عنوان پایان‌نامه
تدوین الگوی تاثیر تغییر اقلیم بر بهره برداری از مخازن
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مهندسی آب
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1236;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 41382
- تاریخ دفاع
- ۱۱ اسفند ۱۳۸۷
- دانشجو
- فرزاد امامی
- استاد راهنما
- محمد کارآموز
- چکیده
- با توجه به تحقیقات صورت گرفته در زمینه هیدرولوژی و هیدروکلیماتولوژی، فرکانس و شدت خشکسالی‌ها با توجه به اثرات پدیده تغییر اقلیم، رو به افزایش است. با توجه به ریسک‌های موجود در سیستم‌های منابع آب، یکی از مهمترین راهکار‌های مدیریتی برای کاهش اثر تغییر اقلیم بر مخازن این است که مؤلفه‌های تغییر اقلیم چه تأثیری بر شرایط موجود منابع آب می‌گذارند و چگونه باید برای این شرایط جدید اتخاذ سیاست نمود. به دلیل کنترل کننده بودن عوامل رشد اقتصادی تأکید بر برنامه‌ریزی و مدیریت تقاضا به جای مدیریت آب سنتی منجر به استحصال بهینه منابع آب در دسترس و مدیریت تامین نیاز‌های موجود می‌گردد. آنچه که در این پایان‌نامه مورد نظر است، استفاده از سناریوهای اقلیمی بدست آمده از پیش‌بینی‌های بلندمدت به عنوان یک متغیر هیدرولوژیکی در مسئله بهینه‌سازی بهره برداری از مخزن است، به گونه‌ای که براساس شرایط مختلف اقلیمی، سود بهره‌برداری از منابع آب در طول عمر سد، بیشینه گردد. بدین منظور در این پایان‌نامه، ابتدا پیش‌بینی‌های طولانی‌مدت بارش و دما با ابزار‌های مدل آماری ریزمقیاس کردن و مدل شبکه عصبی صورت گرفته و سپس با بکارگیری مدل بارش- رواناب SWAT، بارش در سطح منطقه به رواناب سطحی تبدیل شده تا بدین ترتیب آورد ورودی به سد در بازه طولانی‌مدت شبیه‌سازی شود. در ادامه، حجم پیش‌بینی شده ورودی به سد و پتانسیل موجود منابع آب در منطقه، براساس پیش‌بینی‌های بلندمدت سناریوهای بارش و کاربری‌های اراضی منطقه، بررسی می‌گردد و مدلی جهت بالابردن تأمین نیاز‌های آینده تدوین می‌گردد که با در نظرگرفتن محدودیت‌های فیزیکی و بیلان آب مخزن، وضعیت بهره‌برداری از مخزن را بهبود بخشد. بدین ترتیب که برای سناریوهای مختلف متغیر‌های هواشناسی از جمله وقایع حدی آب وهوایی، با استفاده از مدل بهره‌برداری کلاسیک و مدل بر مبنای قوانین محدود‌کننده، سیاست‌های بهینه بهره‌برداری به صورتی ارائه می‌شوند که عدم تأمین نیاز ناشی از خشکسالی‌های احتمالی را حداقل کنند و در دوره‌های آتی شدت شرایط بحرانی ناشی از تغییر اقلیم کاهش یابد. نتایج تحلیل سناریوهای اقلیمی در قالب منحنی فرمان دینامیک که با توجه به شرایط رطوبتی حوزه و گزینه کاربری اراضی موجود یا اصلاح شده سیاست‌های بهره‌برداری مخزن را مشخص می‌‌نماید، ارائه گردیده است. مطالعه موردی، بهره‌برداری از مخزن سد ستارخان واقع در محدوده حوزه آبریز اهرچای در استان آذربایجان شرقی، انتخاب شده است.
- Abstract
- Based on the recent researches in hydrology and hydro-climatology, field frequency and severity of droughts are increasing due to climate change impacts. one of the most important management practices for mitigating climate change impacts on reservoirs operation to determine how will affect these changes on water cycle and the adaptivity the policies to these changes. Regarding to the importance of economic growth aspects in water resources development, these features should be considered in developing optimal operation schemes of available water resources. This will help for improving the security of water supply.. In this thesis, climate change scenarios are applied as a hydrologic variable in needed optimizing problem. The optimization object is maximizing the water resources operation benefit during dam life in different climatic conditions. Therefore, first precipitation and temperature are simulated for next 50 years using statistical downscaling model and neural network. Then, using SWAT as a rainfall-runoff model, region precipitation is converted to surface runoff reservoir inflow to reservoir is simulated for long term. The current and future condition of water resources in the study region are investigated considering simulated rainfall time series and land-use variations. Then, a model is developed to amplify future demands security. This will result in improving reservoir operation scheme according to the physical limitations and reservoir water balance. Based on the investigation results, different hydro-climatic scenarios are defined and the optimal reservoir operation is developed for each case different reservoir operation schemes such as DP and hedging rule are employed for this purpose. Then, the dependable water supply in each scenario is determined. Then, dynamic rule curves are developed considering basin moisture and land-use condition. Climatic scenarios analysis results are presented in dynamic rule curve frame that regulate operation policies according to the region moisture conditions and land-use current or modified pattern. The developed algorithm is applied SATARKHAN reservoir dam that is located in aharchai watershed in east azerabijan province. The results show the significance of considering climate change effects on reservoir operation and determination of water supply. Keywords: Prediction, Climatic Scenarios, Rainfall-runoff model, Downscaling, Neural network, Hedging rule.
