آنا گزارش می‌دهد؛
مدیریت منابع آب شهری با مدل محقق ایرانی
یک محقق ایرانی موفق به توسعه روشی شده که مدیریت منابع آب شهری را آسان‌تر می‌کند.
به گزارش خبرنگار گروه علم و فناوری خبرگزاری آنا، بحران آب را می‌توان بزرگ‌ترین و مهم‌ترین بحران حال حاضر جهان دانست. از سوی دیگر شرایط اقلیمی ایران، مدیریت و تأمین آب را در سال‌های اخیر چالش‌برانگیز کرده است. مدیریت این منبع حیات در کشور به برنامه‌ریزی دقیق نیاز دارد. مدیریت آب با چالش‌های نوینی از جمله رشد جمعیت، توسعه‌های شهری، تحولات فناوری و افزایش تقاضا برای آب پاک مواجه است که حد زیادی مورد غفلت واقع شده است. رفع این چالش‌ها با اتخاذ روش مدیریتی متفاوتی برای منابع آب ممکن می‌شود.
بیشتر بخوانید:
خشکسالی؛ عامل اصلی فرونشست در ایران/ ۳۰ استان کشور در خطر فرونشست قرار دارد
مریم شعبانی که دانش‌آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر است با شناسایی این نیاز، طرح مدل‌سازی پورتفوری آب شهری در شرایط عدم قطعیت با رویکرد توسعه پایدار را اجرا کرده است. وی در این پروژه توسعه مدل برنامه‌ریزی و مدیریت بهینه آب شهری در حوزه منابع عرضه و برنامه‌های مدیریت تقاضا را بررسی کرده است. به گفته وی «اهداف توسعه پایدار در مدیریت آب شهری به هزینه محدود نمی‌شود و شاخص‌های زیست محیطی و اجتماعی نیز به آن اضافه شده است.»
شعبانی می‌گوید؛ «در این پروژه، گزینه‌های انتخابی سبد منابع و مصارف، افزایش عرضه و مدیریت تقاضا، در هر دوره پنج ساله و مقدار آب در هر سه سناریو، شامل سال خشک، معتدل و تر به مدیران شهری ارائه شده است. همچنین در هر سناریو میزان کمبود آب در صورت رخداد در هر سال و میزان کمبود مورد انتظار در سطح اطمینان مشخص، ارزش در معرض خطر شرطی، ذکر شده است. این مدل براساس یک مورد واقعی طراحی شده و حتی در کرج نیز اجرا شده است. از این مدل می‌توان در شهرهای دیگر برای مدیریت آب با هدف توسعه پایدار و تصمیم‌گیری سیستماتیک بهره برد.»
مدل نوین چگونه کار می‌کند؟
تعادل عرضه و تقاضای آب همزمان با عدم قطعیت همراه است، بنابراین این مطالعه متمرکز بر برنامه‌ریزی همزمان عرضه و تقاضا با اهداف اقتصادی، محیط زیستی و رفاه اجتماعی در قالب یک مدل بهینه‌سازی تصادفی با دو هدف تحت سناریو است. دانش‌آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر بیان می‌کند «درخت سناریو چند مرحله‌ای مبتنی بر تبخیر، شاخص بارش و تعرق استاندارد طراحی می‌شود و احتمالات حاصل از آن در برنامه‌ریزی تصادفی به کار گرفته می‌شود. برای استفاده از تنوع در پوشش خطر، مدل انتخاب پورتفوی مبتنی بر ریسک با استفاده از کمبود مورد انتظار در چند مرحله تصمیم‌گیری ارائه می‌شود. پس از آن مدل خطی‌سازی و تک هدفه شده و پایداری آن برای پوشش عدم قطعیت محدودیت‌ها ثبت می‌شود.»
شعبانی داده‌های مورد نیاز برای مدل ریاضی مسئله مدیریت آب در کرج را جمع‌آوری کرده و با استفاده از روش آریما و نرم‌افزار متلب از آن برای پیش‌بینی ۲۰ سال آینده استفاده کرده است. رشد جمعیت، تقاضای آب و میران بارش از جمله فاکتورهای در نظر گرفته شده در این پیش‌بینی است. در مرحله بعد برای حل مسئله به روش ترکیب تجزیه بندرز و تولید ستون از نرم‌افزار گمز استفاده شد تا مرز کارای پارتو به دست آید. متلب محیطی نرم‌افزاری برای انجام محاسبات عددی و یک زبان برنامه‌نویسی نسل چهارم است. الگوریتم تجزیه بندرز روشی قدرتمند برای حل مسائل بهینه‌سازی ریاضی است. نرم‌افزار گمز نیز ابزای قدرتمند و فراگیر برای حل مدل‌های ریاضی حتی در ابعاد بزرگ است.
به گفته این محقق ایرانی «طی سال‌های اخیر شهرهای زیادی در کشور با خشکسالی، کمبود آب و چالش‌های عرضه آب سالم و قابل‌اطمینان دست و پنجه نرم کرده‌اند. تغییرات اقلیمی باعث پیچیده‌تر شدن استراتژی عرضه آب پایدار شده است. از سوی دیگر رشد سریع جمعیت، شهرنشینی و توسعه تکنولوژی در حوزه تقاضا باعث افزایش عدم قطعیت تقاضا شده است.»
مزیت‌های طرح مدیریت منابع آب شهری چیست؟
در مدل نوین تعریف شاخص‌هایی برای اهداف زیست محیطی و اجتماعی در مدل برنامه‌ریزی آب شهری، استفاده از شاخصی جدید برای تولید درخت سناریو، تعریف جامع زیسک در پورتفوی آب، استفاده از ارزش در معرض خطر شرطی برای تعریف خطای تصمیم‌گیری نادرست و استفاده از بهینه‌سازی ترکیبی پایدار تصادفی در مدل‌سازی ذکر شده است. این مدل با بهره‌گیری از ترکیب الگوریتم تجزیه بندرز و تولید ستون در حوزه مدیریت آب حل شده است. مزیت این مدل در مقایسه به مدل‌های مشابه کاربردی بودن آن برای تمامی شهرها، توجه به ریسک‌های کمبود آب شهری، استفاده آسان از نتایج در بازه‌های زمانی کوچک برای برنامه‌ریزی آب شهری و پوشش کامل عدم قطعیت‌های موجود در بخش عرضه و تقاضا آن به شمار می‌رود.
بیشتر بخوانید:
دانش‌آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر می‌گوید؛ «این مدل با تغییر و تحول نسبت به زمان کارایی خود را از دست نمی‌دهد و امکان تعمیم‌پذیری آن به تمام شهرها وجود دارد. تنها کافی است تا پارامترهای جدید وارد مدل شوند تا به‌روزرسانی شود.» این مدل تنها بخشی از زنجیره تأمین آب را شامل می‌شود که پیرامون برنامه‌ریزی افزایش منابع عرضه و مدیریت تقاضا برای جلوگیری از کمبود آب شهری اتفاق می‌افتد. در عرضه و تقاضا تنوع زیادی وجود دارد، بنابراین منابع عرضه که در دسترس بودن آب را بیشتر تأمین می‌کند و برنامه‌های مدیریت تقاضایی که امکان صرفه‌جویی بیشتری دارند، مدنظر قرار می‌گیرند.
انتهای پیام/۴۰۲۱
انتهای پیام/
