بررسی سیمای حوضه آبریز کارون بزرگ در شرایط بهره‌برداری از طرح‌های توسعه‌ی در دست مطالعه یا اجرا مبتنی بر رویکرد پویایی سامانه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری؛ گروه مهندسی آبیاری و آبادانی؛ دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی؛ پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران؛ کرج؛ ایران.

2 استاد؛ گروه مهندسی آبیاری و آبادانی؛ دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی؛ پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران؛ کرج؛ ایران.

3 مشاور مدیر عامل در مسائل منابع آب، شرکت مهندسی مشاور مهاب قدس.

چکیده

در این مطالعه تأثیر بهره­برداری از طرح­های انتقال بین حوضه­ای آب و طرح­های توسعه کشاورزی در دست مطالعه یا اجرا در رفتار سامانه حوضه آبریز کارون بزرگ بررسی شده است. برای این منظور سامانه حوضه آبریز کارون بزرگ مشتمل بر شش سد در حال بهره­برداری، پنج طرح انتقال بین حوضه­ای آب موجود، 12 مصرف‌کننده شرب و صنعت، هفت مصرف‌کننده پرورش ماهی و 34 مصرف‌کننده کشاورزی با استفاده از یک مدل مبتنی بر رویکرد پویایی سامانه (SDM) شبیه­سازی گردید. همچنین در این مدل وسیع و پیچیده علاوه بر کمیت آب، کیفیت آن نیز مدل­سازی شده است. در ادامه رفتار سامانه در شرایط بهره­برداری از 7 طرح انتقال بین حوضه­ای آب در دست مطالعه یا اجرا و نه طرح توسعه کشاورزی در دست مطالعه یا اجرا مورد بررسی قرار گرفت. در هر دو حالت توانایی سامانه حوضه آبریز کارون بزرگ در تولید انرژی برق­آبی و نیز تأمین نیازهای مصرف­کنندگان پایین­دست بر اساس شاخص­های کارایی اطمینان­پذیری، بازگشت­پذیری و آسیب­پذیری ارزیابی شد. نتایج نشان­دهنده آن است که در صورت بهره­برداری از تمامی طرح­های انتقال بین حوضه­ای آب در دست مطالعه یا اجرا، انرژی مطمئن تولیدشده در سامانه به­میزان 28% نسبت به شرایط موجود کاهش خواهد یافت. این میزان به­دلیل نقش حوضه آبریز کارون بزرگ در تولید انرژی برق­آبی کل کشور به­ویژه در طول ساعت­های اوج مصرف از اهمیت بسیار برخوردار است. همچنین نتایج بیان کننده آن است که در دو حالت شرایط موجود و بهره­برداری کامل از طرح­های انتقال بین حوضه­ای آب و طرح­های توسعه کشاورزی در دست مطالعه یا اجرا، اطمینان­پذیری، بازگشت­پذیری و آسیب­پذیری سامانه در محل رودخانه کارون جنوب به­ترتیب مقادیر 9/70، 67/60 و 33/36 (شرایط موجود) و 3/51، 4/49 و 66/72 را به خود اختصاص خواهد داد. ترسیم نمودارهای پهنه­بندی کمیت و کیفیت جریان­های برداشتی در محل هر یک از مصرف­کنندگان، مؤکد این نکته است که اگرچه در محدوده رودخانه­های کارون شمال و دز تأثیر­پذیری مصرف­کنندگان از بهره­برداری از طرح­های انتقال بین حوضه­ای آب و طرح­های توسعه کشاورزی در دست مطالعه یا اجرا به­مراتب کم­تر از حوضه رودخانه کارون جنوب است اما در صورت ادامه روند بهره­برداری از سامانه در شکل کنونی آن و بدون توجه به مفهوم مدیریت یکپارچه منابع و مصارف علاوه بر کاهش قابل‌توجه تولید انرژی برق­آبی، سامانه حوضه آبریز کارون بزرگ هم ازنظر کمی و هم ازنظر کیفی توانایی تأمین نیازهای مصرف­کنندگان واقع در حوضه رودخانه کارون جنوب و به­ویژه بخش­های انتهایی آن را نخواهد داشت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigation of the Big Karun Basin Features Considering Operation of the Study Construction Development Projects Based on Dynamic System Approach

