تدوین مدل تخصیص کمی وکیفی آب در حوضه‌های آبریز: کاربرد تئوری بازی‌ها
 

استاد راهنما:
 

دکتر ناصر طالب بیدختی
 

دکتر سید حسین افضلی
 

 
شهریور1392
تکه هایی از متن به عنوان نمونه :
چکیده
 
تدوین مدل تخصیص کمی وکیفی آب در حوضه‌های آبریز: کاربرد تئوری بازی‌ها
 
 
به کوشش
عاطفه پویا
 
عوامل متعددی مانند خصوصیات هیدرولوژیکی، اقتصادی و زیست‌محیطی بر نحوه تخصیص منابع آب در یک حوضه آبریز تأثیر می‌گذارند. در نظر گرفتن این عوامل در روند تخصیص منابع آب، لحاظ عدم‌قطعیت‌های موجود در عوامل مذکور و وجود ذینفعان متعدد در یک حوضه آبریز باعث می­شود اعمال یک رویکرد جامع و پایدار در بهره ­برداری از منابع آبی حوضه آبریز، امری پیچیده و دشوار باشد. در این پایان‌نامه با توجه به اهمیت موضوع، ابتدا مدلی جهت تخصیص همزمان کمی وکیفی منابع آب در سیستم رودخانه-مخزن براساس سه معیار عدالت، بهره‌وری و پایداری تدوین گردیده و سپس جهت لحاظ عدم‌قطعیت­های موجود از روش بهینه‌سازی سناریوها استفاده شده است. در مرحله بعد با بهره گرفتن از تئوری بازی‌ها مدل همکارانه با هدف حداکثرسازی سود حاصل از تخصیص آب در سیستم تدوین شده و از رویکرد بازی همکارانه [1]FVLC جهت بازتوزیع سود حاصل از تخصیص همکارانه استفاده شده است.کارایی مدل پیشنهادی در حوضه آبریز رودخانه رودبال در استان فارس مورد ارزیابی قرار گرفته است.
واژگان کلیدی: تخصیص کمی و کیفی، تئوری بازی، بهینه‌سازی سناریوها، بازی همکارانه
 
 
 
فهرست مطالب
 
 

صفحه
عنوان                                                                                         
 
فصل اول: مقدمه
1-1- مقدمه. 2
1-2- اهمیت مسئله. 3
1-3- هدف. 5
1-4- سؤالات اساسی تحقیق. 6
1-5- فرض‌های ساده کننده تحقیق. 6
1-6- نوآوری‌های تحقیق. 6
1-7- ساختار پایان‌نامه 7
فصل دوم: مرور پیشینه مطالعات
2-1- مقدمه. 9
2-2- پیشینه مطالعات در زمینه مدیریت منابع آب در حوضه آبریز 10
2-3- پیشینه مطالعات در زمینه به کارگیری تئوری بازی‌ها در مدیریت کمی و کیفی منابع آب 13
2-4- جمع‌بندی. 19
 
فصل سوم: ابزار کارهای مورد استفاده
3-1- مقدمه. 22
3-2- شبیه‌سازی و بهینه‌سازی 23
3-2-1- نرم‌افزار GAMS 23
3-2-2- Solver MINOS 24
3-2-3- شبیه‌سازی کیفی 24

صفحه
عنوان                                                                                         
 
3-3- تئوری بازی‌ها 24
3-3-1- تفاوت میان تصمیم گیری و بازی. 25
3-3-2- برخی از عوامل تأثیرگذار بر نوع بازی 25
3-3-3- بازی همکارانه 26
3-3-3-1- هسته 27
3-4- تحلیل سناریوها 28
3-4-1- تعریف سناریو و سناریوسازی 29
3-4-2- روش‌های سناریوسازی 30
3-4-3- ساختار عمومی مدل بهینه‌سازی با بهره گرفتن از سناریوها                                                31
3-5- شاخص SPI. 34
3-6- جمع‌بندی. 36
 
