بررسی سناریوهای مختلف تخصیص منابع آب سد جیرفت با استفاده از مدل WEAP

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 فارغ التحصیل کارشناسی ارشد مهندسی منابع آب دانشگاه زابل

2 دانشجوی دکترای سازه‌های آبی دانشگاه لرستان

3 فارغ التحصیل دکترای مهندسی منابع آب دانشگاه ارومیه، پژوهشگر و کارشناس آبخیزداری منابع طبیعی استان خوزستان

4 دانشیار گروه مهندسی آب دانشگاه شهرکرد.

چکیده
هدف: هدف از این مطالعه ارزیابی کمی سناریوهای تخصیص آب در منطقه جیرفت واقع در استان کرمان توسط مدل WEAP است. حجم کل مخزن سد جیرفت 412 میلیون مترمکعب و حجم مفید مخزن 370 میلیون‌ متر مکعب است که 250 میلیون متر مکعب از این حجم از طریق تونلی به طول 6 کیلومتر با 120 متر ارتفاع آبریز برای تولید 60 مگاوات برق و همچنین تأمین آب مورد نیاز 11 هزار هکتار از اراضی دشت جیرفت مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ لذا برنامه‌ریزی و مدیریت این منبع در ایجاد تعادل بین عرضه و تقاضا دارای اهمیت فراوانی است. در این تحقیق با استفاده از مدل WEAP و با توجه به وضع موجود، بهینه‌سازی تخصیص آب به بخش کشاورزی و شرب با تعریف سناریوهای مختلف مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.
مواد وروش‌ها: در این پژوهش با استفاده از مدل WEAP ادامه وضع موجود (سناریوی مرجع) و اثر اجرای سناریوهای تعریف شده s1 (افزایش آبیاری قطره‌ای با راندمان 85% و آبیاری بارانی با راندمان 65%)، s2 (افزایش سطح زیر کشت)، s3 (تغییر الگوی کشت)، s4 (مدیریت تقاضا به میزان 20%)، s5 (کاهش دبی ورودی به مخزن سد در افق طرح به میزان 40%) و سناریوهای ترکیبی از این سناریوها برای تخصیص بهینه آب سد جیرفت بررسی شد.
نتایج: نتایج حاصل از سناریوهای مختلف نشان داد که در سناریوی مرجع، میزان کل تقاضای کشاورزی 8/1559 میلیون مترمکعب استاست که 7/19 میلیون مترمکعب آن تأمین نمی­شود. براساس سناریو s1، میزان کل تقاضای کشاورزی 8/801 میلیون مترمکعب است که کل آن تامین می­شود و مقدار ذخیره آب سد در این سناریو 66730 میلیون‌ متر‌مکعب خواهد بود. همچنین نتایج نشان داد که مقدار تقاضا و عدم تامین نیاز آب در سناریوی ترکیبی S145 در مقایسه با سناریوی ترکیبی S14 تغییر نمی‌کند، ولی ذخیره آب در مخزن سد به میزان 66037 میلیون مترمکعب کاهش می‌یابد
.نتیجه‌گیری: نتایج این مطالعه نشان داد که مدل WEAP مؤثرترین راهکارها را برای تأمین نیازهای مختلف دشت جیرفت و کاهش اثرات نامطلوب خشکسالی ارائه می‌دهد. با تغییر الگوی کشت فعلی میزان ذخیره مخزن افزایش و عدم تأمین نیاز آب هم کاهش می‌یابد. نتایج حاصل از اعمال سناریوهای مختلف نشان داد که بیشتر از خشکسالی، مدیریت نادرست منابع آب باعث کاهش ذخیره آب مخزن و کمبود آب در بخش کشاورزی شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله English

Investigating different scenarios of Jiroft dam water resources allocation using WEAP model

نویسندگان English

yaser Alaee 1
zahra shamsi 2
Zaihollah Khani Temeliyeh 3
Rasoul Miraasi 4
1 Graduated with a master's degree in water resources engineering from Zabol University
2 PhD student of hydraulic structures of Lorestan University
3 Expert in Watershed and Researcher, Organization of Agricultural Research and Natural Resources of Khuzestan Province, Khuzestan,
4 Associate Professor Irrigation Engineering Faculty of Agriculture
چکیده English

