Yeraltı suyu ters problemlerinin simülasyon/optimizasyon algoritmaları kullanılarak çözümü

Abstract

Bu çalışma kapsamında yeraltı suyu yönetim problemlerinin çözümü için Simülasyon-Optimizasyon (S/O) teknikleri kullanılmıştır. MODFLOW, yeraltı suyu akımı ve kirlilik taşınım denklemlerini çözen ve günümüze yeraltı suyu modellerinin simülasyonu amacıyla uluslararası standart haline gelmiş bir programdır. Bu nedenle simülasyon modelinin oluşturulmasında MODFLOW, Python programlama dilinde oluşturulan Flopy eklentisi aracılığı ile çalıştırılmıştır. Flopy, genellikle simülasyon modelleri için kullanılan kullanıcı ara yüzlerine alternatif olarak geliştirilmiştir. Python programlama dilinde bilimsel amaçlı kullanılan yaygın ve güvenilir kütüphaneler mevcuttur ve bu kütüphanelerle, Flopy birlikte kullanılarak kullanıcı ara yüzleriyle yapılması zor olan model analizleri gerçekleştirilebilir. Hidrolik yönetim modeli olarak ise tepki matrisi yaklaşımı seçilmiştir. S/O süreci başlamadan simülasyon modeli kullanılarak vekil model olarak tepki matrisleri oluşturulmuştur. Optimizasyon işlemi sürecindeyse tepki matrisleri kullanılmıştır. Yeraltı suyu yönetim probleminin tipine göre matematiksel yöntemler olan LP, SLP veya melez GA-LP, GA-SLP algoritmaları kullanılmıştır. Yeraltı suyu yönetim problemlerine örnek olarak drenaj problemleri, yeraltı-yerüstü su etkileşim problemleri ve bilinmeyen kuyu karakteristiklerinin bulunması problemleri incelenmiştir.

In this study, Simulation-Optimization (S/O) techniques utilized for solving groundwater management problems. MODFLOW is a program that solves groundwater flow and transport equations and has become an international standard for the simulation of groundwater models tomorrow. Therefore, MODFLOW is used for simulation of groundwater models using a program that operates in Python called Flopy which is an alternative to GUI's for simulation models. There are common and reliable libraries used for scientific purposes in the Python programming language. Using these libraries together with Flopy, the model analyzes that are difficult to do with GUI's can be performed. The response matrix approach selected as the hydraulic management model and before starting S/O process, the response matrix created using a simulation model. Mathematical LP, SLP, and metaheuristic GA or hybrid GA-LP, GA-SLP algorithms used according to the type of groundwater management problem. As examples of groundwater management problems, drainage problems, ground-surface water interaction, and identification of unknown pumping well and location problems examined.