استفاده از روش AHP در بهینه‌سازی چند معیاره غیرخطی تخصیص آب مخازن با لحاظ معیارهای برابری و کارایی (مطالعه موردی: تخصیص آب مخزن سد گیوی)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد دانشکده فنی دانشگاه تبریز

2 دانشجوی دکتری مهندسی عمران – آب، دانشگاه تبریز

چکیده

تخصیص آب مخازن با سه شرط اساسی، برابری، کارآمدی و پایداری از ملزومات توسعه پایدار است. با توجه به محدود بودن منابع آب تجدیدپذیر در سطح حوضه رودخانه­ها و نیز افزایش تقاضا برای آب در مصارف مختلف (کشاورزی، شرب، صنعت و محیط زیست) در اثر افزایش جمعیت و نیز رقابت بر سر استفاده از منابع، ضرورت توجه به مباحث تخصیص منابع آب افزایش یافته است. این امر لزوم توجه به روش‌های مختلف بهینه‌سازی جهت تخصیص منابع آب را دو چندان می­کند. بنابراین در پژوهش حاضر سعی شد تا مدلی ارایه گردد که بتواند معیارهای مختلف تخصیص آب به­خصوص دو معیار اساسی عدالت و کارایی در نظر گرفته شود و در کنار آن معیارهای مختلف زیست محیطی رعایت گردد. در حوضه آبریز مورد مطالعه، رودخانه گیوی چای با مساحت حدود 600 کیلومترمربع از زیر حوضه‌های اصلی رودخانه قزل­اوزن می‌باشد مخزن سد جدید گیوی با حجم نرمال 54 میلیون مترمکعب در این حوضه واقع شده است و با توجه به این­که شبکه آبیاری سد مزبور احداث نشده و جزئیات تخصیص مخزن سد فعلا مشخص نیست در این مطالعه سعی شد با بررسی اراضی پایین­دست سد مذکور و با توجه به پتانسیل‌های کشاورزی و صنعت در منطقه و همچنین نیازهای شرب در حال حاضر و در افق 20 ساله، مدلی ارایه گردد که به توسعه پایدار منطقه کمکی شایان توجه نماید. خروجی مدل به ازای ضرایب مختلف برای توابع هدف( سود و عدالت) بدست آمد و نتایج با افزایش ضریب تابع سود و کاهش ضریب تابع عدالت (تابع جینی) نشان داده شد. در نهایت با استفاده از روش AHP و بدست آوردن ماتریس مقایسات زوجی، مدل بهینه و نتیجه ضرایب توابع سود و عدالت بهینه محاسبه گردید. نتایج نشان می­دهد ضرایب توابع هدف (6/0و4/0) به ترتیب برای توابع سود و عدالت بهینه­ترین حالت خواهد بود و یک نقطه بهینه سراسری است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Application of AHP method for optimization of nonlinea multi - criteria water allocation of reservoirs in terms of equality and efficiency criteria (case study: water allocation of reservoir of Givi dam)

نویسندگان [English]

  • MohammadTagi Alami 1
  • hamid fazaeli 2
1 Professor of civil Engineering, Tabriz University, Tabriz, Iran
2 PhD candidate of Water Resources Engineering, Tabriz University, Tabriz, Iran
چکیده [English]

The allocation of water reservoirs with three basic conditions, equality, efficiency and sustainability is a prerequisite for sustainable development. Due to the limited availability of renewable water sources at the river basin level and the increasing demand for water in various uses (agriculture, domestic, industry and the environment) due to population growth and competition over resource use, the need to pay attention to The allocation of water resources has increased, and this calls for attention to different ways of optimizing water resources allocation. Therefore, in this research, we have tried to provide a model that can consider different criteria for water allocation, especially two basic criteria of justice and efficiency, and to comply with different environmental criteria.The new constructed dam of Givi With a normal volume of 54 million cubic meters is located in the catchment area of the Givi Chai River With an area of about 600 square kilometers from the subbasins of the Ghezel Ozan River and due to the fact that the dam's irrigation network has not been constructed and reservoir allocation details are not known yet, In this study, we tried to provide a model for the sustainable development of the area by paying attention to the agricultural and industrial potential of the region, as well as the needs of domestic in the present and in the 20 years horizons.The output of the model was obtained for various coefficients for the objective functions (efficiency and equity) and the results were shown by increasing the coefficient of efficiency function and reducing the function of justice (the function of Gini) and finally, using the AHP method and obtaining the Paired Comparison matrix, The optimal model and thus the coefficients of optimal efficiency and equity functions were calculated. The results show that the coefficients of the target functions (0.6 and 0.4) are optimal for the functions of efficiency and equity, respectively. And in fact it's a global optimum point.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Determination Coefficient
  • Gini coefficient
  • hierarchical analysis method
  • Water allocation
اصغرپور،م. 1389.  تصمیم­گیری­های چند معیاره. موسسه انتشارات دانشگاه تهران

جهادی،م.، صمدی بروجنی،ح.، فتاحی،ر.، محمدی،ف. 1391. رتبه­بندی گزینه­های پیشنهادی طرح انتقال آب بین حوضه­ای بهشت­آباد با استفاده از روش AHP. همایش ملی انتقال آب بین حوضه­ای. شهرکرد.

Chen,S. 2017. An interval multistage water allocation model for crop different growth stages under inputs uncertainty. Agricultural Water Management. 186 : 86-97

Divaker,L., Babel,M.S., Perret,S.R., Das Gupta,A. 2011. Optimal allocation of bulk water supplies to competing use sectors based on economic criterion - an application to the chao phraya River Basin, Thailand Journal of  Hydrology. 401 .1-2: 22-35.

Hu,H., Chen,Y., Yao,L., Wei,C., Li,C. 2016. Optimal allocation of regional water resources:From a perspective of equity–efficiency tradeoff. Resources, Conservation   and Recycling 109 : 102-113

Hsu,W., Huang,S., Tseng,W. 2016. Evaluating the risk of operational safety for dangerous goods in airfreights - A revised risk matrix based on fuzzy AHP. Transportation Research Part D 48:235-247

Li,M., Guo,P., Singh,V. 2016. An efficient irrigation water allocation model under uncertainty. Agricultural Systems. 144:46-57

Maqsood,I., Huang,G.H and Yeomans,J.S. 2005. An interval-parameter fuzzy two-stage stochastic program for water resources management under uncertainty, European Journal of Operat Research. 167: 208-225

Rudi,F. 2009.The use of AHP(the Analytic Hierarchy Process) method for irrigation water allocation in a small river basin(Case study in Tampo river basin in West Sumatra,Indonesia). 11 th conference of international association for water allocation, Indonesia.121-127.

RazaviToosi,S.L. 2016. Evaluating water management strategies in watersheds by new hybrid Fuzzy Analytical Network Process (FANP) methods. Journal of Hydrology.

Saaty,T.L. 1980. The analytic hierarchy process. McGraw-Hill, New York

Tennant,D.L. 1976. Instream flowregimens for fish, Wildlife, recreation andrelated environmental resources. Fisheries 1 .4:6-10.