مدیریت سیستم منابع آب در شرایط خشمسالی به کمک پیش بینی گروهی جریان(esp) و شاخص های خشکسالی

امروزه با رشد جمعیت در جوامع بشری و به تبع آن افزایش نیاز آبی در بخش های مختلف شرب، صنعت و کشاورزی باعث شده است اثرات خشکسالی به عنوان یک پدیده طبیعی دارای ابعاد بزرگتری از نظر اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی گردد. معمولا کاهش اثرات خشکسالی به معنی تغییر قوانین و سیاستهای بهره برداری در سیستم منابع آب به صورت ری اکتیو و پرواکتیو می باشد. در رویکرد ری اکتیو فرایند مدیریت خشکسالی پس از آغاز آن شروع و تا مدتی پس از پایان خشکسالی ادامه می یابد. عموما در این روش به علت عدم وجود آمادگی در سیستم قبل از شروع خشکسالی خسارات قابل توجه و بعضا جبران ناپذیر می باشد. در رویکرد دوم معمولا از مجموعه ای از ابزارها برای پیش آگاهی از وقوع خشکسالی و آماده سازی امکانات سیستم از جمله مخازن برای کاهش اثرات آن بهره گرفته می شود. هدف کلی در این روش کاهش آسیب پذیری سیستم و افزایش اعتماد پذیری آن در شرایط خشکسالی می باشد. در این تحقیق به بررسی یک رویکرد پرواکتیو در کاهش اثرات خشکسالی پرداخته شده است. بکارگیری سیاست پرواکتیور در مدیریت خشکسالی از دیدگاه مهندسی به سه عنصر اساسی نیازمند است: شاخص هایی برای پایش خشکسالی، سیستم پیش بینی قابل اطمینان وضعیت منابع آب در دوره های میان مدت و بلند مدت، سیاست بهره برداری از منابع آب در شرایط خشکسالی. در این راستا یک مدل بارش رواناب مفهومی توسعه داده شده و بر اساس آن پیش بینی های گروهی جریانesp در چندین حالت تولید و مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد کیفیت پیش بینی های گروهی جریان به شدت به دقت مدل پایه مورد استفاده بستگی دارد به گونه ای که با استفاده از یک مدل هیبرید که دقت بالاتری نسبت به مدل پایه دارد نتایج بسیار بهبود یافته و تعداد ماههای با دقت مناسب از 83 به 115 مورد از کل 182 مورد افزایش می یابد. همچنین محاسبه احتمال هر سناریو پیش بینی گروهی با استفاده از تئوری بیزی و پیش بینی های قطعی نیز تاثیر معنی داری در بهبود نتایج نشان داد. در ادامه با توجه به محاسبه بیلان آب در بخشهای مختلف سیکل هیدرولوژی توسط مدل مفهومی توسعه داده شده شاخص خشکسالی adi با پاره ای تغییرات محاسبه گردید. به موازات پیش-بینی های گروهی جریان و شاخص خشکسالی برای ایجاد یک ساختار مدیریت بهره برداری سیستم در شرایط خشکسالی از روش برنامه ریزی پویای تصادفی نمونه ای بهره گرفته شد. نتیجه بررسی عملکرد سیاستهای بهره برداری از سیستم منابع آب نشان داد استفاده از سیاست بهره برداری توسعه داده شده به روش ssdp و ssdp/esp اگرچه می تواند شدت خشکسالی ها را تا حد زیادی کاهش دهد ولی با توجه به اینکه فقط تابعی از وضعیت حجم مخزن می باشند، می تواند در مواقعی که نیازی به جیره بندی در سیستم نمی باشد به اشتباه کمبود به سیستم منابع آب اعمال کند. در ادامه با تلفیق صدکهای مختلف شاخص خشکسالی adi و حجم مخزن به عنوان آستانه های آغاز سیاست بهره برداری در شرایط خشکسالی و تحلیل حساسیت روی این مقادیر مشخص شد ترکیب صدک حجم مخزن 40 درصد و صدک 40 درصد برای شاخص خشکسالی adi می توان کاربرد سیاست بهره برداری را از دیدگاه شاخص های عملکردی به میزان زیادی بهبود بخشد. البته لازم به ذکر است با استفاده از این آستانه ها میزان کاهش شدت کمبود به اندازه مدلهای پایه نمی باشد ولی حجم کمبودهای مازاد به میزان معنی داری کاهش می یابد.