برنامه‌ریزی چندهدفه به منظور مدیریت اثرات کمی و کیفی بهره‌برداری بهینه از منابع آب زیرزمینی دشت شهریار

زمینه و هدف: با توسعه کشاورزی، صنعت و رشد جمعیت، بهره‌برداری از منابع آب زیرزمینی افزایش یافته و کمیت، کیفیت آن را نیز تحت تاثیر قرار داده است. مدیریت بهره‌برداری بهینه آب زیرزمینی برای جلوگیری از بروز مشکلات کمی و کیفی آبخوان‌ها ضروری می‌باشد. هدف از این تحقیق، بهره‌برداری بهینه از منابع آب زیرزمینی و  بررسی اثرات کمی و کیفی آن بر آبخوان دشت شهریار است. روش بررسی: تغییرات سطح آب زیرزمینی و کیفیت آن از منظر شاخص tds در آبخوان دشت شهریار در بازه زمانی سال آبی 93 تا 95، توسط شبکه عصبی مصنوعی شبیه‌سازی شده‌اند. سپس tds آب زیرزمینی توسط رگرسیون برآورد شده است. و در نهایت از الگوریتم ژنتیک چند هدفه (nsga-ii) به‌منظور بهره‌برداری بهینه از منابع آب زیرزمینی و با هدف حداقل نمودن تغییرات سطح آب زیرزمینی و کل مواد جامد محلول آب زیرزمینی، استفاده شد. یافته‌ها: نتایج نشان داد، معیار ارزیابی rmse در سه وضعیت آموزش، آزمایش و صحت‌سنجی برای تغییرات سطح آب زیرزمینی به ترتیب برابر 06e-1.27، 0.0025 و 0.003 و برای کل مواد جامد محلول آب زیرزمینی برابر 0.24، 27.64 و 14.608 می‌باشد و معیار ضریب همبستگی (r) در سطح 0.05 در سه وضعیت برای هر دو متغییر معنی‌دار بود. همچنین در بازه زمانی مورد مطالعه، حجم برداشت بهینه از آبخوان به میزان 29.12 درصد کاهش یافته و مقدار بهینه tds آب زیرزمینی به‌طور میانگین، به اندازه 120.87 میلی‌گرم بر لیتر کمتر از برآورد شبکه عصبی مصنوعی است. و سطح آب زیرزمینی نیز به‌طور میانگین به اندازه 9.27 متر در سال افزایش یافته است. بحث و نتیجه‌گیری: نتایج حاصل نتایج نشان داد که روش شبیه‌سازی-بهینه‌سازی پیشنهادی به‌عنوان یک ابزار کاربردی با عملکرد مناسب و کم هزینه و با سرعت مطلوب می‌تواند با سیاست بهره‌برداری بهینه همزمان از چند عامل موثر پشتیبانی کند. همچنین مشکلات کمی و کیفی آبخوان را کاهش داده و باعث افزایش پایداری سیستم آب زیرزمینی می‌شود.

multi-objective planning in order to manage the quantitative and qualitative effects of optimal utilization of groundwater resources in shahriar plain

background and objective: development of agriculture, industry and population growth, the exploitation of groundwater resources has increased and has affected its quality. in order to prevent the occurrence of quantitative and qualitative problems of aquifers, management of optimal operation of groundwater resources is essential. therefore, the purpose of this study is the optimal utilization of groundwater resources and to investigate its quantitative and qualitative effects on the shahriar plain aquifer. material and methodology: groundwater level changes and its quality from the perspective of index (tds) in shahriar plain aquifer have been simulated by ann. then (tds) of groundwater has estimated by regression. finally, the multi-objective genetic algorithm (nsga-ii) was used for optimal utilization of groundwater resources and with the aim of minimizing groundwater level changes and total dissolved solids of groundwater.findings: according to the results of the study, the evaluation criteria (rmse) in three modes of training, testing and validation for groundwater level changes are equal to 1.27e-06, 0.0025 and 0.003, respectively, and for total dissolved solids of groundwater was calculated to be 0.24, 27.64 and 14.608 and the correlation coefficient (r) at the level (0.05) in three situations was significant for both variables. also, during the study period, the volume of optimal withdrawal from the aquifer has decreased by 29.12 percent and the optimal amount (tds) of groundwater on average, 120.87 mg./l, has been calculated less than the estimate of artificial neural network. and groundwater level has also increased by an average of 9.27 meters per year.discussion and conclusion: the results confirm that the proposed simulation-optimization method as an application tool with good performance, low cost and desirable speed can support several effective factors simultaneous with optimal operation policy. it also reduces the quantitative and qualitative problems of the aquifer and cause increases the stability of the groundwater system.