Τεχνική προστασίας υδροφορέων από την δράση της θαλάσσας: υπολογιστική προσομοίωση και βελτισποποίηση λύσεων

Abstract

The degradation of coastal water resources due to the perpetual effect of the sea on them is a potential danger that threats all coastal aquifers. The necessity to come up with management tools for the optimal management of coastal aquifers which are vulnerable to salt water intrusion was the main cause for this Thesis. The synthesis of the “optimal management” model Ev-SISWIM is done by the combination of an arithmetic model that simulates the flow in coastal aquifer and the optimization method of genetic algorithms.The mathematical and arithmetic model SISWIM ® (Sharp Interface Sea Water Intrusion Model) predicts the behavior of coastal aquifers under a variety of flow conditions. SISWIM simulates the geometry and the position of the salt water wedge and the hydraulic heads for both phases of salt and fresh water for any flow conditions and for different interferences to the flow conditions such as production or injection wells, underground diaphragms etc. The formulation of the model is based on suitable simplified assumptions that ensure the reliability and the accuracy of the model. SISWIM is an operational tool that gives reliable results of salt water intrusion into aquifers and doesn’t require a lot of hydrological or hydro-geological information and computational time and for that reason it is an eligible computational tool with operational effectiveness. The formulation of the mathematical model SISWIM is based on the continuity equation, the Darcy’s law and on two simplifying assumptions. The first assumption, of two immiscible layers of salt and fresh water implying a sharp interface between them, simplifies the problem to that of the coupled flow of two fluids and the second, known as “Dupuit” assumption, refers to the hydrostatic pressure distribution in the two layers (assumption of nearly horizontal flow) and the consideration of the depth-mean seepage velocities in each layer. The boundary condition that connects the coupled flow equations for the fresh and salt water is the common hydrostatic pressure on the interface of the two liquids.The accuracy of the model is verified by its comparison with well known analytical solutions which are usually used for benchmarking as well as by a comparison to an experimental application using a Hele-Shaw apparatus. The experimental implementation with the Hele-Shaw analogue examines the movement of the salt water wedge regarding to time.For the development of a management tool for policy making strategies of a complicated system of pumping wells the simulation model SISWIM was combined with an evolutionary optimization method, the method of Genetic Algorithms (GAs). GAs method belongs to modern meta-heuristic methods of optimization. This method is flexible regarding the configuration of the objective function without requiring complex mathematical equations while it is suitable for the solution of nonlinear optimization problems.The method of GAs is a mathematical imitation of a biological process, namely that of evolution of species that based on the process of natural selection according to Darwin’s Theory. The method has a wide range of applicability, especially on cases that objective functions (evaluation functions) have a lot of local optima or non continuous derivatives and give reliable solutions when other conventional methods fail. The combined optimization model Ev-SISWIM gives solutions to problems under steady or unsteady flow conditions to a time scale of some decades while the optimization of the operation of multiple pumping wells in a coastal aquifer is based on the hydrodynamic control of saltwater wedge. Formulation of flow equations for two immiscible liquids. The flow equations for two immiscible liquids are based on the assumption of the nearly horizontal flow by Dupuit. The two equations are coupled. They are well known to the science of groundwater hydraulics as parabolic partial differential equations (linear or nonlinear). The coupled equations for the two phases of salt and fresh water are solved with the method of finite differences. A second order of accuracy, explicit solution scheme is used based on a staggered grid. Two versions of the numerical solutions are considered regarding the type of the aquifer, a free surface one or a confined one.Two mathematical codes were developed for the arithmetic solution of confined aquifers. The first can be characterized as a generic code that can also describe the case of a confined aquifer with no recharge of fresh water to the sea. These two codes for confined aquifers can cover a variety of problems.The combined model for optimal management of coastal aquifers Ev-SISWIMThe sea water intrusion in a coastal aquifer is a strongly nonlinear phenomenon and this non-linearity increases the complicacy of optimization problems of coastal aquifers. A basic advantage of the GAs method is that it gives efficient results with no need to linearize the problem. Ev-SISWIM is an optimization model for sustainable policy planning in coastal aquifers. The model’s suite makes a combined use of the numerical model SISWIM that predicts the seawater intrusion due to flow perturbations, from an initial condition to a steady or a transient one, and of the optimization method of GAs. The suggested management scenarios are based on the hydrodynamic control of seawater intrusion due to the operation of a network of productive wells and can incorporates hydraulic techniques for increasing aquifer’s sustainable productivity. Applications for investigation and operational feasibility In chapter 5, some investigative