توسعه مدل پوياي برنامه ريزي و مديريت يكپارچه منابع آب با رويكرد همبست آب، انرژي و محيط زيست، مطالعه موردي: حوضه آبريز زاينده رود-استان اصفهان

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي عمران

كارشناسي ارشد

تحقق توسعه پايدار مستلزم نگاهي جامع و همبسته به مديريت منابع است. امروزه پژوهشگران درصدد آن هستند كه پايداري سيستم‌هاي مختلف و بههم پيوسته را در چارچوبي يكپارچه بررسي كنند. با نگاه كل‌نگر و تلفيقي مي‌توان به توسعه‌اي پايدار و متوازن دست يافت به صورتيكه نيازهاي نسل حاضر را برآورده نمود و توانايي نسل‌هاي آينده براي بهره‌مندي از اين منابع را نيز حفظ كرد. رويكرد همبست آب، انرژي و محيطزيست با استفاده از سناريونگاري به بررسي و ارزيابي تأثيرات متقابل و همزمان اين منابع مي‌پردازد تا بتوان راهكارهاي مؤثر براي دستيابي به توسعه پايدار ارائه داد. در اين پژوهش، در كنار مديريت يكپارچه منابع آب، به همبستگي‌ها و تعاملات ميان سيستمهاي آب، انرژي و محيطزيست با نگاه تلفيقي پرداخته شدهاست. براي اجراي اين رويكرد دو مدل شبيهساز آب و شبيهساز انرژي توسعه داده شدهاست. براي شبيهسازي مدل انرژي در استان اصفهان، از ابزار جامع و قدرتمند LEAP براي شبيهسازي منابع تأمينكننده انرژي و مصارف انرژي در بخشهاي مختلف مصرفكننده، استفاده شدهاست. براي مدل شبيهساز آب از مدل برنامهريزي جامع منابع و مصارف آب توسعه داده شده توسط گلمحمدي و همكاران (1394) تحت پلتفرم WEAP در حوضه زايندهرود بهعنوان مهمترين حوضه آبريز استان اصفهان استفاده شدهاست. دوره مطالعاتي مدلها، يك دوره 19 ساله از سال 2003 تا 2021 با گامهاي زماني ماهانه و سالهاي سناريوها يك دوره 5 ساله از سال 2025 تا 2029 درنظر گرفته شدهاست. باتوجه به اينكه مدل توسعه داده شده توسط گلمحمدي و همكاران از سال 1991 تا 2011 بوده، مدل شبيهساز آب تا سال 2021 به‌روزرساني و كاليبره شدهاست تا در اين دوره زماني هر دو مؤلفه آب و انرژي برهم همپوشاني داشته باشند. بهعلاوه، بهمنظور ايجاد ارتباط ميان بخش‌هاي آب و انرژي و همچنين ارزيابي جامعتر، شبيه‌سازي توليد برقآبي سد زايندهرود نيز به مدل شبيهساز آب اضافه شدهاست. در اين پژوهش تلاش شد حجم عظيمي از اطلاعات مربوط به منابع و مصارف آب، بخش¬هاي مصرف¬كننده و تأمينكننده انرژي و ضرايب انتشار گازهاي گلخانهاي براي توسعه مدلها استفاده شود. در اين راستا 8 سناريوي، 1-سناريو ادامه روند موجود، 2-سناريو مديريت تقاضاي آب، 3-مديريت تأمين آب، 4-افزايش ظرفيت نيروگاهها، 5-انرژي خورشيدي، 6-گسترش حملونقل برقي، 7-افزايش ظرفيت پالايشگاه اصفهان و 8-سناريو تركيبي، توسعه داده شدهاست. توسعه مدلها، ارتباط مدلها بايكديگر و كاليبراسيون آنها از مهم¬ترين و حجيمترين بخشهاي اين پژوهش بودهاست. نتايج سناريوي ادامه روند موجود نشان داد كه در آينده با كمبود آب و برق براي تخصيص نيازها، نابودي تدريجي منابع آب و مواجهه با آلودگيهاي بيشتر را در پي خواهد داشت. با اجراي سناريوي مديريت تأمين آب، اين نتيجه حاصل شد كه گرچه با انتقال آب از حوضههاي ديگر نيازهاي تأمين نشده آب و برق تا حد زيادي در آينده برطرف ميشود و وضعيت منابع آب بهبود داده ميشود، اما وضعيت منابع آب همچنان ناپايدار باقي مانده و انتشار گازهاي گلخانهاي نيز افزايش مييابد. در سناريوي مديريت تقاضا، با كاهش مصارف آب، علاوه بر بهبود نيازهاي تأمين نشده آب و برق، وضعيت منابع آب نيز بهتر ميشود، اما اين سناريو نيز با افزايش توليد گازهاي گلخانهاي همراه خواهد بود. در سناريو افزايش ظرفيت نيروگاهها ميزان كمبود برق در آينده بهشدت كاهش پيدا خواهد كرد، اما ميزان توليد گازهاي گلخانهاي نيز روند افزايشي خواهدداشت و وضعيت منابع آب به بدترين حالت خود نسبت به ساير سناريوها خواهد رسيد. در سناريوي خورشيدي با توسعه نيروگاه¬هاي خورشيدي ميزان كمبود برق به اندازهي سناريوي افزايش ظرفيت نيروگاهها كاهش داشته و از انتشار بيشتر گازهاي گلخانهاي جلوگيري خواهد شد؛ اما وضعيت سيستم آب در مصارف و منابع همچنان ناپايدار خواهد بود. در سناريوي گسترش حملونقل برقي، گرچه براي جبران برق موردنياز خودروها ظرفيت نيروگاهها در حدود 3 درصد افزايش خواهد داشت، اما نتايج نشان داد كه بهطوركلي كاهش انتشار گازهاي گلخانهاي را در پي خواهد داشت. اين مهم درصورتي برقرار است كه براي توليد برق در نيروگاهها مازوت مصرف نشود. در سناريوي افزايش ظرفيت پالايشگاه با افزايش ظرفيت پالايشگاه اصفهان، هم وضعيت منابع و مصارف آب ناپايدارتر خواهد شد و هم انتشار گازهاي گلخانهاي به شدت افزايش خواهد داشت. در سناريوي آخر كه تركيبي از سياستهاي مديريت تأمين و تقاضاي آب، گسترش حملونقل برقي و انرژي خورشيدي است، با اجراي اين سناريو، وضعيت منابع پايدار شده و كمبود برق به كمترين حالت خود خواهد رسيد و همچنين از انتشار بيشتر گازهاي گلخانهاي جلوگيري خواهد شد.

229680

مهندسي و مديريت منابع آب

مهندسي عمران

دانشگاه صنعتي اصفهان