برنامه مدیریت سیستم سدهای مخزنی: امکان سنجی مدیریت منابع آب با (DSS) بررسی سیستم پشتیبانی تصمیم (مطالعه موردی: رودخانه گرگانرود)

نوع محتوی: طرح پژوهشی
زبان: فارسی
شناسه ملی سند علمی: R-1282816
تاریخ درج در سایت: 14 مهر 1400
دسته بندی علمی: مهندسی آب و هیدرولوژی
مشاهده: 304
تعداد صفحات: 175
سال انتشار: 1387

فایل این طرح پژوهشی در 175 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

  • من نویسنده این مقاله هستم

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این طرح پژوهشی:

چکیده طرح پژوهشی:

با توجه به آمبود منابع آب و نیز افزایش تغییرات آمی و آیفی آنها تجدید نظر در خصوص ارایه برنامه ها و تصمیم گیری های تخصیص این منابع در مدیریت یکپارچه آبخیز ضروری به نظر می رسد. بدین منظور در این تحقیق بر ادراک موازنه نتایج مختلف حاصل از برنامه های مختلف تخصیص منابع آب در سدهای وشمگیر، گلستان و بوستان در استان گلستان تاکید شده است. این مساله بویژه در فصل تابستان که نیاز آبی افزایش پیدا می آند از اهمیت بیشتری برخوردار می باشد. این امر بدلیل افزایش فعالیت های کشاورزی در پایین دست سدهای احداث شده بر روی رودخانه گرگانرود می باشد. علاوه بر این با بررسی داده های دبی جریان ثبت شده، مشاهده گردید که چهار ماه سیلابی در منطقه مورد مطالعه وجود دارد. کنترل و تنظیم سطح آب در مخزن سدهای مورد نظر بطوریکه بتوان آب کافی جهت تامین نیاز آبی خصوصا در ماه های کم آب را ذخیره نمود و در عین حال حجم خالی لازم جهت کنترل سیلابها را فراهم آورد و همچنین نیازهای اکولوژیکی پایین دست را تامین کرد، مدیریت بهینه و برنامه ریزی شده منابع آب را می طلبد. افزایش معضلات تخصیص منابع آب بین کاربران با توجه به وجود دیدگاه ها و اهداف مدیریتی در بین بهره برداران منابع آب، ما را به سمت رویکرد سناریوسازی سوق داد. بدین منظور ۱۶ سناریوی مدیریتی که اجرای آنها دارای نتایج مختلف می باشد، تدوین گردد. مقادیر
دبی ماهانه ایستگاه های هیدرومتری بالادست سدها (قزاقلی، گالیکش و تنگربه، تمر) در سال آبی ۸۸-۸۷ به آمک مدل سری زمانی SARIMA پیش یابی گردید. سپس نحوه تخصیص و بهره برداری بهینه منابع آب سطحی با توجه به مقادیر پیش یابی شده به صورت ماهانه مورد ارزیابی قرار گرفت. پنج معیار جهت ارزیابی اثرات سناریوها تعیین گردید. این پنج معیار عبارتند از ( ۱) میزان حجم خالی مخزن در ماه های سیلابی، ( ۲) میزان آب ذخیره شده در پایان یک سال آبی، (۳) (۴) میزان دبی سیل خروجی از مخزن، (۵) خطر شکست سد در هنگام وقوع سیل.
به منظور موازنه نتایج حاصل از اجرای سناریوهای تدوین شده و نیز تعیین سناریو یا سناریوهای برتر تکنیک تصمیم گیری چند معیاره فازی بکار گرفته شد. بدین منظور پس از محاسبه مقدار
معیارهار در آلیه سناریوها و فازی سازی آنها، معیارهای مذکور به روش FAHP وزن دهی گردیدند. سپس ۱۶ سناریوی تدوین شده با استفاده از روش TOPSIS جهت تعیین برترین سناریوها اولویت بندی گردید. با توجه به نتایج حاصله مشاهده گردید آه برای سد بوستان سناریوهای تدوین شده در نه اولویت قرار گرفتند و سناریوی هفت (انجام اقدامات کنترل سیل در فروردین و تیرماه) اولویت اول را به خود اختصاص داده است. و برای سد گلستان سناریوی ۲ (انجام عملیات کنترل سیل در فروردین ماه) اولویت اول را به خود اختصاص داده است و سناریوی ۱۳ (انجام اقدامات کنترل سیل در فروردین، اردیبهشت و تیرماه) در مورد سد وشمگیر در اولویت اول می باشد. رویکرد یکپارچه سازی بکارگرفته شده در این تحقیق به تصمیم گیران و مدیران بهره برداری از سد جهت تدوین، بررسی و موازنه نتایج اجرای سناریوهای ممکن بهره برداری از منابع آب با توجه به شرایط متغیر موجود در این منابع کمک می کند. این رویکرد تصمیم گیرندگان را جهت رسیدن به اهداف مدیریتی با توجه به دیدگاه ها و معیارهای مختلف در خصوص مسایل تخصیص منابع آب و مدیریت بهینه آنها یاری می نماید.
علاوه بر این، تکمیل و پردازش داده ها ونتایج این تحقیق اجزای اولیه یک سیستم پشتیبانی تصمیم جهت مدیریت بهینه مخازن را فراهم نموده است. در صورت تکمیل جزء حدفاصل کاربر از سیستم پشتیبانی تصمیم زمینه تکمیل این تحقیق و ارائه برنامه کامپیوتری برای این منظور مهیا خواهد شد.

