دانلود ترجمه مقاله تاثیر تغییرات آب و هوایی بر شاخص های عملکرد مخازن در تامین آب کشاورزی – ASCE 2013

تاثیر تغییرات آب و هوایی بر شاخص های عملکرد مخازن در تامین آب کشاورزی

Climate Change Impact on Reservoir Performance Indexes in Agricultural Water Supply

چکیده

مقدمه

روشها

بازسازی سناریوهای آینده در دوره آینده

ارزیابی منابع آبی و مصارف آنها بر اساس تغییر اقلیم

شبیه سازی بارش-رواناب

تخمین حجم مورد نیاز آب در مخازن پایین دست

مدلهای بهره برداری مخزن

مدلهای شبیه سازی

مدلهای بهینه سازی

شاخصهای عملکرد مخزن

مطالعه موردی و تعریف سناریوها

مطالعات سناریوها

نتایج: بررسی عملکرد مدل اقلیمی دردوره مبنا

محاسبه سناریوی اقلیمی دوره مبنا

محاسبه سناریوهای اقلیمی دوره آینده

محاسبه حجم موردنیاز آب براساس تغییر اقلیم

شبیه سازی عملکرد مخازن آب براساس سناریوهای تغییر اقلیم بااستفاده از مدل WEAP

بهینه سازی عملکرد مخزن تحت سناریوهای تغییر اقلیم با استفاده از مدل LINGO

نکته پایانی

چکیده

این مقاله اثرات تغییر اقلیم را بر حجم جریان ورودی به مخزن و حجم مورد نیاز آب در پایین دست رودخانه ، با در نظر گرفتن سه سناریوی تغییر اقلیم، در بستر رودخانه ای در آذربایجان شرقی نمایش میدهد. مدل HadCM3 برای تخمین سناریوهای احتمالی دما و بارش در دوره 2039-2026 براساس یک سناریوی انتشار A2 بکار میرود. یک مدل هیدرولوژیکی (IHACRES) در ابتدا برای ناحیه مورد نظر کالیبره میشود و سپس یک سری زمانی ماهانه از دما و بارش آینده، برای محاسبه، بعنوان داده ورودی مدل IHACRES در نظر گرفته میشود. بعلاوه اینکه، سری زمانی 14 ساله ای از بارش ماهانه برای دوره 2039-2026 شبیه سازی میشود. نتایج مدلسازی نشان میدهند که میانگین بارش سالانه بلند مدت، نسبت به مقدار آن در دوره مبنا، در بازه زمانی 2000-1987 به مقدار 0.7% کاهش می یابد. به هرحال با ثابت درنظر گرفتن ناحیه زراعی ، بدون اینکه الگوی کشت در آن تغییر کند، میانگین حجم مورد نیاز آب سالانه برای زراعت، به 16% افزایش می یابد. هردو مدل شبیه سازی و مدل بهینه سازی، برای بهره برداری از مخازن آب استفاده میشوند. شبیه سازی از عملکرد و کارایی ذخایر آبی، در تغییر میزان نیاز آبی، بر طبق سیاست کاربردی استاندارد (SOP) و با استفاده از مدل ارزیابی و برنامه ریزی آب (WEAP) اجرا میشود. سپس سه سناریوی تغییر اقلیم ذکر شده در بالا برای مدل WEAP ایجاد میشوند و شاخصهای کارایی و عملکرد مخازن، شامل (قابلیت اتکاء، میزان آسیب پذیری و قابلیت بازگشت) محاسبه میگردند. نتایج نشان میدهند که شاخصها در آینده نسبت به دوره مبنا تغییر میکنند. سپس برای عملیات بهینه سازی مخازن از طریق تامین آب بخش کشاورزی و اهداف زیست محیطی، کمینه سازی نواقص توان دوم مربوط به این اهداف، در هرماه و برای هر سناریوی تغییر اقلیم با استفاده از الگوریتم نسخه نرم افزاری LINGO 11.0 {برنامه ریزی غیر خطی (NLP) } تعیین میشوند. نتایج نشان میدهند که این شاخصها قابلیت تغییر دارند.

