توسعه یک سامانه تصمیم‌یار چند معیاره برای تخصیص منابع آب یک حوضه آبریز مطالعه موردی )سامانه انتقال آب مازندران-گلستان(

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دوره دکتری، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

2 استاد، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

3 دانشیار، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

چکیده

مدیریت منابع آب در حوضه‌های آبریز دارای ابعادی گسترده و پیچیده ای بوده که خصوصا برای تصمیم‌گیری جهت انتقال آب بین حوضه‌ها همواره با مسائل چالشی مانند اثرات زیست‌محیطی، اجتماعی و اقتصادی مواجه است. در این پژوهش سامانه تصمیم­یار چندمعیاره جهت تخصیص منابع آب شرب، صنعت و کشاورزی برای انتقال آب از مازندران به گلستان توسعه یافته است. برنامه­ریزی منابع آب و تعیین آب مازاد قابل انتقال توسط مدل WEAP، تعیین ضرایب معیارهای مختلف اقتصادی، اجتماعی، فنی، منابع آب و زیست محیطی به کمک نرم افزار Expert Choice انجام و ارتباط بین موارد اشاره شده به کمک نرم افزار Excel صورت پذیرفت. سه گزینه انتقال آب شامل گزینه 1) انتقال آب از بالادست اراضی زراعی با انتقال آب مازاد کانال چالوس، گزینه 2) انتقال آب از بالادست اراضی زراعی بدون انتقال آب مازاد کانال چالوس، گزینه 3) انتقال آب از پایین دست اراضی زراعی در کنار دریا تعریف و با کمک ارزیابی چندمعیاره مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که تخصیص 2/82 میلیون مترمکعب برای شرب و 5/10 میلیون مترمکعب برای مصارف کشاورزی با معیارهای اقتصادی، اجتماعی، فنی، منابع آب و زیست‌محیطی گزینه بهینه برای انتقال آب از استان مازندران به استان گلستان بوده (گزینه 2) و دارای بیشترین امتیاز در ارزیابی چندمعیاره معادل 33/7 می‌باشد. مدل تصمیم‌یار چندمعیاره براساس گزینه منتخب توسعه یافته، بگونه‌ای که امکان بررسی سناریوهای مختلف وجود داشته و می­تواند تصمیم‌گیرندگان و متولیان امر را در خصوص برنامه‌ریزی و تخصیص منابع آب در سطح حوضه یاری نماید. نتایج خروجی مدل نشان داد که در نظر گرفتن شاخص‌های اقتصادی به تنهایی نمی­تواند منجر به تصمیم درست در چگونگی تخصیص منابع آب و خصوصا انتقال آب از حوضه مبدا به حوضه مقصد باشد و علاوه بر ملاحظات اقتصادی می­بایست معیارهای اجتماعی، زیست‌محیطی، منابع آب و فنی را با بهره­گیری از ارزیابی چندمعیاره مد نظر قرار داد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Development of a Multi-criteria Decision Support System for Water Resources Allocation in a basin (Case Study: Mazandaran-Golestan Water Conveyance System)

نویسندگان [English]

  • nosratollah Assadi 1
  • kamran Davary 2
  • Hossein Ansari 2
  • Ali naghi Ziaei 3
  • Alireza Faridhosseini 3
1 Ph.D. Candidate, Science and Water Engineering Department, Agriculture Faculty, Ferdowsi university of Mashhad, Mashhad, Iran
2 Professor, Science and Water Engineering Department, Agriculture Faculty, Ferdowsi university of Mashhad, Mashhad, Iran
3 Associate Professor, Science and Water Engineering Department, Agriculture Faculty, Ferdowsi university of Mashhad, Mashhad, Iran
چکیده [English]

Water resources management in the basins has a wide and complex dimension, which is always faced with challenges such as environmental, socio-economic impacts, especially for decision-making on water transfer among basins. In this research, a multi-criteria decision Support system has been developed to allocate drinking, industrial and agricultural water and transfer water from Mazandaran to Golestan Provinces. Planning water resources, determining transferable surplus water by WEAP model, determining various coefficients of economic, social, technical, water resources and environmental criteria using Expert Choice software and their connection by Excel software were performed. Three Alternatives for transferring water including 1: transferring water from agricultural land upstream with Chalous excess water 2: transferring water from agricultural land upstream without Chalous excess water 3: transferring water from agricultural land downstream near the sea were defined and evaluated using multi-criteria evaluation. The results of the model showed that allocation of 82.2 million cubic meters for drinking and 10.5 million cubic meters for agricultural uses, considering the economic, social, technical, water resources and environmental criteria, is the optimum alternative for transferring water from Mazandaran province to Golestan province (Alternative 2) and it has the highest score (7.33) in the multi-criteria evaluation. Multi-criteria decision support system model was developed on the basis of the selected option, so that it is possible to examine different scenarios and can help decision-makers and planners to plan and allocate water resources at the basin level. The outputs of the model showed that considering economic indicators lonely could not lead to a proper decision for allocating water resources, especially for water transfer between the basins. Thus, in addition to economic considerations, it is necessary to consider the social, environmental, water resources and technical criteria using a multi-criteria evaluation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • water resources management
  • inter basin water transfer
  • water resources allocation
  • Analytical Hierarchy process
  • Multi criteria decision support system
Calizaya, A., Meixner, O., Bengtsson, L. and Berndtsson, R. (2010) Multi-criteria decision analysis (MCDA) for integrated water resources management (IWRM) in the Lake Poopo Basin, Bolivia. Water Resources Management, 24(10), 2267-2289.
Choi, S.J., Kim, J.H. and Lee, D.R. (2012) Decision of the water shortage mitigation policy using multi-criteria decision analysis. KSCE Journal of Civil Engineering, 16(2), 247-253.
Dunning, D.J., Ross, Q.E. and Merkhofer, M.W. (2000) Multiattribute utility analysis for addressing Section 316 (b) of the Clean Water Act. Environmental Science & Policy, 3, 7-14.
Flug, M., Seitz, H.L. and Scott, J.F. (2000) Multicriteria decision analysis applied to Glen Canyon Dam. Journal of Water Resources Planning and Management, 126(5), 270-276.
Hafezparast, M., Sh. Araghinejad, (2015) water resources Decision Support System with Quantitative Indicators (case study, Aras Basin), Iranian Water Research Journal, 9 (2), 101-110.(In Farsi)
Hajkowicz, S. and Collins, K. (2007) A review of multiple criteria analysis for water resource planning and management. Water resources management, 21(9), 1553-1566.
He, J., Zhang, Y. and Shi, Y. (2007) November. A multi-criteria decision support system of water resource allocation scenarios. Proceedings of the International Conference on Knowledge Science, Engineering and Management (pp. 593-598). Springer, Berlin, Heidelberg.
Joubert, A., Stewart, T.J. and Eberhard, R. (2003) Evaluation of water supply augmentation and water demand management options for the City of Cape Town. Journal of MultiCriteria Decision Analysis, 12(1), 17-25.
Rousta, B.A. and Araghinejad, S. (2015) Development of a multi criteria decision making tool for a water resources decision support system. Water Resources Management, 29(15), 5713-5727.
Savić, D.A., Bicik, J. and Morley, M.S. (2011) A DSS generator for multiobjective optimisation of spreadsheet-based models. Environmental modelling & software, 26(5), 551-561.
Shahraki, J. and Mohseni, S. (2013) Compromise multi criteria decision making application in water resources optimal allocation case study Yazd city. Journal of Irrigation and water Engineering, 15(3), 107-113. (In Farsi)