فهرست مطالب طرح پژوهشی

چکیده ........................................................................................................................................... ۲
-۱ مقدمه ................................................................................................................................ ۱۶
-۱-۱ ابعاد ارزیابی و مدیریت یکپارچه آبخیز ................................................ ۱۸
-۱-۲ اصول ایجاد و مقایسه سناریوهای مدیریتی .............................................. ۱۹
-۱-۳ انتخاب ملاکهای مناسب ارزیابی : ................................................................. ۲۱
-۱-۴ تصمیم سازی چند ملاکی یا چند خصوصیتی ...................................................... ۲۱
-۲ فصل دوم ........................................................................................................................... ۲۶
-۲-۱ مرور منابع و سابقه تحقیق ............................................................................. ۲۶
-۱ سابقه تحقیق در خصوص مدیریت آبهای سطحی توسط مخازن...... ۲۶ -۲-۱
-۲-۱-۲ سابقه تحقیق در خصوص بکار گیری سیستم پشتیبانی تصمیم
مدیریت منابع آب و سدهای مخزنی....................................................................... ۳۱
-۳ فصل سوم ........................................................................................................................... ۳۳
-۳-۱ مواد وروشها........................................................................................................... ۳۳
۳-۱-۱ مقدمه:............................................................................................................... ۳۳
-۲ معرفی منطقه مورد مطالعه و موقعیت جغرافیایی آن............... ۳۴ -۳-۱
-۳-۱-۳ حوضه آبخیز سد وشمگیر........................................................................... ۳۴
-۳-۲ بررسی موقعیت و مشخصات سدهای مخزنی مورد مطالعه (سدها چند
مخزنی رودخانه گرگانرود) ........................................................................................... ۳۴
۳-۲-۱ سد مخزنی وشمگیر............................................................................................ ۳۴
-۳-۲-۲ سد مخزنی گلستان....................................................................................... ۳۵
-۳-۲-۳ سد مخزنی بوستان....................................................................................... ۳۶
-۳-۳ معرفی ایستگاههای شاخص اندازه گیری میزان جریان ورودی به
مخازن سدها .......................................................................................................................... ۳۸
-۳-۳-۱ ایستگاه هیدرومتری قزاقلی................................................................. ۳۸
-۳-۳-۲ ایستگاه هیدرومتری حاجی قوشان........................................................ ۳۸
-۳-۳-۳ ایستگاه هیدرومتری تنگراه................................................................. ۳۹
-۳-۳-۴ ایستگاه هیدرومتری گالیکش................................................................. ۳۹
۳-۳-۵ ایستگاه هیدرومتری تمر........................................................................... ۳۹
-۳-۴ روش و نحوه انجام تحقیق.................................................................................. ۴۰
-۱ انجام تحلیلهای آماری و آماده سازی دادهها........................... ۴۲ -۳-۴
-۱-۱ بررسی وضعیت ایستایی و روند دادهها ................................... ۴۲ -۳-۴
۴۳ ........................................................... :(w-w) ۳-۴-۱-۲ آزمون والد- ولفویتز
-۳-۴-۱-۳ همگنی و آزمون همگنی: .................................................................. ۴۴
-۳-۴-۱-۴ آزمون همگنی من- ویتنی برای نمونههای بزرگ: ................ ۴۴
