ارزیابی اقتصادی و تعیین سیاست‌های بهره‌برداری انتقال آب بین حوزه‌ای

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد / دانشکده عمران، پردیس فنی، دانشگاه تهران

2 کارشناسی ارشد /عمران – مهندسی آب، شرکت مدیریت منابع آب ایران

3 دانشجوی دکتری عمران / مهندسی آب ، دانشکده فنی دانشگاه تهران

چکیده

توسعه جوامع انسانی و نیاز به آب بیشتر، لزوم اجرای طرح‌های توسعه منابع آب را برای استفاده بهینه از پتانسیل‌های موجود در بخش آب اجتناب ناپذیر می‌نماید. طرح‌های توسعه علاوه بر توجیه فنی باید تحت تحلیل‌های اقتصادی، محیط‌زیستی و اجتماعی قرار گیرند. در این تحقیق به ارزیابی اقتصادی و محیط‌زیستی طرح‌های توسعه پرداخته شده است و به عنوان مطالعه موردی طرح انتقال بین حوزه‌ای آب سولگان به رفسنجان انتخاب شده‌ است. مدل بهینه‌سازی با تابع هدف اقتصادی (حداکثر نمودن منافع خالص) برای طرح انتقال آب بین حوزه‌ای تدوین شده است. منافع و هزینه‌ها شامل بخش‌های کشاورزی، برق‌آبی، لایروبی، هزینه‌های فیزیکی اجرای طرح، پمپاژ و هزینه‌های محیط‌زیستی می‌باشد. برای بررسی اثرات محیطی‌زیستی بر پایین‌دست رودخانه کارون (حد‌فاصل سدگتوند تا دارخویین) شبیه‌سازی ماهانه برای متغیرهای کیفی انجام شده است. با استفاده از نتایج شبیه‌سازی کیفی و استفاده از رابطه همبستگی چندمتغیره، متغیرهای کیفی رودخانه در نقاط بحرانی تخمین زده می‌شود. از مقادیر متغیرهای کیفی برای محاسبه هزینه‌های محیط‌زیستی تحمیل شده به رودخانه مبدأ، در اثر اجرای این طرح  استفاده شده است. افق بهینه‌سازی 23 سال در نظر گرفته شده و از روش الگوریتم ژنتیک برای حل مدل استفاده شده است. خروجی مدل، دبی انتقال بهینه با توجه به تابع هدف در هر ماه می‌باشد. سپس سیاستهای بهره‌برداری از طرح انتقال آب با استفاده از مدل شبکه عصبی ارائه گردیده است. از نتایج مدل در بخش اثر بر روی کیفیت متغیرهای کیفی رودخانه کارون نشان از ناچیز بودن آن دارد و هزینه‌های بوجود آمده در مدل در طول دوره بهینه‌سازی در این بخش در شرایطی پیش آمده که متغیرهای کیفی رودخانه در آن سال‌ها در حالت اولیه (بدون انتقال آب) رودخانه از حد استاندارد خارج بوده‌اند و در بررسی منافع و هزینه مشخص گردید که بیشترین منافع مربوط به محصولات کشاورزی در دشت رفسنجان می‌باشد که شاید به خاطر ارزش افزوده زیاد آن نسبت به سایر بخش‌ها است و کمترین منافع مربوط به کاهش هزینه پمپاژ می‌باشد. در قسمت هزینه‌ها بیشترین هزینه مربوط به هزینه‌های کاهش منافع کشاورزی در دشت‌های خوزستان می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Economic Assessment in Development of Operating Policies for Inter- Basin Water Transfer

نویسندگان [English]

  • M Karamouz 1
  • S.A Mojahedi 2
  • A Ahmadi 3
1 Professor, School of Civil Engineering, University of Tehran, Email:
2 M.S. in Water Engineering, Ministry of Energy, Iran
3 Ph.D. Candidate, School of Civil Engineering, University of Tehran
چکیده [English]

