بخشی از مقاله
چکیده
طبق گزارشات منتشر شده از سوي مراجع جهانی، بسیاري از کشورهاي دنیا از جمله ایران و بیشتر کشورهاي خاورمیانه به مرز تنش آبی نزدیک گشتهاند. در این رهگذر استفاده از تکنولوژیهاي جدید استحصال آب به عنوان یکی از راهکارهاي جبران کمبود آب در آینده شناخته شده است. یکی از روشهاي مذکور، استفاده از تکنولوژي بارورسازي ابرهاست که در حال حاضر در بسیاري از کشورهاي دنیا بعنوان یک روش مرسوم براي افزایش استحصال آب مورد استفاده قرار میگیرد.
این تکنولوژي شاخهاي از علم تعدیل وضع هواست که هدف اصلی آن افزایش بارش از طریق تزریق مواد بارورسازي در ابر میباشد. تعیین مناطق مستعد اجراي عملیات بارورسازي ابر قبل از شروع پروژه، گامی در جهت افزایش بازدهی و راندمان اجرا و کاهش هزینهها میباشد. هدف از تحقیق حاضر، پهنهبندي کشور ایران در ماههاي مناسب باروري ابر با استفاده از روش سلسله مراتبی میباشد.
بدین منظور بعد از انتخاب پارامترهاي موثر بر تعیین مناطق عملیاتی مانند بارش، ابرناکی و ... و وزندهی آنها براساس روش مذکور، نقشه رستري، کلاسه بندي و فازي هر پارامتر تهیه گردید و در نهایت پهنهبندي مکانهاي مناسب بارورسازي ابر در ماههاي مناسب ترسیم گردید. نتیجه کار نشان از مناسبتر بودن مناطق شمال، شمال غرب، شمال شرق و شرق کشور جهت بارورسازي ابر سرد میباشد.
-1 مقدمه
یکی از راهکارهاي مقابله با کاهش سطح آبهاي سطحی و زیرزمینی، استحصال آب از طریق بارورسازي ابرهاست. در این روش با بارورسازي مصنوعی ابر، انتظار میرود که افزایشی تا حدود15-20درصد در بارش منطقه ایجاد شود. مطالعات انجام شده در نقاط مختلف دنیا نشان از بالا بودن نسبت سود به هزینه این راهکار دارد. بطوریکه در حوزه رودخانه کلرادو آمریکا براي افزایش تولید برق آبی، نسبت سود به هزینه 13 به 1 و براي افزایش 2 تا %9 رواناب این نسبت 61 به 1 ذکر گردیده است.
این در حالیست که نسبت سود به هزینه باروري در فصل تابستان از دید کمک به اقتصاد کشاورزي در داکوتاي شمالی 40 به 1 گزارش شده است. همچنین در آنالیز انجام شده در برنامه بارورسازي تابستانه در کشور هندوراس، این نسبت 23/5 به 1 محاسبه گردید . در موارد مشابه در کشور هند نسبت سود به هزینه در منطقه پونا با افزایش%20 بارش ابرهاي گرم 60 به 1 میباشد
عملیات بارورسازي ابرها نه تنها داراي نسبت سود به هزینه بالا میباشد بلکه نسبت به سایر پروژههاي استحصال آب نیز مقرون به صرفهتر است. بعنوان مثال طبق مطالعات انجام شده در کشور آمریکا، هزینه استحصال 1000 متر مکعب آب، بواسطه احداث سد 110 دلار، تغذیه سفرههاي آب زیرزمینی 230 دلار، انتقال بین حوضهاي 400 دلار، تصفیه فاضلابها 220 دلار و شیرین کردن آبهاي شور 2000 دلار برآورد گردیده است.
این در حالیست که هزینه استحصال 1000 متر مکعب آب از طریق بارورسازي ابرها در این مطالعه، تنها 3 دلار برآور گردیده که بسیار مقرون به صرفهتر از دیگر پروژههاي استحصال آب است. در کشور ما نیز طبق گزارشات وزارت نیرو در مرداد ماه 1389، قیمت تمام شده هر متر مکعب آب 1600 ریال اعلام شده است. این در حالیست که طبق برآوردهاي انجام شده توسط مرکز ملی تحقیقات و مطالعات باروري ابرها در یزد، هزینه استحصال یک متر مکعب آب از طریق بارورسازي ابرها در ایران مرکزي حدوداً 200 ریال برآورد گردیده است که در مقایسه با مقدار 1600 ریال بسیار مقرون به صرفه میباشد. طبق شکل شماره 1 مناطقی که تاکنون در کشور تحت تاثیر عملیات باروري ابرها قرار گرفته را نشان میدهد. هدف از تحقیق حاضر تهیه نقشه پهنهبندي مکانهاي مناسب بارورسازي ابر در کشور ایران میباشد.
