%34تخفیف

دانلود پروژه:مدیریت یکپارچه منابع آبی با استفاده از مدل WEAP در حوضه مطالعاتی دشت نیشابور

تعداد 104 صفحه فایل word قابل ویرایش

Site: www.filenaab.ir

 

دانشکده مهندسی عمران

گروه مهندسی آب و محیط زیست

کارشناسی ارشد

مدیریت یکپارچه منابع آبی با استفاده از مدل WEAP در حوضه مطالعاتی دشت نیشابور

چكيده

طبيعت پيچيده مسائل آب نيازمند روش­هاي جديدي است كه ديدگاه­هاي فني، اقتصادي، زيست­محيطي، اجتماعي و منطقي را در يك قالب بهم پيوسته گردآوري نمايد. اين همان مفهوم مديريت جامع آب است. مدیریت خوب در طرح­ها مستلزم بکارگیری و استفاده از تمامی عوامل یا حتی الامکان عوامل موثرتر و مهمتر، و نیز بررسی و ارزیابی آنها برای انتخاب طرح است. در اين مطالعه وضعيت منابع آب و تقاضاهاي آبياري دشت نيشابور با استفاده از مدل WEAP مورد بررسي قرار گرفت. روش فائو، از میان روش­های بارش- رواناب موجود در این مدل، برای شبیه­سازی هیدرولوژیکی برگزیده شد. براي ارزيابي اثرات راهبردهای پیشنهادی، بمنظور خروج از وضعیت کنونی، سناريوهاي مختلفی در نظر گرفته شد و سپس براي يك دوره 20 ساله شبيه­سازي صورت گرفت. نتایج نشان دادند که تحت سناریوی کشاورزی حفاظتی، اگرچه میزان تقاضا کمی افزایش میابد اما نیاز تأمین نشده، با کاهش و حجم ذخیره آب زیرزمینی با افزایش همراه است. در سناریوی بعد با افزایش راندمان آبیاری از میزان تقاضای بخش کشاورزی کاسته شد. این امر به کاهش برداشت از منابع آب، و در نتیجه به افزایش حجم ذخیره آب زیرزمینی (نسبت به سناریوی مرجع) می­انجامد. سناریوی دیگر کاهش سالانه پنج درصدی از سطح زیر کشت اراضی فاریاب و تخصیص آب صرفه جویی شده از این محل به بخش صنعت بوده که منجر به کاهش سالانه 67/4 درصد از تقاضای آب کشاورزی و افزایش ذخیره سالانه آب زیرزمینی شد. در مرحله بعد با ادغام سناریوهای مختلف مدیریت مصرف آب کشاورزی این نتیجه حاصل شد که تأثیرات مثبت ترکیب این سناریوها بیش از حالت منفرد آنها است. ولی، با وجود کاربرد همه روش­های مدیریت تقاضای آب در یک سناریو، باز هم بین برداشت و تغذیه آب زیرزمینی تعادل برقرار نشد و کسری مخزن به صفر نرسید. به بياني ديگر اين راهبردها مي­توانند نقش بسزايي در كاهش تقاضاي آب كشاورزي، و در نتيجه كاهش برداشت از منابع آب منطقه داشته باشند.