applications are presented in order to disclose some critical points that should not be overlooked during sustainable planning of coastal aquifers. The basic points of that investigation are summarized here:It is proved that information about the depth of the aquifer, its topography, geometric boundaries and boundary conditions is critical for the description of existing situation in an aquifer and for the accurate prediction of saltwater intrusion. Besides the horizontal distribution of permeability influences the behavior of the coastal underground system because it influences the hydraulic magnitudes, like surface gradients or drawdown or specific flow rate. Therefore, the distribution of hydraulic conductivity should be taken into account for planning coastal aquifers. A system of production wells could be protected from the sea if the near sea zone has low permeability value because the ground serves as a natural barrier, when the production wells should be located at zones with high permeability values. Once salt water has invaded to a distance from the coast, restoration of water quality in the invaded zone is generally an expensive and ineffective proposition. The retreat requires a long period of time because intrusion is a hardly reversible process and the best way to protect the aquifer is by prevention. There are a lot of techniques for the protection of a coastal aquifer from sea water intrusion. The position of recharge wells, as well as the recharge rate, are critical parameters for hindering of intrusion. Thus, the appropriate combination should be chosen so that these kinds of techniques result to an economic and operational benefit. Additionally, the use of recharge canals for the protection of seawater intrusion and the safe operation of production wells should be chosen after a feasibility study, taken into account the position, the length and the recharge rate in order that socio-economical criteria are satisfied. Finally the method of salt water pumping could be considered as more favorable than the one with recharge well because it is easier to stop intrusion. This method focuses on direct intervention to the salt water layer. In chapter 5 it is concluded that temporal variations in the boundary conditions that are related to climate phenomena and to possible consequences of climate change should be taken into account in studies of coastal aquifers management in a long time scale because these kind of temporal variations influence the invasion of the salt water wedge.The free surface responds rapidly to flow variations due to pumping unlike the interface that is delayed, it presents long term variations and it refers to almost steady flow conditions. This concerns the length of the saltwater wedge, contrary to the interface geometry that it can change easily by seasonal variations of the pumping rate, when the pumping is done above the interface. Consequently it is recommended that pumping wells should be located away from the saltwater toe. The presented optimization model Ev-SISWIM was applied to the aquifer at Vathy on Kalymnos Island targeting the higher sustainable yield of the aquifer. Results show that proper pumping strategies can increase the total pumping rates of production wells and ensure the safe operation of coastal aquifers. This optimization model can propose different management scenarios based on the operation of pumping networks and of other hydraulic techniques (recharge canals or scavenger wells) for the hydrodynamic control of seawater intrusion. Thus, it can be used as a decision making tool for the integrated management of coastal aquifers.The final application of Ev-SISWIM was done to the phreatic part of the aquifer at the area of Epanomi , on Thermaikos Gulf coast. It led to the development of two difficult optimization problems where the goal is to find the best combination of production wells with hydrodynamic control of saltwater wedge in a coastal aquifer under the threat of salt water intrusion. A basic feature to the synthesis of the model is the simplification of the chromosome where each gene is an integer and its value is decoded into two decision variables. This simplification has the advantage of saving computational time and computer memory with respect to the ordinary binary encoding of the chromosome. The discrete decision variables simplify the field of possible solutions because no acceptable solutions are rejected from the beginning. The optimization steps are described analytically at chapter 6 and these steps can be used as a manual by a technical designer when planning sustainable management of coastal aquifers stressed by multiple pumping systems.A basic part of the study is the definition of the appropriate form of the objective or evaluation function in the GAs method which is based on the proper choice of penalties and their weights relative to the optimization targets.Ev-SISWIM model uses some techniques for the improvement of computational time that are presented on chapter 6. This CPU time optimization includes the discrete decision variables and the multiple pumping zones equivalence to a representative well. All the aforementioned techniques permit the model Ev-SISWIM to be characterized as an operational tool, a usable decision support system for coastal aquifers management. Concluding, the optimization model Ev-SISWIM is a useful optimization tool for solving difficult no linear problems at coastal aquifers and it can be used from special scientists for planning sustainable strategies in coastal aquifers that are threaten by seawater intrusion. It recommends a variety of management scenarios targeting the higher sustainable yield of the aquifer.

