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 شبیه‌سازی-بهینه‌سازی فازی به منظور درنظر گرفتن عدم قطعیت‌ها در تعیین پارامترهای آبخوان تدوین شده‌است. مدل شبیه‌سازی-بهینه‌سازی 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 تأثیر 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 تأثیر عدم قطعیت دبی، در تخمین پارامتر آبخوان محصور زیادتر از می‌باشد. Manuscript profile

در این مقاله، دو متدولوژی بهینه‌سازی بهره‌برداری تلفیقی از منابع آب سطحی و زیرزمینی تدوین شده است. متدولوژی پیشنهادی اول، شامل مدلی بهم‌پیوسته است که قادر است سیاست‌های مدیریت عرضه و تقاضای آب را به صورت توامان در نظر گرفته و تحلیل نماید. در این مدل، تصمیم‌های بهینه برای بهره‌برداری توامان از سیستم مخزن-رودخانه-آبخوان در سطح حوضه آبریز برای شرایط توسعه سیستم تأمین آب و افزایش تقاضاها تعیین شده است. همچنین، سناریوهای مختلف تغییر اقلیم را به منظور ارزیابی سیستم در شرایط مختلف در نظر گرفته است. در این مدل، با استفاده از مدل بهینه‌سازی چند هدفه NSGA-II، تخصیص آب سطحی و زیرزمینی با رویکرد برنامه‌ریزی آرمانی چندهدفه و برای دوره 10 ساله در شرایط اقلیمی مختلف، تعیین گردیده است. برای تحلیل مدل بهینه‌سازی، شاخص‌های عملکردی برای سیستم‌ در ساختار بهره‌برداری تلفیقی به منظور ارزیابی و رتبه‌بندی رویکردهای بهره‌برداری تعیین گردیده است. در انتها، با استفاده از روش امتیازدهی بردا، مناسب-ترین جواب بر روی منحنی تعامل به دست آمده بین هدف‌های مختلف، انتخاب می‌گردد. در مدل دوم، علاوه بر تصمیم‌های بهینه برای بهره‌برداری توامان از سیستم مخزن-رودخانه-آبخوان در سطح حوضه آبریز برای شرایط توسعه سیستم تأمین آب و افزایش تقاضاها، در قالب قواعد بهره‌برداری و منحنی‌های فرمان در بازه زمانی ماهانه تا هفتگی ارائه شده است. در انتها، با استفاده از مدل چانه‌زنی بازگشتی، مناسب‌ترین جواب از روی منحنی تعامل به‌دست آمده بین توابع هدف ذی‌نفعان مختلف تعیین شده است. Manuscript profile

در این تحقیق، متدولوژی جدیدی برای تخصیص آب و بار آلودگی در رودخانه‌ها با لحاظ ذی‌نفعان مختلف، برمبنای یک مدل بهینه‌سازی چندهدفه، مدل شبیه‌سازی QUAL2K و سه روش‌ مختلف تئوری بازی‌ها (گزینش اجتماعی بردا، مدل بازی نش و مدل بازی نش‌هرسنی)، ارائه شده است. مدل مذکور شامل تدوین و کالیبراسیون مدل شبیه‌سازی کیفی چند‌شاخصه‌ رودخانه، شبیه‌سازی مونت‌کارلو، بهینه‌سازی چندهدفه تخصیص آب و بار آلودگی و مدل‌های چانه‌زنی بین گروداران می‌باشد. پس از تعیین گروداران، منحنی تعامل بین اهداف با تدوین مدل بهینه‌سازی چندهدفه تعیین شده است. سپس مجموعه توافق براساس اولویت‌های گروداران تشکیل ‌شده و توسط روش‌های‌ گزینش اجتماعی بردا، مدل بازی نش و نش‌هرسنی، مطلوب‌ترین استراتژی تخصیص با لحاظ نظر تصمیم‌گیران تعیین شده است. تحلیل حساسیت‌ها نشان داد که مهم‌ترین پارامتر غیرقطعی مسأله، دبی بالادست رودخانه است. لذا با توجه به بازه تغییرات داده‌های مشاهداتی طی سال‌های 75 تا 85 و براساس تغییرات محتمل در دبی رودخانه در ماه بحرانی (مرداد ماه)، 6 سناریوی عدم قطعیت لحاظ و مدل به ازای آن‌ها اجرا گردید. نتایج حاصله از وضعیت شاخص کیفی DO و TSS بعد از اعمال تخصیص بهینه، نشان داد که اعمال سیاست-های تخصیص طبق متدولوژی پیشنهادی قادر است در نقطه کنترل کیفی پنجم، مقدار DO را تا 41%، و مقدار TSS را تا 38% بهبود بخشد. هم‌چنین وضعیت شاخص کیفی BOD در اکثر نقاط کنترل کیفی به مقدار کمی بهبود یافته است. نتایج کاربرد مدل پیشنهادی در رودخانه‌ کر واقع در استان فارس، نشان‌دهنده ‌کارایی مناسب آن در تعیین سیاست‌های تخصیص آب و بار آلودگی بوده ‌است. Manuscript profile

