کاربرد رویکردهای شبیه‌سازی- بهینه‌سازی جهت ارزیابی گزینه‌های مختلف اقلیمی و مدیریتی در یک سامانه منابع آب

Abstract

تخصیص بهینه منابع آب جهت مدیریت عرضه و تقاضا و بررسی تاثیر پدیده تغییر اقلیم بر سامانه‌های آبی امری ضروریست. هدف تحقیق، شبیه-سازی و بهینه‌سازی مولفه‌های سامانه آبی اهرچای تحت شرایط تغییر اقلیم و ارزیابی سناریوهای مختلف اقلیمی و مدیریتی جهت تصمیم‌گیری است. ابتدا اثر تغییر اقلیم بر متغیرهای هواشناسی با مدل‌های گردش عمومی جو (GCMs) تحت سناریوهای A1B، A2 و B1 بررسی می‌گردد. نتایج این مدل تحت سناریوهای نامبرده برای سال‌های 2030-2011 حاکی از کاهش بارندگی و افزایش دما می‌باشد. برای برآورد جریان ورودی به مخزن طی سال‌های 2025-2015 از مدل شبیه‌ساز بارش-رواناب HACRES استفاده گردیدکه با داشتن R2 و RMSE برابر با 65/0 و 12/1 در مرحله واسنجی و 56/0 و 4/1 برای صحت‌سنجی، عملکرد قابل قبولی داشته‌اند. برای تخمین نیاز آبی محصولات در دوره تغییر اقلیم از مدل CropWat استفاده شد. برای اعمال مدیریت تقاضای کشاورزی، تخصیص بهینه منابع آب و خاک با زیر مدلهایی از نوع برنامه‌ریزی خطی و غیر خطی (LP, NLP) به نحوی انجام شد که مراحل رشد گیاهان و حساسیت آنا به تنش‌های آبی لحاظ شود. تغییرات بیلان آبی مخزن جهت تخصیص در گره‌های مصرف با مدل WEAP، بررسی شد. برای شناسایی آثار تغییر اقلیم و پاسخ سیستم به تغییرات عرضه و تقاضا، سناریوهای گوناگون اقلیمی و مدیریتی تعریف گردید، با اعمال وزن‌های حاصل از مدل AHP و مقادیر شاخص پایداری برای سناریوها، استفاده از سطوح کشت بهینه، روش آبیاری نوین و کاهش مصرف سرانه شرب به عنوان بهترین گزینه مدیریتی معرفی شد که بیشترین مقدار اعتمادپذیری کمی و زمانی را بهمراه داشت.