کاربرد قوانین انتخاب اجتماعی (scr) در مدیریت و بهره‌وری بهینه از منابع آبی

مدیریت و بهره‌وری بهینه منابع از آب زیرزمینی با توجه به ویژگیهای آن، تمهیدات مناسبی را می طلبد. بهره وری از منابع آب زیرزمینی‌ دارای مسائل مهمی مانند اهداف متضاد و پیچیده، متغیرهای تصمیم‌گیری قابل توجه، و عدم قطعیتهای مختلف می باشد. بویژه زمانی که ذینفعان متفاوتی با مطلوبیتهای متضاد در این بهره وری درگیر باشند تضاد منافع بین ذینفعان بیش از پیش بروز می کند. هدف از روش شناسی ارائه شده در این مقاله، تعیین مقدار بهینه ی تخصیص منابع آب زیرزمینی با تاکید بر رفع اختلاف بین طرفهای درگیر در تدوین سیاستهای بهره وری بر مبنای رویکرد کاربرد قوانین انتخاب اجتماعی می‌باشد. در این مطالعه، با تدوین یک روش شبیه سازیبهینه سازی، مقادیر بهینه ی تخصیص از آبخوان تعیین گردیدند. بدین منظور، یک فراشبیه بر مبنای شبکه ی عصبی پرسپترون چند‌لایه (mlp) با استفاده از نتایج اجرای مکرر شبیه شبیه ساز آبخوان (modflow) برای پیش بینی مقادیر افت تراز آب زیرزمینی، آموزش و صحت سنجی گردید. منحنی تعامل بین اهداف متضاد، به وسیله ی شبیه بهینه سازی چندهدفه ی nsgaii به دست آمده است. برای انتخاب بهترین نقطه ی غیرپست به عنوان راه حل مورد توافق در مورد منحنی تعامل بین اهداف، روشهای انتخاب اجتماعی به کار رفته است. کارایی ساختار تدوین شده بر روی آبخوان دشت کوار مهارلو در استان فارس مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج حاصله نشان می دهد که روش پیشنهادی، از کارایی مناسبی برای تعیین سیاستهای تخصیص از منابع آب زیرزمینی برخوردار است. پس از اعمال سیاستهای تخصیص بهینه تعیین‌شده با کاربرد شبیه شبیه‌سازی بهینه‌سازی پیشنهادی در دشت کوارمهارلو، حجم تخلیه ی سالانه از آبخوان به طور میانگین با کاهش 56 درصدی به 52/25 میلیون مترمکعب در سال می‌رسد.

Optimal Water Resources Management and Operation Based on Social Choice Procedures

Optimal management and operation of groundwater resources need to attract a great attention according to their special characteristics. Groundwater resources exploitation operation involves important issues such as conflicting and complex objectives, a large number of decision variables and different uncertainties. Conflict between goals of stakeholders is more obvious, especially when there are different stakeholders with conflicting objectives. The methodology presented in this paper is to determine an optimal allocation of groundwater resources with emphasis on resolving conflicts between involved stakeholders for developing appropriate policies based on the Social Choice Rule (SCR). In this study, an optimal groundwater resources allocation is determined by developing a simulationoptimization model. For this purpose, a metamodel based on MultiLayer Perceptron (MLP) neural network is trained and validated using results of repeated executions of the groundwater simulation model (MODFLOW) to predict groundwater drawdowns. NSGAII optimization model is utilized to determine the tradeoff (Pareto fronts) between conflicting objectives. The best nondominated solution on Pareto fronts is selected using the SCR as a compromise solution. A performance of the proposed methodology was analyzed by applying it to the case study of the KavarMaharlu aquifer in the Fars Province, Iran. Results indicated an acceptable performance of the proposed methodology for determining optimal groundwater allocation policy. By applying the suggested policy of proposed simulationoptimization model to the KavarMaharlu aquifer. An average annual withdrawal from the aquifer was reduced by 56% and reached 25.52 million cubic meters per year.