ارزیابی عملکرد مخزن سد نهب در شرایط خشک سالی با استفاده از مدل MODSIM

Abstract

سابقه و هدف: با توجه به کمبود منابع آب در دسترس و افزایش مداوم تقاضای آب، احداث سدهای جدید امری اجتناب‌ناپذیر به نظر می‌رسد. سدها از جمله سازه‌های زیربنائی برای ذخیره و تأمین آب به ویژه در دوره‌های خشک‌سالی هستند. چنانچه بهره برداری از مخازن بهینه باشد، اهداف سد به نحو مطلوبی تأمین می‌شود، ولی از آنجاکه بهره‌برداری بهینه از سیستم‌های بزرگ منابع آبی وقت‌گیر، پیچیده و بعضاً دست نیافتنی است، استفاده از روش‌های جایگزین مدل‌های بهینه‌سازی که با دقت قابل قبول، امکان رسیدن به جواب مناسب نزدیک به بهینه را داشته باشند، راه حل مناسبی به نظر می‌رسد. یکی از این سدها که در مرحله اجرا می‌باشد، سد مخزنی نهب واقع بر روی رودخانه خررود در استان قزوین است. هدف بهره‌برداری از این سد، ذخیره جریانات نابهنگام و سیلابی رودخانه خررود و تنظیم آن برای تامین حقابه اراضی کشاورزی پایین دست و تغذیه آبخوان دشت قزوین می‌باشد. هدف از این تحقیق، بررسی نحوه تخصیص آب به مصارف کشاورزی، زیست‌محیطی و تغذیه مصنوعی آبخوان در شرایط خشک‌سالی با استفاده از مدل MODSIM می‌باشد. مواد و روش‌ها: شبیه‌سازی بهره برداری از سد نهب با استفاده از مدل MODSIM، برای یک دوره بلندمدت 50 ساله و طی سال-های آبی 45-1344 تا 94-1393 و همچنین یک دوره خشک‌سالی هیدرولوژیکی 17 ساله طی سال‌های آبی 78-1377 تا 94-1393 که بر اساس تغییرات متوسط آبدهی رودخانه نسبت به میانگین طولانی مدت تعیین گردیده، انجام شده است. شبیه‌سازی به‌صورت ماهانه برای چهار گزینه قبل از رسوب‌گذاری‌‌، رسوب‌گذاری 20 ساله‌‌، رسوب‌گذاری 50 ساله و شرایط مخزن صفر انجام شده است. اولویت‌بندی تخصیص آب شامل اولویت اول نیاز زیست‌محیطی‌‌، دوم حقابه کشاورزی و سوم نیاز تغذیه مصنوعی اختصاص داده شد. کاهش حجم آب خررود در محل احداث سد از سال آبی 78-1377 تا آخرین سال آبی 94-1393‌‌، به دلایل مختلف از جمله خشک‌سالی و برداشت از بالادست، باعث افت عملکرد سد نهب شده است، به طوری‌که نیازهای هیچ یک از بخش‌های مصرفی در حد قابل قبول تأمین نشده است.یافته ها: با مقایسه نتایج گزینه‌های مربوط به رسوب‌گذاری مشخص می‌شود که در شرایط رسوبگذاری 20 ساله، مخزن سد بهترین عملکرد را دارد که به دلیل حجم مرده کم در مقایسه با حجم مفید مخزن در این شرایط است. با مقایسه عملکرد مخزن در شرایط مخزن صفر با گزینه‌های رسوبگذاری مشخص می‌شود که احداث سد تأثیر چندانی بر روی بهبود شرایط توزیع آب نخواهد داشت و مقادیر تأمین در این شرایط بهبود قابل توجهی نخواهد کرد. بمنظور ارزیابی نتایج شبیه‌سازی بهره‌برداری از مخزن سد نهب در گزینه های مختلف از شاخص‌های درصد تأمین حجمی‌‌، اعتماد‌پذیری، برگشت پذیری‌‌ و آسیب‌پذیری استفاده ‌شده است. همچنین نتایج حاصل از شبیه‌سازی نشان داد که در شبیه سازی بلند مدت (50 ساله) و شرایط خشک‌سالی احداث سد تغییر بسیار کمی در افزایش درصد تامین حجمی و زمانی نیاز آب در منطقه خواهد داشت، به‌طوری که درصد تأمین کل حقابه‌ها در شرایط رسوبگذاری 20 ساله و 50 ساله به ترتیب از 4/77 به 7/37 درصد و از 7/73 به 8/35 درصد و برای شرایط مخزن صفر از 8/58 به 1/34 درصد کاهش یافته است، که در صورت ادامه شرایط خشکسالی و افزایش 1 تا 2 درصدی میزان تامین ها نسبت به شرایط موجود، احداث سد و ادامه روند اجرای آن را کاملاً توجیه ناپذیر می نماید.نتیجه گیری: به طور کلی می‌توان نتیجه گرفت که در صورت ادامه روند خشک‌سالی، احداث سد نهب جهت بهبود شرایط توزیع آب توجیه‌پذیر نمی‌باشد و شاید تنها کاربرد آن کنترل سیلاب‌های ناگهانی و جلوگیری از خسارت ناشی از سیلاب در پایین‌دست سد باشد.

Keywords

• سد نهب
• بهره‌برداری
• خشک‌سالی
• شبیه‌سازی
• modsim