تخصیص بهینه منابع آب در شرایط بحرانی تحت عدم قطعیت پارامترها با تاکید بر حفظ پایداری منابع آبی با استفاده از روش دستیابی به آرمان (مطالعه موردی: شهرستان مشهد)

وضعیت آب کشور به دلیل خشک‌سالی‌های مکرر توام با برداشت بیش از حد منابع آبی، به سطح بحرانی رسیده ‌است. لذا پرداختن به تخصیص بهینه منابع آبی در این شرایط، موضوعی مهم و حیاتی است. در مطالعه حاضر، به توسعه مدل تخصیص بهینه منابع آب در شرایط بحرانی و حل این مساله با تاکید بر پیاده سازی آن در شهرستان مشهد پرداخته شده است. نوآوری مدل پیشنهادی تحقیق حاضر در نظر گرفتن پایداری منابع آبی و توجه همزمان به کمیت و کیفیت منابع آبی است. در این پژوهش، با در نظر گرفتن مقدار تصادفی پارامتر آب در دسترس، مدل تخصیص تصادفی دو مرحله‌ای ارائه شده است و با روش دستیابی به آرمان حل گردیده و در نرم افزار متلب اجرا شده است. اهداف این مدل، شامل حداکثر‌سازی سود کاربران مختلف، حداقل‌سازی تخصیص آب شور از منبع زیرزمینی و حداقل‌سازی کمبود آب است. نتایج حاصل از تحقیق بیانگر آن است که حتی در سناریوی ترسالی، منابع آبی در دسترس نمی‌تواند تقاضای بخش‌های مختلف را تامین نماید. در صورت حفظ شاخص پایداری در سطح 75% ، مقدار کمبود آب در سناریوی خشکسالی معادل mcm 501.75 و در سناریوی سال نرمال معادل mcm 358.75 و در سناریوی ترسالی معادل mcm 78.75 است. تحلیل حساسیت مدل با داده‌های مختلف بیانگر آن است که چنانچه در سناریوی خشکسالی، مقدار آب در دسترس از دو منبع سطحی و تصفیه شده به ترتیب معادل 300 و 200 میلیون متر مکعب در نظر گرفته شود در این صورت الگوی تخصیص بهینه تغییر پیدا کرده است و مقدار کمبود آب که می‌تواند منجر به اضافه برداشت گردد معادل mcm103.75 است.

Optimal allocation of water resources in critical conditions under the uncertainty of parameters with emphasis on maintaining the stability of water resources by the Goal Attainment method (Case study: Mashhad)

Iran’s water situation has reached a critical level due to frequent droughts and overabstraction of water resources. Therefore, dealing with the optimal allocation of water resources in these conditions is an important and vital issue. In the present study, the model of water resources allocation in critical conditions has been developed and the proposed model has been implemented in Mashhad. The innovation of the proposed model of the present study is to consider the sustainability of water resources and simultaneously pay attention to the quantity and quality of water resources. In this study, considering the stochastic value of available water parameter, twostage stochastic allocation model is presented and solved by the method of Goal Attainment, and implemented in MATLAB software. This model has been developed with the aim of maximizing the profits of different users, minimizing the allocation of saline water from the underground source and minimizing the shortage of water. The results of the study indicate that even in the wet scenario, available water resources cannot meet the demand of different sectors. If the stability index is maintained at 75%, the amount of water shortage in the drought scenario is equivalent to 501.75 MCM, in the normal scenario is equal to 358.75 MCM, and the in the wet scenario is equal to 78.75 MCM. In addition, the sensitivity analysis of the model with different data indicates that if in the drought scenario, the amount of available water from both surface and treated water sources is equivalent to 300 and 200 MCM, respectively, then the optimal allocation pattern has changed and the amount of water shortage that can lead to overdraft is 103.75 MCM.