In this study, the WEAP model was used to analyze the continuation of the existing situation (reference scenario) and the impact of implementing the defined scenarios s1 (increasing drip irrigation with 85% efficiency and sprinkler irrigation with 65% efficiency), s2 (increasing the cultivated area) , s3 (change in cropping pattern), s4 (water demand management by 20%), s5 (40% reduction of inflow to the reservoir in the planning horizon) and the combined scenarios from these scenarios for the optimal allocation of the Jiroft reservoir water. The results of the different scenarios show that in the reference scenario, the total amount of agricultural demand is 1559.8 million cubic meters, of which 19.7 million cubic meters are not supplied. According to scenario s1, the total amount of agricultural demand is 801.8 million cubic meters, which is fully met, and the amount of dam water storage in this scenario will be 66730 million cubic meters. The results also show that the amount of water demand and unmet water demand does not change in the combined scenario S145 compared to the combined scenario S14. Still, the water storage in the dam reservoir decreases by 66037 million cubic meters. The results of this study have shown that the WEAP model offers the most effective solutions to meet the varying water needs of the Jiroft Plain and reduce the negative effects of drought. Changing the current cropping pattern increases the amount of storage and the unmet water demand also decreases.

کلیدواژه‌ها English

Water Allocation
WEAP
Jiroft Dam
Scenario
اکبری، ی.،  شمسی، ز.، خانی تملیه، ذ و میرعباسی نجف آبادی، ر. (1402). ارزیابی بهره برداری از سدها تحت برنامه های مختلف مدیریتی با استفاده از مدل WEAP (مطالعه موردی: سد کارده مشهد)، رویکردهای نوین در مهندسی آب و محیط‌زیست، 2(1)، 160-145.
پورمحمدی، س.، فاطمی، م.، رسایی، ف.، هاشمی منفرد، س. آ و  خسروی، م. (1400). اثرات اجرای پروژه‌های تعدیل آب و هوا بر منابع آب حوضۀ آبریز خاش با استفاده از مدل برنامه‌ریزی و ارزیابی منابع آب (WEAP). مدل سازی و مدیریت آب و خاک، 1(2)، 14-2.
جاهی، م  و فرد مرادی نیا، س. (1402). پیش بینی سطح آبخوان‌های دشت عجب شیر با لحاظ سناریوهای مختلف مدیریتی. فصلنامه علمی مهندسی منابع آب،16(58)، 100-85.
فیضی، ا  و آقاجانی جمایران، ر. (1400). تخصیص و مدیریت منابع آب حوضه آبریز سد یامچی با رویکرد تحلیل سناریوها با استفاده از مدل WEAP. علوم و تکنولوژی محیط زیست، 23(9)،107-89.‎
یاوری، ح.ر.، رباطی، ا و جلال کمالی، ن. (1401). بهینه‌سازی بهره‌برداری انرژی برق‌آبی از مخازن با استفاده از الگوریتم‌های فراکاوشی (مطالعه موردی: سدِ جیرفت)،  پژوهش آب ایران، 16(3)، 72-61.
               