-۳-۴-۱-۵ آزمون دادههای پرت: ....................................................................... ۴۵
-۳-۴-۱-۶ تکمیل دادههای مفقود و پرت: .................................................... ۴۶
-۳-۵ مدلسازی و پیش بینی جریانات سطحی ورودی به مخازن سدها .............. ۴۷
-۳-۶ بررسی و ارزیابی نیازهای آبی پایین دست سدها ................................... ۴۸
-۳-۷ ارائه و تدوین گزینهها و سناریوهای مختلف جهت مدیریت مخازن
سدها ....................................................................................................................................... ۵۱
-۳-۸ تعیین و محاسبه معیارها به منظور ارزیابی اثرات سناریوها ....... ۵۲
۵۳................( -۱ میزان حجم خالی مخزن در ماههای سیلابی (معیار ۱ -۳-۸
۵
( -۲ میزان آب ذخیره شده در پایان یک دوره سال آبی (معیار ۲ -۳-۸
۵۳.............................................................................................................................................
-۳-۸-۳ احتمال طغیان رودخانه در پایاب سد در هنگام وقوع سیل
۵۳........................................................................................................................( (معیار ۳
۵۴...................................( -۴ میزان دبی سیل خروجی از مخزن (معیار ۴ -۳-۸
۵۵..............................( -۵ خطر شکست سد در هنگام وقوع سیل (معیار ۵ -۳-۸
-۳-۹ تعیین ماتریس تصمیم سناریوها و معیارهای تدوین شده ..................... ۵۶
-۳-۱۰ فازی سازی معیارها ........................................................................................... ۵۶
-۳-۱۱ تعیین ماتریس تصمیم فازی ............................................................................. ۵۷
-۳-۱۲ وزن دهی به معیارها به کمک فرآیند تحلیل سلسله مراتبی فازی
۵۸ .................................................................................................................................. (FAHP)
-۳-۱۳ فرآیند تحلیل سلسله مراتبی فازی ............................................................ ۵۸
-۳-۱۴ محاسبه ماتریس تصمیم فازی وزین شده ...................................................... ۶۰
-۳-۱۵ غیر فازی سازی معیارها ................................................................................. ۶۰
-۳-۱۶ موازنه و اولویتبندی سناریوها ................................................................. ۶۰
-۳-۱۶-۱ تعیین راه حل های ایده آل و عکس ایده آل.............................. ۶۰
-۳-۱۶-۲ محاسبه اندازه (فاصله) از راه حل ایده آل و عکس ایده
آل........................................................................................................................................ ۶۱
-۳-۱۶-۳ محاسبه نزدیکی نسبی سناریوها به راه حل ایدآل.................. ۶۱
-۳-۱۶-۴ مرحله رتبهبندی سناریوها.................................................................. ۶۲
-۴ نتایج................................................................................................................................... ۶۲
-۴-۱ مقدمه ........................................................................................................................ ۶۲
-۴-۲ نتایج سد مخزنی بوستان ................................................................................... ۶۲
-۴-۲-۱ نتایج تحلیلهای آماری........................................................................... ۶۲
-۴-۲-۱-۱ آزمون روند والد- ولفویتز ........................................................... ۶۳
-۱-۲ همگنی و آزمون همگنی من ویتنی: ............................................. ۶۳ -۴-۲
-۱-۳ آزمون یافتن داده پرت گروبز- بک: .......................................... ۶۳ -۴-۲
-۲ نتایج مدلسازی و شبیه سازی داده ها دبی جریان.................... ۶۳ -۴-۲