نویسندگان [English]

  • mehri abdi dehkordi 1
  • omid Bzorg-Haddad 2
  • Abdolrahim Salavitabar 3
1 Ph.D. Candidate, Faculty of Agricultural Engineering and Technology, Dept. of Irrigation and Reclamation, College of Agriculture and Natural Resources, Univ. of Tehran, Karaj, Tehran, Iran.
2 Distinguished Professor, Faculty of Agricultural Engineering and Technology, Dept. of Irrigation and Reclamation, College of Agriculture and Natural Resources, Univ. of Tehran, Karaj, Tehran, Iran.
3 Managing Director Consultant on Water Resources of Mahab Ghodss Consulting Engineering Company.
چکیده [English]

In this study, the impact of operation of the study/construction inter-basin water transfer and agricultural development projects in Big Karun Basin has been investigated. In this regard, the Big Karun Basin including six under operating dams, five under operating inter-basin water transfer projects, 12 drinking and industrial consumers, seven fish farmers, 34 agricultural consumers has been simulated using a dynamic system approach. In addition to quantitative investigation, water quality has been also modeled. Then the behavior of the system was investigated under operation condition of seven under study/construction inter-basin water transfer and nine agricultural development projects. In both conditions, the capability of Big Karun Basin in terms of power generation and water supply for downstream demand was assessed in a different sector based on reliability, resiliency, and vulnerability performance indices. The results indicate 28% reduction in firm hydropower energy generated by the Big Karun Basin system in the condition of operating under study/construction inter-basin water transfer project compared to the present condition. This is very important due to the key role of the Big Karun Basin in hydropower generation throughout the country, especially during the peak consumption hours. Also, the results indicate that the amount of reliability, resiliency, and vulnerability in south Karun will be 70.9, 60.67, and 36.33 for present condition and 51.3, 49.4, and 72.66 for operating under study/construction inter-basin water transfer and agricultural development projects. Quantitative and qualitative zoning figures at each consumer site show although the impact of operating under study/construction inter-basin water transfer and agricultural development projects in northern Karun and Dez rivers is less than the one in southern Karun River basin, however, ignoring integrated water management and continuing system operation process based on the present condition results not only reduction in hydropower generation, but also the inability of Big Karun Basin in terms of quantitative and qualitative supplying of consumers demands in southern Karun Basin and especially in the end parts.

کلیدواژه‌ها [English]

  • System dynamic approach
  • Inter-basin water transfer
  • Performance indices
  • Agricultural development
  • Big Karun basin

