بهره‌برداری بلند‌مدت تلفیقی از منابع آب سطحی و زیرزمینی در سطح حوضه آبریز با در نظر گرفتن کیفیت آب (مطالعه موردی: حوضه آبریز زاینده‌رود)

نویسندگان

چکیده

بهینه‌سازی بهره‌برداری تلفیقی از سیستم‌های آبی با در نظر گرفتن محدودیت‌های کیفی،‏ به واسطه پیچیدگی حل مسأله غیرخطی حاصله،‏ توسط پژوهشگران بیشتر در افق زمانی کوتاه‌مدت،‏ فرمول‌بندی و حل شده است. در این پژوهش،‏ یک مدل بهینه‌سازی بلند‌مدت بهره‌برداری تلفیقی در سطح حوضه آبریز،‏ با هدف حداکثرسازی قابلیت اطمینان بهره‌برداری از سیستم آبی و با در نظر گرفتن غلظت املاح محلول به‌‌عنوان شاخص کیفیت آب،‏ تدوین شده است. در مدل پیشنهادی،‏ با استفاده از تجزیه و هماهنگی بین بخش‌های مختلف مدل و با توسعه یک الگوریتم خطی‌سازی،‏ امکان مدل‌سازی و تحلیل سیستم‌های واقعی آبی بزرگ‌مقیاس (در مقیاس حوضه آبریز) در یک افق بلند‌مدت،‏ با هدف حداقل‌سازی کمبودهای مربوط به تخصیص کمیت و کیفیت آب فراهم شده است. نتایج کاربرد مدل بهینه‌سازی پیشنهادی در حوضه آبریز زاینده‌رود در یک دوره آماری ?? ساله (????-????)،‏ نشان‌دهنده امکان بهبود کیفیت آب در محل باتلاق گاوخونی تا ??% در ماه‌های کم‌آب و پرمصرف است. قواعد بهره‌برداری تجویزی مدل،‏ امکان تأمین آب با قابلیت اطمینان ??% در امتداد رودخانه زاینده‌رود را فراهم کرده‌اند. کاربرد مدل نشان‌‌دهنده بهبود معنی‌دار در تأمین آب با کیفیت مطلوب برای بخش‌های کشاورزی و محیط‌زیست است. البته ابعاد دقیق‌تر این مسأله باید در پژوهش‌های بعدی،‏ توسط مدل‌های ریزمقیاس‌تر مکانی و زمانی و با آرمان قرار‌دادن نتایج مدل بهینه‌سازی بلند‌مدت پیشنهاد‌شده در این پژوهش،‏ تعیین شوند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Long-term conjunctive use of surface and groundwater resources at basin scale considering water quality constraints (Case study: Zayandehrud watershed)

نویسندگان [English]

  • a k
  • m n
  • r k
  • a m
چکیده [English]

Optimization of conjunctive water use in hydro-systems considering quality constraints, due to the complexity of the resulting nonlinear problem solution, are addressed within a short-term horizon by researchers. In this research, an optimizing model was proposed for long-term conjunctive use of water at the basin that maximizes the hydro-system operation reliability and considers TDS as a water quality index. In the proposed model, by the use of model decomposition and aggregation among different parts of the model, and developing a linearizing algorithm, modeling and analysis of large hydro-systems (at the basin scale) within a long-term horizon is provided so that the water quantity and quality deficits are minimized. Results of model application to Zayandehrud watershed in a thirty year period (????-????) showed the improvement of water quality at the Gavkhuni wetland up to ??% in dry and high demand months. Model prescribed operational rules have supplied water demands with ??% reliability along the Zayandehrud River. Model application to Zayandehrud hydro-system shows a meaningful improvement in the water supply with suitable quality in the river for agricultural and environmental demands. However, more detail of this improvement must be determined by other models that operate in smaller spatial and temporal scale, based on the results of the presented long-term model in this study.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Conjunctive use-Nonlinear optimization-Water quantity-quality management-Zayandehrud watershed.-