-۴-۲-۲-۱ خروجی پارامترهای مدل: ................................................................ ۶۴
-۲-۲ اعتبارسنجی مدلهای آریمای فصلی: ............................................. ۶۷ -۴-۴
-۳ نتایج محاسبه معیار ها در سناریوهای مختلف........................... ۶۸ -۴-۲
:( -۳-۱ میزان حجم خالی مخزن سد در ماههای سیلابی (معیار ۱ -۴-۲
۶۹ ........................................................................................................................................
:( -۳-۲ میزان آب ذخیره شده در پایان یک سال آبی (معیار ۲ -۴-۲
۷۰ ........................................................................................................................................
-۳-۳ خطر تعدد طغیان رودخانه پایاب سد در هنگام وقوع سیل -۴-۲
۷۱ ................................................................................................................... ( (معیار ۳
۷۳ .... ( -۳-۴ نتایج میزان دبی سیل خروجی از مخزن سد (معیار ۴ -۴-۲
۷۴ ..................... ( -۳-۵ خطر شکست سد در هنگام وقوع سیل (معیار ۵ -۴-۲
-۴-۲-۴ نتایج مقادیر ماتریس تصمیم............................................................... ۷۵
-۴-۲-۵ نتایج فازی سازی معیارها.................................................................... ۷۶
-۵-۱ تابع و نمودار عضویت معیارها ................................................. ۷۶ -۴-۲
-۲ تعیین میزان عضویت معیارها به کلاسهای فازی تعیین -۴-۲-۵
شده ................................................................................................................................. ۷۹
-۶ تعیین ماتریس تصمیم فازی با استفاده از اعداد فازی -۴-۲
مثلثی................................................................................................................................. ۸۰
-۴-۲-۷ نتایج وزن دهی معیارها......................................................................... ۸۲
-۴-۲-۷-۱ تعیین ماتریسهای مقایسات زوجی معیارها ........................... ۸۲
۶
-۴-۲-۷-۲ تعیین ماتریسهای فازی مقایسات زوجی معیارها ............... ۸۳
-۴-۲-۷-۳ تعیین وزن نهایی معیارها ........................................................... ۸۷
-۴-۲-۸ محاسبه ماتریس تصمیم فازی وزین شده............................................ ۸۷
-۴-۲-۹ نتایج غیر فازی سازی معیارها.......................................................... ۸۹
-۴-۲-۱۰ موازنه و اولویتبندی سناریوها..................................................... ۹۱
-۱۰-۱ تعیین راه حل ایده آل و عکس ایده آل ............................... ۹۱ -۴-۲
و عکس ایده آل (dj+) -۴-۲-۱۰-۲ تعیین فاصله از راه حل ایده آل
۹۱ ................................................................................................................................ (dj-)
۹۲ (CLi+) -۱۰-۳ میزان نزدیکی نسبی سناریوها به راه حل ایدآل -۴-۲
-۴-۳ نتایج سد مخزنی گلستان ................................................................................... ۹۲
-۴-۳-۱ نتایج تحلیلهای آماری........................................................................... ۹۲
-۴-۳-۱-۱ آزمون روند والد- ولفویتز: ......................................................... ۹۳
-۱-۲ همگنی و آزمون همگنی من ویتنی: ............................................. ۹۴ -۴-۳
-۱-۳ آزمون یافتن داده پرت گروبز- بک: .......................................... ۹۴ -۴-۳
-۲ نتایج مدلسازی و شبیه سازی داده ها دبی جریان.................... ۹۵ -۴-۳
-۲-۱ خروجی پارامترهای مدل وهمراه با پیش بینی های آن: .. ۹۵ -۴-۳
-۳ نتایج محاسبه معیار ها در سناریوهای مختلف سد گلستان. ۱۰۴ -۴-۳
۱۰۴ ..... ( -۳-۱ میزان حجم خالی مخزن در ماههای سیلابی (معیار ۱ -۴-۳
( -۴-۳-۳-۲ میزان آب ذخیره شده در پایان یک سال آبی (معیار ۲
