تا چه مقدار اطلاع از آینده جریان رودخانه در طراحی و بهره برداری از مخازن سدها قابل برنامه ریزی است؟

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی امیرکبیر

2 استاد/ دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه صنعتی امیرکبیر

چکیده

ارزیابی تأثیر طول دوره دوربینی از آوردهای آینده رودخانه بر حداقل ظرفیت مخزن مورد نیاز برای تأمین بده آب معلوم در سطح اعتمادپذیری مشخص موضوع این تحقیق است. این مساله را می توان در قالب یک مدل برنامه ریزی خطی عدد صحیح (MILP) با سری معلوم از آورد رودخانه فرمول بندی کرد. حل این مدل با سری زمانی بلندمدت با N گام زمانی، نماینده جواب متناظر با اطلاع کامل از آورد رودخانه در افق N گام زمانی آینده می باشد. چنانچه طول سری زمانی به n=N/m بازه زمانی تقسیم و n مدل پیاپی، هریک با m گام زمانی، حل شود، بزرگ‌ترین ظرفیت مخزن بدست‌آمده از این n مدل، جواب همین مساله در شرایط اطلاع محدود و نسبی m–ماهه از آوردهای آینده خواهد بود. در این مقاله با مقایسه جوابهای حاصل از حل مدلهای فوق در شرایط اطلاع کامل و محدود از آینده جریان، تأثیر طول دوره دوربینی و سطح اعتمادپذیری تأمین نیاز آبی بر ظرفیت مخازن سدها ارزیابی شده است. همچنین ارتباط این عوامل با پارامترهای موثر از جمله نسبت ظرفیت فعال مخزن (Ka) و نسبت حداقل نیاز (r_min) به متوسط جریان ورودی سالانه (μ_Q) تحلیل حساسیت شده است. نتایج نشان میدهد گرچه با کاهش افق دوربینی، ظرفیت مورد نیاز مخزن افزایش می یابد، عکس این نتیجه نیز در برخی شرایط بسته به هیدرولوژی جریان رودخانه و موقعیت دوره های خشک در سری جریان محتمل است. همچنین از یک افق دوربینی به بعد، آگاهی از آینده دورتر به برنامه ریزی برای کاهش بیشتر ظرفیت مورد نیاز مخزن کمکی نخواهد کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

How Much Information on Future Streamflows is Utilizable in Design and Operation of Dam Reservoirs?

نویسندگان [English]

  • E. Jahani 1
  • S.J. Mousavi 2
2 Corresponding author-Professor, Department of Civil and Environmental Engineering, Amirkabir University of Technology
چکیده [English]

The problem of storage-yield-reliability analysis of surface water reservoirs is a classical problem in water resources engineering. This study explores the effect of the horizon of foresight on future inflows on the minimum reservoir capacity required for meeting a specified yield. The problem is formulated as mixed integer linear programs (MILP). We analyze the role of perfect foresight assumption on future inflows by formulating the problem as a series of finite-horizon mixed integer linear programs (MILPs), each with a limited, partial foresight on future inflows. The MILPs are then solved sequentially over a long-run planning horizon for determining the minimum reservoir capacity required for meeting a specified reservoir yield at a certain level of reliability. The results indicate although it is generally true that the required reservoir capacity will increase if the foresight on future inflows becomes more limited, an opposite result is also possible to occur depending on the system's characteristics and hydrology. Moreover, knowing about future inflows does not help any more after a certain level of foresight horizon. These findings provide insight into the issue of uncertainty of future inflows and their forecasts in the design and operation of reservoir systems.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Perfect foresight
  • Partial foresight
  • Reliability
  • Reservoir capacity