بخشی از مقاله
چکیده
امروزه به دلیل افزایش ملاحظات زیست محیطی و سعی در کاهش مصرف سوختهای فسیلی، ضرورت توسعه نیروگاههای برقابی نمایان شده است. همچنین افزایش سودآوری بواسطه چند منظوره کردن مخازن، تصمیمگیران و مدیران را به توسعه یک روش سیستماتیک برای مکانیابی نیروگاههای برقابی مخزنی تشویق میکند. هدف این مطالعه پیشنهاد کردن یک روش آنالیز مکانی برای پیدا کردن مکانهایی با پتانسیل مناسب برای احداث اینگونه نیروگا هها با استفاده از TOPSIS و سیستم اطلاعات جغرافیایی است. این روش تاکید به برقرار کردن معیارها و متدولوژی برای کاهش هزینهها و افزایش بهره وری در پیدا کردن مکان های جایگزین دارد و در نهایت مناسبترین گزینهها از بین مکانهای جایگزین انتخاب شده و رتبه-بندی میشوند. برای اجرای عملی مدل، ابتدا باید محلهایی را برای محور سد در مسیر رودخانهها انتخاب کرد.
براساس شرایط توپوگرافی و میزان رواناب رودخانه در محل سد میتوان تعدادی از این محورها را به صورت گزینههای انتخابی احداث نیروگاه برقابی در نظر گرفت. این گزینهها براساس معیارهای آببند بودن مخزن، وجود پی مناسب، شرایط هیدرولوژی مناسب، ورود کم رسوبات، عدم ورود آب با کیفیت نامناسب، ارزش پایین اراضی واقع در مخزن، ارتفاع مناسب آب پشت مخزن رتبهبندی میگردند. در این تحقیق، به عنوان مطالعه موردی، حوزه کلاس واقع در شمال غرب ایران در نظر گرفته میشود. با انجام این تحقیق در منطقه مورد مطالعه اولویتبندی مخازن در نظر گرفته شده تغییر کرده و اهداف جدیدی برای برخی از آن ها تعریف گردید. در نهایت سدهایی که برای احداث نیروگاه برقابی مناسب هستند به ترتیب اولویت معرفی شدند.
کلمات کلیدی: -1 نیروگاه برقابی TOPSIS -2 فازی -3 سیستم اطلاعات جغرافیایی -4 - GIS - تصمیمگیری چند معیاره -6 مکانیابی
1مقدمه
انرژی الکتریکی بعنوان یک عامل اساسی در رونق اقتصادی، رفاه اجتماعی و توسعه صنعتی و کشاورزی نقش بسیار مهمی را در زندگی امروزی ایفا می نماید. درکشور ایران به دلیل رشد جمعیت، بالا رفتن سرانه مصرف انرژی الکتریکی، توسعه بخشهای صنعتی و کشاورزی و .... میزان تقاضای مصرف این نوع انرژی پیوسته در حال افزایش بوده است. به منظور تأمین انرژی الکتریکی مورد نیاز مصرف کنندگان بصورت مطمئن، بار شبکه در سالهای آتی پیش بینی و برنامهریزیهایی جهت توسعه شبکه صورت میگیرد. نیروگاهها به عنوان منابع تولید انرژی الکتریکی از مهمترین بخشهای شبکههای انتقال و توزیع محسوب میگردند و توسعه این شبکهها مستلزم احداث نیروگاههای جدید و توسعه نیروگاههای موجود میباشد .[1]
امروزه با توجه به هزینههای روز افزون سوخت های فسیلی جهت تأمین انرژی مورد نیاز جوامع بشری، پروژههای برقابی دارای توجیه اقتصادی بسیار بالایی میباشند. از این نظر احداث نیروگاههای آبی به عنوان یک منبع ارزان قیمت مورد توجه اغلب کشورهای جهان قرار گرفته است. کشور ایران با توجه به شرایط آب و هوای حاکم برآن، وجود رشته کوههای البرز و زاگرس و رودخانههای بزرگ و کوچک، دارای شرایط مناسبی برای احداث و بهره برداری نیروگاههای بر قآبی میباشد.چنانچه دولتها خواهان توسعه مطلوب و پایدار بدون لطمه زدن به توانایی نسلهای آینده باشند لازم است از دو سیاست مشخص پیروی کنند: -1 اعمال مدیریت مصرف انرژی -2 به کارگیری سایر منابع انرژی که همگام با توان اکولوژیکی محیط، تکنولوژیهای موجود، منابع مالی توسعه و نیروی انسانی باشد .[2]
اخیرا در ایران با شتاب گرفتن اجرای طرحها و پروژههای صنعتی، ضرورت توسعه شبکه برق کشور بیش از هر زمان دیگری نمود پیدا کرده است، از سوی دیگر، وزارت نیرو هدف بزرگی را برای افزایش تعاملات با شبکه برق کشورهای منطقه و اتصال از طریق شبکه برق جمهوری اسلامی ایران به کشورهای اروپایی را نشانه گرفته است. بر همین اساس با برنامهریزیهای صورت گرفته از سوی وزارت نیرو، قرار بر این است که علاوه بر توسعه 5 هزار مگاواتی نیروگاههای حرارتی، 4 هزار مگاوات نیروگاه برقآبی نیز به ظرفیت شبکه برق کشور اضافه شود.وجود ویژگیهای زیر ضرورت توجه به انرژی برقابی را بیشتر کرده است:
از یک تکنولوژی قابل اطمینان و بالغ برخوردار میباشد و اثرات مثبت و منفی آن شناخته شده است. این نیروگاهها دارای عمر طولانی هستند که به 100 سال یا بیشتر هم میرسد. در مقایسه با سایر نیروگاههایی که از منابع تجدیدپذیر و تجدید ناپذیر تغذیه میشوند، بازدهی بیشتری دارد. هزینه نگهداری و بهره برداری آن پایین است و کنترل عملیات آن به سهولت صورت میگیرد. تولید برق بوسیله نیروکاه برقآبی تمیزترین روش برای تولید برق است. گازهای گلخانهای از این نیروگاهها تولید نمیشود - البته ممکن است در مخزن سدها گاز تولید شود - . به سهولت می تواند جوابگوی نوسانات تقاضای برق باشد.