۱۰۵ ......................................................................................................................................
-۴-۳-۳-۳ خطر تعدد طغیان رودخانه پایاب سد در هنگام وقوع سیل
۱۰۶ ................................................................................................................. ( (معیار ۳
۱۰۸ ................... ( -۳-۴ خطر شکست سد در هنگام وقوع سیل (معیار ۴ -۴-۳
-۴-۳-۴ نتایج مقادیر ماتریس تصمیم............................................................. ۱۰۹
-۴-۳-۵ نتایج فازی سازی معیارها.................................................................. ۱۱۰
-۵-۱ تابع و نمودار عضویت معیارها ............................................... ۱۱۰ -۴-۳
-۴-۳-۶ تعیین میزان عضویت معیارها به کلاسهای فازی تعیین شده در
سناریوهای مختلف....................................................................................................... ۱۱۲
-۷ نتایج تعیین ماتریس تصمیم فازی در سناریوهای مختلف...... ۱۱۴ -۴-۳
-۴-۳-۸ نتایج وزن دهی معیارها....................................................................... ۱۱۶
-۱ تعیین ماتریسهای مقایسات زوجی معیارها: ..................... ۱۱۶ - ۴-۳-۸
-۲ تعیین ماتریسهای فازی مقایسات زوجی معیارها: ......... ۱۱۷ - ۴-۳-۸
-۳ تعیین ماتریس ترکیبی فازی: .................................................. ۱۲۰ - ۴-۳-۸
-۴ تعیین وزن نهایی معیارها: .................................................... ۱۲۱ - ۴-۳-۸
-۴-۳-۹ نتایج محاسبه ماتریس تصمیم فازی وزین شده........................... ۱۲۱
-۴-۳-۹-۱ نتایج غیر فازی سازی معیارها: ............................................. ۱۲۴
-۴-۳-۱۰ موازنه و اولویتبندی سناریوها.................................................... ۱۲۶
-۴-۳-۱۰-۱ تعیین راه حل ایده آل و عکس ایده آل ............................. ۱۲۶
و عکس ایده آل (dj+) -۴-۳-۱۰-۲ تعیین فاصله از راه حل ایده آل
۱۲۶ .............................................................................................................................. (dj-)
(CLi+) -۱۰-۳ میزان نزدیکی نسبی سناریوها به راه حل ایدآل -۴-۳
۱۲۷ ......................................................................................................................................
-۴-۴ نتایج سد مخزنی وشمگیر ................................................................................. ۱۲۷
-۴-۴-۱ نتایج تحلیلهای آماری......................................................................... ۱۲۷
-۴-۴-۱-۱ آزمون روند والد- ولفویتز: ....................................................... ۱۲۷
-۱-۲ همگنی و آزمون همگنی من ویتنی: ........................................... ۱۲۸ -۴-۳
-۱-۳ آزمون یافتن داده پرت گروبز- بک: ........................................ ۱۲۸ -۴-۳
-۴-۴-۲ نتایج مدلسازی و شبیه سازی داده ها دبی جریان.................. ۱۲۸
-۴-۴-۲-۱ خروجی پارامترهای مدل: .............................................................. ۱۲۸
۷
-۳ نتایج محاسبه معیار ها در سناریوهای مختلف......................... ۱۳۱ -۴-۴
۱۳۱ .. :( -۳-۱ میزان حجم خالی مخزن در ماههای سیلابی (معیار ۱ -۴-۴
:( -۳-۲ میزان آب ذخیره شده در پایان یک سال آبی (معیار ۲ -۴-۴
۱۳۳ ......................................................................................................................................
-۳-۳ خطر تعدد طغیان رودخانه پایاب سد در هنگام وقوع سیل -۴-۴
۱۳۴ ............................................................................................................... :( (معیار ۳
۱۳۶ ....... :( -۴-۴-۳-۴ نتایج میزان دبی سیل خروجی از مخزن (معیار ۴
۱۳۸ ................. :( -۳-۵ خطر شکست سد در هنگام وقوع سیل (معیار ۵ -۴-۴
-۴-۴-۴ نتایج مقادیر ماتریس تصمیم............................................................. ۱۳۹