کلید واژه­ها:  مدیریت جامع آب، تقاضای آب کشاورزی، دشت نیشابور، WEAP

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                 شمار صفحه

فصل اول : مقدمه. 1

1- پیشگفتار. 2

1-1- ضرورت و اهمیت موضوع.. 3

1-2- اهداف… 3

فصل دوم:مبانی نظری و مروری بر منابع.. 5

2-مقدمه. 6

2-1- مدیریت جامع منابع آب.. 6

2-2- مدل‌سازی در سیستم‌های منابع آب.. 8

2-3- روش‌های مدل‌سازی حوضه رودخانه. 9

2-4-  شبیه‌سازی سیستم‌های منابع آب.. 9

2-4-1- انواع مدل‌های شبیه‌سازی.. 10

2-5- بهینه‌سازی سیستم‌های منابع آب.. 15

2-6-  شبیه‌سازی سیستم‌های منابع آب بر اساس بهینه‌سازی.. 15

2-7- مروری بر مطالعات انجام شده با استفاده از مدل WEAP. 16

2-7-1- تاریخچه WEAP. 16

2-8- مدل WEAP. 24

2-8-1- مراحل کاربرد مدل. 25

2-8-2- ساختار نرم افزار WEAP. 26

2-9- الگوریتم محاسبات مدل. 29

2-9-1- الگوریتم حل به روش بارش- رواناب فائو. 31

2-9-2- برآورد تقاضا 33

2-9-3- سیستم مدیریت: بخش تخصیص آب.. 34

2-9-4- روند تخصیص برنامه‌ریزی خطی در WEAP. 35

2-9-5- مخازن سطحی (سدها) 35

فصل سوم: مواد و روش‌ها 37

3- معرفی منطقه مورد مطالعه. 38

3-1- موقعیت جغرافیایی.. 38

3-2- رودخانه‌های مهم و ایستگاه‌های آب‌سنجی.. 38

3-3- آب‌های زیرزمینی.. 40

3-4- تفکیک حوضه آبریز به زیرحوضه‌های مختلف… 41

3-5- مصارف شرب و صنعت.. 42

3-6-  مصارف کشاورزی.. 42

3-7- راندمان آبیاری در منطقه. 43

3-8- اطلاعات آب و هوایی.. 44

3-8-1- دما 45

3-8-2- تبخیر و تعرق مرجع. 46

3-8-3- بارش… 47

3-9- اطلاعات مربوط به پوشش زمین. 50

3-9-1- ضریب گیاهی.. 50

3-9-2- بارش مؤثر. 51

3-10- مدل‌سازی محدوده مطالعاتی.. 51

3-10-1- ابعاد مکانی و زمانی مطالعه. 52

3-10-2- ترسیم شماتیک و ورود اطلاعات به مدل. 52

3-10-3- واسنجی و اعتبارسنجی مدل. 54

3-10-4- ارزیابی نتایج مدل. 55

3-11-  تدوین سناریوها 56

3-11-1- سطح یک: سناریوی مرجع. 57

3-11-2- سطح دو: سناریوهای مرتبط با مدیریت تقاضای آب آبیاری.. 57

3-11-2-1- کشاورزی حفاظتی.. 57

3-11-2-2- سناریوی افزایش راندمان آبیاری با فرض ثبات سطح زیر کشت.. 59

3-11-2-3- سناریوی کاهش سطح زیر کشت آبی و در عوض افزایش تعداد صنایع. 60

3-11-3- سطح سه: سناریوهای مرتبط با تغییر اقلیم 61

3-11-3-1- سناریوی تغییر اقلیم A1B.. 62

3-11-3-2- سناریوی تغییر اقلیم A2. 62

3-11-3-3- سناریوی تغییر اقلیم B1. 63

3-11-4- سطح چهار: سناریوهای ترکیبی.. 63

فصل چهارم:نتایج و بحث… 65

4- مقدمه. 66

4-1- نتایج واسنجی و اعتبارسنجی مدل. 66

4-2- نتایج مدل برای سناریوهای مختلف… 71

4-2-1- کشاورزی حفاظتی.. 71

4-2-2- سناریوی افزایش راندمان آبیاری با فرض ثبات سطح زیر کشت.. 72

4-2-3- سناریوی کاهش سطح زیر کشت.. 74

4-2-4- سناریوی تغییر اقلیم A2. 76

4-2-5- سناریوی S41 : ترکیب سناریوهای S21 و S22. 78

4-2-6- سناریوی S42 : ترکیب سناریوهای S22 و S23. 79

4-2-7- سناریوی S43 : ترکیب سناریوهای S21 و S22 و S23. 81

4-2-8- سناریوی S44 : ترکیب سناریوهای S22 و S31. 83

4-2-9- سناریوی S45 : ترکیب سناریوهای S23 و S31. 84

4-2-10-سناریوی S5 : تعادل رسانی ذخیره آب مخزن. 85

فصل پنجم:نتیجه‌گیری و پیشنهادات.. 87

5- نتیجه‌گیری و پیشنهادات.. 88

5-1- نتیجه‌گیری.. 88

5-2-پیشنهادات.. 90

6- منابع.. 92

فهرست جدول‌ها

عنوان                                                                                                                 شمار صفحه

