مدل بهينه‌سازي بهره‌برداري از مخزن سد كارده با استفاده از برنامه‌ريزي تصادفي بازه‌اي چند مرحله‌اي

An Optimization Model for Kardeh Reservoir Operation Using Interval-Parameter, Multi-stage, Stochastic Programming

در مطالعه حاضر مديريت آب سد كارده با استفاده از روش برنامه‌ريزي تصادفي بازه‌اي چند مرحله‌اي در شرايط عدم قطعيت مورد بررسي قرار گرفت. برنامه‌ريزي بازه‌اي چند مرحله‌اي از تركيب دو برنامه‌ريزي پويا و بازه‌اي در چارچوب بهينه‌سازي تصادفي تشكيل مي‌شود. پويايي مدل، به‌كارگيري خط مشي از پيش تعريف شده در طي فرايند بهينه‌سازي و استفاده از پارامترهاي بازه‌اي و احتمالات در شرايط عدم قطعيت از مزيتهاي اين تكنيك است. اين روش، سناريوهاي تصميم‌گيري تحت مقادير مختلف كمبود آب را ارايه مي‌دهد. داده‌هاي مطالعه از سازمان آب منطقه‌اي و شركت آب و فاضلاب استان خراسان رضوي و براي سالهاي 67 تا 86 جمع‌آوري شد. نتايج نشان داد در بدترين شرايط، طي سه سال آينده (تا سال 90) به‌ترتيب 9/1، 55/2 و 1/3 ميليون مترمكعب كمبود آب در بخش شهري و 22/0، 32/0 و 75/0 در بخش كشاورزي رخ خواهد داد. كاهش 5/0، 7/0 و 1 مترمكعب در الگوي مصرف ماهانه بخش شهري و افزايش 6، 11 و 20 درصد در راندمان آبياري بخش كشاورزي تحت پوشش سد كارده، راهكارهاي مناسبي براي رويارويي با بحران كم آبي در سه سال آينده است.

The present study investigates water allocation of Kardeh Reservoir to domestic and agricultural users using an Interval Parameter, Multi-stage, Stochastic Programming (IMSLP) under uncertainty. The advantages of the method include its dynamics nature, use of a pre-defined policy in its optimization process, and the use of interval parameter and probability under uncertainty conditions. Additionally, it offers different decision-making alternatives for different scenarios of water shortage. The required data were collected from Khorasan Razavi Regional Water Organization and from the Water and Wastewater Co. for the period 1988-2007. Results showed that, under the worst conditions, the water deficits expected to occur for each of the next 3 years will be 1.9, 2.55, and 3.11 million cubic meters for the domestic use and 0.22, 0.32, 0.75 million cubic meters for irrigation. Approximate reductions of 0.5, 0.7, and 1 million cubic meters in the monthly consumption of the urban community and enhanced irrigation efficiencies of about 6, 11, and 20% in the agricultural sector are recommended as approaches for combating the water shortage over the next 3 years.