تلفيق ديدگاه‌هاي مثبت‌نگري اقتصادي و تخمين هيدرولوژيكي در واسنجي يك مدل مديريت منابع آب براي يك حوضه آبريز با كاربري غالب آبياري-مطالعه موردي: زيرحوضه مهاباد

كارشناسي ارشد

دستيابي به يك ابزار قابل‌اطمينان براي مديريت، طراحي و بهره‌برداري سيستم‌هاي منابع آب نيازمند درك صحيحي از فرآيندهاي طبيعي و انساني بوده و بدين‌جهت از ابزار مدل‌سازي استفاده مي‌شود. از طرفي، براي به‌كارگيري مدل‌ها ابتدا بايد آن‌ها را صحت‌سنجي، واسنجي و اعتبارسنجي نمود. يكي از مدل‌هاي برنامه‌ريزي منابع آب مهم و پركاربرد در دهه اخير نرم‌افزار WEAP بوده است كه توانايي شبيه‌سازي فرآيندهاي هيدرولوژيكي حوضه آبريز و همچنين تخصيص منابع آب را دارد. شبيه‌سازي بارش-رواناب در مدل WEAP توسط روشي موسوم به رطوبت خاك انجام مي‌گيرد. از طرفي سياست‌گذاران در بخش‌هاي كشاورزي و محيط‌زيست نيز همواره به دنبال طراحي و ارزيابي اثرات اتخاذ سياست‌هاي زيست‌محيطي هستند، به‌گونه‌اي كه بتوانند در ارتباط با حل مشكلات موجود راهگشا باشند. در حال حاضر مدل‌هاي كشاورزي با مقياس منطقه‌اي به‌عنوان ابزاري براي پشتيباني از تصميمات درزمينه‌ي سياست‌گذاري بكار مي‌روند. اين مدل‌ها نيازمند دسترسي به اطلاعات گسترده‌اي از تصميمات توليدي كشاورزان با امكان شبيه‌سازي سناريوهاي تغييرات جهاني، آب و هوايي، سياسي و اقتصادي هستند. دسته‌ي مهمي از اين مدل‌ها به‌صورت بهينه‌سازي هستند و توسط برنامه‌ريزي رياضي مثبت (PMP) واسنجي مي‌شوند. فرضيه‌ي اساسي درPMP آن است كه واكنش‌هاي رفتاري مشاهده شده، پايه‌اي براي واسنجي مدل‌ها است. بدين ترتيب جهت بسط ديد حاكم در مسئله از بررسي يك‌جانبه‌ي مؤلفه‌هاي هيدرولوژيكي به يك ديد يكپارچه‌ي هيدرولوژيكي-اقتصادي در سطح حوضه آبريز، ضروري است مؤلفه‌ي برداشت از منابع آب سطحي و زيرسطحي براي مصارف كشاورزي، شرب و صنعت در مدل هيدرولوژيكي لحاظ گشته و همچنين اثرات تصميمات كشاورزان در راستاي بيشينه‌سازي سود در نظر گرفته شود. در اين راستا در تحقيق پيش رو، يك روش مدل‌سازي يكپارچه منابع و مصارف آب در سطح حوضه آبريز توسعه مي‌يابد تا بتواند علاوه بر شبيه‌سازي بارش-رواناب، به شبيه‌سازي تصميمات كشاورزان در الگوي كشت محصولات كشاورزي پرداخته و منافع اقتصادي حاصل را بيشينه نمايد. مؤلفه‌ي اصلي ماجول هيدرولوژيكي شامل بيلان آب در اجزاي مختلف سيستم هيدرولوژيكي حوضه آبريز اعم از منطقه ريشه، مخازن، رودخانه‌ها و ماجول اقتصادي شامل محاسبه منافع خالص اقتصادي حاصل از كشاورزي است كه از خروجي‌هاي يك ماجول كشاورزي استفاده مي‌كند. در اين تحقيق، ابتدا تحليل حساسيت نتايج مدل نسبت به ورود داده‌هاي بارش با استفاده از روش‌هاي درون‌يابي مختلف (اعم از چندضلعي تيسن، وزني عكس فاصله و كريجينگ) انجام شده و سپس دو الگوريتم PEST و GA براي واسنجي خودكار روش رطوبت خاك بكار گرفته شده و با يكديگر مقايسه شدند. رودخانه مهاباد واقع در حوضه آبريز درياچه اروميه به‌عنوان مطالعه موردي انتخاب گرديد. نتايج نشان‌دهنده‌ي واسنجي نسبتاً خوب پارامترهاي مدل در زيرحوضه‌هاي موردبررسي و با استفاده از هر دو روش و البته برتري الگوريتم ژنتيك بر الگوريتم PEST است. در ادامه مدل‌سازي كشاورزي و اقتصادي در محيط نرم‌افزار MATLAB انجام گرديد و با استفاده از الگوريتم NSGAII به‌صورت چندهدفه واسنجي شد. نتايج مدل‌سازي بخش هيدرولوژيكي حاكي از قابليت مناسب روش رطوبت خاك در شبيه‌سازي فرآيندهاي هيدرولوژيكي بارش-رواناب رودخانه مهاباد است و به همين ترتيب با بررسي نتايج حاصل از ماجول‌هاي كشاورزي و اقتصادي و مشاهده‌ي چگونگي تخمين رفتار كشاورزان در سال پايه توسط مدل كه در انتخاب الگوي كشت و همچنين تخصيص منابع اعم از زمين و آب نمود يافته است، مي‌توان دريافت كه ايده‌ي مثبت‌نگري مطرح شده پايه‌اي مناسب جهت واسنجي فراهم آورده است.

189073

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي آب

دكتر حسين عليزاده - دكتر برات مجردي