شکل .1 مناطق تحت تاثیر عملیات بارورسازي ابر در کشور
-2 مواد و روشها
پس از آمادهسازي و جمعآوري دادهها و لایههاي مورد نیاز در این تحقیق شامل بارش، ابرناکی، دما و رطوبت تراز500 میلی بار، توپوگرافی، مکان رودخانههاي دائم، سدها، پراکنش ایستگاههاي هواشناسی، وجود رادار هواشناسی، شهر، مناطق ممنوعه، روزهاي همراه با تگرگ و فرودگاهها،، ، نقشههاي رستري هر پارامتر تهیه گردید. سپس براساس 9 کلاس و با روش Equal Interval براي هر نقشه رستري نقشه کلاسهبندي تهیه گردید و با روش مقایسه زوجی که قسمتی از فرایند سلسله مراتبی1میباشد به هر یک از لایهها وزن داده شد و در نهایت با توجه به خروجی ارزشهاي لایهها از فرایند سلسله مراتبی و بکارگیري قوانین استنتاجی و اپراتورهاي فازي، نقشههاي پهنهبندي مناسب بارورسازي ابر در کشور براي هر6 ماه بصورت مجزا تهیه گردید.
پارامترهاي لازم جهت امکانسنجی بارورسازي ابرها: جهت بارورسازي ابرها باید پارامترهاي مختلف هواشناسی، اقلیمی و عوارض سطح زمین را در نظر گرفت. از پارامترهاي هواشناسی موثر در تصمیم گیري جهت بارورسازي ابر میتوان به دادههاي جو بالاي دما و رطوبت تراز 500 میلی بار اشاره نمود. از آنجایی که بارورسازي هوایی - توسط هواپیما - در ایران در ارتفاع 4500 تا 5800 متري از سطح دریا انجام میگیرد بنابراین در این تحقیق از دادههاي دما و رطوبت تراز 500 میلی بار استفاده شده است.
با توجه به عدم کفایت ایستگاههاي جو بالا - رادیوسوند - این دادهها از تارنماي NCEP-NCAR استخراج شد و نقشه لایه مذکور در محیط Arc GIS تهیه گردید. از دادههاي زمینی مورد استفاده در این تحقیق میتوان به دادههاي ابرناکی 7/8 - تمام ابري - ، بارش بلند مدت 30 ساله و روزهاي همراه با تگرگ در دوره 20 ساله 1991-2010 اشاره نمود. نقشههاي رستري این پارامترها با استفاده از دادههاي ایستگاههاي سینوپتیک کل کشور تهیه گردید. عوامل زمینی موثر در بارورسازي ابر عبارتند از: پراکنش ایستگاههاي هواشناسی، وجود رودخانهها، سدها، توپوگرافی، وجود پوشش رادار هواشناسی در منطقه، وجود فرودگاه و شهرها - از لحاظ ایجاد آلودگی در منطقه عملیاتی - .
تهیه لایههاي مناسب در محیط :GIS جهت تعیین مکانهاي مناسب بارورسازي، ابتدا 32 نقشه رستري از پارامترهاي بارش، پراکنش ایستگاهها، رودخانهها، سدها، دما و رطوبت جو بالا، ابرناکی، پراکنش فرودگاهها، شهرها، تگرگ، توپوگرافی، مناطق ممنوعه و رادار تهیه شد. لازم به ذکر است که لایههایی مثل پراکنش ایستگاهها، فرودگاه، پوشش راداري، رودخانهها و سدها به صورت نقشه پراکنش چگالی تهیه شد. تا بیشترین و کمترین تمرکز هر یک از پارامترهاي مذکور بر روي نقشه مشخص شود.
استفاده از روش سلسله مراتبی جهت امتیازدهی لایهها: پس از تهیه نقشههاي کلاسه بندي و فازي، به هر پارامتر با توجه به درجه اهمیت آن در بارورسازي براساس مطالعات امکانسنجی بارورسازي ابر و با توجه به استانداردهاي بینالمللی سازمان هواشناسی جهانی نسبت به سایر پارامترها امتیازدهی شد که در این مرحله ماتریس وزن پارامترها وزندهی هر لایه به صورت ماتریسی اقدام گردید
