بخشی از مقاله
چکیده
توسعه سامانههاي تصمیمیار از جمله رویکردهایی است که در دهه اخیر با توجه به توسعه بسیار زیاد سیستمهاي کامپیوتري به عنوان ابزار و دستیار در تصمیمگیريهاي پیچیده براي مدیران منابع آب مورد توجه قرارگرفتهاند. از جمله انواع مختلف این سامانهها، سیستم تصمیمیار مکانی - SDSS - است. در مطالعه حاضر نیز یک سامانه تصمیمیار براي دشت دهگلان واقع در سرشاخههاي سفیدرود در زیر حوضه قزل اوزان توسعه داده شده است.
این سامانه تصمیمیار مکانی که براي دستهبندي حقابههاي کشاورزي و خرید آنها طراحی شده است، با در نظر گرفتن معیارهاي انتخاب مختلف و تلفیق و ادغام آنها اقدام به این مهم میکند. با استفاده از نقشههاي اندکس حاصل از دو روش تصمیمگیري بر مبناي فشردهسازي اطلاعات - تجزیه به مقادیر تکین، - SVD و یک روش تصمیمگیري چند معیاره ، منطقه بندي ناحیه مورد مطالعه با استفاده از یک روش دستهبندي نوین اطلاعات - دهکها - ، انجام گردید. با مقایسه همه سناریوها بهترین سناریو که متعلق به خرید حقابه مربوط به دهک اول بود پیشنهاد گردید.
-1 مقدمه
مدیریت منابع آب زیرزمینی از جمله دشوارترین و مهمترین اقدامات مدیریتی و حاکمیتی در نواحی خشک و نیمهخشک جهت استقرار سیستمهاي توسعهیافته و مدیریت پایدار منطقهایی است. وابستگی دیرینه انسان به آبهاي نهانی و کمیت، کیفیت و سهولت استحصال و در دسترس بودن همیشگی این دسته از منابع، آن را در معرض تنش و اقسام مختلفی از تهدیدهاي کمی و کیفی قرار داده است. از جمله رویکردهاي مناسب در رفع مسائل با متغیرهاي بالا و پیچیدگیهاي مکانی و زمانی زیاد، استفاده از سامانههاي تصمیمیار مکانی است.
این سامانهها به منظور ارائه توصیههاي مناسب از طریق یک سیستم خبره با شرایط سیستم موردمطالعه براي یک سري از کاربران طراحی میشوند. در زمینه مدیریت آبهاي زیرزمینی سامانههاي تصمیمیار مکانی مختلفی جهت مدیریت کمی و کیفی این سیستمهاي منابع آب توسعهیافته است. در زیر به تعدادي از این مطالعات اشاره میگردد: مانکا و همکاران - 2006 - 1 یک سامانه تصمیمیار براي مدیریت منابع آب زیرزمینی توسعه دادند. این سامانه که موسوم به data-crossing است با دریافت دادههاي توزیعی مختلف، ذخیره، کنترل و ویرایش این دادهها اقدام به ایجاد پایگاههاي دادهاي وسیعی مینماید.
در زمینه مدلهاي هیبریدي مدیریت منابع آبهاي زیرزمینی نیز سامانههاي تصمیمیاري توسعهیافتهاند که از میان آنها میتوان به سامانه تصمیمیار منابع آبهاي زیرزمینی که توسط لپاژ2و همکاران - 2012 - توسعهیافته است اشاره نمود. در زمینه کنترل سیلاب و تغذیه مصنوعی سیلابهاي فصلی، سامانه تصمیمیاري توسط قیومیان و همکاران - 2004 - 3 تهیه شد. نتایج حاصل از این سامانه به وسیله بازدیدهاي منطقهاي تناسب خوب نتایج آن را با مشاهدات انجامگرفته در یک دشت به نام میمه واقع در ایران را نشان داد. بهطوري که نتایج آن تا 70 درصد مصدق مناسب بودن نواحی تعیینشده است.
مک فی و همکاران - 2004 - 4 براي حل مشکلات منابع آبهاي زیرزمینی در نواحی بالادست رودخانه سن پدرو5واقع در ایالت آریزوناي آمریکا اقدام به توسعه یک سامانه تصمیمیار نمودند. در رابطه با مدیریت کیفی منابع آبهاي زیرزمینی، سامانه تصمیمیاري توسط ودوریس و همکاران - 2012 - 6 توسعه داده شد. در این تحقیق یک سامانه تصمیمیار مکانی جهت مدیریت کاربري اراضی و فعالیتهاي کشاورزي توسعه داده شد به طوري که نتایج حاصل از سامانه با در نظر گرفتن آسیبپذیري آبخوان تحلیل و ارائه میشد.
