مديريت بهره برداري از مخزن با استفاده از روش هاي تصميم گيري چند معياره در سد مخزني بوستان- استان گلستان

Reservoir Operation Management Using Multicriteria Decision Making Methods in Bustan Dam-Golestan Province

كمبود منابع آب و نيز تغييرات كمي و كيفي آنها، تجديد نظر در خصوص ارايه برنامه ها و تصميم گيري هاي مربوط به تخصيص اين منابع را ضروري نموده است. در اين پژوهش نتايج مختلف تخصيص هاي متفاوت منابع آب سد بوستان استان گلستان با ارايه و تدوين گزينه ها و سناريوهاي مختلف مديريتي مورد بررسي قرار گرفته است. كنترل و تنظيم سطح آب در مخزن سد بطوريكه بتوان آب كافي براي تامين نياز آبي خصوصا در ماه هاي كم آب را ذخيره نمود و در عين حال حجم خالي لازم به منظور كنترل سيلابها را فراهم آورد و همچنين نيازهاي اكولوژيكي پايين دست را تامين كرد كه خود فرآيندهاي مديريتي را با چالش مواجهه كرده، از اهداف اين پژوهش بوده است. بدين منظور با بررسي داده هاي دبي جريان ثبت شده، مشاهده گرديد كه چهار ماه سيلابي در منطقه مورد مطالعه وجود دارد. اين چهار ماه شامل ارديبهشت، خرداد، مرداد و شهريور مي باشند. جهت كاهش معضلات تخصيص منابع آب بين كاربران با توجه به ديدگاهها و اهداف مديريتي مختلف در بين بهره برداران منابع آب، 16 سناريوي مديريتي خاص تدوين گرديد. در ادامه مقادير دبي ماهانه ايستگاه هيدرومتري تمر در سال آبي 88-87 به كمك مدل سري زماني SARIMA پيش يابي گرديد. نحوه تخصيص و بهره برداري بهينه منابع آب سطحي با توجه به مقادير پيش يابي شده به صورت ماهانه در سناريوهاي تدوين شده مورد ارزيابي قرار گرفت. سپس، پنج معيار جهت ارزيابي اثرات اجراي سناريوها تعيين گرديد. اين پنج معيار عبارتند از (1) ميزان حجم خالي مخزن در ماه هاي سيلابي، (2) ميزان آب ذخيره شده در پايان يك سال آبي، (3) خطر احتمال طغيان در پاياب سد، (4) ميزان دبي سيل خروجي از مخزن و (5) خطر شكست سد در هنگام وقوع سيل. به منظور موازنه نتايج حاصل از اجراي سناريوهاي تدوين شده، و نيز تعيين سناريو يا سناريوهاي برتر، فن تصميم گيري چند معياره بكار گرفته شد. بدين منظور، پس از محاسبه مقدار معيارها در كليه سناريوها، معيارهاي مذكور به كمك فرآيند AHP وزن دهي گرديدند. سپس، 16 سناريوي تدوين شده با استفاده از روش TOPSIS جهت تعيين برترين سناريوها اولويت بندي گرديدند. با توجه به نتايج حاصله مشاهده گرديد كه سناريوهاي تدوين شده در 9 اولويت قرار گرفتند و سناريوي هفت اولويت اول را به خود اختصاص داده است. اين سناريو شامل انجام اقدامات كنترل سيل فقط در ماههاي ارديبهشت و مرداد مي باشد و در ساير ماهها هيچ گونه اقدام كنترل سيل صورت نمي گيرد. همچنين پژوهش حاضر مي تواند در آينده در قالب يك سيستم پشتيبان تصميم گيري براي نيل به مديريت بهره برداري بهينه از مخازن، توسعه پيدا كند.

Considering the current trend of ever decreasing water resources and their associated qualitative and quantitative variations, managers are now facing the challenge of offering adaptable planning and allocation decision methods for integrated watershed management. This study focuses on the understanding of the trade-offs among the various outcomes of allocation decisions for Boostan Dam reservoir on the Gorgan-Rud River in Golestan Province of Iran. Control of water level in the reservoir such that enough water is available during dry months to satisfy different needs of the down¬stream as well as the capability of dam to mitigate floods considered as the objectives of the study. The recorded flow data suggested that there are four months with high likelihood of flooding events. Sixteen mutually exclusive scenarios were developed to accommodate different and competing water demands of water users in the area. The monthly river flow discharge for one Iranian water-year started from October 2007 were forecasted by a Seasonal Auto Regressive Integrating Moving Average (SARIMA) model. The water allocation analysis was conducted on the basis of the fore¬casted monthly flow data. To quantify the effects of implementing the scenarios, five indices were selected and quanti¬fied. The indices included water storage capacity during flood-prone months, stored water volume at the end of the water- year, the likelihood of overflowing, outflow discharge simulated by a flood routing technique and the risk of dam col¬lapse because of floods. The multi-criteria decision making technique was used to trade-off the outcomes and therefore to identify the best allocation scenario. To weight the indices, the process of expert knowledge elicitation was complet¬ed using AHP (Analytical Hierarchy Process) technique. The TOPSIS (Technique Ordered Preference by Similarity to the Ideal Solution) model was used to identify the best scenario among the 16 allocation scenarios. The results show that the scenarios can be categorised in nine different groups among them scenario 7 has been identified as the best alloca¬tion scenario followed by scenario 1. Scenario7 is characterised by emphasis on flood control objective for the flood- prone months (May and August) as well as water supply to meet the water demands of the downstream. The integrating approach implemented in this study is capable of assisting the decision makers and dam operators to understand and investigate the possible allocation scenarios, and to recognise the likely outcomes and the trade-offs among them. Thus, the approach supports the decision makers to achieve their objectives capturing different criteria associated with the allo¬cation problems.