تخصیص آب با استفاده از نرم‌افزارهای WEAP و Vensim (مطالعه موردی: حوضه نازلوچای)

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد سازه‌های هیدرولیکی، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان

2 استاد گروه مهندسی آب و سازه‌های هیدرولیکی، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان

3 استادیار گروه مهندسی آب و سازه‌های هیدرولیکی، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان

چکیده

امروزه، با توجه به افزایش مصارف و تقاضاهای آب، باید تخصیص بهینه آب را جدی گرفت. در این تحقیق از مدل­های WEAPو Vensimجهت برنامه­ریزی و مدیریت آب حوضه رودخانه نازلوچای واقع در استان آذربایجان غربی استفاده شده است. با استفاده از این دو نرم­افزار، دو مدل تهیه شده که یکی مربوط به تأمین آب منطقه با استفاده از آب به­هنگام رودخانه (بدون سد نازلو) و دیگری مدل سد نازلو می­باشد. نیازهای آب منطقه تا سال 2016 ارزیابی شده، تحلیل­هایی روی آورد رودخانه در 40 سال گذشته انجام شده و آورد رودخانه از سال 2013 تا سال 2016 با روش ARIMAبرآورد شده است. براساس نتایج، متوسط اختلاف مدل­های WEAP و Vensim در حالت بدون سد و با سد به ترتیب 74/3 درصد و 91/8 درصد می­باشد. بیشترین کمبود آب مربوط به تامین نیاز کشاورزی در ماه سپتامبر است که با ساخت سد، متوسط تأمین در این ماه از 8/15 درصد به 94 درصد حجم تقاضا افزایش می­یابد. برای صحت­سنجی نتایج نرم‏افزارها در مورد کمبود آب، از شاخص SPI استفاده شده که در 5/72 درصد موارد همخوانی وجود دارد. به طور کلی، بدون احداث سد، مصارف شرب و صنعت و محیط‏زیست منطقه در حد زیاد و قابل قبولی تأمین می‏شود، ولی در مصارف آب در کشاورزی کمبودهایی وجود خواهد داشت. از نقطه نظر تأمین آب، سدی با حجم مخزن 100 میلیون مترمکعب به جای سدی با حجم مخزن 154 میلیون مترمکعب کفایت خواهد کرد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Water Allocation Using WEAP and Vensim Softwares (Case study: Nazloo-chai basin)

نویسندگان [English]

  • L Ahmadi 1
  • SF Mousavi 2
  • H Karami 3
1 M.Sc. Graduate in Hydr. Structures, Faculty of Civil Engr., Semnan University, Semnan, Iran
2 Prof., Dept. of Water Engr. and Hydr. Structures, Faculty of Civil Engr., Semnan University, Semnan, Iran
3 Assit. Prof., Dept. of Water Engr. and Hydr. Structures, Faculty of Civil Engr., Semnan University, Semnan, Iran
چکیده [English]

Nowadays, due to increased water consumption and demands, optimum water allocation should be taken as a serious need. In this research, WEAP and Vensim softwares are used to plan and manage the water resources and demands in Nazloo River basin, located in West-Azarbaijan province. By use of these softwares, two models were prepared: One for supplying water demands of the region using river flows (without Nazloo dam) and the other one with the same condition but by considering the Nazloo dam operation effect. Water demands of the region were assessed up to 2016, river flow of the past 40 years was analyzed, and river discharge of 2013-2016 was estimated by ARIMA method. Results showed that average differences between the results of WEAP and Vensim softwares were 3.74% and 8.91% for the with-dam and no-dam options, respectively. The highest water deficiency was in water supply to agricultural demand in September, which with construction of the dam, the average supply in this month increases from 15.8% to 94% of the demand amount. To verify the obtained results of the unmet water demand in various years, the SPI index was used, which in 72.5% of the cases it was consistent with the results of the softwares. In general, without constructing the dam, water needs of industry and environment will be mainly supplied, but there would be some deficiencies in water supply for agriculture. For water supply, instead of constructing a dam with a storage capacity of 154 MCM, a dam with a capacity of 100 MCM will be enough.

کلیدواژه‌ها [English]

  • ARIMA
  • SPI
  • Vensim
  • Water allocation
  • WEAP
اعلمی م­ت، فرزین س، احمدی م­ح و آقابالایی ب، 1393. مدل‏سازی پویای سیستم سد و آب‏های زیرزمینی به منظور مدیریت               بهینه آب (مطالعه موردی: سد گلک). نشریه مهندسی عمران و محیط زیست، دوره 1، شماره 74، صفحه­های 1تا12.
آقاکرمی م و مریدی ع، 1392.ارزیابی کمی سناریوهای تخصیص آب با استفاده از WEAP (مطالعه موردی: دشت تهران- کرج). پنجمین کنفرانس مدیریت منابع آب ایران، انجمن علوم و مهندسی منابع آب ایران، دانشگاه شهید بهشتی، تهران.
حمیدی­زاده م­ر، 1379. پویایی سیستم. انتشارات دانشگاه شهید بهشتی، تهران.
رستگاری­پور ف و پیرملک ف، 1393. اولویت‌بندی تخصیص منابع آب به نیازها در محدوده سد طرق با استفاده از مدل WEAP. مجله اقتصاد منابع طبیعی(توقف انتشار)، دوره 3، شماره 5، 0-.
لطفی ح و کرمی ح، 1392. ارزیابی مدل­های تصادفی سری زمانی در مدل­سازی و پیش­بینی دبی متوسط سالانه رودخانه (مطالعه موردی: رودخانه جاجرود). هفتمین کنگره ملی مهندسی عمران، 17 و 18 اردیبهشت ماه، دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان.
میثاقی ع، داوری ک، قهرمان ب و هاشمی­نیا س­م، 1393. مدل‌سازی منابع آب در حوضه آبریز با استفاده از روش پویایی سیستم (مطالعه موردی: حوضه آبریز نیشابور). مجله علوم و مهندسی آب، دوره 37، شماره 3، پاییز، صفحه­های 83 تا 94.
 
Chu H, Chang L, Lin Y, Wang Y and Chen Y, 2009. Application of system dynamic on shallow multipurpose artificial lakes: A case study of detention pond at Tainan, Taiwan. Environmental Modeling & Assessment 15(3): 211-221.
Fatemi SE, Vafaie F and Bressers H, 2013. Assessment of environmental flow requirement effects at an estuary. Journal of Water Management 166: 411-421.
Li X, Zhao Y, Shi C, Sha J, Wang Z and Wang Y, 2015. Application of water evaluation and planning (WEAP) model for water resources management strategy estimation in coastal Binhai New Area, China. Journal of Ocean and Coastal Management 106: 97-109.
McKee TB, Doesken NJ and Kleist J, 1993. The relationship of drought frequency and duration of time scales, Pp. 179-186. Eighth Conference on Applied Climatology, 17-23 January, American Meteorological Society, Anaheim CA.
Omar M and Moussa A, 2016. Water management in Egypt for facing the future challenges. Journal of Advanced Research, doi: 10.1016/j.jare.2016.02.005
Qi C, and Chang NB, 2011. System dynamic modeling for municipal water demand estimation in an urban region under uncertain economic impacts. Journal of Environmental Management 92: 1628-1641.
Sieber J, Swartz C and Huber-Lee A, 2005. User Guide for WEAP21. Stockholm Environment Institute, Tellus Institute, Boston.
Wu H, Hayes MJ, Weiss A and Hu Q, 2001. An evaluation of the standardized precipitation index, the China-z index and the statistical z-score. International Journal of Climatology, 21: 45–758.