Βελτιστοποίηση της διαχείρισης παράκτιων υδροφορέων με τη χρήση γενετικών αλγόριθμων
Creators: name: Πεταλά, Ζωή Ι.
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2004
Subjects: Υπόγειοι υδατικοί πόροι
Παράκτιοι υδροφορείς
Εισροή θαλάσσιου νερού
Πηγάδια άντλησης
Μέθοδος γενετικών αλγόριθμων
Μέθοδος οριακών στοιχείων
Qroundwater resources
Coastal aquifers
Seawater intrusion
Pumping wells
Genetic algorithm
Boundary element methods

description: Σε πολλές παράκτιες περιοχές οι αυξημένες ανάγκες σε γλυκό νερό δημιουργούν πτώση της στάθμης του υπόγειου νερού και μείωση ή διακοπή της ροής υπόγειου νερού προς τη θάλασσα, προκαλώντας την εισροή θαλάσσιου νερού προς το κύριο σώμα του υδροφόρου εδάφους, με αποτέλεσμα την υφαλμύρωση του υπόγειου νερού. Για την επίλυση αυτού του προβλήματος προτείνεται ένα υπολογιστικό εργαλείο προσομοίωσης-βελτιστοποίησης για την εύρεση της μέγιστης συνολικής παροχής και τη βέλτιστη διάταξη των πηγαδιών άντλησης σε παράκτιους υδροφορείς. Συγκεκριμένα προτείνουμε ένα συνδυασμό των μεθόδων των οριακών στοιχείων(ΒΕΜ) και των γενετικών αλγόριθμων(Γ.Α.). Με την ΒΕΜ υπολογίζονται οι παροχές που διέρχονται από τα όρια του υδροφορέα και προσδιορίζονται τα τμήματα της ακτής όπου εμφανίζεται καθαρή εισροή θαλάσσιου νερού. Με τους Γ.Α. προσδιορίζεται ο βέλτιστος συνδυασμός παροχών και θέσεων των πηγαδιών, χωρίς εισροή θαλάσσιου νερού. Κεντρικό στοιχείο κάθε γενετικού αλγόριθμου είναι η συνάρτηση αποτίμησης, η οποία υπολογίζει την αξία και αποδίδει μια τιμή σε κάθε χρωμόσωμα, προσμετρώντας την έκταση κατά την οποία μπορεί το χρωμόσωμα αυτό να προσφέρει μια λύση στο εξεταζόμενο πρόβλημα. Από την εφαρμογή της προτεινόμενης μεθόδου προέκυψαν ενδιαφέροντα αποτελέσματα σχετικά με τον βέλτιστο αριθμό πηγαδιών άντλησης και τη διάταξή τους όπως επίσης την αντίστοιχη κατανομή των παροχών
description: In many coastal areas, high groundwater demand leads to a decrease of the groundwater level and a decrease or interruption of the groundwater flow to the sea, causing the inflow of seawater to the main body of the aquifer. A major management of these coastal aquifers is trhe maximization of the groundwater extraction rates with no intrusion of seawater into the pumping wells. What this doctoral thesis proposes, with a view to coping with this problem, is the use of a computational simulation and optimization tool to calculate the maximum overall water glow and the optimum layout of a pumping well system in coastal aquifers. Our suggestion focuses on combining the boundary element method(BEM) and genetic algorithms to achieve the goal set. The BEM calculates the water flow rate values passing from the aquifer boundaries and defines those coastal sections with pure sea water inflows to the aquifer. The genetic algorithm method is applied to determine the optimum combination of flow rate and pumping wells positioning, without inducing intruction of seawater to the wells. The key element in every genetic algorithm is formulation of the evaluation function, which calculates and assigns to each chromosome a fitness value, admeasuring the extent to which this chromosome could possibly contribute to the issue in question. Our study led to the introduction of a suitable penalty in the evaluation function, which quaranties the observance of the constraints, without dominating the whole optimization process. Application of the proposed method let to interesting conclusions regarding the optimum number and positioning of the wells and respective flow rate distribution