پایش کیفیت آب زیرزمینی و طراحی شبکه بهینه چند هدفه با استفاده از روش آنتروپی

چکیده مقاله

شبکه نظارت بر کیفیت آب های زیرزمینی به دلیل محدودیت های مالی و نوع نظارت اجرا شده اهمیت ویژه ای دارد. تعیین تعداد کافی ایستگاه های نظارتی و مکان آنها دو فاکتور بسیار مهم در طراحی شبکه نظارت می باشند. یکی از امیدوارکننده ترین رویکردها در طراحی شبکه نظارت استفاده از روش آنتروپی است. در این مقاله با بهره گیری از روش آنتروپی یک روش ترکیبی برای بدست آوردن تعداد و مکان ایستگاه های نظارت ارایه شده است. در روش ارائه شده ابتدا با در نظر گرفتن پارامترهای کیفیت، شاخص کیفیت نقاط کاندید برای مکانیابی ایستگاه های نظارت محاسبه و شاخص آنتروپی نقاط محاسبه می گردد. همچنین برای نقاطی که اطالعات آنها موجود نمی باشد با استفاده از روش شبکه عصبی مصنوعی و k- همسایگی نزدیک اطلاعات برآورد می شود. سپس با کمک الگوریتم بهینه سازی ارزیابی تفاضلی سعی می شود، اطلاعات خالص به دست آمده توسط ایستگاه ها ماکسیمم گردد. در پایان تعداد و محل ایستگاه های پایش بهینه از میان چاه های فعال واقع در ناحیه مورد مطالعه با استفاده از یک مسئله بهینه سازی چند هدفه انتخاب می شود. توزیع مکانی چاه های انتخاب شده در این روش به گونه ای است که پوشش کافی از کل محدوده مورد نظر را فراهم کرده از انتخاب ایستگاه های اضافی جلوگیری می شود و در عین حال، حداکثر اطلاعات مفید را در مورد وضعیت کیفیت آب های زیرزمینی را نیز به دست می دهد. جهت سنجیدن کارایی روش ارائه شده، این روش بر روی یک شبکه از داده های واقعی از چاه های منطقه شازند اجرا شد. با توجه به نتایج بدست آمده، کارایی روش پیشنهادی به خوبی مشخص گردید. نتایج نشان داد که با انتخاب 7 حلقه چاه با کمترین خطا، شبکه پایش کیفیت آب زیرزمینی منطقه شازند می تواند طراحی شود.