Agarwal, S., Patil, J.P., Goyal, V.C., Singh, A. 2019. Assessment of water supply demand using water evaluation and planning (WEAP) model for Ur river watershed, Madhya Pradesh, India. Journal of The Institution of Engineers (India): Series A, 100, 21-32.
Akbari, Y., Shamsi, Z., Khani Temeliyeh, Z., Mirabbasi Najafabadi, R. 2023. Evaluating the operation of dams under different management programs using the WEAP model (case study: Kardeh Dam of Mashhad). Journal of New Approaches in Water Engineering and Environment, 2(1), 145-160.(In Persian).
 Alcamo, J., Jakeman, A.J. 2008. Environmental Futures: The Practice of Environmental Scenario Analysis; Elsevier: Amsterdam, The Netherlands.
Dinar, A., Roscgrant, M.W., Dick R.lVl. 1997. Water allocation mechanisms princioles and model. Arabian Journal of Geosciences, 6, 2225-2236.
Feizi, A., Aghajani Jomayran, R. 2021. Allocation and Management of Water Resources in the Yamchi Dam Basin with Scenario Analysis Approach Using WEAP Model. Journal of Environmental Science and Technology, 23(9 (112)), 89-107. (In Persian).
Gervas, R., Mulungu, D.M., Nobert, J.K. 2019. Assessment of surface water resources in Great Ruaha River sub-basin Tanzania: Application of WEAP model for water allocation and utilization impacts analysis. Tanzania Journal of Engineering and Technology, 38(1).
Hamlat, A., Errih, M., Guidoum, A. 2023. Simulation of water resources management scenarios in western Algeria watersheds using WEAP
Hamza, A.A., Getahun, B.A. 2022. Assessment of water resource and forecasting water demand using WEAP model in Beles river, Abbay river basin, Ethiopia. Sustainable Water Resources Management, 8(1), 22. RCPs: Representative Concentration Pathways (RCPs).
Jahi, M., Fard Moradinia, S. 2023. Forecasting the level of aquifers in the Ajab Shir Plain with regard to different management scenarios. Water Resource Engineering, 16(58), 85-100.(In Persian).
Khalil, A., Rittima, A., Phankamolsil, Y. 2018. The projected changes in water status of the Mae Klong Basin, Thailand, using WEAP model. Paddy and Water Environment, 16, 439-455.
Moghadam, S.H., Ashofteh, P.S., Loáiciga, H.A. 2022. Optimal water allocation of surface and ground water resources under climate change with WEAP and IWOA modeling. Water Resources Management, 36(9), 3181-3205.
Mohammed, A., Muhammad, M.M., Adeogun, B.K., Argungu, A.S., Idris, U.D. 2020. Application of the Weap Model for Future Water Allocation from Tiga Dam. Nigerian Journal of Engineering, 27(2), 45-45.
Mounir, Z.M., Ma, C.M., Amadou, I. 2011. Application of water evaluation and planning (WEAP): A model to assess future water demands in the Niger River (in Niger Republic). Modern Applied Science, 5(1), 38.
Pourmohammadi, S., Fatemi, M., Rasaie, F., Hashemi Monfared, S.A., Khosravi, M. 2021. Effects of Weather Modification Operations on Water Resources of Khash Basin using Water Evaluation And Planning (WEAP) Model. Water and Soil Management and Modelling, 1(2), 14-24.(In Persian).
Rudi, F. 2009. The use of AHP (the Analytic Hierarchy Process) method for irrigation water allocation in a small river basin (Case Study in Tampo River Basin in West Sumatra, Indonesia), II'h conference of international association for water allocation. Indonesia.
Sahoo, S., Dhar, A., Debsarkar, A., Pradhan, B., Alamri, A. M. 2020. Future water use planning by water evaluation and planning system model. Water Resources Management, 34, 4649-4664.
Sieber, J., Purkey, D. 2007.WEAP21userguide.http://seius.org/publications_PDF/SEIWEAP21user guide-07.pdf
Stockholm Environment Institute, (SEI). 2007. WEAP water evaluation and planning system. (user guide for WEAP21). Stockholm Environmental Institute, U.S. center.
Stoecker, A.L., Seidmann, A., Lloyd, G.S. 1985. A linear dynamic programming approach to irrigation system management with depleting groundwater. Management Science, 31(4), 422-434.
Yavari, H., Robati A., Jalalkamali, N. 2022. Optimization of Hydropower Reservoirs Operation Using Metaheuristic Algorithms (Case Study: Jiroft Dam). Iranian Water Researches Journal, 16(3),61-72.(In Persian).
Zare, M., Adib, A.S., Bajestan, M., Beigipoor, G.H. 2022. Non-priority and priority allocation policies in water resources management concerning water resources scarcity using the WEAP model in the catchment area of Fars province. Journal of Hydraulic Structures, 8(1), 21-34.
Zehtabian, E., Masoudi, R., Yazdandoost, F., Sedghi-Asl, M., Loáiciga, H.A. 2023. Investigation of water allocation using integrated water resource management approaches in the Zayandehroud River basin, Iran. Journal of Cleaner Production, 395, 136339.