Ο κίνδυνος της υποβάθμισης των παράκτιων υδατικών πόρων από την αέναη δράση της θάλασσας σε αυτούς είναι εν δυνάμει υπαρκτός σε όλους τους παράκτιους υδροφορείς. Η ανάγκη δημιουργίας επιχειρησιακών εργαλείων βέλτιστης διαχείρισης της ζήτησης σε υπόγειους υδατικούς πόρους και εξασφάλισης της βιωσιμότητας των παράκτιων υδροφορέων από τον κίνδυνο της υφαλμύρισης στάθηκε η αφορμή για την παρούσα διατριβή. Στην παρούσα διατριβή έγινε η ανάπτυξη και η αριθμητική επίλυση ενός μαθηματικού μοντέλου πρόγνωσης της συμπεριφοράς ενός παράκτιου υδροφορέα κάτω από διάφορες συνθήκες οι οποίες παρεμβάλλονται στην αδιατάρακτη φυσική κατάσταση της ροής. Το αριθμητικό αυτό εργαλείο προσομοίωσης της ροής σε ένα παράκτιο υδροφορέα βασίστηκε σε κατάλληλες παραδοχές, οι οποίες εξασφαλίζουν την αξιοπιστία και την ακρίβειά του στην πρόβλεψη της διείσδυσης αλμυρού νερού από την ακτή στον υδροφορέα, χωρίς όμως να χάνεται η επιχειρησιακή του εφαρμοσιμότητα λόγω βεβαρυμμένου υπολογιστικού φόρτου και υπερβολικών απαιτήσεων σε υδρογεωλογικά δεδομένα.Το μαθηματικό μοντέλο (SISWIM) που αναπτύχθηκε βασίζεται σε δύο βασικές παραδοχές των στρωματωμένων ροών, την παραδοχή της απότομης διεπιφάνειας ανάμεσα στις δύο φάσεις γλυκού και αλμυρού νερό, καθώς και στη παραδοχή της σχεδόν οριζόντιας ροής κατά τον Dupuit.Η ακρίβεια και η αξιοπιστία του μοντέλου SISWIM γίνεται μέσα από την επίδειξη της ταύτισης των αποτελεσμάτων του με μία σειρά γνωστών αναλυτικών λύσεων, ενώ ακολουθεί και σύγκριση μίας εφαρμογής με μία πειραματική συσκευή Hele-Shaw, κατά την οποία εξετάζεται η προώθηση της αλμυρής σφήνας με το χρόνο.Για τη δημιουργία ενός επιχειρησιακού εργαλείου χάραξης βέλτιστων πολιτικών διαχείρισης πολλαπλών αντλητικών συστημάτων το αριθμητικό μοντέλο προσομοίωσης SISWIM συνδυάστηκε με μία εξελικτική μέθοδο βελτιστοποίησης, τη μέθοδο των Γενετικών Αλγορίθμων (GAs), η οποία ανήκει στις σύγχρονες μεθευρετικές μεθόδους βελτιστοποίησης. Η μέθοδος των GAs είναι ευέλικτη στην κατάστρωση της αντικειμενικής συνάρτησης και δεν βασίζεται σε πολύπλοκες μαθηματικές εξισώσεις. Επιπλέον είναι κατάλληλη για την επίλυση μη γραμμικών προβλημάτων βελτιστοποίησης.Η μέθοδος των Γενετικών Αλγορίθμων είναι μια μαθηματική απομίμηση της φυσικής διεργασίας της εξέλιξης των ειδών η οποία στηρίζεται στη διαδικασία της φυσικής επιλογής σύμφωνα με τη δαρβινική θεωρία. Έχει πολύ ευρύ φάσμα εφαρμογών, ειδικά σε περιπτώσεις όπου οι αντικειμενικές συναρτήσεις παρουσιάζουν πολλά τοπικά ακρότατα ή ασυνεχείς παραγώγους και μπορεί να δώσει λύσεις εκεί που άλλες συμβατικές μέθοδοι τοπικής έρευνας αποτυγχάνουν.Το συνδυαστικό μοντέλο βελτιστοποίησης Ev-SISWIM επιλύει μόνιμα φαινόμενα ροής αλλά και μη μόνιμα σε χρονική κλίμακα δεκαετιών, ενώ η βελτιστοποίηση των πολλαπλών απολήψεων από παραγωγικά φρέατα σε έναν παράκτιο υδροφορέα βασίζεται στον υδροδυναμικό έλεγχο της θέσης της αλμυρής σφήνας και στην γεωμετρία της διεπιφάνειας γλυκού-αλμυρού νερού.