بهینهسازی بهرهبرداری هیدرواپراتیفی مخازن سد بر پایه سناریوهای رهاسازی حساس به تبخیر در شرایط تنش آبی ناشی از تغییرات اقلیمی
کلمات کلیدی:
بهینهسازی بهرهبرداری مخزن, رهاسازی حساس به تبخیر, تنش آبی اقلیمی, مدیریت مخازن سد, قابلیت اطمینان تأمین آبچکیده
افزایش تنش آبی ناشی از تغییرات اقلیمی موجب تشدید تلفات تبخیری از مخازن سدها شده و چالشهای جدی برای پایداری مدیریت منابع آب و عملکرد بلندمدت مخازن ایجاد کرده است. سیاستهای متداول بهرهبرداری مخازن معمولاً نقش پویای تبخیر را در شرایط اقلیمی متغیر نادیده میگیرند که این امر منجر به اتخاذ الگوهای رهاسازی غیربهینه و کاهش قابلیت اطمینان تأمین آب میشود. در این پژوهش، یک چارچوب بهینهسازی بهرهبرداری هیدرواپراتیفی مبتنی بر رهاسازی حساس به تبخیر ارائه میشود که بهطور صریح دینامیک تبخیر ناشی از تغییرات اقلیمی را در تصمیمگیری بهرهبرداری مخزن لحاظ میکند. چارچوب پیشنهادی، معادلات موازنه جرم مخزن را با سناریوهای رهاسازی وابسته به تبخیر که بر اساس دادههای واقعی هیدرومeteorological و قیود بهرهبرداری تعدیلشده اقلیمی استخراج شدهاند، تلفیق میکند. بهینهسازی چندسناریویی برای ارزیابی مبادلات میان قابلیت اطمینان تأمین آب، پایداری ذخیره و تلفات تبخیری تحت شرایط مختلف ورودی و اقلیمی بهکار گرفته شده است. ساختار مدل بهگونهای طراحی شده که برای مخازن بزرگ چندمنظوره با محدودیتهای بهرهبرداری و عدم قطعیت هیدرولوژیکی قابل کاربرد باشد. حساسیت تبخیر از طریق تعدیل پویا در قواعد رهاسازی بر اساس شدت فصلی تبخیر، رابطه تراز–سطح مخزن و شاخصهای تنش آبی اعمال میشود. این رویکرد امکان اصلاح تطبیقی الگوهای رهاسازی در دورههای تبخیر بالا را فراهم کرده و منجر به کاهش سطح تماس آب و افت ذخیره بلندمدت میشود. نتایج نشان میدهد که بهرهبرداری آگاه از تبخیر میتواند عملکرد مخزن را در شرایط تنش آبی اقلیمی بهطور معناداری بهبود بخشد و ابزاری کاربردی برای ارتقای تابآوری سامانههای بهرهبرداری سدها فراهم آورد.
مراجع
References
Zhao J, Cai X, Wang X, Yang Y. Adaptive reservoir operation considering evaporation losses under climate change conditions. Water Resour Res. 2020;56(9):e2019WR026876. doi:10.1029/2019WR026876
Hejazi MI, Voisin N, Liu L, Bramer LM, Fortin DC, Hathaway JE, et al. Integrated modeling framework for assessing climate change impacts on water resources and reservoir operations. J Hydrol. 2020;590:125273. doi:10.1016/j.jhydrol.2020.125273
Feng M, Zhang X, Singh VP. Multi-objective reservoir operation optimization incorporating evaporation and climate variability. J Water Resour Plann Manage. 2021;147(4):04021010. doi:10.1061/(ASCE)WR.1943-5452.0001358
Liu J, Chen J, Wang H. Impact of climate-driven evaporation on long-term reservoir performance and water supply reliability. J Hydrol. 2021;603:126980. doi:10.1016/j.jhydrol.2021.126980
Yang Z, Cai Y, Huang G. Reservoir operation optimization under climate change based on evaporation-sensitive release strategies. Water Resour Manag. 2022;36(2):615–633. doi:10.1007/s11269-021-03025-3
Li Y, Tan Z, Chen X. Coupling climate projections with reservoir operation models to evaluate water stress adaptation strategies. Sci Total Environ. 2022;806:150608. doi:10.1016/j.scitotenv.2021.150608
Zhang C, Guo P, Li M. Dynamic reservoir operation under water scarcity considering evaporation and inflow uncertainty. J Clean Prod. 2023;383:135462. doi:10.1016/j.jclepro.2022.135462
Wang Y, Ruan H, Zhou J. Quantifying evaporation impacts on hydropower reservoir operation under warming climate scenarios. Renew Energy. 2023;202:1256–1269. doi:10.1016/j.renene.2022.11.036
Koutroulis AG, Grillakis MG, Daliakopoulos IN. Climate-induced water stress and reservoir management adaptation in semi-arid regions. Hydrol Earth Syst Sci. 2023;27(6):1149–1166. doi:10.5194/hess-27-1149-2023
Sun Z, Zhang L, Singh VP. Evaporation-aware reservoir operation using scenario-based optimization under climate change. J Hydrol. 2024;629:130527. doi:10.1016/j.jhydrol.2023.130527
Morales-Hernández M, Bladé E, García-Navarro P. Improving reservoir operation rules under climate stress using coupled hydrological–operational models. Water. 2021;13(19):2708. doi:10.3390/w13192708
Ahmad S, Hossain F, Beighley E. Reservoir release optimization considering climate-driven evaporation and downstream water demand. J Water Clim Change. 2022;13(4):1563–1579. doi:10.2166/wcc.2022.197
Zhu X, Guo S, Chen J. Assessing long-term impacts of climate change on evaporation losses and reservoir operation efficiency. Water Resour Manag. 2024;38(1):89–107. doi:10.1007/s11269-023-03611-9
دانلود
چاپ شده
شماره
نوع مقاله
مجوز
حق نشر 2025 مجله علمی مطالعات پژوهشی در علوم مهندسی آینده

این پروژه تحت مجوز بین المللی Creative Commons Attribution 4.0 می باشد.


