مدیریت آب شهری با استفاده از مدل برنامه‌ریزی منابع آب MODSIM

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 فارغ التحصیل کارشناسی ارشد دانشگاه گرگان

2 دانشیار گروه مهندسی آّب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

3 استادیار، گروه مهندسی آّب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

4 استادیار گروه عمران آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی

5 دانشیار گروه مهندسی آّب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان،

چکیده

سابقه و هدف: نیاز روزافزون به آب نتیجه رشد جمعیت و توسعه شهری است که برنامه‌ریزی همه‌جانبه برای تأمین آب به مقدار کافی و کیفیت مناسبی را ضروری می‌سازد. مدل‌سازی یکی از ضروریات مدیریت و برنامه‌ریزی برای منابع و مصارف آب است. مدل‌های ریاضی جامع کمی- کیفی آب، غربالگری مناسب برای تحلیل گزینه‌های متعدد مدیریت منابع آب بشمار می-روند. MODSIM یک سیستم پشتیبانی تصمیم مدیریت منابع برای تحلیل برنامه‌ریزی بلندمدت، مدیریت میان‌مدت و عملکردهای کوتاه‌مدت می‌باشد. که در بخش‌های حوضه‌ای، بین حوضه‌ای و آب شرب و... مورد استفاده قرار گرفته است. مهم‌ترین مشکلات تأمین آب شرب شهری گرگان، عدم بهره‌برداری از منابع آب، محدودیت آب زیرزمینی تأمین‌کننده آب گرگان، افزایش برداشت و اثرات آن بر کاهش منابع آب و همچنین کاهش کیفیت آب سفره‌ها و احتمال شوری برخی از چاه‌ها می‌باشد. ارائه راهکارهای مناسب برای افق‌های بعدی و بررسی همه جانبه منابع تأمین و درصد خسارات وارده در افق مورد نظر ضروری می‌باشد. هدف از این تحقیق تجزیه و تحلیل منابع آب موجود، مدیریت آب شرب شهر گرگان با مدل MODSIM و تجزیه و تحلیل سناریوهای مختلف مدیریتی می‌باشد.
مواد و روش‌ها: در این تحقیق، با استفاده از مدل MODSIM مدیریت آب شرب شهر گرگان در یک دوره کوتاه‌مدت، میان-مدت و بلندمدت موردبررسی قرارگرفته است و به منظور تامین فشار مجاز در شبکه و جلوگیری از نشت شبکه، شهر منطقه-بندی شده است. کالیبراسیون مدل برای سال 1391 تا 1392 و در مقیاس روزانه انجام‌شده و نهایتاً قابلیت مدل بر اساس معیارهایی همچون: اعتمادپذیری و آسیب‌پذیری با استفاده از قابلیت کدنویسی در مدل MODSIM انجام و مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس با سناریوهای مختلف، مدیریت آب شرب در دوره‌های آتی موردبررسی قرار گرفت.
یافته‌ها: نتایج نشان می‌دهد که در تمامی سناریوهای مدیریتی، منطقه 1 زون فشاری (شمالی‌ترین قسمت گرگان) و مناطق 8 تا 10 (جنوبی‌ترین قسمت گرگان) شاخص اعتمادپذیری زیاد و شاخص آسیب‌پذیری کمتری داشتند. همچنین اگر شرایط تأمین آب به‌صورت فعلی باشد (سناریوی مرجع) در افق زمانی 1400 با 7/2 درصد افزایش جمعیت نسبت به سال 1391، شاخص اعتمادپذیری 7/2% و شاخص آسیب‌پذیری 50 هزار مترمکعب بر روز خواهد بود.
نتیجه‌گیری: استفاده از مدل MODSIM در شبیه‌سازی و مدیریت آب شرب موفق بوده و به همین دلیل استفاده از این مدل و همچنین لینک کردن این نرم‌افزار با نرم‌افزارهای دیگر، ازجمله آب زیرزمینی، کیفیت آب و... توصیه می‌گردد؛ و بر اساس نتایج این مدل و سناریوها، می‌توان شرایط تأمین آب در آینده را بررسی کرده و راهکارهای مدیریتی ارائه نمود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Urban water management using of water resources planning MODSIM model

نویسندگان [English]

  • samira hosseinpour 1
  • amirahmad dehghani 2
  • abdolreza Zahiri 3
  • mojtaba Shoriyan 4
  • mehdi meftah halghi 5

1 Msc of Gorgan University

2 Associate Prf., Dept. of water Structure,Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources

3 Assistant Prof., Dept. of water Structure, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources

4 Assistant Prof., Dept. of Water and Environmental Engineering, Shahid Beheshti University

5 Associate Prf., Dept. of water Structure,Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources

چکیده [English]

Background and objectives: Increasing need for water is the result of population growth and urban development, which demands a comprehensive programming for sufficient amount and appropriate quality of water. Modeling is one of the necessary elements of management and planning for water resources and use. Integrated mathematical quality-quantity water models are suitable tool to analysis various water resources management options. MODSIM is a decision support system for the analysis programming of long-term, mid-term and short-term functions that is used in the basin, inter-basin, drinking water and etc The most important urban drinking water supply problems in Gorgan are lack of exploitation of surface and groundwater sources for drinking, groundwater restrictions to supply drinking water of Gorgan, severe drop in groundwater table, increasing trend of drinking water demand, ample water exploitation in agriculture sector in downstream and its effect on declining drinking water and improper recharge aquifers consequently causing disqualification in aquifers and salinity in wells. Offer appropriate solutions is essential for the next horizon, comprehensive study of the sources and the percentage of losses incurred on the desired horizon. The aim of this research is to analysis water resources management of drinking water of Gorgan assessing different managerial scenarios.
Material and methods: In this study drinking water of Gorgan city was evaluated in short-term, mid-term and long-term periods by means of MODSIM model and the city's zoning to provide allowable pressure and prevent the leakage in the network. Model calibration was done for 2012 and 2013 on a daily scale and eventually the model was assessed on the basis of criteria’s such as reliability and vulnerability. Hence by using various scenarios the future management of drinking water was evaluated.
Results: According to results, in all scenarios the 1st pressure zone (the most northern part of Gorgan) and 8-10 zones (the most southern part of Gorgan) have high reliability and low vulnerability indexes. In addition if the water supply conditions remain same as current (the reference scenario) in 2021 with a population increase of 7.2 percent compared to 2012, the reliability index and vulnerability index would be 7.2 percent and 50000 cubic meters per day.
Conclusion: Using MODSIM model has been really successful in simulation and management of drinking water resources hence using this model and linking it to other software’s such as those ones related to groundwater and water quality is suggested. According to the result of model and scenarios, it is possible to inspect future water condition and recommend managerial strategies.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Drinking water management
  • Reliability index
  • Vulnerability index
  • MODSIM
  • Gorgan city