مدل بهینه‌سازی بهره‌برداری از مخزن سد کارده با استفاده از برنامه‌ریزی تصادفی بازه‌ای چند مرحله‌ای

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای اقتصاد کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زابل

2 استادیار اقتصاد کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زابل

چکیده

در مطالعه حاضر مدیریت آب سد کارده با استفاده از روش برنامه‌ریزی تصادفی بازه‌ای چند مرحله‌ای در شرایط عدم قطعیت مورد بررسی قرار گرفت. برنامه‌ریزی بازه‌ای چند مرحله‌ای از ترکیب دو برنامه‌ریزی پویا و بازه‌ای در چارچوب بهینه‌سازی تصادفی تشکیل می‌شود. پویایی مدل، به‌کارگیری خط مشی از پیش تعریف شده در طی فرایند بهینه‌سازی و استفاده از پارامترهای بازه‌ای و احتمالات در شرایط عدم قطعیت از مزیتهای این تکنیک است. این روش، سناریوهای تصمیم‌گیری تحت مقادیر مختلف کمبود آب را ارائه می‌دهد. داده‌های مطالعه از سازمان آب منطقه‌ای و شرکت آب و فاضلاب استان خراسان رضوی و برای سالهای 67 تا 86 جمع‌آوری شد. نتایج نشان داد در بدترین شرایط، طی سه سال آینده (تا سال 90) به‌ترتیب 1/9، 2/55 و 3/1 میلیون مترمکعب کمبود آب در بخش شهری و 0/22، 0/32 و 0/75 در بخش کشاورزی رخ خواهد داد. کاهش 0/5، 0/7 و 1 مترمکعب در الگوی مصرف ماهانه بخش شهری و افزایش 6، 11 و 20 درصد در راندمان آبیاری بخش کشاورزی تحت پوشش سد کارده، راهکارهای مناسبی برای رویارویی با بحران کم آبی در سه سال آینده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

An Optimization Model for Kardeh Reservoir Operation Using Interval-Parameter, Multi-stage, Stochastic Programming

نویسندگان [English]

  • Fatemeh Rastegaripour 1
  • Mahmood Sabouhi Sabouni 2
1 Ph.D. Student of Agriculture Economic, College. of Agriculture, Zabol University
2 Assist. Prof. of Agriculture Economic, College. of Agriculture, Zabol University
چکیده [English]

The present study investigates water allocation of Kardeh Reservoir to domestic and agricultural users using an Interval Parameter, Multi-stage, Stochastic Programming (IMSLP) under uncertainty. The advantages of the method include its dynamics nature, use of a pre-defined policy in its optimization process, and the use of interval parameter and probability under uncertainty conditions. Additionally, it offers different decision-making alternatives for different scenarios of water shortage. The required data were collected from Khorasan Razavi Regional Water Organization and from the Water and Wastewater Co. for the period 1988-2007. Results showed that, under the worst conditions, the water deficits expected to occur for each of the next 3 years will be 1.9, 2.55, and 3.11 million cubic meters for the domestic use and 0.22, 0.32, 0.75 million cubic meters for irrigation. Approximate reductions of 0.5, 0.7, and 1 million cubic meters in the monthly consumption of the urban community and enhanced irrigation efficiencies of about 6, 11, and 20% in the agricultural sector are recommended as approaches for combating the water shortage over the next 3 years.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Stochastic programming
  • Multi-Stage Method
  • Interval Parameter
  • Uncertainty
  • Kardeh reservoir
1-Tajrishi, M., and Abrishamchi, A. (2004). “Demand management of water resources in the country.” Conf. on Methods to Prevent Waste of Natural Resources, Tehran, 24-41. (In Persian)

2- <www.khrw.ir> (online in web at 2007)

3- Borhani Daryan, A., and Mortazavi Naeeni, S. M. (2009). “Comparison of heuristic methods applied for optimal operation of water resources.” J. of Water and Wastewater, 68, 57-66. (In Persian)

4- Samani, J. (2003).Water resource management and sustainable development, Report of Research Dept. Infrastructure studies, Tehran. (In Persian)

5- Azarmsa, M., Fayaz, M., and Tathiir, M. (2002). “Water resource management and Sefid Rud river irrigation and drainage network.” Collection of 1.th  Conf. on Iran Irrigation and Drainage, Tehran, 111-124. (In Persian)

6- Dept. of Energy. (2007). Kardeh dam, Statistics Unit of Khorasan Regional water Company, Mashhad. (In Persian)

7- Golyan, S., Abrishamchi, A., and Tajrishi, M. (2007). “Analysis of operational policies in the basin's water resources with system dynamics.” J. of Water and Wastewater, 63, 70-80. (In Persian)

8- Huang, G., Baetz, B.W., and  Patry, G.G. (1992). “A grey linear programming approach for municipal solid waste management planning under uncertainty.” Civil Engineering Systems., 9, 319-335.

9- Huang, G., and Moore, R. D. (1993). “Grey linear programming, its solving approach, and its application.” International J. of Systems Science., 24, 159-172.

10- Huang, G. H. (1996). “IPWM: An interval parameter water quality management model.” Engineering Optimization., 26, 79-103.

11- Li, Y. P., Huang, G. H., and Nie, S.L. (2006). “An interval-parameter multi-stage stochastic programming model for water resources management under uncertainty.” Advances in Water Resources, 29, 776-789.

12- Najafi Hajivar, M., Kohpeima, A., and Tahmasbi, A. (2006). “Indices of drought in the province of Chahar Mahal and Bakhtiari.” The 1st Regional conf. of Exploitation of Water Resources and Basins of Karun Zayanderood, Shahrekord University. (In Persian)

13- Hardaker, J.B., Huirne, B.M., Anderson, R., and Lien, G. (2004). Copying with risk in agriculture, CABI Publishing, U. K.

14- <www.sci.org.ir> (online in web at 2007)

15- Saedi, M. (1997). “Estimate the demand function of drinking water in Mashhad.” MSc. Thesis, Ferdowsi University of Mashhad. (In Persian)

16- Huang, G. H., and Loucks, D. P. (2000). “An inexact two-stage stochastic programming model for water resources management under uncertainty.” Civil Engineer Environmental Systems., 17, 95-118.

17- Li, Y. P., Huang, G. H., Nie, S. L., and Liu, L. (2007b). “An inexact multi-stage stochastic integer programming method for water resource management.” J. of  Environmental Management, <Online available in sciencedirect> .