28123

پايش بهره برداري مخزن مبتني بر سنجش از دور

كارشناسي ارشد

عمران - گرايش مديريت منابع آب

1398

1401/09/16

دكتر حسين عليزاده - دكتر برات مجردي

عمران

سدها نقش كليدي در مديريت منابع آب دارند. ازاين‌رو در دست داشتن اطلاعات دقيق از ميزان آب موجود در اين منابع همواره حائز اهميت بوده است. اندازه گيري مقدار آبي كه از طريق اين منابع در دسترس قرار مي گيرد به صورت متداول از طريق ايستگاه¬هاي آب‌سنجي صورت مي گيرد. اما استفاده از اين ايستگاه ها به‌منظور پايش آب محدوديت¬هايي نيز به همراه دارد. از جمله محدوديت هاي آن ها مي توان به عدم امكان نصب تجهيزات اين ايستگاه ها در همه ي مناطق ممكن نيست و هزينه ي نگهداري آن ها اشاره كرد. علاوه بر نقاط ضعف ذكر شده عليرغم وجود ايستگاه در برخي نقاط، داده هاي آب سنجي به دليل ملاحظات سياسي و اجتماعي به صورت عمومي منتشر نمي شود. اين در حالي است كه عدم وجود داده هاي ايستگاهي در برخي نقاط علي الخصوص حوضه هاي آبريز فرامرزي مي تواند مشكلاتي را بين كشورهاي سهيم در حوضه به وجود آورد. در اين پژوهش سعي شده است روشي مستقل از داده هاي ايستگاهي براي پايش مخزن ارائه شود. اين روش كه با هدف رفع محدوديت هاي حاصل از عدم دسترسي به داده ها به خصوص در حوضه هاي آبريز فرامرزي ارائه شده، بر روي مخزن سد كرخه در كشور ايران و سد كجكي در كشور افغانستان پياده سازي شده است. در اين مطالعه به منظور بررسي بيلان آبي سد كرخه 21 تصوير در بازه ي زماني 21 مهر 1399 تا 31 شهريور 1400 و براي بررسي سد كجكي 110 تصوير در بازه¬ي زماني 16 دسامبر 2018 تا 24 مي 2022 مورد استفاده قرار گرفته اند. به منظور پايش مخازن اين دو سد، ابتدا سري زماني آبدهي ورودي و خروجي مخزن با استفاده از عرض رودخانه ي استخراج¬شده از تصاوير ماهواره اي و بر اساس دو روش مبتني بر معادله ي مانينگ و GeoBam تخمين زده شدند. بعد از آن تغييرات حجم مخزن با استفاده از تصاوير ماهواره ي سنتينل و داده هاي ارتفاع سنجي جيسون 3 برآورد شد. در پايان اعتبارسنجي نتايج محاسباتي با استفاده از داده هاي ايستگاهي نشان داد كه روش ارائه شده دقت قابل‌قبولي در تخمين مولفه¬هاي دخيل در بيلان آب مخزن نشان مي دهد. ميزان ضريب كارايي نش به‌ازاي تخمين آبدهي ورودي و خروجي و تغييرات ذخيره ي سد در بهترين حالت به ترتيب برابر با 75/0 و 32/0 و 95/0 است. همچنين اين ضريب به‌ازاي تخمين بيلان آب روزانه برابر 70/0 است.

1402/01/26

Reservoir Operation Monitoring based on Remote Sensing

12/7/2023 12:00:00 AM

Dams play a key role in water resources management. Therefore, it has always been important to have accurate information about the amount of water in these sources. Measuring the amount of water that is available through these sources is usually done through hydrometric stations. But, the use of these stations for water monitoring has some limitations including impossibility of installing the equipment of these stations in all areas and the cost of their maintenance. In addition to the mentioned weaknesses, despite the presence of stations in some places, hydrometer data are not published publicly due to political and social considerations. This is while the lack of station data in some places, especially transboundary watersheds, can cause problems between the participating countries in the basin. In this research, it has been tried to provide an independent method of required data for reservoir monitoring. This method, which is presented with the aim of removing the limitations resulting from the lack of access to data, especially in transboundary watersheds, has been implemented on the reservoir of Karkheh Dam in Iran and Kajaki Dam in Afghanistan. In this study, 21 images were used to investigate the water balance of Karkheh Dam between 12 october 2020 and 22 september 2021, and 110 images were used between 16 December 2018 and 24 May 2022 to investigate Kajaki Dam. In order to monitor the reservoirs of these two dams, first, the time series of the input and output of the reservoir were estimated using the river width extracted from satellite images and based on two methods, first, Manning's equation, and second, GeoBam. After that, the storage volume changes were estimated using Sentinel satellite images and Jason 3 altimetry data. At the end, the validation procedure using station data showed that the accuracy of the presented method. The amount of Nash efficiency coefficient for the estimation of the input and ouput discharges and the changes of the dam storage in the best case is respectively equal to 0/75, 0/32 and 0/95. Also, this coefficient is equal to 0.70 for the estimation of daily water balance.

سنجش از دور , پايش مخزن , تخمين تغييرات حجم ذخيره سد , تخمين آبدهي رودخانه

remote sensing , reservoir monitoring , dam storage change estimation , river discharge estimation

faezeh pirzadi

dr. hossein alizadeh - di. barat mojaradi