The water basin transfer project is an alternative for balancing the non-uniform temporal and local distribution of water resources and water demand, especially in arid and semi arid regions. A water transfer project can be executed if it can be economically and environmentally justified. In this study, this challenge has been investigated for water transfer from Solegan in the Khuzestan vicinity to Rafsanjan in Kerman. The environmental impacts of such a project on Karoon Rivers between the Gotvand Dam to Darkhoien are considered. Monthly water quality simulation was carried out and one year of observed data was used for model calibration. A multiple regression was performed to estimate river water quality variations based on the simulation results. The regression equations were used in calculating water quality and environmental costs imposed on the river by investigating the effect of the development plans with an economic based objective function. Then a mathematical model was developed to maximize the net benefit of inter-basin water transfer. Costs and benefits including agricultural production, hydropower generation, dredging, physical construction costs, pumping groundwater and environmental costs were also considered. The optimization period is 23 years (the length of historical data); and the Genetic Algorithms is used to solve the model. Model output is the optimum flow rate of water transfer in each month. For real time operation, an Artificial Neural Network (ANN) model is developed. The results show that the high benefit of agriculture production in the Rafsanjan plain and the costs of decreasing agricultural production in Khuzestan plains are the governing factors.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Economic Assessment
  • Water Quality Simulation
  • Inter-basin water transfer
  • Genetic algorithm
  • Artificial Neural Network

آب منطقه‌ای کرمان (1385) « بررسی منابع و مصارف آب بخشی از استان کرمان در افق 1400 و 1425 ».

رابعی، ف.، اسلامی، ح. و قادری،ک.، (1383)، "بررسی اثرات انتقال آب از سرشاخه‌های کارون بر اعتمادپذیری و میزان تولید برق نیروگاه‌های برق‌آبی"، سمینار انتقال بین حوزه‌ای آب و نقش آن در توسعه پایدار کشور.

ظهیری، ع. و کردستانی، س. (1383)، "تأثیرات طرح‌های انتقال آب بین حوزه‌ای بر رسوب‌گذاری رودخانه کارون و طرح کشتیرانی"، سمینار انتقال بین حوزه‌ای آب و نقش آن در توسعه پایدار کشور.

کارآموز، م.، عراقی‌نژاد، ش. و احمدی، آ. (1383)، "چالش‌های موجود پیش‌روی مدیریت و برنامه‌ریزی منابع آب استان خوزستان با تأکید بر انتقال آب بین حوزه‌ای و توسعه پایدار"، سمینار انتقال بین حوزه‌ای آب و نقش آن در توسعه پایدار کشور.

کارآموز، م. (1381)، "گزارش طرح تحقیقاتی طرح جامع کاهش آلودگی رودخانه کارون"، اداره کل حفاظت محیط‌زیست استان خوزستان.

کارآموز، م. و مجاهدی، ع. (1385)، "شبیه‌سازی متغیرهای کیفی در بهره‌برداری از رودخانه کارون: بررسی تغییرات کیفـی در انتقـال

 

آب کوهرنگ3 به زاینده‌رود"، هفتمین کنفرانس بین‌المللی مهندسی رودخانه، دانشگاه شهید چمران، اهواز.

کارآموز، م.، مجاهدی، ع. و احمدی، ا. (1385)، "الگوریتم ارزیابی اقتصادی طرح‌های انتقال آب: مطالعه موردی"، دومین کنفرانس مدیریت منابع آب ایران، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان.

مهندسین مشاور جاماب (1378) « طرح جامع آب کشور حوزه آبریز دز و کارون» وزارت نیرو

مینائی، س. و خاکسار، آ. (1383)، "مقایسه تولید محصول به ازاء هر واحد آب (CPD) در حوزه‌های آبریز کارون و زاینده‌رود"، سمینار انتقال بین حوزه‌ای آب و نقش آن در توسعه پایدار کشور.

 

Feng, S. , Li, L. , Duan, Z. and Zhang, j. (2004), “Assessing the impacts of South-to-North Water Transfer Project with decision support systems ”, Elsevier, DECSUP-11079; p. 15.

Karamouz, M., (2004), “Design of Karoon Water Quality Monitoring System and Bid Evaluation Assistance”, The World Bank and Iranian Department of Environmental Protection, p 66.

Lund J. and Israel M. (1993), “Water transfer in Water Resource Systems”, J. of Water Resources Planning and Management, vol. 121. No. 2. March/April.

Lund J.  and Israel, M. (1995), “Optimization of transfer in UrbanWater Supply Planning”, J. of Water Resources Planning and Management, vol. 121, No. 1. January/Febrruary.

Yevjevich, V. (2001), “Water Diversions and Interbasin Transfers”, International Water Resources Association Water International, Volume 26, Number 3, pp. 342–348, September.