کاربرد رویکرد‏های شبیه‏ سازی - بهینه‏ سازی خط انتقال آب سد بیستون به منظور برنامه‏ ریزی یکپارچه منابع آب

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی آب، دانشکدة کشاورزی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

چکیده

در قرن حاضر، با توجّه به کمبود منابع تجدیدپذیر، مدیریت جامع منابع آب به‏منظور بهره­برداری پایدار و توسعة اقتصادی امری ضروری است. هدف از پژوهش حاضر انتخاب بهینة برنامه‏ریزی منابع آب و تأمین بیشترین نیاز‏های آبی صنعت و کشاورزی با درنظرگرفتن مسائل زیست‏محیطی در حوضة سد بیستون (خارج از بستر) واقع در استان کرمانشاه است. طرح سدّ مخزنی بیستون، شامل انتقال آب از رودخانة گاماسیاب به­کمک لولة فولادی با دبی 3500 لیتر بر ثانیه در 6 ماه از سال (آبان تا اردیبهشت) به‏منظور تأمین نیازهای آبی صنایع و کشاورزی برای شرق شهر کرمانشاه با لحاظ نیاز زیست‏محیطی رودخانة گاماسیاب است؛ در این راستا، بهینه‌سازی و شبیه‌سازی منابع و مصارف سد بیستون با نرم‌افزار‌های لینگو و ویپ در دو حالت (با درنظرگرفتن سدهای در حال ساخت بالادست و بدون درنظرگرفتن آن‏ها) انجام شد؛ همچنین در هر دو روش سه نیاز زیست‌محیطی، صنعت و کشاورزی لحاظ شد. درنهایت، نتایج نشان داد که با توجّه به اینکه در هر دو حالت، آب انتقالی به سد ثابت است، تأمین نیاز‏های صنایع و کشاورزی تقریباً یکسان است که به‏ترتیب 37 و 14 میلیون متر مکعب در سال است، درحالی­که تأمین نیاز زیست‏محیطی با درنظرگرفتن سد‏های بالادست به­طور متوسّط دو میلیون متر مکعب در سال بیشتر و به 42 میلیون متر مکعب در سال افزایش می‏یابد؛ البتّه انتظار می‏رود با درنظرگرفتن سد‏های بالادست، مقدار آبدهی رودخانة گاماسیاب کم و به­دنبال آن تأمین نیاز زیست‏محیطی کاهش یابد؛ امّا نتایج نشان داد با توجّه به اینکه انتقال آب به سد بیستون تنها در ماه‏های پرآب سال انجام می‏شود، سد‏های بالادست آب را در ماه‏های پرآب ذخیره می‏کنند و در طول ماه‏های خشک با انتقال آب به رودخانة گاماسیاب تأمین نیاز زیست‏محیطی رودخانه بیشتر خواهد شد؛ بنابراین نقش این سدها در افزایش تأمین آب زیست‏ محیطی مؤثّر است.