Κατάστρωση των εξισώσεων της υπόγειας ροής δύο μη αναμίξιμων υγρών Στη διατριβή περιγράφεται αναλυτικά η κατάστρωση των εξισώσεων της σχεδόν οριζόντιας ροής κατά την παραδοχή Dupuit δύο μη αναμίξιμων υγρών οι οποίες συνδέονται μεταξύ τους μέσα από την οριακή συνθήκη που ισχύει στην διεπιφάνεια, επάνω στην οποία θεωρείται κοινή υδροστατική πίεση και για τις δύο φάσεις γλυκού και αλμυρού νερού. Οι δύο συζευγμένες εξισώσεις ροής για το γλυκό και το αλμυρό νερό είναι γνωστές στην επιστήμη της υδραυλικής ως παραβολικές εξισώσεις και στην παρούσα διατριβή επιλύονται με τη μέθοδο των πεπερασμένων διαφορών. Για την αριθμητική τους επίλυση διαχωρίζονται σε δύο κατηγορίες υδροφορέων, ελεύθερους και υπό πίεση. Για τους υπό πίεση υδροφορείς αναπτύχθηκαν δύο μαθηματικοί αλγόριθμοι επίλυσης από τους οποίους ο πρώτος είναι πιο γενικευμένος και μπορεί να περιγράψει και περιπτώσεις υπό πίεση υδροφορέα, στις οποίες δεν παρατηρείται εκροή γλυκού νερού στη θάλασσα. Με την ανάπτυξη των δύο παραπάνω αλγορίθμων καλύπτεται μεγάλο πλήθος περιπτώσεων παράκτιων υδροφορέων υπό πίεση. Συνδυαστικό μοντέλο βέλτιστης διαχείρισης παράκτιων υδροφορέων Ev-SISWIMΗ υφαλμύριση σε έναν παράκτιο υδροφορέα είναι ένα έντονα μη γραμμικό φαινόμενο και με πολυπλοκότητα αυξανόμενη σε προβλήματα βελτιστοποίησης παράκτιων υδροφορέων. Βασικό πλεονέκτημα της μεθόδου των GAs είναι ότι ανταποκρίνεται πολύ καλά σε πολύπλοκα προβλήματα βελτιστοποίησης, χωρίς να χρειάζεται γραμμικοποίηση του προβλήματος. H δυνατότητα σύνδεσης της μεθόδου των GAs με το μοντέλο προσομοίωσης της ροής SISWIM οδηγεί στη δημιουργία του επιχειρησιακού εργαλείου λήψης αποφάσεων για τη διαχείριση πολύπλοκων αντλητικών συστημάτων, Ev-SISWIM. Τα σενάρια βελτιστοποίησης που μπορούν να μελετηθούν με το μοντέλο Ev-SISWIM αφορούν την μελέτη της εξέλιξης του φαινομένου από μία αρχική κατάσταση έως το πέρας κάποιων δεδομένων ετών και περιλαμβάνουν εποχική λειτουργία παραγωγικών φρεάτων αλλά και υδραυλικών τεχνικών αύξησης της βιώσιμης απόδοσης ενός υδροφορέα.Διερευνητικές και επιχειρησιακές εφαρμογές των μοντέλων SISWIM & Ev-SISWIMΣτο κεφάλαιο 5 έγιναν κάποιες διερευνητικές εφαρμογές με σκοπό να αναδείξουν κρίσιμα σημεία τα οποία θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη στη βιώσιμη διαχείριση παράκτιων υδροφορέων. Τα βασικότερα σημεία που αξίζουν αναφοράς συνοψίζονται παρακάτω:Πληροφορίες για το βάθος του πυθμένα, την τοπογραφία του, τα γεωμετρικά όρια και τις οριακές συνθήκες αποδεικνύεται ότι είναι απαραίτητες για την ορθή καταγραφή αλλά και πρόβλεψη της υφαλμύρισης. Επίσης η οριζόντια κατανομή της διαπερατότητας επηρεάζει τη συμπεριφορά του υδροδυναμικού συστήματος, καθώς επηρεάζει υδραυλικά χαρακτηριστικά του, όπως η κλίση της ελεύθερης επιφάνειας, η πτώση στάθμης και η ειδική παροχή. Επομένως, κατά τον