فصل چهارم: مطالعه موردی: سیستم آبی حوضه رودخانه رودبال
4-1- مقدمه. 38
4-2- منابع آبی. 40
4-3- مشخصات سد رودبال به عنوان اصلی‌ترین منبع ذخیره آب سطحی در حوضه رودخانه رودبال 40
4-4- نیازهای آبی. 41
4-4-1- نیاز صنعت و معدن. 41
4-4-2- نیاز شرب. 42
4-4-3- نیاز بخش کشاورزی. 42
4-4-3-1- نیاز شبکه آبیاری 43
4-4-3-2- نیاز کشاورزان سنتی 43
4-5- خصوصیات اقتصادی بخش کشاورزی. 44
4-6- جمع‌بندی. 44
 
فصل پنجم: ساختار مدل پیشنهادی
5-1- مقدمه. 51
5-2- ساختار مدل پیشنهادی. 51
5-3- تدوین مدل بهینه‌سازی تخصیص اولیه کمی وکیفی آب 54

صفحه
عنوان                                                                                         
 
5-3-1- عدالت 54
5-3-2- کارایی. 55
5-3-3- پایداری 55
5-3-4- مدل شبیه‌سازی کیفیت آب 56
5-3-5- تدوین مدل قطعی تخصیص اولیه. 57
5-4- تدوین مدل غیرقطعی برمبنای روش بهینه‌سازی سناریوها 60
5-5- تدوین مدل تخصیص کمی و کیفی همکارانه. 62
5-6- بازتوزیع سود ائتلاف با بهره گرفتن از مدل‌ بازی همکارانه FVLC                                                63
5-6-1- بازی دو جانبه همکارانه FVLC 63
5-6-2- نحوه تبدیل بازی چندجانبه به بازی دو جانبه   64
5-7- جمع‌بندی. 65
 
فصل ششم: نتایج مدل پیشنهادی
6-1- مقدمه. 67
6-2- نتایج مدل تخصیص کمی و کیفی در حالت اولیه و همکارانه  67
6-3- صحت سنجی مدل 79
6-4- جمع‌بندی 82
 
فصل هفتم: خلاصه، جمع‌بندی و پیشنهادات
خلاصه، جمع‌بندی و پیشنهادات 84
منابع 86
 
 
 
 
 
 
 
 
 
فهرست جدول‌ها

صفحه
 
عنوان                                                                                         
 
جدول 3-1- استاندارد وضعیت بارش براساس SPI 36
جدول 4-1- مقادیر سطح، حجم و ارتفاع مخزن سد رودبال  41
جدول 4-2- مقادیر تبخیر و بارش بر سطح مخزن سد 46
جدول 4-3- نیاز ماهانه و سالانه مصارف صنعتی از سد رودبال (میلیون مترمکعب). 46
جدول 4-4- نیاز ماهانه و سالانه مصارف شرب از سد رودبال (میلیون مترمکعب). 46
جدول 4-5- نیاز آبی ناخاص محصولات پیشنهادی (مترمکعب در هر هکتار). 47
جدول 4-6- الگوی کشت و سطح زیر کشت پیشنهادی برای ارضی آببران در سال­هال پرآبی- الگوی تیپ الف. 48
جدول 4-7- الگوی کشت و سطح زیر کشت پیشنهادی برای ارضی آببران در سال­هال نرمال- الگوی تیپ ب. 48
جدول 4-8- الگوی کشت و سطح زیر کشت پیشنهادی برای ارضی آببران در سال­هال خشک- الگوی تیپ پ. 49
جدول 4-9- عملکرد و قیمت محصولات کشاورزی در منطقه 49
جدول 6-1- شاخص SPI در منطقه. 68
جدول 6-2- مقدار آب تخصیص داده شده به آببران در حالت همکارانه و غیرهمکارانه(MCM) 76
جدول 6-3- حد بالا و پایین سود بازتوزیع شده توسط FVLC 81
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
فهرست شکل‌ها