کلیدواژه‌ها


آشفته، پریسا سادات (1397) بررسی شاخص انعطاف­پذیری سامانة مخزن در شرایط تغییر اقلیم در تأمین بهینة آب. تحقیقات آب‌وخاک ایران، 49 (2)، 269-279.
حافظ‌پرست مودت، مریم؛ خلقی، مجید؛ فاطمی، سید احسان (1387) ارزیابی و برنامه‌ریزی منابع آب دشت تاکستان با استفاده از مدل‌های WEAP و LINGO. چهارمین کنگرة ملّی مهندسی عمران، تهران: دانشگاه تهران.
حافظ‌پرست مودت، مریم؛ فاطمی، سید احسان (1395) محاسبة شاخص‏های پایداری آب و پایداری حوضة آبریز در راستای حفظ توسعة پایدار. جغرافیا و پایداری محیط، 6 (18)، 21-33.
حیات­الغیب مقدم، سیده حدیث؛ آشفته، پریسا سادات (1398) مدیریت بهینة منابع آب سطحی با WEAP با لحاظ رویکرد بیزی ناشی از تغییر اقلیم. تحقیقات آب‌وخاک ایران، 50 (2)، 495-504.
دهقان، زهرا؛ دلبری، معصومه؛ محمدرضاپور، ام‌البنی (1394) برنامه‏ریزی تخصیص منابع آب تحت سناریوهای مدیریتی در حوضة گرگان‏رود. نشریة دانش آب­وخاک، 25 (3)، 117-132.
زمانی، یاسین؛ حمیدیانپور، محسن؛ میرشکار، حسین (1396) تأمین نیاز آبی زیست‏محیطی با مدیریت منابع آب و ارزیابی سناریوهای مختلف (مورد پژوهشی منطقة پیشین حوضة بلوچستان جنوبی). دومین کنفرانس ملّی هیدرولوژی ایران،شهرکرد: دانشگاه شهرکرد.
سعیدی­نیا، مهری؛ صمدی بروجنی، حسین؛ ملکی، عباس؛ ایزدی، عزیزالله (1390) بررسی تأثیر خشک‌سالی هیدرولوژیکی بر منابع آب زیرزمینی و توسعة کشاورزی در حوضة بهشت­آباد با استفاده از مدل ویپ. پژوهش حفاظت آب­وخاک، 18 (3)، 17-37.
فاطمی، سید احسان؛ بهراملو، علی؛ ادیب‏راد، محمدحسین (1395) بررسی راهکار‏های سازه‏ای و غیر سازه‏ای مدیریت پایدار منابع آب دشت همدان – بهار. جغرافیا و پایداری محیط، 6 (20)، 55-67.
فرهنگی، مهسا؛ بزرگ حداد، امید (1389) ارزیابی معیار‏های تخصیص در مدل‏های مدیریت سیستم‏ مخازن در شرایط کم‌آبی. پژوهش آب ایران، 4 (7)، 33-46.
قدوسی، حسام؛ وکیلی‏تنها، فهیمه؛ شاه­وردی، کاظم (1397) کاربرد الگوریتم فراکاوشی sce و مدل lingo11 در بهینه­سازی ابعاد سدهای خاکی. تحقیقات آب­وخاک ایران، 2 (49)، 233-242.
مهندسین مشاور آبدان‏فراز (1393) طرح سد مخزنی بیستون و سامانه‏های انتقال، شرکت سهامی آب منطقه‏ای استان کرمانشاه.
نوذری، حامد (1396) مدیریت بهره‌برداری از آب مخزن سد امیرکبیر به­کمک روش پویایی سیستم و مدل برنامه‌ریزی غیر خطّی. تحقیقات آب­وخاک ایران، 48 (2)، 335-347.
Refrences
Abdan Faraz Consulting Engineers (2015). Bistoon Reservoir Dam and transmission systems, Kermanshah Regional. Water Authority company. (In Persian)
Abrishamchi, A., Alizadeh, H., Tajrishi, M. (2007). Water resource management scenario analysis in the Iran, using the WEAP Model. American Journal of Hydrological Science and Technology, 23 (1), 1-11.
Alfarra, A. (2004). Modelling water resource management in Lake Naivasha. International Institute for Geo-information Science and Earth Observation, 29 (1), 115-124.
Ashofteh, P. (2018). Evaluation of the flexibility of reservoir system in terms of climate change in optimal supply of water. Iranian Journal of Soil and Water Research, 49 (2), 269-279. doi: 10.22059/ijswr.2017.226689.667624. (In Persian)
Bonzi, C., Brian, J., Katja, T. (2016). Analysing stakeholder driven scenarios with a transboundary water planning tool for IWRM in the Jordan River Basin, Integrated Water Resources Management: Concept, Research and Implementation. Springer International Publishing, 27 (3), 413-433.
Dehghan, Z., Delbari, M., Mohammadrezapour, O. (2015). Planning Water Resources Allocation under Various Managerial Scenarios in Gorganroud Basin. Water and Soil Science, 25 (3), 117-132. (In Persian)
Farhangi, M., Bozorg hadad, O. (2010). Evaluation of performance indices of reservoir system management models in drought events. Iranian water researches Journal, 4 (7), 33-46. (In Persian)