جدول 3- 1. مشخصات ایستگاه‌های آب‌سنجی محدوده مطالعاتی(مطالعات برنامه آمایش استان خراسان رضوی، 1389) 40

جدول 3- 2. محاسبه متوسط راندمان آبیاری در کل محدوده مطالعاتی نیشابور. 44

جدول 3- 3. مقادیر تابش برون زمینی Ra برای عرض‌های جغرافیایی 30 و 40 درجه شمالی (3-10 کالری بر سانتیمتر مربع در روز) (ناظم السادات، 1388) 47

جدول 3- 4. معرفی اسامی مؤلفه‌های به کار رفته در شماتیک مدل. 53

جدول 3- 5. سناریوهای مختلف مطرح شده برای سال‌های شبیه‌سازی.. 57

جدول 3- 6. راندمان‌های مورد بررسی برای سناریوی افزایش راندمان آبیاری.. 60

جدول 4- 1. مقادیر نمایه‌های ارزیابی نتایج مدل برای ایستگاه‌های آب‌سنجی مختلف… 71

جدول 4- 2. نتایج مربوط به تقاضاها و حجم آبخوان سناریوی S21 (ارقام حجمی بر حسب میلیون متر مکعب می‌باشند) 71

جدول 4- 3. مقایسه نتایج مدل به ازای سطوح مختلف راندمان آبیاری (ارقام حجمی بر حسب میلیون متر مکعب می‌اشند) 72

جدول 4- 4.نتایج مربوط به تقاضاها و حجم آبخوان سناریوی S23 (ارقام حجمی بر حسب میلیون متر مکعب میباشند) 76

جدول 4- 5. مقایسه نتایج مدل به ازای سناریوی تغییر اقلیم (مقادیر حجمی بر حسب میلیون متر مکعب می‌باشند) 77

جدول 4- 6. مقایسه نتایج مدل به ازای سناریوهای مرجع، کشاورزی حفاظتی و ترکیبی S41 (ارقام حجمی بر حسب میلیون متر مکعب می‌باشند) 78

جدول 4- 7. مقایسه نتایج مدل به ازای سناریوی ترکیبی S42 (مقادیر حجمی بر حسب میلیون متر مکعب میباشند) 80

جدول 4- 8.نتایج مربوط به تقاضا و حجم آبخوان سناریوی S43 و سناریوهای مولد آن (ارقام حجمی بر حسب میلیون متر مکعب می‌باشند) 82

جدول 4- 9.نتایج مربوط به تقاضا و حجم آبخوان سناریوی S44 و سناریوهای مولد آن (ارقام حجمی بر حسب میلیون متر مکعب می‌باشند) 84

جدول 4- 10.نتایج مربوط به تقاضا و حجم آبخوان سناریوی S45 و سناریوهای مولد آن (ارقام حجمی بر حسب میلیون متر مکعب می‌باشند) 84

جدول 4- 11. نتایج مربوط به تقاضا و حجم آبخوان سناریوی S5 (ارقام حجمی بر حسب میلیون متر مکعب میباشند) 85

فهرست شکل‌ها

عنوان                                                                                                                 شمار صفحه

شکل 2- 1-محدوده انواع مدل‌های شبیه‌سازی بر اساس میزان دخالت داده‌های اندازه‌گیری شده و فرآیندهای طبیعی در مدل (لاکس و همکاران، 2005). 10