-۴-۴-۵ نتایج فازی سازی معیارها.................................................................. ۱۳۹
-۵-۱ تابع و نمودار عضویت معیارها ............................................... ۱۳۹ -۴-۴
۴-۴-۵-۲ - تعیین میزان عضویت معیارها به کلاسهای فازی تعیین
شده در سناریوهای مختلف .................................................................................. ۱۴۲
-۴-۴-۵-۳ تعیین ماتریس تصمیم فازی در سناریوهای مختلف ............ ۱۴۴
-۴-۴-۶ محاسبه ماتریس تصمیم فازی وزین شده.......................................... ۱۴۴
-۴-۴-۷ نتایج غیر فازی سازی معیارها........................................................ ۱۴۷
-۴-۴-۸ موازنه و اولویتبندی سناریوها...................................................... ۱۵۰
-۸-۱ تعیین راه حل ایده آل و عکس ایده آل ............................... ۱۵۰ -۴-۴
و عکس ایده آل (dj+) -۴-۴-۸-۲ تعیین فاصله از راه حل ایده آل
۱۵۰ .............................................................................................................................. (dj-)
۱۵۱ (CLi+) -۸-۳ میزان نزدیکی نسبی سناریوها به راه حل ایدآل -۴-۴
۱۵۲.................. DSS -۹ معرفی پایگاه نرم افزار مناسب برای ایجاد -۴-۴
-۵ بحث ونتیجهگیری: ...................................................................................................... ۱۵۳
۵-۲ مدیریت منابع آب سطحی ........................................................................................ ۱۵۳
۵-۳ تصمیم گیری چند معیاره فازی در مدیریت منابع آب ............................... ۱۵۴
۵-۴ تعیین و تدوین سناریوهای مدیریتی .............................................................. ۱۵۶
۵-۵ تجزیه و تحلیل مقادیر پیش یابی های ورودی به سدهای مخزنی مورد
مطالعه ................................................................................................................................. ۱۵۶
۵-۶ معیارها ارزیابی و اولویتبندی سناریوهای مدیریتی ........................... ۱۵۷
۵-۶-۱ میزان حجم خالی مخزن سد......................................................................... ۱۵۸
۲ میزان آب ذخیره شده در مخزن در پایان یک سال آبی................ ۱۵۸ -۵-۶
۳ خطر احتمال وقوع طغیان رودخانه در پایین دست سد.................. ۱۵۹ -۵-۶
۵-۶-۴ میزان دبی سیل خروجی از مخزن........................................................... ۱۵۹
۵-۶-۵ خطر شکست سد................................................................................................... ۱۶۰
۵-۷ وزن دهی به معیارها ............................................................................................. ۱۶۰
۵-۸ اولویت بندی سناریوها ........................................................................................ ۱۶۱
۵-۹ آنالیز حساسیت و ارزیابی اولویتبندی سناریوها با دیدگاههای
متفاوت وزندهی ................................................................................................................ ۱۶۳
۵-۱۰ بررسی عدم قطعیت موجود در مدل ارائه شده جهت مدیریت منابع آب
سطحی در آبخیز سد های مورد مطالعه ..................................................................... ۱۶۳
۵-۱۱ نتیجه گیری نهایی ............................................................................................... ۱۶۴
۵-۱۲ پژوهش هایی برای آینده .................................................................................... ۱۶۷
ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. ......................................................... تقدیر و تشکر
-۶ فهرست منابع (فارسی، لاتین)................................................................................. ۱۶۸

نمایش کامل متن

کلیدواژه ها:

تخصیص بهینه منابع آب ، تصمیم گیری چند معیاره فازی ، FAHP ، مدل SARIMA ، سیستم پشتیبانی تصمیم