مراجع

Ahmad, S. and Simonovic, S. (2000). Modeling reservoir operations for flood management using system dynamics. Journal of Computing in Civil Engineering, 14(3): 190–198.
Asheghmoala, M. (2015). Simulation water quality in river with QUAL2KW model. Talab press, First edition, Tehran, Iran (in Farsi).
Bozorg-Haddad, O. (2014). Optimization of water resources systems. Tehran university press, First edition, Tehran, Iran (in Farsi).
Chen, Y. N., Pang, Z. H., Chen, Y. P., Li, W. H., Xu, C. C., Hao, X. M., Huang,X., Huang, T. M. and Ye.,Z. X. (2008). Response of riparian vegetation to water-table changes in the lower reaches of Tarim River, Xinjiang Uygur, China. Hydrogeology Journal, 16(7):1371–1379.
Chhipi-Shrestha, G. K, Hewage, K. N. and Sadiq, R. (2017). Water-Energy-Carbon modeling for urban water system dynamics approach. Journal of Water Resources Planning and Management, 143(6): 04017016.
Davies, B. R., Thoms, M. and Meador, M. (1992). An assessment of the ecological impacts of inter-basin water transfers, and their threats to river basin integrity and conservation. Aquatic Conservation Marine and Freshwater Ecosystems, 2(4): 325–349.
Gijsbers, P. J. A. and Loucks, D. P. (1999). Libya’s choices: desalination or the Great Man-made River Project.Physics and Chemistry of the Earth, Part B: Hydrology, Oceans and Atmosphere, 24(4): 385–389.
Gupta, J. and Van Der Zaag, P. (2008). Interbasin water transfers and integrated water resources management: where engineering, science and politics interlock. Physics and Chemistry of the Eart, Parts A/B/C 33(1-2): 28–40.
Gohari, A., Mirchi, A. and Madani, K. (2017). System dynamics evaluation of climate change adaptation strategies for water resources management in Central Iran. Water Resources Management, 31(5): 1413–1434.
Hamilton, H. R. (1969). Systems simulation for regional analysis: an application to river-basin planning. MIT Press, Cambridge, MA.
Jahandideh-Tehrani, M., Bozorg-Haddad, O. and Marino, M. A. (2014). Power generation simulation of a hydropower reservoir system using system dynamics: case study of Karoon reservoir system. Journal of Energy Engineering, DOI: 10.1061/(ASCE)EY.1943-7897.0000179.
Larsona, K. J., Başagaoglu, H. and Mariño, M. A. (2001). Prediction of optimal safe ground water yield and land subsidence in the Los Banos-Kettleman City area, California, using a calibrated numerical simulation model. Jornal of Hydrology, 242(1–2): 79–102.
Ma, F. B. and Wang, X. (2011). Impacts of water transfer project on eco environment: a review. Water Conservancy Science and Technology and Economy, 17(10): 20–24.
Nassery, H. R., Adinehvand, R., Salavitabar, A. and Barati, R. (2017). Water management using system dynamics modeling in semi-arid regions. Civil Engineering Journal, 3(9): 766-778.
Orth, D. J. and Maughan, O. E. (1981). Evaluation of the Montana Method for recommending instream flows in Oklahoma streams. Proceedings of the Oklahoma Academy of Science, 61: 62–66.
Rivera Monroy, V. H., Branoff, B., Meselhe, E. A., McCorquodale, A., Dortch, M., Steyer,G. D., Visser, J. and Wang, H. (2013). Landscape-level estimation of nitrogen loss in coastal Louisiana wetlands: potential sinks under different restoration scenarios. Journal of Coastal Research, 67: 75–87.
Simonovic, S. P., Fahmy, H. and El-Shorbagy, A. (1997). The use of object-oriented modeling for water resources planning in Egypt. Water Resources Management, 11(4): 243–261.
Sharifi, A., Kalin, L. and Tajrishy, M. (2013). System dynamics approach for hydropower generation assessment in developing watersheds: case study of Karkheh River basin, Iran. Journal of Hydrologic Engineering, 18(8): 1007–1017.
Sible, E., Cooper, A., Malkia, K., Bruder, K., Watkins, S. C., Fofanov,Y. and Putonti, C. (2015). Survey of viral populations within Lake Michigan nearshore waters at four Chicago area beaches. Data in Brief, 5: 9–12.
Tavakoli, M. A. (2018). Demand-Based Hydro-Economic model for transitioning groundwater sustainability: System Dynamics approach. M.Sc. dissertation, Iran University of Science and Technology, Iran.
Wang, X. L. (2004). The famous water transfer projects in foreign basins and regions. Water Resource Electric Power, 30(1): 1–25 (In Chinese).
Yan, D. H., Wang,H., Li, H. H., Wang,G., Qin, T. L., Wand, D. Y. and Wang, L. H. (2012). Quantitative analysis on the environmental impact of large-scale water transfer project on water resource area in a changing environment. Hydrology and Earth System Sciences, 16: 2685-2702.
Zolghadr-Asli, B., Bozorg-Haddad O. and Chu.X. (2018). Effects of the uncertainties of climate change on the performance of hydropower systems. Journal of Water and Climate Change, DOI: 10.2166/wcc.2018.120.
تحقیقات آب و خاک ایران
دوره 51، شماره 2
اردیبهشت 1399
صفحه 489-501

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار