اثر مدیریت مصرف آب در پایین‌دست بر روی بهره‌برداری بهینه از مخازن سدها (مطالعه موردی: سد جره)

فصلنامه علمی مهندسی منابع آب

مقاله 7، دوره 14، شماره 50، آبان 1400، صفحه 89-102   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.30495/wej.2021.15376.1918

نویسندگان

مجید موسوی¹؛ حسام سیدکابلی^{* 2}

¹دانشجوی کارشناسی ارشد رشته مهندسی و مدیریت منابع آب، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی جندی شاپور دزفول، دزفول، ایران

²دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی جندی شاپور دزفول، دزفول، ایران

تاریخ دریافت: 16 مرداد 1396،  تاریخ بازنگری: 03 مهر 1399،  تاریخ پذیرش: 04 آبان 1400 

چکیده

مقدمه: مدیریت مصرف آب و بهره­برداری بهینه از مخازن، از چالش­های مهم توسعه پایدار در مناطق خشک و نیمه­خشک جهان می­باشند. همواره افزایش بهره­وری آب مصرفی به عنوان یک راهکار سازگاری با شرایط خشکسالی و افزایش تقاضا به دلیل رشد روزافزون جمعیت شناخته می­شود. با این حال بررسی تاثیر افزایش بهره­وری مصرف آب بر روی بهره­برداری از مخازن به عنوان یک ابزار مدیریتی کم­تر مورد توجه قرار گرفته است.
روش­: از این­رو در این تحقیق تأثیر افزایش بهره­وری آب کشاورزی در بهره­برداری بهینه از سد جره به عنوان یک منطقه مطالعاتی مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور ابتدا یک تابع هدف براساس ضریب بهره­وری برای بهینه­کردن میزان رهاسازی و ذخیره­سازی آب در سد جره توسعه داده شد. سپس با در نظر­گرفتن چهار سناریوی مختلف بهره­وری آب شرایط بهره­برداری از مخزن در دو وضعیت فعلی و بهینه بررسی گردید.
یافته­ها: نتایج نشان می­دهد که افزایش ضریب بهره­وری تا 5/0 منجر به افزایش 10 درصدی قابلیت­اطمینان و کاهش 28 درصدی آسیب­پذیری خواهد شد. همچنین با ثابت فرض­کردن عملکرد مخزن نسبت به دوره پایه، با افزایش 17 درصدی راندمان مصرف پایین­دست، رشد 7/46 درصدی در درآمد ناخالص منطقه دور از انتظار نیست.

کلیدواژه‌ها

بهره برداری از سد؛ ضریب بهره وری؛ بهینه سازی؛ سد جره؛ مدیریت مصرف آب

عنوان مقاله [English]

Impact of the Water Consumption Management in the Downstream on the Optimal Operation of Reservoirs (case study: Jareh Dam)

نویسندگان [English]

Majied Mosavi¹؛ hesam seyed kaboli²

¹M.Sc. Student of Water Resources Engineering and Management, Department of Civil Engineering, Jundi-Shapur University of Technology, Dezful, Iran

²Associate Prof. of Water Resources Engineering, Department of Civil Engineering, Jundi-Shapur University of Technology, Dezful, Iran

چکیده [English]

Water consumption management and optimal operation of reservoirs are important challenges for sustainable development in arid and semi-arid regions of the world. Increasing water consumption productivity is recognized as an adaptive strategy for coping with drought conditions and increasing water demand due to population growth. Nonetheless, the impact of the increase in water consumption productivity on the operation of reservoirs is neglected in assessment as a management tool. Therefore, in this research, the impact of the increased efficiency in agriculture water on Jareh-Dam operation as a case study has been assessed. For this purpose, an objective function has been developed based on the coefficient of water efficiency to optimize the water release and water storage in the Jareh-Dam. The operation reservoir is then compromised in both optimal and current conditions with considering the four scenarios of water efficiency. Results show that increasing in the coefficient of water efficiency up to 0.5 will result in an increase of 10 percent in the reliability and a 28 percent decrease in the vulnerability. Also, assuming the reservoir performance is constant compared to the base period, with a 17 percent increase in downstream consumption efficiency, a growth of 46.7 percent in the region's gross income is not far from expectation.