شکل 2- 2. نمای شماتیک در مدل WEAP. 26

شکل 2- 3. نمای داده ها در مدل WEAP. 27

شکل 2- 4. نمای نتایج در مدل WEAP. 27

شکل 2- 5. نمای کاوشگر سناریوها در مدل WEAP. 28

شکل 2- 6. نمای یادداشت ها در مدل WEAP. 28

شکل 2- 7. طبقه‌بندی حجم مخازن سدها در مدل WEAP ( سیبر و پورکی، 2011) 36

شکل 3- 1. موقعیت دشت نیشابور در استان خراسان رضوی.. 38

شکل 3- 2. موقعیت رودخانه‌ها و ایستگاه‌های آب سنجی واقع در دشت نیشابور. 39

شکل 3- 3. موقعیت چاه‌ها، چشمه‌ها و قنات‌های موجود در دشت نیشابور. 41

شکل 3- 4. موقعیت زیرحوضه‌های محدوده مطالعاتی نیشابور. 42

شکل 3- 5. موقعیت ایستگاه‌های مختلف اندازه‌گیری دما 46

شکل 3- 6. موقعیت ایستگاه‌های باران سنجی واقع در محدوده مطالعاتی نیشابور. 49

شکل 3- 7.نقشه کاربری اراضی محدوده مطالعاتی نیشابور. 51

شکل 3- 8. شماتیک ترسیم شده در WEAP برای محدوده مطالعاتی نیشابور. 54

شکل 4- 1. مقایسه حجم جریان ماهانه شبیه‌سازی شده و مشاهده‌ای ایستگاه‌های مختلف برای سال‌های واسنجی   67

شکل 4- 2. مقایسه جریان شبیه‌سازی شده و مشاهده شده در ایستگاه هیدرومتری زرنده. 68

شکل 4- 3. مقایسه جریان شبیه‌سازی شده و مشاهده شده در ایستگاه هیدرومتری عیش آباد. 68

شکل 4- 4. مقایسه جریان شبیه‌سازی شده و مشاهده شده در ایستگاه هیدرومتری خرو. 68

شکل 4- 5. مقایسه جریان شبیه‌سازی شده و مشاهده شده در ایستگاه هیدرومتری اریه. 69

شکل 4- 6. مقایسه جریان شبیه‌سازی شده و مشاهده شده در ایستگاه هیدرومتری حسین آباد جنگل. 69

شکل 4- 7. مقایسه تراز شبیه‌سازی شده و مشاهده‌ای آبخوان دشت نیشابور. 69

شکل 4- 8.  مقایسه حجم شبیه‌سازی شده متوسط تقاضای ماهانه آبیاری به ازای راندمان‌های مختلف آبیاری   73

شکل 4- 9. میانگین ماهانه تقاضای تأمین نشده کشاورزی به ازای سطوح مختلف راندمان آبیاری.. 74

شکل 4-10.مقایسه نتایج مربوط به حجم تقاضای ماهانه آبیاری تحت سناریو مرجع با سناریو کاهش سطح زیر کشت   76

شکل 4- 11. مقایسه حجم تقاضای ماهانه آبیاری تحت سناریوی مرجع (S1) با سناریوی تغییر اقلیمA2 (S31 ) 77

شکل 4- 12. افت ذخیره آب زیرزمینی در سناریو تغییر اقلیم A2 نسبت به سناریو مرجع. 77

شکل 4- 13. مقایسه حجم تقاضای تامین نشده آبی تحت سناریوی مرجع (S1) با سناریوی ترکیبی (S41 ) 79

شکل 4- 14.مقایسه حجم تقاضای ماهانه آبی شبیه‌سازی شده تحت سناریوی مرجع (S1) با سناریوی ترکیبی (S42 ) 80

شکل 4- 15..مقایسه حجم تقاضای تامین نشده آبی تحت سناریوی مرجع وکاهش سطح زیرکشت باسناریوی ترکیبی(S42 ) 81

شکل 4- 16. مقایسه حجم تقاضای ماهانه آبی شبیهسازی شده تحت سناریوی S1، S21، S22 و سناریوی ترکیبی (S43) 82

شکل 4- 17. مقایسه حجم تقاضای تامین نشده آبی تحت سناریوی S1 ،S41 و سناریوی ترکیبی (S43) 82

شکل 4- 18.مقایسه حجم تقاضای تامین نشده آبی تحت سناریوی مرجع و تغییر اقلیم (S31) با سناریوی ترکیبی (S44) 83

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo