :
چكيده در دهههاي اخير شاهد تهديدهاي جدي در مورد پايداري منابع آب و كاهش چشمگير در حجم آبخوان ها به ويژه در مناطق خشك و نيمه خشك به دليل افزايش تقاضاي آبياري و تأثير تغييرات اقليمي بوده ايم همچنين پايداري منابع آب تا حد زيادي به مديريت صحيح و بهره برداري كارآمد از آب كشاورزي بستگي دارد يكي از راههاي رسيدن به اين هدف اتخاذ سيستمهاي مديريتي مانند بهرهبرداري بهينه تلفيقي از منابع آب سطحي و زيرزميني ميباشد در اين رساله سعي شده است كه با ايجاد يك قالب مدل شبيه ساز بهينه ساز به تخصيص بهينه به اراضي كشاورزي از كانالهاي آبياري و آبخوانهاي مربوط به هر يك از اراضي پرداخته شود اهداف در نظر گرفته شده در اين مدل حداقل كردن اختلاف تأمين و تقاضاي ماهانه با در نظر گرفتن اهميت هر يك از اراضي از منظر كارشناسان و مديران بهره بردار و بيشينه كردن معيارهاي پايداري فازي منابع آب زيرزميني و مخزن سد ميباشد كه در اين دو تابع هدف از مفهوم حساسيت محصولات به كم آبياري جهت توزيع مناسب تخصيص ماهانه به اراضي با توجه به نوع كشت غالب اراضي كشاورزي و نيز معياركيفيت آب زيرزميني از لحاظ پارامتر TDS به عنوان دو ضريب جريمه در الگوريتم فراكاوشي استفاده شده است يكي از ديدگاههاي جديد در اين رساله بهنيه كردن معيارهاي پايداري منابع آب و در نظر گرفتن آن به عنوان يك تابع هدف همزمان با تخصيص بهينه به نيازهاي كشاورزي موجود ميباشد در اين رساله از الگوريتم MOGWO به دليل همگرايي و پوشش فضاي جستجوي بالاي اين الگوريتم و نيز الگوريتم NSGA II به عنوان يك الگوريتم شناخته شده بهينه سازي در مديريت منابع آب به عنوان مدل بهينه ساز بهره برده شده است ابزار WEAP به عنوان مدل شبيه ساز و نيز به منظور بهره برداري بهينه از مخزن سد زاينده رود و تخصيص بهينه آب به يازده كانال آبياري مدرن و سنتي در پايين دست سد و برداشت همزمان از پنج آبخوان كه در اندركنش با رودخانه زاينده رود ميباشند استفاده شده است كه در راستاي بهينهسازي با اهداف تعيين شده در يك دوره ميان مدت توسط نرم افزار متلب به الگوريتم فراكاوشي متصل گرديده است حوضۀ آبريز زاينده رود به دليل پيچيدگي هاي هيدرولوژيكي مديريتي و وجود منابع آب سطحي و زيرزميني در تأمين نيازها و اهميت تخصيص بهينه به كانال هاي آبياري براساس اولويت هاي موجود به عنوان مطالعۀ موردي انتخاب گرديد در اين راستا به منظور تأمين نياز كشاورزي و بررسي نتايج مدل توسعه داده شده از يك دورة 5 ساله بهرهبرداري شامل سالهاي 68 5831 تا 19 3931 به عنوان دورة منتخب كه سالهاي خشك نرمال و تر را در بردارد استفاده گرديده است جبهۀ پرتو حاصل از اين دو مدل تخصيص بهينه منابع آب را در سطوح مختلف پايداري منابع آب ارائه ميدهد مقايسه معيار Hypervolume در جبهه پرتوي حاصل از دو الگوريتم نشان ميدهد كه نتايج حاصل از الگوريتم MOGWO به نقطه ايده آل مدل بهينه سازي دو هدفه نزديك تر است كه اين نتايج در اين الگوريتم با تعداد كمتر جمعيت و تكرار نسبت به الگوريتم NSGA II و همچنين زمان محاسباتي كمتري حاصل شده است همچنين نتايج اين دو مدل نشان داد در صورتي كه هدف از بهره برداري در پايان يك دوره ميان مدت رسيدن به سطوح قابل قبول پايداري منابع آب باشد با وضعيت منابع و مصارف موجود امكان پذير نميباشد با مقايسه نتايج كلي حاصل از اجراي دو الگوريتم مذكور به برتري نسبي الگوريتم MOGWO پيبرده ميشود جستجوي فضاي تصميم بهتر در محدوده پاييني و بالايي جبهه پرتو و رسيدن به درصد تأمين 99 درصد و پايداري 3 25 در مقابل پايينترين نقطه جبهه پرتوي الگوريتم NSGA II كه رسيدن به درصد تأمين 99 درصد و پايداري 1 34 با تخصيص مناسب تر از منابع آب موجود همراه بوده است تأمين 88 درصدي نيازها در الگوريتم MOGWO در جواب سازشي و در الگوريتم NSGA II در نقطه بالايي حاصل شده است كه نشان از محدوده وسيعتر جبهه پرتو حاصل از اجراي الگوريتم MOGWO دارد و نكته قابل توجه در جوابهاي مذكور رسيدن به سطح پايداري 86 درصدي الگوريتم MOGWO در مقابل پايداري 7 25 درصدي الگوريتم NSGA II ميباشد همچنين معيار كيفي TDS در پايان دوره بهرهبرداري تقريبا در چندين آبخوان مربوط به جوابهاي برگزيده بر روي جبهه پرتو به دليل افزايش تراز ايستابي آب زير زميني بهبود يافته است كلمات كليدي مدل شبيه ساز بهينه ساز مديريت تلفيقي تخصيص بهينه الگوريتم فراكاوشي WEAP الگوريتم NSGA II الگوريتم MOGWO معيار پايداري
چكيده انگليسي :
170 Isfahan University of Technology Civil Engineering Department Allocation of water resources based on the sustainability of surface and groundwater resources using a simulation optimization model Iman Chakraei Iman chakraei@cv iut ac ir Date of submission 2021 02 28 Civil Department Isfahan University of Technology 84156 83111 Isfahan IranDegree Ph D Language FarsiSupervisor Hamid Reza Safavi Hasafavi@cc iut ac irAdvisors Graeme DandyMohammad hosein GolmohammadiAbstractThe aim of this study is to develop a framework for the optimal conjunctive use of surfaceand groundwater in a case study of the Zayandehrud river basin in Iran The basis of theframework is an integrated simulation optimization model that can be used to optimize anumber of decisions including a the operation of a reservoir b allocations of water toirrigation canals and c withdrawals from the river and groundwater A WEAP model iscoupled with the NSGA II and MOGWO optimization algorithms to optimize the followingtwo criteria a a fuzzy sustainability criterion and b the normalised shortfall of supplycompared to demand Each point on the Pareto fronts corresponds to set of releases from thereservoir and allocations from surface and groundwater resources to the various agriculturalregions In these two functions the concept of deficit irrigation crop for proper distribution
استاد راهنما :
حميدرضا صفوي
استاد مشاور :
گرائمه دندي، محمدحسين گل محمدي
استاد داور :
كيوان اصغري، اميد بزرگ حداد، آزاده احمدي
