کاربرد مدل تصادفی فازی بازه ای چند مرحله‌ای در تخصیص آب مطالعه موردی: سد لتیان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

استادیار گروه اقتصاد کشاورزی دانشگاه تربت حیدریه

چکیده

با توجه به رشد روز افزون جمعیت، توسعه صنایع و افزایش آلودگی منابع آب شیرین، دسترسی به آب کافی و مناسب در برخی از کشورها به یک بحران جدی تبدیل شده است. آب نه تنها برای مصارف آشامیدن وکارهایروزمره کاربرد دارد بلکه برای حل مشکلات صنایع وکاربردهای کشاورزی نقش اصلی وعمده را دارد. با توجه به اهمیت آب در این مطالعه تخصیص آب سد لتیان بین مصارف شرب و کشاورزی با کاربرد برنامه ریزی تصادفی فازی بازه ای برای سه دوره مورد بررسی قرار گرفت. مدل برنامه ریزی تصادفی فازی بازه‌ای چند مرحله‌ای از ترکیب سه مدل خطی فازی، مدل بازه ای و مدل تصادفی چندمرحله ای تشکیل شده است. داده های مورد نیاز مطالعه از سازمان آب منطقه ای استان تهران و مدیریت سد لتیان و برای سال های 70 تا 95 جمع آوری شد. نتایج مطالعه نشان داد که تحت بدترین شرایط وقتی که سطح جریان در تمام دوره برنامه ریزی کم باشد، 8/46 میلیون متر مکعب کمبود آب در حد پایین تخصیص بهینه آب نسبت به تقاضای بخش ها وجود دارد که این مقدار در حالتی که سطح جریان آب در کل دوره متوسط باشد، به 31 میلیون متر مکعب تغییر می یابد. در حالت بهترین سناریو هنگامی که سطح جریان آب در طی افق برنامه ریزی زیاد است کمبود آب وجود نخواهد داشت. حل تابع هدف دو حد نهایی ارزش مورد انتظار سود خالص سیستم را در طی افق برنامه‌ریزی نشان می‌دهد. با توجه به وضعیت بحرانی آب و خششکسالی‌های اخیر، در بخش کشاورزی افزایش راندمان آبیاری، استفاده از سیستم‌های آبیاری مدرن، تغییر الگوی کشت منطقه متناسب با آب موجود و در بخش شهری اصلاح شبکه آبرسانی، به-کارگیری تکنولوژی های مدرن کاهنده آب، آموزش صرفه جویی در مصارف آب شهری و کاهش الگوی مصرف و افزایش قیمت آب توصیه می شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Application of Interval Fuzzy Multi-Stage Stochastic Model in water resource management Case study: Latian Dam

نویسنده [English]

  • Fatemeh Rastegaripour
Assistant Professor of agricultural economics, university of Torbat Heydarieh
چکیده [English]

Due to the increasing population growth, the development of industries and the increasing pollution of fresh water resources, access to adequate and adequate water has become a serious crisis in some countries.The volume of water on Earth has always been constant. The life of all living things, such as humans, animals, and plants, is directly dependent on water. has it. Due to the importance of water in current study, water allocation of Latian dam between urban and agricultural sector is considered using an interval parameter fuzzy multi-stage stochastic programming for the three periods. This model is a combination of fuzzy programming and interval parameter and multi-stage stochastic optimization framework. Needed data was collected from Tehran Regional Water Organization for the year 1991-2015. The results indicated that under the worst conditions when the level of planning in all courses is low, 46.8 million cubic meters of water shortage in the optimal allocation of low water demand than there are sections that amount in case the entire surface water flow the average period is 31 million cubic meters is altered. In the best case scenario when the surface water flow during the planning horizon is large amount of water shortage 0 million cubic meters will be reduced. Solution as the final objective function value of two expected net profit of the system during the planning horizon shows. Increase irrigation efficiency in the agricultural sector and possible use of modern irrigation systems, land area commensurate with urban water sector reform in the water supply network, employing modern technology, lowering water, education, urban water use efficiency and reduce water consumption pattern and price increases are recommended.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Interval Fuzzy programming
  • Multi-Stage Stochastic programming
  • Water allocation
  • Latian dam
Barik SK, Biswal MO, Chakravarty D. Multiobjective Two-Stage Stochastic Programming Problems with Interval Discrete Random Variables. Advances in Operations Research, 2012: 1-21.
Chen F, Huang GH, ASCE M,  Fan YR. Inexact Multistage Fuzzy-Stochastic Programming Model for Water Resources Management. Journal of Water Resources Planning and Management, 2015. 141(11): 14-26.
Huang GH. IPWM: An interval-parameter water quality management model. Engineering Optimization,1996. 26:79–103.
Hui JI, Songlin Nie, Huang Y. An interval-fuzzy two-stage stochastic programming method for filter management of hydraulic systems. Journal of Mechanical Engineering Science, 2014. 9(15): 2788-2809.
Karmakar S, Mujumdar. An inexact optimization approach for river water-quality management. Journal of Environmental Management, 2006. 81:233-248.
Khiabani  N, Bagheri  S, Bashiripour, A. Economic Requirements for Water Resources Management. Water and Wastewater. 2017; 28(1): 42-56 [Persian].  
Li YP, Huang GH, Nie S.L. An interval-parameter multi-stage stochastic programming model for water resources management under uncertainty. 2006. Advances in Water Resources, 2006. 29: 776-789.
Li YP, Huang GH, Yang ZF, Nie, SL. IFMP: Interval- fuzzy multistage programming for water resource management under uncertainty. Resource Conservation Recycling, 2008. 52(5): 800-812.
Mahmoudzadeh D, Ketabchi H, Ataei Ashtiani B. Optimal Management of Groundwater Resources in Kish Island: Sensitivity Analysis of Optimal Strategies to Different Environmental Variables. Water and Wastewater, 2016. 27(2): 61-74 [Persian].  
Maleki A, Torkamani MJ. Drought Management for Optimal Use of Water Resources in North Khorasan Province.  Agricultural Economics Research, 2015. 7(1): 65-89 [Persian].  
Maqsood I, Huang GH, Yeomans, JS.  An interval-parameter fuzzy two-stage stochastic program for water resources management under uncertainty. European  Journal  Operation  Resource, 2005. 167: 208-225.
Mozaffari MM.  Management of irrigation water demand in Ardalan plain with emphasis on pricing policy. Protection of water and soil resources, 2016. 5(4): 47-68 [Persian].  
Rastegaripour F, Karbasi A. Optimal utilization of Lar dam reservoir using five stage stochastic programming. Agricultural Economics Research, 2014. 6(4): 21-33 [Persian].  
Tehran Agricultural Jihad Organization. Report of Tehran Agricultural Jihad Organization. 2016 [Persian].  
Tehran Regional Water Company. Report of Tehran Regional Water Company. 2017 [Persian].  
Water and Wastewater Company of South Tehran. Report of Water and Wastewater Company of South Tehran. 2016 [Persian].