تحقیقات آب و خاک ایران

تحقیقات آب و خاک ایران

تحلیل سناریومحور و مکانی عملکرد سامانه توزیع آب در شبکه آبیاری با رویکرد تلفیقی Entropy–PCA و شاخص عملکرد یکپارچه(IPI) ؛ مطالعه موردی: شبکه آبیاری جرقویه، مهیار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
گروه مهندسی آب، دانشکده فناوری کشاورزی ابوریحان، دانشگاه تهران، تهران، ایران
10.22059/ijswr.2026.419852.670193
چکیده
ارزیابی عملکرد سامانه‌های توزیع آب سطحی در شبکه‌های آبیاری، به‌ویژه تحت شرایط کم‌آبی و کاهش قابلیت اتکای تأمین آب، نیازمند چارچوبی است که بتواند تغییرات عملکردی را به‌صورت هم‌زمان در ابعاد مکانی، سناریومحور و چندشاخصه تحلیل کند. با وجود اهمیت این موضوع، در بسیاری از ارزیابی‌های بهره‌برداری، تلفیق شاخص‌های عملکردی و شناسایی واحدهای بحرانی عمدتاً بدون توجه کافی به ناهمگنی مکانی و تغییر شدت کم‌آبی انجام می‌شود. هدف این پژوهش، توسعه و به‌کارگیری یک چارچوب ارزیابی چندمعیاره مکانی و سناریومحور برای تلفیق شاخص‌های عملکرد بهره‌برداری در شبکه آبیاری جرقویه–مهیار است. بدین منظور، عملکرد 675 واحد آبیاری مستقل بر پایه شاخص‌های کفایت، پایداری و راندمان در هشت سناریوی بهره‌برداری، شامل شرایط نرمال و هفت سطح کم‌آبی، ارزیابی شد. پس از هم‌جهت‌سازی و نرمال‌سازی شاخص‌ها، وزن آن‌ها با روش‌های عینی آنتروپی و تحلیل مؤلفه‌های اصلی (PCA) محاسبه و شاخص عملکرد یکپارچه (IPI) برای هر واحد و هر سناریو تعیین شد. نتایج نشان داد روش آنتروپی نسبت به تشدید کم‌آبی حساسیت بیشتری دارد؛ به‌طوری‌که وزن شاخص کفایت از 44/0 در سناریوی نرمال به 95/0 در سناریوی کم‌آبی بی‌سابقه افزایش یافت، در حالی که وزن‌های PCA تغییرات محدودتری نشان دادند. میانگین IPI در روش آنتروپی از 62/83 به 64/8 کاهش یافت، اما در روش PCA از 13/61 به 52/54 رسید. پهنه‌بندی مکانی نیز نشان داد که در سناریوهای شدید، روش آنتروپی گسترش کلاس بحرانی را آشکارتر، و روش PCA آن را به‌صورت تعدیل‌شده‌تر بازنمایی می‌کند. چارچوب پیشنهادی می‌تواند برای شناسایی واحدهای بحرانی، اولویت‌بندی مداخلات مدیریتی و پشتیبانی از تصمیم‌گیری بهره‌برداری به‌کار رود.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Scenario-Based Spatial Analysis of Water Distribution System Performance in an Irrigation Network Using an Entropy–PCA Integrated Performance Index, Case study: Irrigation Network of Jarghuyeh, Mahyar

نویسندگان English

Ali Shahhosseini
Behzad Azadegan
Seied Mehdy Hashemy Shahdany
Mahmoud Mashal
Department of Water Engineering, Faculty of Agricultural Technology (Aborihan), University of Tehran, Tehran, Iran
چکیده English

Performance assessment of surface-water distribution systems in irrigation networks, particularly under water shortage and reduced water-supply reliability, requires a framework capable of jointly analyzing performance variations across spatial, scenario-based, and multi-indicator dimensions. However, in many operational assessments, the integration of performance indicators and the identification of critical irrigation units are often carried out with limited attention to spatial heterogeneity and changes in water-shortage severity. This study aims to develop and apply a spatial and scenario-based multi-criteria assessment framework for integrating operational performance indicators in the Jarghuyeh–Mahyar irrigation network. For this purpose, the performance of 675 independent irrigation units was evaluated based on adequacy, dependability, and efficiency indicators under eight operational scenarios, including normal conditions and seven water-shortage levels. After directional harmonization and normalization of the indicators, their weights were calculated using the objective Entropy and Principal Component Analysis methods, and an Integrated Performance Index was determined for each unit and scenario. The results showed that the Entropy method was more sensitive to increasing water shortage; the weight of the adequacy indicator increased from 0.44 under the normal scenario to 0.95 under the unprecedented water-shortage scenario, whereas the PCA weights showed more limited variations. The mean IPI decreased from 62.83 to 8.64 under the Entropy method, while it changed from 61.13 to 54.52 under PCA. Spatial zoning also indicated that, under severe scenarios, the Entropy method represented the expansion of the critical class more explicitly, whereas PCA reflected this expansion in a more moderated manner.

کلیدواژه‌ها English

Irrigation network
Surface-water distribution
Integrated Performance Index

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 23 شهریور 1405