تدوین یک مدل شبیه‌سازی-بهینه‌سازی فازی به منظور تخمین بهینه فراسنجهای آبخوان محصور

برای مدیریت صحیح منابع آب زیرزمینی به عنوان یکی از منابع اصلی، تخمین دقیقی از پارامترهای آبخوان لازم است. روش‌های موجود مدیریت آب‌های زیرزمینی، به منظور سادگی، عدم قطعیت‌های پارامترهای آزمایش پمپاژ را نادیده می‌گیرند. در این تحقیق، یک مدل شبیه‌سازیبهینه‌سازی فازی به منظور درنظر گرفتن عدم قطعیت‌ها در تعیین پارامترهای آبخوان تدوین شده‌است. مدل شبیه‌سازیبهینه‌سازی فازی مذکور قادر است با توجه به حداقل‌سازی اختلاف بین افت مشاهداتی و افت محاسباتی، پارامترهای آبخوان محصور را بخوبی تخمین زند. روش پیشنهادی بر روی داده‌های یک آزمایش پمپاژ واقعی در آبخوان محصور آزمایش و نتایج آن با حل گرافیکی مدل تایس مورد مقایسه قرار گرفته‌است. با قیاس چندین شاخص خطای آماری برمبنای نتایج مدل پیشنهادی و حل گرافیکی مدل تایس، عملکرد دو مدل مذکور، بررسی گردیده‌است. بعنوان مثال، میانگین قدر مطلق خطای نسبی مدل پیشنهادی و حل گرافیکی مدل تایس، به ترتیب 0/69 و 1/13 درصد بوده که نشان‌دهنده دقت مناسب مدل پیشنهادی نسبت به حل گرافیکی تایس است و لذا می‌تواند بعنوان جایگزین حل گرافیکی تایس منظور گردد. در بخش دوم، با انتخاب دبی به عنوان پارامتر غیرقطعی، مدل بهینه‌سازی فازی برمبنای روش تبدیل فازی، توسعه داده شده است. برمبنای نتایج مدل فازی مذکور، میزان تاثیر این عدم قطعیت در تخمین بهینه پارامترهای آبخوان محصور مورد بررسی قرار گرفته و بازه تغییرات پارامترهای آبخوان در برش‌های فازی مختلف، تعیین گردیده است. بررسی نتایج مدل فازی توسعه داده شده، نشان می‌دهد که تاثیر عدم قطعیت دبی، در تخمین پارامتر آبخوان محصور زیادتر از می‌باشد.

Codification of a fuzzy simulation-optimization model for optimal estimation of confined aquifer parameters based on a fuzzy transformation method

For proper groundwater resource management as a vital resource, accurate aquifer parameter determination is required. Existing groundwater management practices, for the sake of simplicity, overlook inherent uncertainties in measurements of pumping test parameters. In the current study a fuzzy simulationoptimization model based on consideration of uncertainties in parameter determination is used. To this regard, the novel fuzzy simulationoptimization model is able to predict the confined aquifer parameter precisely, based on minimizing the deviation between observed and calculated drawdown. The proposed approach is tested on a real pumping test data of a confined aquifer and then the results are compared with graphical solution of Theis method. Comparing several statistical indices based on the results of the proposed method and graphical solution of Theis method, performance of these models are evaluated. As an example, Mean Absolute Relative Error (MARE) of the proposed model and graphical Theis solution is 0.69% and 1.13% respectively which shows the appropriate accurate of the proposed model over the traditional method (graphical Theis solution). Thus, the proposed fuzzy simulationoptimization model may replace the graphical Theis solution. In the second part of the study, by considering pumping rate as an uncertain parameter, a fuzzy optimization model based on fuzzy transformation method is developed. Then, the effect of uncertainty in prediction of aquifer parameters is assessed and ranges of aquifer parameters in various α cuts, are determined. Based on the developed fuzzy results, T is found more sensitive to uncertainty in the pumping rate measurements, as compared to S.