بخشی از مقاله
چکیده
هدف از این مطالعه ارائه یک مدل برنامهریزی منابع آب جهت بررسی میزان تخصیص منابع آب و در نتیجه بررسی کمبودها در محدوده حوضه آبریز رودخانه حاجیلرچای میباشد. بر این اساس با توجه به پیچیدگی های سیستمهای منابع آب ، از رویکرد پویایی سیستم - - System Dynamics جهت شبیهسازی استفاده شده است. پویایی سیستم رویکردی برای فهم بهتر رفتار سیستمهای پیچیده به همراه روابط بسیار گسترده بین متغیرها بوده و امکان شبیهسازی سیستمهای پیچیده را با استفاده از حلقههای علی و معلولی فراهم میآورد. به منظور استفاده از رویکرد پویایی سیستم ، نرمافزار Vensim که ابزاری قدرتمند در زمینه شبیهسازی و تحلیل سریع سیستمهای مختلف در محیط گرافیکی است، مورد استفاده قرار گرفته است. با استفاده از این نرمافزار، رفتار متغیرها در حوضه آبریز رودخانه حاجیلرچای در دو سناریوی اول و دوم مورد بررسی قرار گرفته است. از آنجا که رفتار متغیرها در سناریوی اول مطابق رفتار آنها در سناریوی دوم بود لذا نتایج مدل در سناریوی دوم معرفی گردید. رفتار مخزن در سناریوی دوم بر اساس حجم کل46/6 میلیون متر مکعب و حجم مرده 8/25 میلیون متر مکعب بررسی گردید و نتایج حاصل از شبیهسازی حاکی از این است که با تغییر در طراحی محل برداشت آب از مخزن یا آبخیزداری در بالادست برای کنترل رسوب می توان اقدامات مفیدی را در جهت افزایش حجم مفید مخزن انجام داد.
واژه های کلیدی: تخصیص منابع آب، پویایی سیستمها، شبیهسازی، نیازهای آبی.
مقدمه
تخصیص آب عبارت از میزان آبی است که در هر یک از محدوده های مطالعاتی و حوضه های آبریز و همچنین آب های ورودی به کشور از منابع عمومی آب - اعم از منابع آب شیرین و منابع آب غیرمتعارف - در نظر گرفته میشود. مدیریت منابع آب نیازمند تصمیم گیری آینده نگر با رویکردی جامع است. علم پویایی سیستم، یک ابزار مدیریتی براساس این نگرش می باشد. این علم قادر است شبیه سازی سیستم های پیچیده منابع آب را برای پشتیبانی تصمیم گیری، انجام دهد. به کمک این شبیه سازی، پیامدهای نامشخص تصمیم گیریها آشکار می شود. [ 1] دینامیک سیستم ها با نگرشی سیستمی ، تفکر دینامیک و در نظر داشتن تعامل دینامیکی بین اجزای درون سیستم درک عمیقی از مشکلات سیستم را موجب میشود. از طرفی در فرآیند تصمیمگیری به سرعت واکنش سیستم را در سیاست های خاص پیشبینی میکند و در واقع با نمایش حاصل از سیاست های گوناگون امکان هدایت تغییرات در مسیر صحیح و طراحی سیاستهای موثر را ممکن میسازد. [2] امروزه در برخورد با مسائل منابع آب، نیاز به ابزارهایی است که بتواند ساختار و اجزاء سیستم های منابع آب را منطبق با خصوصیات و روابط واقعی آن ها تعریف نماید و در کنار آن از سادگی و سرعت لازم برخوردار باشد. علاوه بر آن امکان مشارکت کاربران سطوح مختلف در توسعه مدل نیزمیبایست،به عنوان یکی از مزایای این ابزارها مد نظر باشد . روش پویایی سیستم یک روش شبیه سازی شیء گرا بر اساس روابط بازخور است که ضمن ایجاد مشارکت کاربران هر مدل در توسعه آن، سادگی و سرعت قابل توجهی را در تعریف سیستم و توسعه مدل ایجاد می نماید. امکان توسعه گروهی مدل ها و قابلیت و سادگی اصلاح مدل در واکنش به تغییرات سیستم نیز از جمله قابلیت های این روش است.
