A System Dynamics Approach to Analyze Reservoir Operation of Gerati Dam (Iran)

Document Type : Research Paper

Authors

1 Member of Scientific Board of Water Research Institute-Director of Tehran Higher Education and Research Complex

2 Water Resources Engineer/ Tehran Higher Education and Research Complex

Abstract

One of the important approaches to allocate water resources is system dynamics approach. In this research, the water allocation from the Gerati Dam reservoir was investigated using the system dynamics approach. Model input data included meteorological and hydrological data, downstream water demands (in this study, environmental and agricultural demands) and reservoir geometry. The model developed in the VENSIM software is able to calculate the volume of water being released from Gerati dam based on input data and continuity equation (water balance of reservoir) to supply downstream demands with respect to the maximum allowable lack. The analysis of the reservoir performance indicated that the Gerati dam can prioritize the environmental demand and then supply the water needed in the agricultural sector, according to the cropping pattern, in the area of 1217 hectares for the first 25 years and in the area of 1050 hectares for the second 25 years of the operating period. Also, as a result of the construction of the Gerati dam, net revenue per cubic meter of agricultural water will increase from 671 Rials to 2604 Rials. In addition, after the implementation of the plan, in addition to providing the total forage required in the present situation, 18550 livestock units could be added to the current livestock units of the region to make entrepreneurship for the residents and improve the economic situation of the villagers.

Keywords


 
آقابالایی، ب.، فرزین، س.، و اعلمی، م.ت.، (1391)، "مدل­سازی تخصیص منابع آب حوضه آبریز دره­رود با استفاده از
نرم­افزار VENSIM"، سومین همایش ملی مدیریت جامع منابع آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری.
احمدی، ل.، موسوی، س.ف.، و کرمی، ح.، (1394)، "مدیریت منابع آب حوضه نازلوچای با استفاده از نرم­افزار VENSIM"، اولین همایش مدیریت تقاضا و بهره­وری مصرف آب، همدان.
ارشدی، م.، و باقری، ع.، (1392)، "تحلیل سیستم منابع آب حوضه کارون از منظر پایداری با رویکرد پایداری سیستم­ها"، مجله تحقیقات منابع آب ایران، 9(3)، 1-13.
اعلمی، م.ت.، فرزین، س.، احمدی، م.ح.، و آقابالایی، ب.، (1393)، "مدل­سازی پویای سیستم سد و آب­های زیرزمینی به‎منظور مدیریت بهینه آب (مطالعه موردی: سد گلک)"، نشریه مهندسی عمران و محیط زیست، 44(1)، 1-13.
ایمانی­زاده شریف­پور، م.، و اسماعیلی، ک.، (1394)، "مدیریت بهره­برداری مخزن با استفاده از مدل VENSIM (مطالعه موردی: سد مخزنی صفا)"، هفتمین همایش ملی آبخیزداری و مدیریت منابع آب و خاک، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان.
شرکت مهندسین مشاور آب­پوی، (1393)، "گزارش کشاورزی پروژه طرح سد و شبکه آبیاری گراتی اسفراین".
شرکت مهندسین مشاور آب­پوی، (1393)، "گزارش هواشناسی و هیدرولوژی پروژه طرح سد و شبکه آبیاری گراتی اسفراین".
فاضل مدرس، ن.، نیازی، ف.، مفید، ح.، و فاخری­فرد، ا.، (1391)، "برنامه­ریزی تخصیص بهینه منابع آب با استفاده از مدل VENSIM (مطالعه موردی: سد علویان)"، نهمین کنگره بینالمللی مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان.
فتوکیان، م.ر.، صفاری، ن.، و ضرغامی، م.، (1396)، "مدل­سازی پویای سیستم سد مخزنی یامچی با اعمال الگوی بهینه کشت جهت تدوین سیاست بهره­برداری"، مجله تحقیقات منابع آب ایران، 13(3)، 1-16.
کدخداحسینی، م.، شامحمدی، ش.، میرعباسی نجف­آبادی، ر.، و نوذری، ح.، (1396)، "ارزیابی سناریوهای مختلف تخصیص منابع آب سد چغاخور با استفاده از روش پویایی سیستم"، نشریه علوم و مهندسی آبخیرداری ایران، 11(36)، 23-33.
محمدی، س.، امیراصلانی، ش.، و مهدی­نژاد، ح.، (1388)، "برنامه­ریزی تخصیص بهینه منابع آب با استفاده از مدل VENSIM  (مطالعه موردی: حوضه آبریز زنجانرود)"، اولین کنفرانس بین­المللی مدیریت منابع آب، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود.
میثاقی، ع.، داوری، ک.، قهرمان، ب.، و هاشمی­نیا، س.م.، (1392)، "مدل­سازی منابع آب در حوضه آبریز با استفاده از روش پویایی سیستم (مطالعه موردی: حوضه آبریز نیشابور)"، مجله علوم و مهندسی آبیاری، 37(3)، 83-94.
Kotir, J.H., Smith, C., Brown, G., Marshall, N., and Johnstone, R., (2016), “A system dynamics simulation model for sustainable water resources management and agriculture development in the Volta river basin, Ghana”, Science of the Total Environment, 573, 444-457.
Langsdale, S., Beall, A., Carmichael, J., Cohen, S., and Forster, C., (2007), “An exploration of water resources futures under climate change using system dynamics modeling”, Integratin Assessment, 7, 51-79.
Leal Neto, A.C., Legey, L.F.L., Gonzalez-Araya, M.C., and Jablonski, S., (2006), “System dynamics model for the environmental management of the Sepetiba Bay watershed, Brazil”, Environmental Management, 38, 879-888.
Pereira, R.M.S., Haie, N., and Machado, G.J., (2012), “VENSIM PLE to create models for water management”, International Journal of Mathematics and Computers in Simulation, 6(4), 405-412.
Sterman, J., (2000), Business dynamics: Systems thinking for a complex world, Irwin/Mc Graw-Hill.
Yang, C.C., Chang, L.C., and Ho, C.C., (2008), “Application of system dynamics with impact analysis to solve the problem of water shortages in Taiwan”, Water Resources Management, 22, 1561-1577.
Yang, J., Lei, K., Khu, S., and Meng, W., (2015), “Assessment of water resources carrying capacity for sustainable development based on a system dynamics model”, Water Resources Management, 29, 885-899.