کلیدواژه‌ها [English]

Dam operation, Water efficiency, Optimization, Jareh Dam, Water consumption management

مراجع

1.       Abash zade asl, M., Fakheri Frd, A., Hoseyn Zadeh Dalir, A., Mirniya, M K., Farsadi Zadeh, D. 2008. Optimization of reservoirs for agricultural demands (case study: Alavian dam). Agricultural Research, (8)1: 183–193. [In Persian].

2.       Afshar, A., Shafie, M., & Bozorg Hadad, O. 2007. Investigating new structures from genetic algorithm in optimization  Exploitation of tanks. Technology of Education Journal (TEJ), 1(2): 83–88.

3.       Afshar, M. H., & Hajiabadi, R. 2019. Multi-objective optimisation using cellular automata: application to multi-purpose reservoir operation. Civil Engineering and Environmental Systems, 36(2–4).

4.       Akbarifard, S., Ghaderi, K., Bakhtiyari, B. 2015. Optimal allocation of water resources using Water Cycle Algorithm (WCA) (Case study: Gorganrood basin), 11(36): 33-46. [In Persian].

5.       Ashofteh, P.-S., Haddad, O. B., & Loáiciga, H. A. 2015. Evaluation of Climatic-Change Impacts on Multiobjective Reservoir Operation with Multiobjective Genetic Programming. Journal of Water Resources Planning and Management, 141(11), 04015030.

6.       Chen, H. tao, Wang, W. chuan, Chen, X. nan, & Qiu, L. 2020. Multi-objective reservoir operation using particle swarm optimization with adaptive random inertia weights. Water Science and Engineering, 13(2),136–144.

7.       Ehteram, M., Karami, H., Mousavi, S. F., El-Shafie, A., & Amini, Z. 2017. Optimizing dam and reservoirs operation based model utilizing shark algorithm approach. Knowledge-Based Systems, 122, 26–38.

8.       Georgiou, P. E., & Papamichail, D. M. 2008. Optimization model of an irrigation reservoir for water allocation and crop planning under various weather conditions. Irrigation Science, 26(6), 487–504.

9.       Karamouz, M., Ahmadi, A., Fallahi, M. 2008. System Engineering, Publications Amir Kabir University. [In Persian].

10.   Kiafar, H., Sadraddini, A., Nazemi, A., & Sanikhani, H. 2011. Optimal water allocation for sufi-chay irrigation and drainage network in east Azarbaijan province of Iran using genetic algorithm. Iranian of Irrigation & Water Engeneering, 2(5): 52-61.  [In Persian].

11.   Kumar, D. N., Raju, K. S., & Ashok, B. 2006. Optimal Reservoir Operation for Irrigation of Multiple Crops Using Genetic Algorithms. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 132(2), 123–129.

12.   Mehta, R., & Jain, S. K., 2008. Optimal Operation of a Multi-Purpose Reservoir Using Neuro-Fuzzy Technique. Water Resources Management 2008 23:3, 23(3), 509–529.

13.   Roozbahani, R., Schreider, S., & Abbasi, B. 2015. Optimal water allocation through a multi-objective compromise between environmental, social, and economic preferences. Environmental Modelling & Software, 64, 18–30.

14.   Sadati, S. K., Speelman, S., Sabouhi, M., Gitizadeh, M., & Ghahraman, B. 2014. Optimal Irrigation Water Allocation Using a Genetic Algorithm under Various Weather Conditions. Water, 6(10), 3068–3084.

15.   Xuan, W., Quan, C., & Shuyi, L. 2012. An optimal water allocation model based on water resources security assessment and its application in Zhangjiakou Region, northern China. Resources, Conservation and Recycling, 69, 57–65.

16. Zeynali, M., Mohammad Reza Pour, O., & Frooghi, F. 2015. Evaluation of Particle Swarm, Genetic and Continuous Ant Colony Algorithms In Optimal Operation of Doroodzan Dam Reservoir. Water and Soil Science, 25(3), 27–38. [In Persian].