عنوان پایان‌نامه
توسعه الگوی پایش پذیری منابع تامین آب در شرایط خشکسالی با در نظر گرفتن اثرات تغییر اقلیم
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران -مهندسی آب - منابع آب
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 2042;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 67702
- تاریخ دفاع
- ۱۲ شهریور ۱۳۹۳
- دانشجو
- محسن جوان بختی
- استاد راهنما
- سارا نظیف
- چکیده
- با توجه به افزایش روزافزون جمعیت و نیازهای آبی و وابستگی کامل فعالیت‌های بشری به تامین آب مورد نیاز، ارزیابی اطمینان‌پذیری منابع آب در مواجهه با شرایط کم‌آبی و خشکسالی از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. در این پایان‌نامه هدف ارائه الگویی برای ارزیابی اطمینان‌پذیری سیستم تامین آب با در نظر گرفتن اثرات تغییر اقلیم می‌باشد. برای تعیین اطمینان¬پذیری سیستم، با استفاده از داده‌های تاریخی، ارتباط بین وضعیت موجود منابع تامین آب، رواناب، تلفات و کمبود تامین آب بررسی می‌شود تا براساس آن بتوان میزان اطمینان‌پذیری تامین آب متناسب با شرایط موجود منابع آبی را براساس رویکردهای احتمالاتی تعیین نمود. از مزیت‌های ساختار توسعه داده شده می‌توان به امکان بسط آن برای تعیین اطمینان‌پذیری در شرایط عدم تامین کامل نیاز اشاره نمود که به واسطه آن می‌توان کارآیی استراتژی‌های جیره‌بندی در مواجهه با خشکسالی را مورد تحلیل و بررسی قرار داد. با توجه به اینکه اثر تغییر اقلیم بر وضعیت منابع آب در سال‌های اخیر آشکار شده است، با استفاده از الگوریتم ارائه شده اطمینان‌پذیری سیستم تحت اثرات تغییر اقلیم نیز مورد بررسی قرار گرفته است. برای شبیه‌سازی اثرات تغییر اقلیم از خروجی سناریوهای A2 و B2 شبیه‌سازی شده توسط مدل HadCM3 استفاده می‌شود. برای تعین وضعیت رواناب تحت تاثیر تغییر اقلیم، به عنوان یکی از عناصر کلیدی در ارزیابی اطمینان‌پذیری وضعیت منابع آب، نیاز به مقادیر بارش و دما می¬باشد. با توجه به بزرگ مقیاس بودن خروجی‌های مدل GCM، الگوریتمی براساس روش SVM برای کوچک مقیاس کردن مقادیر بارش و دما توسعه داده شده است. با استفاده از مدل بارش-رواناب HYMOD و با در نظر گرفتن مقادیر ریزمقیاس شده بارش و دما، میزان رواناب در دوره مطالعاتی برآورد می‌گردد. سپس به ارزیابی عملکرد سیستم در آینده با توجه به نیاز موجود پرداخته می¬شود تا تغییرات اطمینان¬پذیری سیستم نسبت به شرایط موجود تعیین شود. الگوی پیشنهادی در این تحقیق برای مجموعه منابع تامین آب شرب شهر تهران شامل سدهای کرج، لار و لتیان به عنوان مطالعه موردی، مورد آزمون قرار گرفته است. نتایج بررسی‌ها نشان دهنده آن است که تغییر اقلیم بر روند و الگوی متغیرهای بارش و دما در شهر تهران اثر گذار می‌باشد. بررسی روند تغییرات وضعیت عملکرد سیستم در سال‌های آتی نیز افت تدریجی عملکرد آن را به وضوح نشان می‌دهد. به این ترتیب ساختارهای فعلی تامین و تخصیص منابع آبی در جهت انطباق با این تغییرات باید مورد بررسی و تجدیدنظر کامل قرار بگیرند. در این میان به نظر می‌رسد آنچه که می‌تواند در حل این مشکلات موثر باشد بیش از راه‌کارهای توسعه‌ای و سازه‌ای، راه‌کارهای مدیریتی و سیاست‌گذاری‌های صحیح و افزایش آمادگی سیستم‌ها می‌باشد.
- Abstract
- Regarding the increasing population and water demands and high dependency of human activities to water supply, evaluating the water resources reliability to water deficit and drought is of high importance. In this study an algorithm is proposed for evaluation of water supply systems reliability. For determining the system reliability, the water supply reliability is evaluated using a probability based approach considering the relationship between the water resources state, runoff, losses and water supply deficit. The proposed method can be expanded to reliability evaluation in partial water supply situation that is considered in evaluation of hedging rules efficiency applied in drought condition. Since the climate change impact on water resources has been demonstrated in recent years, climate change is also included in system reliability evaluation. For climate change impact evaluation the HadCM3 GCM simulations under emission scenarios of A2 and B2 are used. For evaluation of climate change impact on runoff, as a key issue in determining water resources reliability, it is needed to evaluate the rainfall and temperature. Regarding the low resolution of GCM outputs, an algorithm based on SVM (Support Vector Machine) is developed for rainfall and temperature downscaling. Using the HYMOD rainfall-runoff model and the downscaled rainfall and temperature, the runoff value in the study period is evaluated. Then the system performance in future considering the current demand is evaluated to investigate the changes in system reliability. The proposed scheme is applied to the Tehran water supply system, as a case study, including Karaj, Lar and Latyan reservoirs. The results of investigations show that climate change will affect the trend and scheme of rainfall and temperature in Tehran. The investigations of system performance in future show a decreasing trend in future. Therefore it is needed to revise the current water supply and allocation schemes based on climate change impacts. It can be concluded that the managerial solutions would be more effective in dealing with these problems and increasing the system readiness.
