شماره مدرك :
19654
شماره راهنما :
16982
پديد آورنده :
يادگاري، مريم
عنوان :

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

مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
مهندسي و مديريت منابع آب
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع :
1403
صفحه شمار :
ده، 178ص.
توصيفگر ها :
همبست آب، انرژي و محيط زيست , نكسوس , مدل سازي , مكان يابي بهينه نيروگاه هاي خورشيدي , همبست , توزيع مكاني آلودگي , تحليل سناريو
تاريخ ورود اطلاعات :
1403/06/18
كتابنامه :
كتابنامه
رشته تحصيلي :
مهندسي عمران
دانشكده :
مهندسي عمران
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1403/06/19
كد ايرانداك :
23057926
چكيده فارسي :
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.
چكيده انگليسي :
Achieving sustainable development requires a comprehensive and integrated approach to resource management. Today, researchers strive to examine the sustainability of various interconnected systems within an integrated framework. By adopting a holistic and integrative perspective, it is possible to attain sustainable and balanced development that meets the needs of the present generation while preserving the ability of future generations to benefit from these resources. The water, energy, and environment nexus approach employs scenario analysis to examine and assess the interrelated and simultaneous impacts of these resources, aiming to provide effective strategies for achieving sustainable development. In this research, alongside integrated water resource management, the correlations and interactions among water, energy, and environmental systems were analyzed from an integrative perspective. To implement this approach, two simulation models, a water simulator model and an energy simulator model, were developed. For the development of the energy simulator model, the comprehensive and powerful LEAP model was utilized. In this context, the energy model of Isfahan Province, encompassing all energy supply sources and various energy consumption sectors, was simulated. For the water simulator model, the WEAP model developed by Golmohammadi et al. (2015) was used for the Zayandehrud basin, the most important watershed in Isfahan Province. The analysis period spans 19 years from 2003 to 2021 with monthly time steps. The scenario years encompass a 5-year period from 2025 to 2029. Given that the model developed by Golmohammadi et al. spanned from 1991 to 2011, the water simulation model was updated and calibrated up to 2021. Additionally, to establish a connection between the water and energy sectors and to enable a more comprehensive assessment, the simulation of hydroelectric power generation at the Zayandehrud Dam was also incorporated into the water simulation model. In this research, efforts were made to utilize a vast amount of information related to water resources and consumption, energy supply and demand sectors, and greenhouse gas emission factors for the development of the models. In this context, eight scenarios were developed: (1) the business-as-usual scenario, (2) water demand management, (3) water supply management, (4) increasing power plant capacity, (5) solar energy, (6) expanding electric transportation, (7) increasing the capacity of Isfahan refinery, and (8) a combined scenario. The development of the models, their interconnection, and their calibration have been among the most important and extensive parts of this research. The results of the business-as-usual scenario indicated that in the future, we will face water and energy shortages for meeting demands, depletion of water resources, and increased pollution. The implementation of the water supply management scenario revealed that although transferring water from other basins would largely address the unmet water and electricity demands and improve the status of water resources, the water resources would remain unstable and greenhouse gas emissions would increase. In the demand management scenario, in addition to improving unmet water and electricity needs, the condition of water resources will also improve with a reduction in water consumption. However, in this scenario, there will also be an increase in greenhouse gas emissions. In the scenario of increasing power plant capacity, the future electricity shortage was significantly reduced, but the production of greenhouse gases also had an increasing trend, and the condition of water resources reached their worst state. In the solar scenario, by developing solar power plants, we were able to reduce electricity shortages to the same extent as the power plant capacity expansion scenario and prevent further greenhouse gas emissions.
استاد راهنما :
محمدحسين گل محمدي , كيوان اصغري
استاد داور :
حميدرضا صفوي , بنفشه زهرايي
لينک به اين مدرک :

بازگشت