عنوان پایان‌نامه
مدیریت چند هدفه کیفیت آب در رودخانه ها با تلفیق مدل بهینه سازی چند هدفه و مدل شبیه سازی آگروهیدرولوژیکی
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران -مهندسی آب - منابع آب
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 2237;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75011;کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 2237;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75011
- تاریخ دفاع
- ۰۴ بهمن ۱۳۹۴
- دانشجو
- فاطمه شمشیری
- استاد راهنما
- رضا کراچیان, حمیده نوری
- چکیده
- در مناطقی که مزارع کشاورزی در مجاورت یک رودخانه قرار گرفته‌اند، کیفیت آب رودخانه معمولاً به شدت تحت تأثیر کمیت و کیفیت زهاب کشاورزی تخلیه‌شده به رودخانه قرار می‌گیرد. بنابراین می‌توان ابتدا با استفاده از مدل‌های شبیه‌سازی آگروهیدرولوژیکی مانند سواپ که علاوه بر شبیه‌سازی فرایند رشد گیاه، عواملی چون آب و هوای منطقه، مشخصات گیاه کشت شده و شرایط زهکشی را نیز در نظر می‌گیرند، کیفیت و کمیت زهاب را تعیین نمود؛ سپس اقدامات لازم را برای مدیریت کیفیت آب رودخانه انجام داد. با توجه به تعدد پارامترهای مدل شبیه‌سازی، فقدان اطلاعات کافی برای تعیین آنها و در حال ساخت بودن بخش‌هایی از شبکه آبیاری و زهکشی منطقه مورد مطالعه، پارامترهای مسأله دارای عدم قطعیت‌های عمیق هستند. بنابراین در این پایان‌نامه، ساختار جدیدی برای در نظر گرفتن این عدم قطعیت‌ها با استفاده از رویکرد شکاف اطلاعاتی ارائه می‌شود. برای تعیین مجموعه‌ای از سیاست‌های مدیریتی غیرپست ، ابتدا مسأله به شکل قطعی حل می‌شود. جواب‌های جبهه پارتوی مدل بهینه‌سازی قطعی سه‌هدفه که با استفاده از الگوریتم ژنتیک چندهدفه به دست آمده است، سیاست‌های مدل شکاف اطلاعاتی را تشکیل می‌دهند. اهداف این مدل، حداقل کردن تخطی کیفیت رودخانه از استانداردها، حداکثر کردن سطح کشت شده و حداقل کردن حجم انحراف زهاب به برکه‌های تبخیر است. مدل شکاف اطلاعاتی بر اساس فرصت و پایداری سیاست‌های مدیریتی، سیاست برتر را برمی‌گزیند. پایداری، بیانگر مقاومت سیستم نسبت به شکست و فرصت، بیانگر مقاومت سیستم نسبت به موفقیت چشمگیر در شرایط عدم قطعیت است. بنابراین در شرایط عدم قطعیت، جوابی بهتر است که پایداری بیشتر و فرصت کمتری داشته باشد. در نهایت از میان سناریو‌های پایدار و برتر به دست آمده از مدل شکاف اطلاعاتی، یک سناریو با استفاده از چند روش انتخاب اجتماعی برگزیده می‌شود. مطالعه موردی این پایان‌نامه، رودخانه کرخه و اراضی آبیاری و زهکشی منطقه پای پل در پاییندست سد کرخه است. مدل‌های توسعه داده شده مربوط به شرایط بحرانی سیستم از نظر کیفیت آب رودخانه است. لذا نتایج می‌توانند در مرحله طراحی سیستم مورد استفاده قرار گیرند.
- Abstract
- In regions where agricultural lands are located adjacent to a river, the quality of river water is usually influenced by the quantity and quality of agricultural return flows. Thus, the quality and quantity of agricultural return flows can be determined using simulation models such as SWAP which considers some factors such as climatic and soil characteristics, groundwater table depth and drainage conditions. Considering the large number of simulation model parameters and lack of sufficient information about the parameters values in the study area, a new methodology based on information-gap theory is proposed for incorporating the deep uncertainties of the simulation model parameters. To determine a set of non-dominated river water quality management policies, a tri-objective deterministic optimization model is developed. The objectives of this model are minimizing the maximum violation of river water quality from the standards, maximizing cultivated area and minimizing the amount of return flow diversion to evaporation ponds. The information-gap model considers opportunness and robustness of management policies and provides the best water and wasteload allocation policy. Robustness represents resistance of the system vis-à-vis failure and opportunity represents a breakthrough in terms of system robustness against uncertainty. Accordingly, in terms of uncertainty, a better answer is more stable and has less opportunity. Finally, amongst the robust and superior scenarios obtained from the information-gap model, a scenario is selected using several social choice methods. The case study of this thesis is the river of Karkheh and irrigation and drainage areas of Paypol located downstream of the Karkheh Dam. The results illustrate the applicability and efficiency of the proposed methodology for designing the required infrastructure for water and waste load allocation in rivers located near agriculture irrigation and drainage systems.