Fatemi, S., Bahramloo, A., Adeb Rad, M. (2016). Studying the Structural and Non-structural Solutions for Sustainable Water resources Management of Hamedan-Bahar Plainn. Geography and Sustainability of Environment, 6 (20), 55-67. (In Persian)
Ghoddosi, H., Vakili Tanha, F., Shahverdi, K. (2018). Application of SCE Meta Heuristic Method and LINGO11 Model for Optimization of Earth Dams Dimensions (Case Study Barzok Dam). Iranian Journal of Soil and Water Research, 49 (2), 233-242. doi: 10.22059/ijswr. 2017.216401.667541.
Hafezparast Mavaddat, M., Fatemi, S. E. (2016). Calculating Sustainability Indices of Water and Basin to Maintain Sustainability Development (Case Study: Gamasiab Basin Watershed). Geography and Sustainability of Environment, 6 (18), 21-33. (In Persian)
Hafezparast Mavaddat, M., kholghi, M. Fatemi, S. E. (2008). Assessment and planning of the vineyard plain water resources using WEAP and LINGO models. 4th National Congress of Civil Engineering. Tehran: University of Tehran. (In Persian)
Hayatolgheib Moghadam, S., Ashofteh, P. (2019). Optimal Management of Surface Water Resources by WEAP Considering Bayesian Approach under Climate Change Conditions. Iranian Journal of Soil and Water Research, 50 (2), 495-504. doi: 10.22059/ ijswr.2018.257866. 667911. (In Persian)
Jeniffer, K. M., Shadrack T., Mavengano S. Z., Tsehaie W., Robert. B. (2010). Water allocation as a planning tool to minimize water use conflicts in the upper EwasoNgiro North basin. Kenya.Water Resource Management, 24 (3), 3939-3959.
Li, X. (2015). Application of Water Evaluation and Planning (WEAP) model for water resources management strategy estimation in coastal Binhai New Area, China. Ocean & Coastal Management, 6 (10), 97-109.
Loucks, D. P., Beek, E. V., Stedinger, J. R., Dijkman. J. P. M. (2005). Water resources systems planning and management: an introduction to mentions, models and application, 2, 18-30. http://www.WEAP21.org//.
Mourad, K. A., Omran A. (2004) Assessment of future Syrian water resources supply and demand by the WEAP model. Hydrological Sciences Journal, 2 (61), 393-401.
Nozari, H. (2017). Management of operation of Amirkabir Dam water using System Dynamics and Nonlinear Planning Method. Iranian Journal of Soil and Water Research, 48 (2), 335-347. doi: 10.22059/ijswr.2017.62635. (In Persian)
Saeedinia, M., Samadi Brojani, H., Maleki, A., Eazadi, A. (2012). Evaluation of Drought Effect on the Ground Water Resource and Agricultural Development in the Behesht Abad Basin Using WEAP Model. Journal of Water and Soil Conservation, 18 (3), 17-37. (In Persian)
Shourian, M., Mousavi, S., Menhaj, M., Jabbari, E. (2008a). Neural network based simulation- optimization model for water allocation planning at basin scale. Journal of Hydroinformatics, 10 (4), 331-343.
Srdjevic, B., Medeiros, Y. D. P., Faria, A. S. (2004) An objective multi-criteria evaluation of water management scenario. Water Resources Management, 3 (18), 35-54.
Xue, L., Yue, Z., Chunli, Sh., Jian, Sh., Zhong Ling, W., Yuqia, W. (2015). Application of Water Evaluation and Planning (WEAP) Model for Water Resources Management Strategy Estimation in Coastal Binhai New Area, China. Ocean & CoastalManagement, 10 (6), 97-109.
Yilmaz, B., Harmancioglu, N. (2010). An Indicator Based Assessment for Water Resources Management in Gediz River Basin, Turkey. Water Resources Management, 24 (15), 4359-4379.
Zamani, Y., Hamidiyanpor, M., Mirshekar, H. (2017). Providing water environmental requirement by management and evaluation of different scenarios (the research case of the southern Baluchistan basin). The second National Conference of Hydrology in Iran, Shahrekord: Shahrekord University. (In Persian)