توسط محققان دانشگاهی؛

سبد منابع و مصارف آب شهری در شرایط عدم قطعیت مدلسازی شد

سبد منابع و مصارف آب شهری در شرایط عدم قطعیت مدلسازی شد

به گزارش لیمو بلاگ محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر موفق شدند مدل سازی سبد منابع و مصارف آب شهری در شرایط عدم قطعیت با رویکرد توسعه پایدار را مدل سازی کنند تا مدیران یک منطقه با استفاده از آن عرضه و تقاضا را مدیریت کنند.


به گزارش لیمو بلاگ به نقل از ایسنا، دکتر مریم شعبانی، دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح «مدل سازی پورتفوی آب شهری در شرایط عدم قطعیت با رویکرد توسعه پایدار» اظهار داشت: هم اکنون، بحران آب یکی از بزرگ ترین و مهم ترین بحران های قرن کنونی شناخته شده است. کشور ما هم با عنایت به شرایط آب و هوایی با چالش جدی تأمین آب مواجه می باشد. از طرفی با عنایت به اهمیت آب شهری، هزینه بالای زیرساخت های تأمین آب و عدم قطعیت های موجود در آن، مدیران شهری به منظور پیشگیری از کمبود آب به برنامه ریزی دقیق و مدیریت جامع نیاز دارند.
وی ادامه داد: این پروژه به توسعه مدل برنامه ریزی و مدیریت بهینه آب شهری در حوزه منابع عرضه و برنامه های مدیریت تقاضا می پردازد.
شعبانی با اشاره به اینکه شاخص زیست محیطی و اجتماعی جدیدی به منظور توجه به اهداف توسعه پایدار در مدیریت آب شهری علاوه بر هزینه، تعریف شده است، اظهار داشت: به صورت مشخص، گزینه های انتخابی سبد منابع و مصارف (افزایش عرضه و مدیریت تقاضا) در هر دوره پنج ساله و در هر سه سناریو (سال خشک، سال معتدل و سال تر)، مقدار آب در هر سال و در هر سناریو، میزان کمبود آب در صورت رخداد در هر سال و در هر سناریو و میزان کمبود مورد انتظار در سطح اطمینان مشخص (ارزش در معرض خطر شرطی) در هر سناریو به مدیران شهری عرضه شده است.
به نقل از ایشان، مدل عرضه شده بر مبنای یک مورد واقعی طراحی و برای شهر کرج اجرا شده است و می تواند برای مدیریت آب شهرهای دیگر با هدف توسعه پایدار و تصمیم گیری سیستماتیک مورد استفاده قرار گیرد.
شعبانی تصریح کرد: از آنجایی که، تعادل عرضه و تقاضای آب همزمان با عدم قطعیت مورد توجه است، تحقیق حاضر بر روی برنامه ریزی همزمان عرضه و تقاضا با اهداف اقتصادی، محیط زیستی و رفاه اجتماعی در یک مدل بهینه سازی تصادفی دو هدفه تحت سناریو کار می کند.
وی ادامه داد: درخت سناریوی چند مرحله ای بر مبنای شاخص بارش، تبخیر و تعرق استاندارد شده (SPEI) طراحی شده و احتمالات حاصل از آن در برنامه ریزی تصادفی استفاده می شود.
محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر افزود: برای استفاده از تنوع در پوشش ریسک، مدل انتخاب پورتفوی مبتنی بر ریسک با استفاده از کمبود مورد انتظار، در چندین مرحله تصمیم گیری عرضه می شود. سپس مدل خطی سازی و تک هدفه می شود و استوار آن به منظور پوشش عدم قطعیت محدودیت ها نوشته می شود.
به قول شعبانی، داده های مورد نیاز مدل ریاضی مسأله مدیریت آب در شهر کرج جمع آوری و از تکنیک آریما در نرم افزار متلب برای پیشبینی ۲۰ سال آینده استفاده شده است. پیشبینی ها شامل رشد جمعیت، تقاضای آب و بارش است. در گام بعدی، نرم افزار گمز برای حل مسأله به روش ترکیب تجزیه بندرز و تولید ستون به کار برده شده و مرز کارای پارتو حاصل می شود.
وی ادامه داد: جمع آوری داده ها در حوزه آب شهری و عدم همکاری ادارات با عنایت به امنیتی بودن مسئله آب و همینطور واقعی بودن مدل ریاضی از مشکلات این پروژه بوده است.
شعبانی افزود: مدیریت آب با چالش های جدید زیادی مانند رشد جمعیت، تحولات فناوری، توسعه های شهری و افزایش تقاضا برای آب پاک و پایدار روبرو است که تا حد زیادی مورد غفلت قرار گرفته اند. این چالش ها با تاکید بر توازن عرضه و تقاضا به یک روش مدیریت متفاوت برای منابع آب نیاز دارند.
