بازنگری در برنامه منابع و مصارف سدهای در حال بهرهبرداری به روش دینامیک سیستم ها: مطالعه موردی سد یامچی

امروزه افزایش جمعیت، توسعه کشاورزی و صنعت به همراه تغییرات جهانی اقلیم، سبب افزایش نیاز به منابع آب به عنوان یک منبع طبیعی مهم شده است. برنامه ریزی برای مدیریت منابع آب با هدف کاهش کمبودها در آ ینده تحت تاثیر تغییرات اقلیمی تبدیل به مهمترین دغدغه تصمیم گیران آب شده است. در این تحقیق، یک سیستم پشتیبان در تصمیم گیری برای منابع و مصارف سد یامچی در استان ا ردبیل، با استفاده از روش پویایی سیستم پیشنهاد داده شده است. روش پویایی سیستم ، یک روش موثر برای مدلسازی رفتار سیستم های پیچیده می باشد. هدف اصلی  تحقیق حاضر، تعیین بهترین سیاست برای بهبود مدیریت مخزن سد تحت تاثیر تغییرات اقلیمی می باشد. در این مطالعه در ابتد ا، تاثیرات تغییر اقلیم بر روی پارامترهای مهم اقلیمی بررسی شده است. برای مدلسازی تغییر اقلیم، از مدل HADCM۳ و مدل ریزمقیاس نمایی LARS-WG استفاده شده است. بر اساس نتایج این مرحله، در بازه زمانی ۲۰۳۰-۲۰۱۱ نسبت به دوره مشاهداتی، دما به میزان ۰/۷۷ درجه سانتی گراد افزایش و بارش به مقدار ۱۱ میلی متر کاهش داشته است. در مرحله بعد، تاثیر تغییر اقلیم بر جریان ورودی به مخزن سد با استفاده از تکنیک شبکه عصبی مصنوعی (ANN) شبیه سازی شده است. بر طبق نتایج بدست آمده از مدل شبکه عصبی، در بازه زمانی ۲۰۳۰-۲۰۱۵ متوسط دبی ورودی به مخزن سد یامچی، نسبت به دوره مشاهداتی در سناریوی تغییر اقلیم A۲؛ ۱۶ درصد کاهش یافته است. در مرحله سوم، یک مدل سیستم دینامیک برای مدلسازی پویای مخزن سد یامچی و تاثیرات تغییر اقلیم با کمک نرم افزار Vensim، توسعه داده شده است. برای مدلسازی مخزن، چهار زیرسی ستم (کشاورزی، نیازهای آبی، کمبود و مخزن) در مدل شناسایی شده است. بر اساس نتایج بدست آمده از مدل شبیه سازی، کمبود آب در بخش های مختلف کشاورزی، شرب، صنعت و محیط زیست تحت سناریو تغییر اقلیم A۲ به شدت افزایش می یابد. طبق نتایج مدل پویایی سیستم مقادیر نیازهای آبی در سال ۱۴۱۰ به ۹۹/۱۲ میلیون متر مکعب می رسد. کمبود آب بخش کشاورزی در طول بازه زمانی، ۱۳۸۸ تا ۱۴۱۰، ۸۰ درصد کمبود کل را تشکیل می دهد و در صورت اولویت تخصیص به بخش شرب، تامین نیاز کشاورزی در آینده دچار مشکل خواهد شد. در نهایت در این مطالعه، برای کاهش بحران، به بررسی سناریوهای مطرح در مدیریت حوضه پرداخته شده است. 
در این راستا، شش سناریو مدیریتی ( ۱-افزایش راندمان آبیاری، ۲-کاهش سرانه مصرف آب شرب، ۳-عدم - تخصیص آب به بخش صنعت، ۴- اثر افزایش راندمان آبیاری و کاهش سرانه مصرف ، ۵- شرایط کم آبیاری و ۶- ترکیب کم آبیاری و افزایش جمعیت تحت پوشش شرب) معرفی شده است. با بررسی معیار پایداری در مقایسه با ذخیره مخزن، بیشترین پایداری برای سناریو آبیاری تحت شرایط کم آبیاری بدست آمده است. مقدار کمبود بخش کشاورزی در این سناریو، از ۳۲/۷۹ میلیون متر مکعب در شرایط پایه به ۱۶/۹۶ میلون متر مکعب در سال ۱۴۱۰ کاهش می یابد. بهترین روش برای بهبود وضعیت سیستم، تقویت سیستم آبیاری و کاهش مصرف بخش کشاورزی است. ترکیب مدل پویایی سیستم و بررسی تغییرات اقلیم، در قالب چارچوب پیشنهادی این تحقیق، امکان مدل سازی منابع و مصارف سد یامچی و همچنین اولوی ت بندی مصارف مختلف از منابع محدود را به منظور نیل به اهداف توسعه پایدار فراهم ساخته است. مدل ارائه شده در این مطالعه با استفاده از آزمون های مختلف مورد ارزیابی قرار گرفته است و قابلیت کاربرد در حوضه های دیگر را دارد.