سدهای تأخیری پاره­سنگی از جمله روش­های سازه­ای مهار کردن سیلاب هستند که هیچ هسته یا غشاء نفوذ­ناپذیری نداشته و به طور عمده جهت مهار سیلاب به کار می­روند. این سدها بده­ی اوج سیلاب عبوری را کاهش­ داده و در زمان وقوع آن تأخیر ایجاد می­نمایند؛ بدین­ترتیب خسارات جانی و مالی سیل را در پایین­دست، کمتر می­کنند. شاید بتوان گفت برای اولین­بار، روش­شناسی جدیدی برای تدوین یک نمونه­ی شبیه‌سازی-­بهینه‌سازی جهت تعیین مشخصات بهینه­ی سدهای تأخیری پاره‌سنگی در این پژوهش ارائه گردیده است. نمونه­ی مذکور، برمبنای فرانمونه­ی شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون چندلایه، و نمونه­ی بهینه‌سازی الگوریتم ژنتیک استوار است. بدین‌منظور، در ابتدا، از داده­های منتج از آزمایش­های مربوط به نمونه­ی آزمایشگاهی محیط متخلخل پاره­سنگی، مربوط­ به خرم­شکوه (1391) جهت آموزش و اعتبارسنجی نمونه­ی شبکه­ی عصبی پرسپترون چند­لایه استفاده شده است. در ادامه، با اتصال نمونه­ی شبکه­ی عصبی مصنوعی صحت‌سنجی شده به عنوان یک فرانمونه­ی شبیه­ساز رفتار هیدرولیکی سد پاره­سنگی، به نمونه­ی بهینه‌سازی الگوریتم ژنتیک، نمونه­ی شبیه‌سازی- بهینه‌سازی، به­منظور تعیین مشخصات بهینه­ی سد تأخیری پاره­سنگی با لحاظ تعامل بین متغیرهای طراحی و آب­­نگار سیل عبوری از سد تأخیری پاره­سنگی، تدوین گردید. نتایج حاصل از روش­شناسی پیشنهاد­شده، نشان می­دهند که ضخامت بهینه­ی محاسبه­شده مربوط به محیط متخلخل پاره­سنگی، بازاء جمیع بده­ی سیلاب‌های محتمل، 6/17 سانتیمتر بوده و همچنین قطر متوسط بهینه­ی سنگدانه­های تعبیه شده در بدنه، 2 سانتیمتر حاصل گردیده است. همچنین، بازاء مقادیر بهینه­ی طراحی، بده­ی اوج آب­نگار سیل عبوری از محیط متخلخل پاره­سنگی %18/47 کاهش یافته است و طول مدت سیلاب نیز در شرایط بهینه، %94/39 افزایش داشته است. Manuscript profile

مقدمه: افزایش تقاضای مصرف، رقابت بین ذینفعان مختلف، کاهش منابع آبی و قرارگرفتن در شرایط ورشکستگی آبی، مدیریت منابع آب را در سال های اخیر با چالش های زیادی مواجه کرده است. روش­: مطالعه حاضر چالش موجود بین ذینفعان بهره برداری از منابع مشترک آب، در شرایطی که دچار ورشکستگی آبی شده اند را بررسی می‌کند. برای حل این مشکل از کاربرد بازی جوجه استفاده شده است. بازی جوجه یک روش کاربردی از تئوری بازی ها در جهت رفع تضاد های بین دو بازیکن می‌باشد. هدف اصلی در این تحقیق رسیدن به الگوی مناسب رفتاری دو بازیکن با در نظر داشتن دوراندیشی مناسب می‌باشد. لذا در ابتدا از مدل MODFLOW برای شبیه‌سازی منبع آب زیرزمینی مشترک در منطقه مورد مطالعه استفاده شده است. سپس این مدل با استفاده از شبکه عصبی به یک مدل بهینه‌سازی دو هدفه با لحاظ کمینه کردن افت تراز آب زیرزمینی و افزایش سود متصل گردیده است. دوره مدیریتی این تحقیق چهار ساله بوده و کارآیی آن در یکی از زیرحوزه های استان گلستان واقع در شمال ایران مورد ارزیابی قرار گرفته است. یافته­ها و نتیجه‌گیری: در این تحقیق سطوح کشت بهینه مختلف در حالت های متفاوت از بازی به دست آمده و بر مبنای نتایج حاصل از میزان برداشت آب زیرزمینی، میزان افت دقیق سفره و سود تعیین گردیده است. نتایج نشان می‌دهد که ذینفعان مختلف در بهره برداری از منبع مشترک آبی با استفاده از دوراندیشی می‌توانند از ضررهای راهبردی خود در آینده جلوگیری کنند. Manuscript profile

