مدیریت منابع آبی شهری با استفاده از سامانه های پیش بینی هوشمند بارندگی

مدیریت منابع آبی شهری به ویژه در مواجهه با سیلاب های ناگهانی از چالش های اساسی در برنامه ریزی شهری است. با توجه به تغییرات اقلیمی و افزایش دفعات بارش های شدید، استفاده از سامانه های پیش بینی هوشمند بارندگی به عنوان ابزاری موثر برای کاهش خسارات ناشی از سیلاب ها اهمیت بیشتری یافته است. در این پژوهش، از منطق فازی به عنوان رویکردی برای مدیریت عدم قطعیت در پیش بینی بارندگی استفاده شده است. فرض اصلی تحقیق بر این است که مدل های فازی با توجه به قابلیت های خود در مدیریت داده های مبهم و غیرقطعی، می توانند عملکرد بهتری در پیش بینی بارندگی و کاهش حجم سیلاب نسبت به روش های سنتی داشته باشند. شناسایی الگوی خشکسالی و نظارت بر آن برای مدیریت بهینه منابع آب، به ویژه در مناطق شهری که از نظر اقلیمی در معرض خشکسالی قرار دارند، اهمیت زیادی دارد. این مساله به ویژه در کلان شهرهایی مانند تهران که از پنج حوضه آبریز و سدهای مختلف (امیرکبیر، لار، لتیان، طالقان و ماملو) تامین می شود، اهمیت بیشتری پیدا می کند. در این مقاله، با استفاده از داده های جوی در محدوده جغرافیایی [˚۰، ˚۶۰] شمالی و [˚۰، ˚۹۰] شرقی و شامل اطلاعات ماهانه دما و ارتفاع معادل فشار از سال ۱۳۵۵ تا ۱۳۹۵ در سطوح مختلف فشار جو (۱۰۰۰، ۸۵۰، ۷۰۰، ۵۰۰ و ۳۰۰ میلی بار)، به پیش بینی میان مدت خشکسالی هواشناسی با استفاده از شاخص بارش استاندارد شده (SPI) پرداخته شده است. در این تحقیق، پس از شناسایی پارامترهای جوی موثر بر الگوی بارش، با استفاده از معیارهای آماری مناسب، یک سیستم استنتاج فازی برای پیش بینی شاخص SPI توسعه داده شده است. پارامترهای انتخابی در این تحقیق شامل ارتفاع معادل فشار ثبت شده در دو سطح ۸۵۰ و ۳۰۰ میلی بار بوده اند. نتایج نشان می دهد که استفاده از منطق فازی در این سامانه توانسته است به بهبود دقت پیش بینی بارندگی و کاهش حجم سیلاب تا ۱۲% نسبت به روش های سنتی منجر شود. همچنین، نتایج حاکی از کاهش قابل توجه خطرات ناشی از سیلاب ها و افزایش قابلیت اطمینان در بهره برداری از سامانه های دفع آب های سطحی شهری است. یافته های این تحقیق نشان دهنده پتانسیل بالای استفاده از مدل های فازی در مدیریت منابع آبی شهری و کاهش مخاطرات سیلاب در محیط های شهری است.

کلیدواژه ها:

مدیریت منابع آبی شهری ، پیش بینی بارندگی ، منطق فازی ، نمایه استاندارد شده بارش ، خشکسالی.