وی ادامه داد: این مسأله احتیاج به مسئولیت پذیری کامل در برنامه ریزی و مدیریت منابع کاربردی را نشان داده است. در سالهای اخیر، شهرهای زیادی با خشکسالی، کمبود آب و چالش های عرضه آب سالم و قابل اطمینان مواجه بوده اند. تغییرات آب و هوا، استراتژی عرضه آب تاب آور و پایدار را پیچیده کرده است. از سوی دیگر در بخش تقاضا هم رشد سریع جمعیت و شهرنشینی و توسعه تکنولوژی از عوامل افزایش و عدم قطعیت تقاضا به حساب می آید.
وی ادامه داد: در مقابله با چالش ها، سوال اصلی برای زیرساخت های آبی و مدیران شهری این است که چگونه به صورت سیستماتیک در استراتژی عرضه-تقاضای آب شهری که مقرون به صرفه، استوار و تاب آور است سرمایه گذاری کنند.
وی ضمن اشاره به مزیت های اجرای این پروژه تصریح کرد: مدل طراحی شده در این رساله شامل تعریف شاخص برای اهداف زیست محیطی و اجتماعی در مدل برنامه ریزی آب شهری، استفاده از شاخصی جدید برای تولید درخت سناریو، تعریف جامع ریسک در پورتفوی آب و استفاده از ارزش در معرض خطر شرطی برای تعریف خطای تصمیم گیری نادرست، استفاده از بهینه سازی ترکیبی استوار-تصادفی در مدلسازی است.
وی ادامه داد: همینطور مدل با استفاده از ترکیب الگوریتم تجزیه بندرز و تولید ستون در حوزه مدیریت آب حل شده است.
شعبانی با اشاره به اینکه این مدل تحقیق، تنها بخشی از زنجیره تأمین آب بوده که پیرامون برنامه ریزی افزایش منابع عرضه و مدیریت تقاضا برای پیشگیری از کمبود آب شهری است، مورد بررسی قرار می دهد، اظهار داشت: با عنایت به این که در عرضه و تقاضا تنوع زیادی وجود دارد، منابع عرضه که در دسترس بودن آب را بیشتر تأمین می کند و برنامه های مدیریت تقاضایی که امکان صرفه جویی و شدنی بودن آن بیشتر وجود دارد، مدنظر قرار گرفته می شود.
وی ضمن اشاره به خصوصیت های این پروژه که با راهنمایی دکتر ناصر شمس قارنه عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مشاوره دکتر سید تقی اخوان نیاکی از اعضای هیئت علمی دانشگاه صنعتی شریف در چارچوب رساله دکتری انجام شده است، اظهار داشت: مزیت مدل نسبت به مدلهای مشابه، کاربردی بودن آن برای تمامی شهرها، هم چنین پوشش کامل عدم قطعیت های موجود در بخش عرضه و تقاضا و توجه به ریسک های کمبود آب شهری و هم خطای تصمیم گیری نادرست و توانایی استفاده آسان از نتایج رساله در بازه های زمانی کوچک برای برنامه ریزی آب شهری است.
وی خاطرنشان کرد: نکته قابل توجه اینکه، با تغییر و تحول نسبت به زمان، مدل کارایی خویش را از دست نخواهد داد و به تمامی شهرها تعمیم پذیری خواهد داشت و برای بروزرسانی مدل کافی است پارامترهای جدید وارد مدل شوند.
وی تصریح کرد: مدل سازی با عنایت به سه هدف مدنظر در توسعه پایدار صورت گرفته و برای اهداف اجتماعی و زیست محیطی در مفهوم مدیریت آب شهری، شاخص جدیدی تعریف شده است. شاخص استاندارد تبخیر و تعرق بارش استاندارد برای طبقه بندی و تولید سناریوهای مختلف استفاده شده است. تعریف جامعی از ریسک و پورتفوی ریسک-محور در حوزه منابع آبی، به منظور اطلاع از کمبود مورد انتظار در سطح اطمینان مشخص انجام شده است. رویکرد برنامه ریزی ترکیبی استوار-تصادفی برای برنامه ریزی منابع آب که همزمان عدم قطعیت پارامترها و محدودیت ها را مد نظر قرار دهد، عرضه شده است. ترکیب الگوریتم تجزیه بندرز و تولید ستون برای حل مسأله منابع آب به هدف کاهش زمان حل به کار برده شده است.
به قول این محقق، نتیجه این پروژه برای مدیران شهری (شهر کرج) قابل استفاده می باشد.





منبع:

1400/11/10
00:01:37
5.0 / 5
423
این مطلب لیمو بلاگ را می پسندید؟
(1)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط در لیموبلاگ
نظرات بینندگان لیموبلاگ در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۷ بعلاوه ۱