به طور کلی مراحل انجام کار جهت تخصیص بهینه آب در این حوضه آبریز به شرح زیر است:
جمع آوری داده ها و اطلاعات موجود مورد نیاز طرح از آرشیو بانک اطلاعاتی سازمان های زیرربط و ایجاد اطلاعات در مواردی که داده های کافی موجود نمی باشد.- 2 پردازش داده ها و آماده سازی آنها جهت استفاده در مراحل بعدی- 3 ایجاد بانک اطلاعاتی در محیط -4 GIS تعیین و محاسبه میزان منابع آب موجود در محدوده طرح - 5 تعیین و محاسبه نیاز آبی در بخش های مختلف مصرف -6 آماده سازی اطلاعات مرحله قبل جهت استفاده در مدل شبیه سازی - 7 VENSIM ایجاد مدل در نرم افزار - 8 VENSIM تجزیه و تحلیل نتایج خروجی از مدل
محدوده مورد مطالعه
حوضه آبریز رودخانه حاجیلرچای در شمال ایران و در استان آذربایجان شرقی قرار گرفته است. محدوده مطالعاتی این طرح در مختصات جغرافیایی 38˚-31' تا 38˚-52' عرض شمالی و'46˚-1 تا'46˚-35 طول شرقی واقع شده است.شکل - 1 - محدوده حوضه آبریز را نشان می دهد.
داده های آبدهی مشاهداتی
در حوضه آبریز رودخانه حاجیلر چای دو ایستگاه آبسنجی ارزیل و پهناور وجود دارد که که داده های آماری این دو ایستگاه تطویل شده شده است و با توجه به این که آمار موجود برای سد حاجیلر چای در بازه بین سالهای - 53- 52 - تا -79 - - 78 می باشد و دوره ایستای مد نظر جهت مدلسازی این سد در بین سالهای 48 تا 86 میباشد لذا از طریق داده های ایستگاه هیدرومتری پهناور با توجه به ضریب همبستگی 0/72 داده های آبدهی سد حاجیلر چای تطویل شده است . مقادیر آبدهی سد حاجیلرچای در شکل - 2 - به صورت نمودار ارائه شده است.
نیازهای آبی
در این مرحله پس از ایجاد بانک اطلاعاتی مقتضی در محیط GIS نسبت به برآورد دقیق نیازهای آبی منطقه اقدام می گردد. برای تخمین نیاز های هر بخش بر اساس روش های استاندارد مربوطه اقدام شد. به طور کلی نیازهای آبی در چهار بخش کشاورزی، صنعت، شرب و بهداشت، زیست محیطی طبقه بندی می شوند. در محدوده مورد مطالعه، برنامه ریزی سد مخزنی حاجیلر چای جهت تامین نیازهای آبی در چهار بخش کشاورزی و شرب و صنعت و زیست محیطی انجام شده است که در ادامه به نحوه برآورد این نیازها با جزئیات بیشتر پرداخته می شود.
نیاز کشاورزی
دشت مورد مطالعه از سه بخش تشکیل شده است.بخش اول شامل اراضی روستاهای قره قیه، کبودگنبد، حاجیلار و قشلاق حاجیلار می باشد بخش دوم شامل اراضی روستاهای لیلاب و خروانا است که جزو اراضی پایاب سد قرار خواهند گرفت و بخش سوم شامل اراضی روستاهای قشلاق رحیم کلو و قشلاق قزل داش است. بر اساس آمار تهیه شده از منطقه اراضی روستاهای واقع در محدوده طرح جمعاً معادل 2890 هکتار می باشد که بخشی از این اراضی زیر پوشش شبکه آبیاری قرار می گیرند و
بخشی در شرایط آتی در وضعیت بهبود قرار خواهند گرفت.
نیاز شرب در محدوده مطالعات
با توجه به این که در تخصیص منابع آب سد حاجیلر چای نیاز برنامه ریزی شده این سد جهت تامین نیاز مصارف شرب و بهداشت منطقه به میزان 3 میلیون متر مکعب در سال میباشد و با توجه به اینکه با توزیع یکنواخت این نیاز در سال قادر به تامین مقادیر بالا میباشد لذا در جدول شماره - 1 - مقادیر توزیع یکنواخت نیاز شرب آورده شده است.
نیاز صنعت در محدوده مطالعات
میزان تخصیص منابع آب سد حاجبلر چای جهت تامین مصارف صنعت منطقه حدود 31/6 میلیون مترمکعب در سال میباشد که به صورت یکنواخت در طول سال توزیع شده است که در جدول شماره - 1 - آورده شده است .
نیاز زیست محیطی
در ایجاد ساختار مدل علاوه بر نیازهای کشاورزی و شرب و صنعت ،نیاز زیست محیطی نیز مدنظر قرار گرفته است . نیاز زیست محیطی نیز در ماههای مختلف سال متغیر بوده اما مقادیر آن ها در طول سال های مختلف ثابت در نظر گرفته شد. نیاز آب زیست محیطی در محدوده مورد مطالعه در بازه زمانی یک ساله که به روش مونتانا محاسبه شده است در جدول شماره - 1 - ارائه شده است.