نیروگاههای برقابی در عرض چند ثانیه میتوانند به توان اسمی خود برسند، به همین دلیل پیک انرژی مورد نیاز را به خوبی پوشش می دهند و میتوانند به عنوان نیروگاه پشتیبان در مواقع از کار افتادن هر نوع نیروگاه دیگر بکار روند.پروژههای برقآبی ممکن است صدمات زیست محیطی مختلفی را باعث شوند. بخاطر نیاز به احداث جادههای دسترسی، خطوط انتقال و ساختن سازه سد، ممکن است زیستگاههای طبیعی مورد تخریب قرار گیرند. در مواردی که مخزن ذخیره احداث می شود، ممکن است کیفیت آب تحت تأثیر قرار گیرد. ممکن است انباشت لای و لجن پیش بیاید و مشخصه یا ویژگیهای جریان رودخانه تغییر کند.
تغییر کیفیت آب ممکن است به علت شسته شدن آلودگیها در زمینهایی که جدیدا زیر آب رفتهاند، بخاطر افزایش جذب اکسیژن از سوی باکتریها و یا به دلیل تأثیر لایههای زمین صورت بگیرد. انحراف آب از مسیر طبیعی خود و عبور آن از درون یک توربین غیر قابل اجتناب بوده و ممکن است صدماتی به صورت مرگ و میر ماهیها و یا ایجاد مانع در برابر مهاجرت گونههای مختلف ماهیها بوجود آورد. بنابراین لازم است تا با توجه به آثار و تبعات احداث نیروگاه بر محیط پیرامون آن و همچنین لزوم ایجاد شرایطی مناسب برای بهرهبرداری از نیروگاه های برقابی دارای مخزن، در انتخاب مکان احداث مخزن مطالعات زیادی صورت پذیرد و با توجه به پارامترهای مختلف و موثر در تعیین مکان مناسب، اقدام به تصمیم گیری شود.
از جمله مشکلات دیگر مکانیابی نامناسب مخازن نیروگاه ها، می توان به عدم تامین حجم و ارتفاع مورد نیاز آب در مخزن سد، فرار آب و عدم توانایی برای ذخیره سازی آب، به زیر آب رفتن اراضی مهم، ورود آلودگی و رسوبات در تاسیسات تولید برق و ... اشاره نمود.با توجه به اهمیت معیارهایی که بستگی به شرایط هیدرولوژی، جغرافیایی و زیست محیطی دارند، آنالیز مکانی صحیح و دقیق برای توسعه نیروگاههای برقابی دارای مخزن بسیار حائز اهمیت است. آنالیز مکانی برای این نوع از نیروگاهها را میتوان به عنوان فرایندی تعریف کرد که به بررسی مکانهای مناسب موجود میپردازد و گزینههایی که موانع کمتری بر سر راه پروژه دارند و سودآورتر هستند انتخاب شده و رتبهبندی می شوند.
با توجه به اینکه آنالیز مکانی در مراحل اولیه انجام میشود استفاده از اطلاعات جغرافیایی و هیدرولوژی به منظور کاهش زمان و هزینه منطقی است.به منظور مکانیابی محل احداث مخزن ذخیره آب نیاز به یک سری اطلاعات پایه میباشد. اطلاعات هیدروژئولوژیکی شامل بودجه آبی، توپوگرافی وخاکشناسی، کاربری اراضی شامل اراضی زراعی و باغات از جمله این اطلاعات هستند.[8] با استفاده از این اطلاعات و با توجه به نوع نیروگاه برقابی پارامترهای مختلفی را میتوان در انتخاب پتانسیلهای موجود در نظر گرفت. در این تحقیق صرفا مکانیابی نیروگاههای برقابی دارای مخزن مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
در داخل کشور ایران، وزارت نیرو مطالعات بسیاری را در زمینه شناخت پتانسیلهای متوسط برقابی انجام داده است که همگی با روشهای سنتی و بدون در نظر گرفتن تأثیر معیارها بر یکدیگر میباشد. دهقان و ایزد دوستدار تلاش کردهاند تا نقش و اهمیت معیارهای زیست محیطی و اجتماعی در انتخاب محل سدهای برقابی نشان دهند .[3] نعمتی و بزرگزاده مطالعهای بر روی نه حوضه گرگان، خزر، تالش، ارس، ارومیه، کرخه، دز، مند و کارون برای پتانسیل یابی نیروگاههای برقابی جریانی انجام دادهاند .[4] مطالعه دیگری با استفاده از GIS1 برای مکانیابی سد صورت گرفته است. در این مطالعه از تاپسیس فازی به عنوان روش تصمیم گیری چند معیاره بهره گرفته شده است .[5]
در زمینه مکانیابی نیروگاههای برقابی کوچک مطالعات زیادی صورت گرفته است. گیسمالا و برون تلاش کردهاند تا کارایی GIS را برای توسعه نیروگاههای برقابی کوچک - SHP - برای کشورهای مختلف گسترش دهند [11]، کایجوکا تقاضای نیروی برق در مناطق روستایی را بوسیله استفاده از GIS پیشبینی کرده است و رتبهبندی هر یک را برای سرمایهگذاری و ساخت تحلیل کرده است [12]، راما چاندرا بر پایه استفاده از تکنولوژی GIS از یک سیستم