σχεδιασμό ενός παράκτιου συστήματος φρεάτων άντλησης θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η κατανομή της. Ένα σύστημα ενεργών φρεάτων μπορεί να προστατεύεται από τη θάλασσα εάν επιλεγεί να κατασκευαστεί σε περιοχή όπου η ζώνη που έρχεται σε επαφή με την ακτή έχει μικρή διαπερατότητα, ώστε το έδαφος να λειτουργεί ως φράγμα, ενώ τα παραγωγικά φρέατα θα πρέπει να τοποθετούνται σε περιοχές μεγάλης διαπερατότητας.Για την προστασία ενός υδροφορέα από την διείσδυση αλμυρού νερού υπάρχουν διάφορες τεχνικές υδραυλικών παρεμβάσεων. Η επιλογή της θέσης φρεάτων επαναφόρτισης όσο και η παροχή τους είναι κρίσιμοι παράγοντες στην πρόληψη της άντλησης αλμυρού νερού και θα πρέπει να επιλέγεται ο βέλτιστος συνδυασμός παροχής και θέσης φρέατος, ώστε τέτοιου είδους παρεμβάσεις στη λειτουργία παραγωγικών φρεάτων να έχουν οικονομικό και λειτουργικό όφελος. Επίσης η χρήση καναλιών επαναφόρτισης παράκτιων υδροφορέων με σκοπό την προστασία τους από την δράση της θάλασσας και κατά συνέπεια την ασφαλή λειτουργία παραγωγικών φρεάτων πρέπει να γίνεται έπειτα από μελέτη σκοπιμότητας, λαμβάνοντας υπόψη τη θέση του καναλιού, το συνολικό μήκος αλλά και τη συνολική παροχή επαναφόρτισης, ώστε αυτή η βοηθητική παρέμβαση, εκτός από την προστασία του υδροφορέα να ικανοποιεί και κοινωνικοοικονομικές παραμέτρους.Τέλος η απόληψη αλμυρού νερού ως μέθοδος παρεμβολής στη ροή της θάλασσας προς το ενεργό φρέαρ θα μπορούσε να χαρακτηριστεί ευνοϊκότερη από τη μέθοδο φρέατος επαναφόρτισης, αφού ένα φρέαρ απόληψης αλμυρού νερού δύναται να σταματήσει τη ροή της θάλασσας προς την ξηρά με μικρότερη απαιτούμενη παροχή. Αυτή η τεχνική μέθοδος στοχεύει στην άμεση παρέμβαση στη στρώση του αλμυρού νερού.Η υφαλμύριση είναι ένα δύσκολα αναστρέψιμο φαινόμενο, εξαιτίας της καθυστερημένης απόκρισης της διεπιφάνειας, που απειλεί την βιώσιμη λειτουργία ενός παράκτιου υδροφορέα και κάθε στρατηγικό πλάνο διαχείρισης θα πρέπει να περιλαμβάνει σενάρια για την πρόληψη του φαινομένου καθώς η εξυγίανση ενός υδροφορέα από την υφαλμύριση τον καθιστά μη παραγωγικό και αφορά διαχειριστικά πλάνα κλίμακας δεκαετιών. Χρονικές μεταβολές στις οριακές συνθήκες οι οποίες συνδέονται τόσο με κλιματικά φαινόμενα όσο και με πιθανές συνέπειες τις κλιματικής αλλαγής θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη σε μελέτες παράκτιων υδροφορέων οι οποίες έχουν χρονικό ορίζοντα πολλών δεκαετιών αφού αποδεικνύεται από τις εφαρμογές του 5ου κεφαλαίου ότι επηρεάζουν τη συμπεριφορά της αλμυρής σφήνας.Η ελεύθερη επιφάνεια ανταποκρίνεται άμεσα στις μεταβολές της ροής λόγω άντλησης, σε αντίθεση με τη διεπιφάνεια της οποίας οι μεταβολές θέσης παρουσιάζουν μακρά καθυστέρηση σε σχέση με την αιτία που τις προκαλεί, είναι μακροπρόθεσμες και αφορούν μακράς διαρκείας παρεμβολές στη ροή, σχεδόν μόνιμες. Το παραπάνω συμπέρασμα για τη διεπιφάνεια αφορά το μήκος διείσδυσης του αλμυρού νερού, διότι σε αντίθεση με τη δυσκολία να προκληθεί μετακίνηση του πόδα της σφήνας η γεωμετρία της διεπιφάνειας μπορεί να αλλάξει πολύ εύκολα με εποχικές μεταβολές στην άντληση, όταν αυτή γίνεται σε περιοχές πάνω από τη διεπιφάνεια. Συνεπώς είναι προς την πλευρά της ασφάλειας να τοποθετούνται τα φρέατα απόληψης σε θέσεις πέρα από τον πόδα της σφήνας.