استفاده تلفيقي از آب سطحي و زيرزميني در تخصيص بهينه آب از سد مخزني در شرايط كمبود منابع آب (مطالعه موردي: سد مخزني يامچي، اردبيل)

Conjunctive Use of Surface Water and Grounwater for Optimal Water Allocation From Reservoir Under Water Shortage (Case Study: Yamchi Reservoir Dam, Ardabil

در اين پژوهش از يك الگوريتم قطعي مبتني بر روش بهينه سازي ژنتيك (GA) به منظور تخصيص بهينه آب از منابع سطحي و زيرزميني بين مصارف مختلف در بهره برداري از سد مخزني يامچي در استان اردبيل استفاده شده است. تابع هدف در مدل بهينه، حداكثر نمودن سود حاصل از تخصيص آب به بخش كشاورزي با توجه به الگوي كشت منتخب مي باشد به طوري كه تامين نيازهاي شرب و زيست محيطي به عنوان محدوديت در مدل بهينه در نظر گرفته شد. متغيرهاي بارندگي و جريان ورودي به مخزن به دليل خاصيت غير قطعي شان، گسسته شده و سپس مدل بهينه به ازاي مقادير مختلف حجم ابتدايي مخزن در شروع بهره برداري و هر تركيب منطقي از بارندگي و جريان ورودي به مخزن (تحت سه سناريو حداقل، نرمال و حداكثر) اجرا شد. نتايج نشان مي دهد كه در سناريوي حداقل و نرمال با افزايش حجم ابتدايي مخزن، سود حاصله بيشتر شده ولي در سناريو حداكثر، حجم ابتدايي مخزن تاثيري بر سود ندارد. هر چه حجم ابتدايي مخزن كم باشد عملكرد نسبي محصولات كم بوده كه اين موضوع در سناريو حداقل بيشتر نمايان است. همچنين حجم آب قابل تخصيص از منابع آب زيرزميني به بخش كشاورزي بين 3/1 تا 7/9 ميليون متر مكعب متغير بوده كه با پتانسيل برداشت آب از طريق چاه هاي بهره برداري مطابقت دارد.

In this research, a deterministic algorithm based on the Genetic Optimization (GA) method was used for optimal water allocation to different uses from surface and underground resources in the operation of Yamchi reservoir dam in Ardabil province. The objective function in the optimized model was to maximize the profit of water allocated to the agricultural sector according to the selected cropping pattern, and the supply of drinking and environmental requirements were considered as a constraint in the optimal model. The rainfall and inflow to the reservoir are discretized due to their nondeterministic property and then for different values of the initial volume of the reservoir at the beginning of the operation period and any logical combination of rainfall and inflow to the reservoir (under the three scenario: minimum, normal and maximum) the optimal model was implemented. The results showed that in the minimal and normal scenario with increasing the initial volume of the reservoir, the profit was increased, but in maximum scenario, the initial volume of the reservoir had no effect on the profit. The smaller the initial volume of the reservoir the lower the relative yield of the products, which was most evident in the minimum scenario. Also, the amount of water allocated from groundwater resources to agricultural sector varies from 3.1 to 7.9 MCM, which corresponds to the potential for extracting water through utilization wells.