کوینتانا و همکاران - 2002 - 7 نیز یک سیستم تصمیمیار براي مدیریت مسائل آبی و حاکمیتی آن توسعه دادهاند. در رابطه با حقابهها و مدیریت کمی آبخوانها نیز یکی سامانه تصمیمیار مکانی توسط کارمونا و همکاران - 2011 - 8 ایجاد شد. سامانه با تلفیق مدلهاي اقتصادي-کشاورزي و شبکههاي بیزي، بازخورد احتمالی ناشی از سیاستهاي اعمالی بر روي هر یک از ذینفعان زیستمحیطی و کشاورزي را ارزیابی مینماید. یوریکیوو همکاران - 2004 - 9 نیز یک سامانه تصمیمیار مکانی براي کنترل کیفی آبهاي زیرزمینی با استفاده از آسیبپذیري ذاتی آبخوان توسعه دادند. در تحقیق حاضر یک سامانه تصمیمیار مکانی توسعه داده شده است، که در آن با ارائه راهکارهاي مدیریتی شامل، کنترل کمی آبخوانهاي دچار ورشکستگی از طریق خرید حقابه ها، سناریوهاي مدیریتی مختلفی را براي پایداري آن ارائه میکند.
-2 مواد و روشها
براي حل مسئله کنترل حقابه ها یک فرایند مرحله ایی پیشنهاد می گردد که بر اساس آن گام هاي اساسی زیر می بایست برداشته شود.
.1 پیشپردازش دادهها و ورود اطلاعات
.2 تعمیم مکانی متغیرهاي مورد استفاده براي کل منطقه مورد مطالعه با استفاده ازمدلهاي زمینآماري
.3 تلفیق نقشههاي شماتیکی حاصل از گام شماره 2
.4 مدلسازي رقوم آبخوان با استفاده از اطلاعات آماري و به وسیله یک روش مدلسازي داده مبنا
.5 محاسبه شاخص به دست آمده از نقشه اندکس تلفیقی حاصل از گام 3 براي هر یک از حقابههاي موجود در منطقه مورد مطالعه بر اساس روش تصمیمگیري
.6 انتخاب چاههایی با شاخص مطلوبتر بر اساس محدودیتها
.7 شبیهسازي رقوم آبخوان با استفاده از مدل توسعه داده شده حاصل از گام شماره 4
.8 بررسی سیاست اعمال شده، وضعیت رقوم آبخوان ناشی از آن و در صورت عدم مطلوبیت بازگشت به گام 5 بر اساس متدولوژي ارائه شده است. در بخش اول اطلاعات ورودي بر اساس روش هاي رایج براي آمادي سازي براي مدلسازي مکانی مورد پیش پردازش قرار می گیرند. از جمله پیش پردازش هاي لازم، می توان به نرمال سازي، کنترل داده هاي پرت و بازسازي اطلاعات مفقود می باشد. در گام بعدي با استفاده از مدل هاي زمین آماري مولفه هاي موثر در مدلسازي آبخوان با استفاده از مدل هاي زمین آماري منطقه ایی شده و تبدیل به تصویر می شوند.
در گام سوم تصاویر با استفاده از یک روش نظارت شده و یک روش نظارت نشده بر اساس به ترتیب تصمیم گیري چند معیاره و فشرده سازي اطلاعات بر طبق تجزیه به مقادیر تکین - SVD - ترکیب می شوند. در مرحله بعدي شاخص حاصل از تلفیق روش ها براي هر یک از حقابه ها حساب شده و پس از آن چاه ها با معیار مطلب تر انتخاب می شوند. سپس با استفاده از مدل آموزش داده شده براي شبیه سازي آبخوان مجددا رقوم آبخوان براي یکسري از سناریوهاي مد نظر شبیه سازي می شود. بر این اساس استفاده از یک سامانه تصمیمیار پیاده شده در محیط زبان برنامهنویسی R توسعه داده می شود که شمایی از آن در بخش نتایج ارایه می گردد.
منطقه مورد مطالعه
دشت دهگلان واقع در مابین عرضهاي 47 10 و 47 43 شرقی و 35 4 و 35 31 شمالی واقع شده است. این دشت داراي مساحتی در حدود 1146 کیلومترمربع مابین شهرستانهاي دهگلان-قروه واقع شده است. نواحی جنوبی و غربی این دشت محدود به زنجیرهایی از رشتهکوههاي زاگرس و دسته کوههاي پریشان و صلوات آباد بوده و غالباً اراضی آن داراي ارتفاع بیش از 1800 متر از سطح دریا است. این دشت واقع در سرشاخههاي سفیدرود بزرگ در زیر حوضه رودخانه قزل اوزان است.