نکته پایانی
این مقاله اثر تغییر اقلیم را بر شاخصهای عملکرد منبع آبی Aidoghmoush در ایران برای نیاز ذخیره منبع پایین دست رودخانه دردوره آینده (2039-2026) با استفاده از یک رویکرد شبیه سازی – بهینه سازی بررسی کرده است. بررسیها از طریق مدل HadCM3 نشان داده است که دما (بین 0.5 تا 2.7 درجه سانتیگراد) افزایش می یابد و بارش (76-36- %) در دوره آینده در مقایسه با دوره مبنا تغییر میکند. یک سری زمانی ماهانه دما و بارش در آینده، ورودی مدل IHACRES محسوب میشود و یک سری زمانی رواناب برای دوره آینده شبیه سازی میگردد. نتایج نشان میدهند که میانگین حجم بلندمدت سالانه رواناب برای دوره آینده نسبت به دوره مبنا 0.7% کاهش می یابد. با دانستن میزان تبخیر- تعرق مرجع بدست آوردن نمناکی نسبی در آینده و با فرض اینکه سرعت باد در آینده شبیه سرعت باد در دوره مبناست، مقادیر K_C محاسبه میشوند. براساس یک ناحیه زیرکشت ثابت، نیاز آبی محصولات تعیین میگردد وحجم مورد نیاز آب بطور ماهانه محاسبه میشود. حجم نیاز آبی دردوره آینده 16% افزایش می یابد( 112×〖10〗^6 m^3 در هرسال در دوره مبنا و 130×〖10〗^6 m^3 دردوره آینده ) . برای محاسبه عملکرد مخزن در انحراف از حجم مورد نیاز آب براساس حجم رواناب رودخانه، مدل WEAP استفاده میشود. سپس شاخصهای قابلیت اتکا، آسیب پذیری و برگشت پذیری برای هر یک از سه سناریوی ذکر شده محاسبه میشوند.

Abstract

This paper addresses the impact of climate change on the volume of inflow to a reservoir and the volume of downstream water demand by considering three climate change scenarios in an East Azerbaijan river basin. The HadCM3 model was used to estimate possible scenarios of temperature and rainfall for the period 2026–2039 under an emission scenario (A2). A hydrological model (IHACRES) was first calibrated for the basin; and then, a monthly time series of future temperatures and rainfall were entered into IHACRES. In addition, a 14-year time series of monthly runoff was simulated for 2026–2039. Modeling results indicated that the average long-term annual runoff volume decreased by 0.7% relative to the base period (1987–2000). However, by assuming a nonchanging cultivation area, the average long-term annual water demand volume for crops increased by 16%. Both simulation and optimization models of reservoir operation were used. The simulation of reservoir performance in the delivery of water demand was implemented according to the standard operating policy (SOP) and by using the water evaluation and planning (WEAP) model. The three aforementioned climate change scenarios were then introduced to the WEAP, and the reservoir performance indexes (reliability, vulnerability, and resiliency) were calculated. Results showed that indexes would change in the future relative to the base. Next, for the optimal operation of the reservoir with a water supply for agricultural and environmental purposes, the minimization of total squared deficiencies in the allocation to these purposes was determined for each month and climate change scenario by the using LINGO Version 11.0 software [nonlinear programming (NLP)] algorithm. Results showed that the indexes would change

Concluding

Remarks This paper investigated the impact of climate change on the performance indexes of the Aidoghmoush Reservoir in Iran, to supply downstream demand in the future (2026–2039) by using a simulation—optimization approach. An investigation of the HadCM3 model showed that the temperature increased (between 0.5 and 2.7°C) and the rainfall varied (−36–76%) in the future compared with the base period. A time series of monthly temperature and rainfall in the future was input to the IHACRES, and a time series of monthly runoff was simulated for the future. The results showed that the average long-term annual volume of runoff for the future decreased 0.7% relative to the base. By knowing reference evapotranspiration, obtaining relative humidity in the future, and assuming that wind speed in the future would be similar to that in the base period, values of Kc were calculated. Based on a constant area under cultivation, the water requirement of crops was determined, and water volume was calculated for each month. Water demand volume in the future increased 16% (112 × 106 m3 per year in the base to 130 × 106 m3 in future periods) whereas river runoff volume to the reservoir decreased 0.7% (150.6 × 106 m3 per year in the base to 149.5 × 106 m3 in future periods). To evaluate the reservoir performance in the delivery of water demand volume based on runoff volume of the river, WEAP was used. Reliability, vulnerability, and resiliency indexes for each of the three aforementioned scenarios were then calculated.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

تاثیر تغییرات آب و هوایی بر شاخص های عملکرد مخازن در تامین آب کشاورزی

Climate Change Impact on Reservoir Performance Indexes in Agricultural Water Supply