مقدمه: با توجه به وقوع خشکسالی‌های مکرر در سال‌های اخیر و افزایش نیاز به تولید مواد غذایی، استفاده صحیح  و برنامه‌ریزی شده از منابع آب امری حیاتی می‌باشد. در تحقیق حاضر، به منظور تخصیص بهینه مقدار آب، سطح زیر کشت و الگوی کشت، یک مدل تلفیقی چندهدفه بهینه­سازی- شبیه­سازی، با بکارگیری روش‌های بازی همکارانه توسعه داده شده است. روش­: مدل توسعه داده شده که یک مدل تلفیقی چندهدفه آب سطحی و آب زیرزمینی می­باشد که در آن، جهت شبیه‌سازی آب‌زیرزمینی از مدل MODFLOW-GMS استفاده شده‌است. اهداف مورد نظر در مدل بهینه­سازی عبارت از حداکثرسازی عدالت در توزیع، حداکثرسازی سود کشاورزان و حداکثرسازی استفاده از آب سبز می­باشند. پس از اجرای مدل مذکور و استخراج منحنی تعامل بین اهداف، ارجح­ترین راه حل، از طریق روش کندورسه به ‌عنوان جواب (گزینه) برتر انتخاب شده است. در ادامه، با تشکیل ائتلاف­های ممکن و به‌کارگیری تئوری بازی­های همکارانه، توزیع مجدد سود بین مناطق مختلف انجام شده‌است. این مدل برای منطقه کشاورزی محدود به شهرستان­های مینودشت، آزادشهر و گنبدکاووس در استان گلستان واقع در پایین­دست سد مخزنی نرماب به‌کار گرفته شد. یافته­ها: نتایج بدست آمده نشان می­دهد که مقدار آب تخصیص داده شده سالیانه، وابسته به سطح زیر کشت محصولات تابستانه می­باشد. همچنین نتایج حاکی از این است که حداکثر سود کل و سود در واحد سطح بترتیب متعلق به شهرستان های گنبد کاووس و مینودشت می­با­شد. علاوه بر این، تشکیل ائتلاف اصلی باعث شده است که سود هر یک از مناطق، حداقل 3 و حداکثر 40 درصد افزایش داشته باشد. نتیجه­گیری: در مدل‌ ارائه شده بعنوان یک مدل با رویکرد شبیه‌سازی – بهینه‌سازی، با مدیریت میزان رها سازی آب از سد، برداشت از آبخوان و انتخاب بهترین الگوی کشت متناسب با وضعیت منابع آب، امکان صیانت از این منابع  و در عین حال افزایش درآمد کشاورزان میسر گردیده است. همچنین با تغییر رفتار کشاورزان در جهت همکاری و شکل‌گیری ائتلاف کلی (اصلی) بین مناطق، افزایش سود ایشان به میزان قابل توجهی مورد انتظار می‌باشد. Manuscript profile

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 قابل­توجه، و عدم قطعیتهای مختلف می­باشد. بویژه زمانی که ذینفعان متفاوتی با مطلوبیتهای متضاد در این بهره وری درگیر باشند تضاد منافع بین ذینفعان بیش از پیش بروز می­کند. هدف از روش شناسی ارائه شده در این مقاله، تعیین مقدار بهینه­ی تخصیص منابع آب زیرزمینی با تأکید 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 شبیه­سازی-بهینه­سازی، مقادیر بهینه­ی تخصیص از آبخوان تعیین گردیدند. بدین منظور، یک فراشبیه بر مبنای شبکه­ی عصبی پرسپترون چند‌لایه (MLP) با استفاده از نتایج اجرای مکرر شبیه شبیه­ساز آبخوان (MODFLOW) برای پیش­بینی مقادیر افت تراز آب زیرزمینی، آموزش و صحت­سنجی گردید. منحنی تعامل بین اهداف متضاد، به وسیله­ی شبیه بهینه­سازی چندهدفه­ی NSGA-II به دست آمده است. برای انتخاب بهترین نقطه­ی غیرپست به عنوان راه­حل 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 می­دهد 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 کوار-مهارلو، حجم تخلیه­ی سالانه از آبخوان به­طور میانگین با کاهش 56 درصدی به 52/25 میلیون مترمکعب در سال می‌رسد. Manuscript profile