سیستم زود هنگام هشدار خشکسالی براساس ریسک و عدم قطعیت در بهره‌برداری از سد زاینده رود همراه با ارائه راهکارهای کاهش کمبود آب

Abstract

برای مدیریت منابع آب در مناطق خشک که اتکای بیشتری به سدها و ذخیره‌سازی آب‌های سطحی دارند، استفاده از سیستم‌های زود هنگام هشدار خشکسالی (Drought Early Warning System) با معرف‌های هیدرولوژیکی، می‌تواند برای آمادگی بیشتر و جلوگیری از کاهش شدید ذخایر آبی تا حد زیادی مفید واقع شود. در تحقیق حاضر چنین سیستمی با تکیه بر مؤلفه‌های موثر در مدیریت سدهای مخزنی توسعه یافته است. سیستم زود هنگام هشدار خشکسالی توسعه داده شده شامل پنج زیر مدل اصلی: 1) پایش خشکسالی 2)‌ اندازه‌گیری و پایش کمبود آب در آینده همراه با تحلیل عدم قطعیت 3) محاسبه یک شاخص هشدار برای اعلام هشدارهای لازم 4) تحلیل ریسک و عدم قطعیت و 5) ارائه راهکارهای مناسب جهت کاهش کمبود آب می‌باشد که برای سد زاینده رود ارایه شده است. در طراحی این سیستم ابتدا مصارف برای یک دوره 6 ماهه با در نظر گرفتن عدم قطعیت مربوط به سطوح احتمالاتی مختلف پیش‌بینی می‌شود، همچنین براساس اطلاعات تاریخی ذخیره آب مخزن و به روش نگاشت خود سامان یافته (Self Organizing Feature Maps) پایش خشکسالی درپنج دسته (بدون خشکسالی، خشکسالی ضعیف، خشکسالی با شدت کم، خشکسالی شدید و خشکسالی خیلی شدید) انجام می‌گردد. سپس یک شاخص هشدار خشکسالی (Drought Alert Index-DAI) با توجه به شرایط جاری مخزن سد و کمبود آب در دوره آتی 6 ماهه، ارائه می‌ شود و بر اساس نتایج حاصل از آن، سطوح مختلف هشدار از وضعیت نرمال تا شرایط کم آبی شدید با در نظر گرفتن عدم قطعیت‌های مربوطه مشخص می‌گردد. نهایتاً با بکار بردن یک مدل بهینه‌سازی غیر خطی با هدف حداکثر سازی درآمد مخزن، سطوح کاهش رهاسازی نسبت به هر یک از مقادیر DAI با استفاده از سناریو‌های مختلف بدست می‌آید. نهایتاً عملکرد این سیستم و نقش آن در کاستن از شدت خشکسالی طی دوره 1380-1377 که خشکسالی شدیدی بر منطقه حاکم بود، بررسی گردید . نتایج نشان داد که سیستم هشدار سریع ارائه شده به خوبی توانست هشدارهای لازم را با دقت 75 درصد ارائه و همچنین مقدار بهینه کاهش رهاسازی از سد را با توجه به سناریوهای مختلف مدیریتی تعیین نماید. لذا این سیستم را می‌توان ابزار مناسبی برای مدیریت منابع آب در مناطقی که متکی به آب ذخیره شده در سد می‌باشند، قلمداد کرد