نشریه آبیاری و زهکشی ایران

نشریه آبیاری و زهکشی ایران

مدل‌سازی تطبیقی تخصیص آب با استفاده از چارچوب‌های هیبریدی (مطالعه موردی: سد بوستان)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مهندسی آب، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
2 گروه مهندسی آب، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی. دانشگاه رازی، کرمانشاه
چکیده
مدیریت پایدار منابع آب در ایران حیاتی است. رشد جمعیت، توسعه کشاورزی و تغییرات اقلیمی، رقابت بر سر منابع محدود را افزایش داده و عدم تخصیص یکپارچه، منجر به کاهش حقابه‌های زیست‌محیطی و افت سطح آب‌های زیرزمینی شده است. وجه افتراق این پژوهش نه صرفاً در به‌کارگیری هم‌زمان دو مدل MIKE HYDRO Basin و WEAP، بلکه در شبیه‌سازی هم‌زمان سه نیاز متضاد از مخزن سد بوستان و تحلیل رقابت صفر جمع میان بخش‌ها تحت دو سناریوی اولویت‌بندی متضاد با توجه به الگوریتم متفاوت تخصیص در دو مدل نهفته است. در این تحقیق دو سناریوی مدیریتی شامل اولویت یکسان و اولویت‌بندی حقابه، شیلات و کشاورزی تعریف و شبیه‌سازی در بازه ۴۱ساله انجام گردید. به‌منظور اعتبارسنجی ساختاری، نتایج تخصیص، کسری نیازها و شاخص‌های عملکرد مخزن (قابلیت اعتماد، آسیب‌پذیری و تاب‌آوری) در هر دو مدل تحلیل و مقایسه شدند. در سناریوی اولویت‌بندی، تأمین حقابه ۳.۳۸ میلیون مترمکعب افزایش (از ۲۹.۱۵ به ۳۲.۵۳) یافت، درحالی‌که تأمین شیلات و کشاورزی به ترتیب ۰.۷۶ و ۳.۳۲ میلیون مترمکعب کاهش داشت. کل تأمین در سناریوی اول ۴۹.۲۹ (۶۶٪) و در سناریوی دوم ۴۸.۵۹ (۶۵٪) میلیون مترمکعب بود. سناریوی دوم با افزایش حجم و تراز ذخیره، پایداری بهره‌برداری را بهبود بخشید، اما تبخیر را از ۱.۷۴ به ۲.۱۶ میلیون مترمکعب افزایش داد. مقایسه مدل‌ها، هم‌گرایی بالای نتایج (۶۴-۶۶ درصد) و همبستگی قوی حجم ذخیره و تبخیر (۰.۹۲ و ۰.۹۰) را تأیید کرد. داده‌های ورودی این پژوهش از داده‌های واقعی منطقه استخراج شده و برای اجرای مدل کافی بوده است. هر دو مدل ابزارهای کارآمدی برای پشتیبانی از تصمیم‌گیری در مدیریت مخازن با منابع محدود هستند. برای کاهش پیامدهای منفی بر کشاورزی، بهبود راندمان آبیاری و مدیریت تقاضا همچنین تأکید بر ضرورت رویکردهای جبرانی در کنار سیاست‌های تخصیصی پیشنهاد می‌شود. نتایج این پژوهش برای مناطق با اقلیم‌های مشابه قابل‌تعمیم است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Comparative Modeling of Water Allocation Using Hybrid Frameworks (Case Study: Bostan Dam)

نویسندگان English

Arina Almasi 1
Seyed Ehsan Fatemi 2
1 Department of Water Engineering , Campus of Agriculture and Natural Resources, Razi University, Kermanshah, Iran
2 Department of Water Engineering , Campus of Agriculture and Natural Resources, Razi University. Iran
چکیده English

Sustainable water resource management in Iran is vital. Population growth, agricultural development, and climate change have increased competition over limited resources, and a lack of integrated allocation has led to reduced environmental water rights and declining groundwater levels. The distinguishing feature of this research lies not merely in the simultaneous application of two models, MIKE HYDRO Basin and WEAP, but in the concurrent simulation of three conflicting demands from the Boostan reservoir and the analysis of zero-sum competition between sectors under two contrasting prioritization scenarios, considering the different allocation algorithms in the two models. Two management scenarios, including equal priority and prioritization of water rights, fisheries, and agriculture, were defined and simulated over a 41-year period. For validation, allocation results, unmet demands, and reservoir performance indicators (reliability, vulnerability, and resiliency) were analyzed and compared in both models. In the prioritization scenario, water rights provision increased by 3.38 million cubic meters (from 29.15 to 32.53), while fisheries and agriculture provision decreased by 0.76 and 3.32 MCM, respectively. Total provision in the first scenario was 49.29 (66%) and in the second scenario was 48.59 (65%) MCM. The second scenario improved operational stability by increasing storage volume and level, but it increased evaporation from 1.74 to 2.16 million cubic meters. Comparison of the models confirmed high convergence of results (64-66 percent) and strong correlation between storage volume and evaporation (0.92 and 0.90). The input data for this research were extracted from real regional data and were sufficient for model execution. Both models are efficient tools for decision-making support in reservoir management with limited resources. To reduce negative consequences on agriculture, improving irrigation efficiency and demand management, as well as emphasizing the necessity of compensatory approaches alongside allocation policies, are recommended. The results of this research are generalizable to regions with similar climates.

کلیدواژه‌ها English

MIKE HYDRO Basin
prioritization scenarios
reservoir management
Water allocation
WEAP

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 28 مهر 1405