برنامه ريزي سيماي توسعه منابع آب حوضه آبريز رودخانه حله با استفاده از مدل بهينه سازي هيدرولوژيكي - اقتصادي

كارشناسي ارشد

حوضه آبريز حله يكي از حوضه‌هاي آبريز جنوب ايران مي باشد كه داراي اقليم خشك و نيمه ‌خشك بوده و در سال‌هاي اخير به‌دليل مشكلات كمبود آب و پايين بودن كيفيت آب (شوري) با چالش‌هايي در زمينه مديريت منابع آب مواجه بوده و طرح‌هاي مهم سد سازي و توسعه‌اي در آن مطرح بوده است. در اين مطالعه، با استفاده از تركيب ماجول رطوبت خاك در نرم افزار WEAP در راستاي شبيه سازي بيلان رطوبت و تخصيص آب با ماجول بيلان نمك (محيط Python) يك مدل شبيه سازي هيدرولوژيكي ارائه و با اتصال اين مدل به الگوريتم بهينه سازي PSO ضمن توسعه يك مدل واسنجي كمي – كيفي به تخمين پارامتر هاي مدل شبيه سازي پرداخته مي شود. سپس با تلفيق اين مدل هيدرولوژيكي با يك ماجول زراعي و اقتصادي و متعاقب آن ها با الگوريتم بهينه سازي PSO ، دو مدل شبيه سازي- بهينه سازي هيدرلوژيكي- اقتصادي براي ارزيابي اقدامات غير سازه اي و شرايط بهره برداري در دوره هاي كوتاه مدت و يك مدل بلند مدت جهت بررسي و بهگزيني اقدامات سازه اي و توسعه اي با توجه به تعدد طرح هاي زير ساختي و توسعه اي در نظر گرفته شده در حوضه آبريز حله شامل طرح هاي سد سازي و توسعه شبكه هاي آبياري و زهكشي حوضه آبريز حله تهيه مي گردد. ابتدا با استفاده از مدل بهينه سازي هيدرولوژيكي – اقتصادي بلند مدت توسعه داده شده، اقدام به بهگزيني اين طرح ها مي گردد كه طي آن طرح هاي سد سازي شامل سد چروم، سد دالكي و سد نرگسي، با مقادير بهينه حجم مخزن به ترتيب برابر ۴۳/۵ ميليون متر مكعب، ۳۰۵/۵ ميليون متر مكعب و ۷۶/۸ ميليون متر مكعب و توسعه اراضي در حدود ۱۵۱۱ هكتار براي ساحل چپ نرگسي با ۴۸ درصد سيستم آبياري سطحي و ۵۲ درصد باراني، ۳۶۰۴ هكتار براي ساحل راست با ۵۰ درصد سيستم آبياري سطحي و ۵۰ درصد باراني، ۱۹۵ هكتار براي توسعه پايين دست چروم، ۱۱۶۸ هكتار اراضي دشت گور با سيستم آبياري نواري، ۱۷۹ هكتار نخيلات سياه منصور با ۴۸ درصد سيستم آبياري سطحي و ۵۲ درصد نواري، ۲۶۹۹ هكتار زارعت سياه منصور با ۲۵ درصد سيستم آبياري سطحي و ۷۵ درصد نواري و ۵۸۹ هكتار زراعت شبانكاره با سيستم آبياري سطحي براي پايين دست سد رئيسعلي به عنوان تركيب بهينه اقدامات توسعه اي در اين مدل انتخاب شدند. كه متعاقب آن منافع خالص كشاورزي حوضه آبريز در حدود ۳۶ درصد و منافع خالص كل حوضه با احتساب هزينه هاي ساخت و بهره برداري حدود ۱۸ درصد نسبت به شرايط ادامه وضع موجود افزايش مي يابد. در نهايت با توجه به نتايج و تركيب بهينه بدست آمده از طرح هاي زير ساختي و سازه اي بلند مدت، اجراي اين تركيب در ۴ مرحله شامل مرحله صفر، بدون اجراي طرح‌هاي سازه‌اي، مرحله اول، احداث سد دالكي و تكميل شبكه هاي پايين دست سد رئيسعلي، مرحله دوم، احداث سد نرگسي و شبكه هاي پايين دست آن متعاقب مرحله اول و مرحله سوم اجراي كل طرح ها شامل احداث سد چروم و شبكه هاي پايين دست آن متعاقب اقدامات مرحله دوم تقسيم بندي مي گردد. در هريك از اين مراحل اجرا با استفاده از مدل شبيه سازي بهينه سازي هيدرولوژيكي- اقتصادي در افق كوتاه مدت براي دو دوره متفاوت هيدرولوژيكي ۵ ساله (نرمال و خشكسالي شديد)، اقدام به بهينه سازي شرايط بهره برداري شامل تعيين الگوي كشت بهينه، برنامه آبياري و آبشويي بهينه و اولويت عملكرد سدها (بهره برداري بهينه) مي گردد. نتايج مدل كوتاه مدت نشان مي دهد كه سطح زير كشت غلات (گندم) و سبزيجات (گوجه فرنگي) در دوره هاي خشكسالي در هر مرحله به دليل بهره وري اقتصادي بيشتر افزايش داشته و استراتژي آبياري نيز در اين دوره نسبت به دوره نرمال به سمت كم آبياري خصوصاً براي محصولات با بهره وري اقتصادي كمتر، بيشترسوق مي يابد. همچنين با اعمال استراتژي آبشويي بهينه در تعامل با آبياري بهينه در هر دو دوره، افزايش شوري در ريشه گياهان نيز كنترل مي يابد. واژه هاي كليدي: حوضه آبريز حله، مدل هيدرولوژيكي – اقتصادي، بهگزيني طرح هاي توسعه اي، الگوي كشت، استراتژي آبياري، WEAP، آبشويي، ماژول رطوبت خاك، شبيه سازي- بهينه سازي، الگوريتم PSO

190924

دانشگاه علم و صنعت ايران

مديريت منابع آب

دكتر حسين عليزاده