15032

13530

كارشناسي ارشد

مهندسي و مديريت منابع آب

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1398

سيزده، 83ص. مصور، جدول، نمودار

آزاده احمدي

كريم عباسپور

محمد حسين گل محمدي، رامتين معيني

1398/06/23

كتابنامه

مهندسي عمران

مهندسي عمران

1398/06/24

2555141

چکیده امروزه منابع تأمین آب به جهت رشد جمعیت افزایش تقاضا الگوهای مصرف ناپایدار و شیوههای مدیریتی ضعیف تحت تنش زیادی قرار دارند بسیاری از پروژههای انجامشده در زمینه مدیریت منابع آب مانند ساخت سدها براساس شرایط موجود در دورههای تاریخی برنامهریزی شدهاند تغییراتی که در دهههای آتی ممکن است رخ دهد عملکرد بسیاری از این سیستمها را با چالش روبرو خواهد کرد و فشار موجود بر منابع تأمین آب را بیش از پیش افزایش خواهد داد در سالهای اخیر اثرات تغییراقلیم بر تأمین آب و منابع آب در دسترس به موضوع مهم و قابل تأملی تبدیل شدهاست مدیریت و برنامهریزی مخازن سد به عنوان یکی از منابع مهم تأمین آب از اجزای مهم در مدیریت حوضههای آبریز است بنابراین بررسی اثرات تغییراقلیم بر بهرهبرداری و تخصیص بهینه از مخازن سد از جمله مسائل مهمی است که در مدیریت حوضههای آبریز بایستی مورد توجه قرار گیرد به این منظور در این پژوهش حوضه آبریز زایندهرود به عنوان یکی از حوضههای مهم در کشور که امروزه به دالیل مختلف از جمله عدم مدیریت یکپارچه در سطح حوضه تغییرات اقلیمی و افزایش شدید مصارف تحت تنش آبی قرار دارد مورد مطالعه قرار گرفتهاست در ابتدا به شبیهسازی هیدرولوژیکی حوضه آبریز زایندهرود با استفاده از مدل SWAT پرداخته شدهاست سپس نتایج شبیهسازی با استفاده از الگوریتم 2 SUFI در نرمافزار SWAT CUP مورد واسنجی و اعتبارسنجی قرار گرفتهاست در ادامه به منظور تخمین جریان ورودی به مخزن سد تحت تاثیر تغییراقلیم در آینده به ریزمقیاسنمایی اطالعات بارش و دما برای مدلهای گردش عمومی GCM تحت چهار سناریوی 6 2 RCP6 0 RCP4 5 RCP و 5 8 RCP پرداخته شدهاست نتایج به عنوان ورودی در مدل واسنجیشده SWAT قرار گرفته و ورودی به مخزن در دوره آتی پیشبینی شدهاست در انتها با استفاده از نرمافزار لینگو تخصیص بهینه از مخزن سد زایندهرود تحت سناریوهای تغییراقلیم انجام شده وعملکرد مخزن تحت سناریوهای مختلف تغییراقلیم مورد بررسی قرار گرفتهاست نتایج بیانگر عملکرد مناسب مدل در شبیهسازی باالدست سد زایندهرود بود بهطوری که در دوره واسنجی 9002 1991 مقدار ضریب نشساتکلیف و ضریب تعیین در دو ایستگاه قلعهشاهرخ و اسکندری بهترتیب 57 0 97 0 و 6 0 و 56 0بود و در دوره اعتبارسنجی 6102 9002 این مقادیر به ترتیب 28 0 38 0و 07 0 و 57 0 هستند نتایج مربوط به وزندهی مدلهای گردش عمومی و بررسی تغییرات بارش و دمای متوسط ماهانه و ساالنه در آینده دور و نزدیک شامل دورههای 6102 تا 0302 و 6102 تا5402 بیانگر وجود عدمقطعیت باال در پیشبینی مدلهای گردش برای متغیر بارش در مقایسه با دما است بهطوری که متوسط بارش ساالنه در آینده نزدیک و دور تحت بعضی سناریوها کاهشی و تحت تعدادی از سناریوها افزایشی است اما این تغییرات در دمای متوسط در تمام سناریوها افزایشی است نتایج شبیهسازی جریان ورودی به مخزن تحت سناریوهای تغییراقلیم بیانگر کاهش 04 تا 05 درصد ورودی به مخزن در سناریوهای مختلف تغییراقلیم نسبت به ورودی به مخزن در دوره پایه است در بخش نهایی نتایج مربوط به بهینهسازی تخصیص از مخزن سد زایندهرود با استفاده از نرمافزار لینگو نشان میدهد که بیشترین کمبود آبی ماهانه در سناریوهای مختلف مربوط به فصل بهار است و بیشترین کمبود آبی ساالنه در دوره 5402 6102 تحت سناریو5 8 RCP با حجم 148 میلیون متر مکعب است همچنین در میان پنج شاخص عملکرد مخزن که برای آینده محاسبه شده کمترین شاخص پایداری مربوط به سناریو 5 8 RCP است کلمات کلیدی تخصیص بهینه از مخزن سد مدل SWAT الگوریتم 2 SUFI تغییراقلیم نرمافزار لینگو

Optimal Water Allocation of a Reservoir Based on Inflow Projection using SWAT Model Considering Climate Change Impacts Fateme Saedi f saedi@cv iut ac ir Civil Engineering Department Isfahan University of Technology 84156 83111 Isfahan IranDegree M Sc Language Farsi Supervisor Dr Azadeh Ahmadi aahmadi@cc iut ac irAbstractIn recent years the climate change impacts on the water supply and the water resources availabilityhave become an important issue Reservoirs planning and management as one of the most importantwater resources are crucial components in the basin management Therefore studying the climatechange impacts on operation and the reservoirs optimal water allocation are the major issues that shouldbe considered in the basin management This study has investigated Zayanderud basin which isconsidered as one of the prominent basins in the country that has been suffered from lack of integratedmanagement climate change and increasing water consumption To tackle the future challenges ahydrological model of Zayanderud basin has been constructed using soil and water assessment tool SWAT model The simulation results have been calibrated and validated using Sequential UncertaintyFitting Algorithm SUFI 2 To study the impact of climate change on reservoir inflow precipitationand temperature data of five general circulation models GCM for scenarios RCP2 6 RCP4 5 RCP6 0 and RCP8 5 have been downscaled The results have been used in the calibrated SWAT model as inputsto predict the future reservoir inflow The optimal water allocation of the Zayanderud dam has beenestimated considering climate change impacts using the Lingo software and the reservoir performancehas been investigated Based on the calibration period results 1991 2009 the Nash Sutcliff coefficientand the coefficient of determination in Qaleh Shahrokh and Eskandari stations have been 0 75 0 79 0 6 and 0 65 respectively For the Validation Period 2009 2016 the coefficients have been 0 82 0 83 0 70 and 0 75 respectively The weighting results of GCMs indicate a high uncertainty in the GCMsprediction for the precipitation variable compared with temperature The simulation results indicate thatreservoir inflow reduces 40 to 50 percent in different climate change scenarios compared with the baseperiod According to the optimal water allocation results of Zayanderud dam the maximum monthlywater deficit occurs in spring for different scenarios The maximum volume of annual water deficitequals to 841 MCM which occurs in RCP8 5 scenario Also the minimum sustainability index isestimated regarding to the RCP8 5 scenario based on the calculation of reservoir performance indicesfor the future Keywords optimal water allocation of the reservoir SWAT model SUFI 2 algorithm climate change Lingo software

آزاده احمدي

كريم عباسپور

محمد حسين گل محمدي، رامتين معيني