30340

مدل‌سازي بهره‌برداري از مخازن به‌منظور كاهش تبخير و حفظ منابع آبي تحت شرايط عدم قطعيت: مطالعه موردي چاه نيمه‌هاي سيستان

كارشناسي ارشد

مهندسي صنايع- سيستم‌هاي كلان

1399

1402/7/29

ميرسامان پيشوايي

مهدي ضرغامي

مهندسي صنايع

در سال‌هاي اخير، افزايش جمعيت، محدوديت منابع آب، توزيع ناهمگن آن و استفاده بي‌رويه از منابع آب موجب تأكيد بيشتري بر مديريت و بهره‌برداري بهينه از منابع آب گرديده است. مخازن آب سطحي به‌عنوان يكي از سازه‌هاي مورداستفاده در اين زمينه، حائز اهميت ويژه‌اي هستند. يكي از مسائل مهم مرتبط با بهره‌برداري از اين مخازن، مسئله تبخير است. اين مسئله به‌ويژه در كشورهايي با ميانگين تبخير - تعرق بالا مانند ايران، اهميت زيادي دارد. روش‌هاي مختلفي براي كاهش تبخير از مخازن احصاء شده است. يكي از اين روش‌ها، بهينه‌سازي بهره‌برداري از مخازن است كه باهدف كاهش تبخير طراحي مي‌شوند. در اين مطالعه، با درنظرگرفتن ميزان تبخير قابل‌توجه در مخازن چاه نيمه سيستان و بلوچستان، از مدل‌سازي بهره‌برداري بهينه به‌منظور كاهش تبخير استفاده‌شده است متغير اصلي بهينه‌سازي، انتقال آب در بين چاه نيمه‌ها جهت كمينه كردن سطح آب و به‌تبع آن كاهش تبخير در چاه نيمه‌ها است. همچنين باتوجه‌به عدم قطعيت شناختي مقدار آب سطحي ورودي به مخازن چاه نيمه به علت مناقشات آبي ايران و افغانستان، پس از حل مدل در شرايط قطعي، حل مدل غيرقطعي مبتني بر برنامه‌ريزي فازي شرطي انجام شد. اين مدل برنامه‌ريزي امكان حل مدل فازي را در رخداد‌هايي با احتمال‌هاي متفاوت فراهم مي‌كند. نتايج اين مدل براي رخدادهاي مختلف در انتهاي اين پژوهش نشان داده‌شده است. رخدادهاي حدي مانند آوردهاي سيلابي رودخانه هيرمند و يا قطع آب ورودي به علت مناقشات آبي در حل غيرقطعي مدل لحاظ شد. با حل مدل در شرايط قطعي كاهش تبخير تقريبي 42 درصدي و افزايش ذخيره 31 درصدي در پايان يك دوره يك‌ساله مشاهده شد. همچنين بررسي نتايج حاصل از اين رخدادها كه به‌ازاي درجات احتمالي مختلف حل شد، نشان داد حداكثر توان انتقال آب بين مخازن به‌منظور كاهش تبخير، به‌ازاي احتمال رخداد وقايع حدي است كه در بيشترين مقدار به‌ازاي آلفاي (ميزان سطح اطمينان در مدل‌هاي فازي) 1، 305 ميليون مترمكعب است. امكان‌سنجي و برآورد هزينه ساخت سامانه‌هاي بهره‌برداري مبتني بر اين نتايج مي‌تواند در مطالعات آتي مورد بررسي قرار گيرد.

1402/10/20

The modeling of reserviors operation in order to reduce evaporation and preserve water resources under conditions of uncertainty: a case study of the Chahnimeh in Sistan

1/1/1900 12:00:00 AM

In recent years, the increase in population, the limitation of water resources and its uneven distribution, as well as the indiscriminate use of these limited resources, have made the need for optimal management and exploitation of existing water resources more visible. Surface water reservoirs are among the structures that are used in the field of water resources to store and use surface water resources. One of the significant issues in the exploitation of reservoirs is the issue of evaporation. The importance of this issue is important in countries like Iran, whose average potential evaporation-transpiration is about three times the world average. Various methods have been used to reduce evaporation from reservoirs. One of these methods is management methods to reduce evaporation. Optimizing the operation of the reservoirs can be designed with the aim of reducing evaporation, therefore, due to the significant evaporation in the Chah Nimeh reservoirs of Sistan and Baluchistan, by using modeling, the amount of evaporation was minimized with the proposed operation model. By solving the model in deterministic conditions, an approximate 42% decrease in evaporation and a 31% increase in storage were observed at the end of a one-year period. Due to the cognitive uncertainty of the amount of surface water entering the reservoirs of Chah Nimeh due to the water disputes between Iran and Afghanistan, after solving the model in deterministic conditions, solving the non-deterministic model based on conditional fuzzy programming was done. This programming model provides the possibility of solving the fuzzy model in events with different probabilities. The results of this model for different events are shown at the end of this research. Extreme events such as Hirmand river flooding or water cut off due to water disputes were included in the non-deterministic solution of the model. Examining the results of these events that were solved for different degrees of probability, these results determine the maximum water transfer capacity between reservoirs in order to reduce evaporation for the probability of occurrence of limit events, which is 305 million cubic meters at the highest value per alpha 1. The feasibility and cost estimation of the construction of exploitation systems based on these results can be investigated in future studies.

بهينه‌سازي بهره‌برداري مخازن , مديريت مخازن , چاه نيمه , كاهش تبخير , عدم قطعيت

Optimizing reservoir operation , Reservoir management , Chahnimeh , Evaporation reduction , uncertainty

Alireza Mesgari

Dr. Mir Saman Pishvaee