Στη διατριβή έγιναν δύο εφαρμογές του αλγορίθμου βελτιστοποίησης Ev-SISWIM που αφορούν πραγματικούς υδροφορείς. Στην πρώτη διερευνητική εφαρμογή η οποία έγινε στον υδροφορέα στο βαθύ της Καλύμνου αποδείχθηκε η δυνατότητα εφαρμογής του μοντέλου σε προβλήματα βελτιστοποίησης που αφορούν πραγματικούς υδροφορείς και συνδυάζουν τη δυνατότητα εύρεσης της μέγιστης παραγωγικής ικανότητας ενός υδροφορέα με ενίσχυση των αποθεμάτων του. Στη δεύτερη επιχειρησιακή εφαρμογή του Ev-SISWIM η οποία αφορά το φρεάτιο τμήμα υδροφορέα στην Επανομή του νομού Θεσσαλονίκης παρουσιάζεται με λεπτομέρεια η διαδικασία κατάστρωσης ενός πολύπλοκου προβλήματος βελτιστοποίησης στο οποίο αναζητείται ο βέλτιστος συνδυασμός φρεάτων λειτουργίας μέσα από τον υδροδυναμικό έλεγχο της αλμυρής σφήνας στον παράκτιο υδροφορέα με προβλήματα υφαλμύρισης. Βασικό στοιχείο στην κατάστρωση του μοντέλου αποτελεί η απλουστευμένη δομή του χρωμοσώματος στο οποίο το κάθε γονίδιο είναι ακέραιος αριθμός και η τιμή του αποκωδικοποιείται σε δύο μεταβλητές απόφασης. Αυτή η επιλογή έχει ως αποτέλεσμα οικονομία στη μνήμη του υπολογιστή σε σχέση με τις συνηθισμένες μεθόδους απεικόνισης. Οι διακριτές μεταβλητές απόφασης απλουστεύουν το πεδίο εύρεσης πιθανών τιμών απορρίπτοντας εξ αρχής ανεπιθύμητες λύσεις. Τα βήματα της βελτιστοποίησης περιγράφονται αναλυτικά ώστε το κεφάλαιο 6 να μπορεί να χαρακτηριστεί ως εγχειρίδιο της διαδικασίας που θα πρέπει να ακολουθήσει κάποιος μελετητής μηχανικός για την χάραξη πολιτικών βιώσιμης διαχείρισης παράκτιων υδροφορέων, οι οποίοι δέχονται έντονες πιέσεις από εκατοντάδες ιδιωτικές γεωτρήσεις. Σημαντικό τμήμα της έρευνας αποτέλεσε ο καθορισμός της βέλτιστης μορφής της συνάρτησης αποτίμησης του γενετικού αλγόριθμου. Αυτή βασίζεται στην επιλογή των κατάλληλων ποινών και της αναγνώρισης της βαρύτητας που έχει η κάθε ποινή σε σχέση με τον στόχο της βελτιστοποίησης.Στη διατριβή χρησιμοποιήθηκαν κάποιες τεχνικές βελτίωσης του υπολογιστικού χρόνου στις οποίες περιλαμβάνονται και οι διακριτές μεταβλητές απόφασης αλλά και η αντιστοιχία των καλλιεργητικών ζωνών σε ένα ισοδύναμο φρέαρ και απλοποιούν τη διαδικασία της βελτιστοποίησης ώστε να καθιστούν το μοντέλο Ev-SISWIM επιχειρησιακά εφαρμόσιμο.Το μοντέλο Ev-SISWIM είναι ένα χρήσιμο εργαλείο βελτιστοποίησης μη γραμμικών προβλημάτων διαχείρισης παράκτιων υδροφορέων και μπορεί να χρησιμοποιηθεί αποτελεσματικά από ειδικούς επιστήμονες για τη χάραξη βιώσιμων στρατηγικών διαχείρισης υπόγειων συστημάτων τα οποία απειλούνται από την υφαλμύριση.