بررسي شاخص انعطاف‌پذيري سامانه مخزن در شرايط تغيير اقليم در تأمين بهينه‌ آب

Evaluation of the flexibility of reservoir system in terms of climate change in optimal supply of water

شاخص انعطاف­پذيري بيان­گر چگونگي وضعيت تأمين آب است، به‌گونه‌اي كه با افزايش اين شاخص وضعيت سامانه تأمين آب بهتر خواهد بود و دوره­هاي بحراني با كم­ترين خطر سپري خواهند شد. هدف از اين تحقيق، ارزيابي شاخص انعطاف‌پذيري سامانه مخزن قرنقو (آذربايجان شرقي) در شرايط تغيير اقليم (2069-2040) براي سه وضعيت 100، 85 و 70 درصد تأمين تقاضاي آب، به‌منظور شناسايي و مديريت دوره‌هاي بحراني مي‌باشد. پيش‌پردازش‌هاي اقليمي تحقيق حاضر توسط HadcM3 (سناريوي انتشار A2) انجام مي‌گيرد كه به‌عنوان ورودي به مدل‌هاي شبيه‌سازي آبدهي به مخزن (IHACRES) و مدل تقاضاي آب (Cropwat) هستند. نتايج نشان مي‌دهد كه متوسط حجم آورد سالانه دراز‌مدت رودخانه در دوره آتي 30 ساله، 25 درصد نسبت به دوره پايه (2000-1971) كاهش مي‌يابد. در حالي كه به‌طور متوسط حجم تقاضاي سالانه آب پاييندست سد 20 درصد نسبت به دوره پايه، افزايش مييابد. در ادامه، به‌منظور بهره‌برداري بهينه از مخزن با هدف تأمين آب، تابع هدفي به‌صورت كمينه كردن مجموع مجذور كمبودهاي ماهانه تعيين مي‌شود. بدين منظور، براي حل مسئله به‌وسيله روش NLP از نرم‌افزار LINGO 11.0 استفاده شد. نتايج نشان مي‌دهند كه در شرايط تغيير اقليم براي وضعيت اول (با تأمين 100 درصد نياز) نسبت به پايه، شاخص انعطاف‌پذيري كاهش (20 درصد) خواهد يافت. اين كاهش براي وضعيت‌هاي دوم و سوم، به‌ترتيب 16 و 2 درصد هستند.

Flexibility indicates the status of water supply, so that by increasing this index, the status of the water supply system will be better and periods of crisis will be going across with the least risk. The purpose of this research is the evaluation of flexibility of Gharanghu reservoir system (East Azerbaijan) in terms of climate change (2040-2069) for the three status’s (100, 85 and 70 % of water demand supply) in order to identify and manage periods of crisis. Climatic pre-processing for the present study is performed by HadCM3 (A2 emission scenarios) that those are as an input to the simulation models of inflow to the reservoir (IHACRES model) as well as water demand model (Cropwat model). The results show that the long-term average annual inflow volume in future (30-year) will decrease about 25 % compared to the baseline period (1971-2000). However, the average annual water demand volume for crops increases by 20 % compared to the baseline. Next, in order to optimize the operation of reservoir for water supply, objective function as minimization of total squared monthly deficiencies is determined. For this purpose, LINGO 11.0 software (NLP method) was used for solving the problem. Results show that in climate change condition for first situation (with supplying 100 % of demand) relative to baseline period, reliability index will be decreased (by 20 %). The declines for the second and third situations are 16 and 2 %, respectively.