تهیه الگوریتم بهره‌برداری بهینه از آبخوان به‌منظور تعدیل غلظت آلاینده‌ها

نوع مقاله: یاداشت‌ فنی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران

2 دانشیار گروه آب و محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران

چکیده

وجود منابع آلاینده آبهای زیرزمینی و توزیع نامتوازن آنها در سطح آبخوان باعث تفاوت محسوس غلظت در نقاط مختلف آبخوان می‌گردد. در صورت عدم امکان حذف منابع آلوده‌کننده می‌توان با برنامه بهینه بهره‌برداری، غلظت آلاینده‌ها را تا حد امکان در سطح آبخوان یکنواخت کرد. با استفاده از این برنامه برداشت بهینه، می‌توان محل چاه و دبی پمپاژ یک‌ساله تعیین نمود. به این منظور با استفاده از نرم‌افزار شبیه‌ساز Visual MODFLOW (Ver.4.2)، بهینه‌سازی با الگوریتم ژنتیک و ترکیب دو مدل با یکدیگر، الگوریتم بهره‌برداری بهینه تهیه و در یک آبخوان فرضی آزمایش شد. هدف از برنامه برداشت بهینه از آبخوان، کمینه کردن گرادیان غلظت در محدوده آبخوان با توجه به‌منظور‌ کردن محدودیتهای نرخ برداشت و بیشینه غلظت بود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Optimal Aquifer Pumping Policy to Reduce Contaminant Concentration

نویسندگان [English]

  • Ali Abaei 1
  • Abbas Ghaheri 2
  • Mohsen Saeedi 2
1 M.Sc. of Environmental Eng., Dept. of Civil Eng., Iran University of Tech., Tehran
2 Assoc. Prof. of Water and Environment, Dept. of Civil Eng., Iran University of Tech., Tehran
چکیده [English]

Different sources of ground water contamination lead to non-uniform distribution of contaminant concentration in the aquifer. If elimination or containment of pollution sources was not possible, the distribution of contaminant concentrations could be modified in order to eliminate peak concentrations using optimal water pumping discharge plan. In the present investigation Visual MODFLOW model was used to simulate the flow and transport in a hypothetic aquifer. Genetic Algorithm (GA) also was applied to optimize the location and pumping flow rate of wells in order to reduce contaminants peak concentrations in aquifer.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Pollution
  • Genetic algorithm
  • Visual MODFLOW
Khan, F.I., Husain, T., and Hejazi, R. (2006) Simulation pump and treat and air sparging for in-situ remediation of contaminated groundwater 56, 30-39
Gorelick, S. M., Voss, C. I., Gill, P.E., Murry, W., Saunders, M. A., and Wright, M.H (1984) Aqufer reclamation design : The use of contaminant transport simulation combined with nonlinear programming Water Resource. Res. 20 (4), 415-427
Cai, X., Rosegrant, M.W., and Ringler, C. (2003) Physical and economic efficiency of water use in the river basin: Implication for efficient water management Water Resource. Res . 39 (1), 1013-1024
Zheng, C., and Wang, P.P. (1999) An integrated global and local optimization approach for remediation system design Water Resource. Res. 35 (1), 137-148
Mayer, A.S., Kelley, C.T., and Miller C.T. (2002) Optimal design for problems involving flow and transport phenomena in saturated subsurface systems Adv. Water Resource 25, 1233-1256
Sturman, P.J., Stewart, P.S., Cunningham, A.B., Bouwer, E.J., and Wolfram, Jh. (1995) Engineering scale-up of in situ bioremediation process: Review J. Contaminant Hydro. 19, 171-203
Jonoski, A., Zhou, Y., Nonner, J., and Meijer, S. (1997) Model-aided design and optimization of artificial recharge-pumping systems J. Hydro. Sci. 42 (6), 937-953
Chang, L.C., Shoemaker, C.A., and Liu, P.L.F. (1992) Optimal time varying pumping rates for groundwater remediation: Application of constrained optimal control algorithm Water Resource. Res. 28 (12), 157-173
Aly, A.H., and Peralta, R.C. (1999) Comparison of a genetic algorithm and mathematical programming to the design of groundwater cleanup system Water Resource. Res . 35 (8), 2415-2425
Aly, A.H., and Peralta, R.C. (1999) Optimal design of aquifer cleanup systems under uncertainty using a neural network and genetic algorithm Water Resource. Res. 35 (8), 2523-2532
Aral, M.M., and Guan, J. (1996) Optimal groundwater remediation design using differential genetic algorithm Computational Methods in Water Resources 1, 357-394
Wang, M., and Zheng, C. (1997) Optimal remediation policy selection under general conditions Ground Water 35 (5), 757-764
Waterloo Hydrogeologic http://www.waterloohydrogeologic.com http://www.waterloohydrogeologic.com
Harbaugh, A.W., Banta, E.R., Hill, M.C., and McDonald, M.G. (2000) MODFLOW-2000, the US Geological survey modular ground-water-model user guide to modularization concepts and the groundwater flow process USGS Open- File Report 00-92, P. 121, USA
Reed, P., Minsker, B., and Goldberg, D. E. (2000) Designing a competent simple genetic algorithm for search and optimization Water Resource. Res. 36 (12), 3757-3761
Harik, G.R., Cantu-Paz, E., Goldberg, D. E., and Miller, B. L. (1997) The gamblers ruin problem, genetic algorithm and the sizing of populations In Proceedings of the 1997 IEEE conference on Evolutionary Computing, IEEE Press Piscataway, N.J. , 7-12