Quy trình hiệu chỉnh của các đường cong lưu lượng khu vực đánh giá việc rút nước từ các đập kiềm chế

Springer Science and Business Media LLC - Tập 35 - Trang 1135-1148 - 2021
Emanuela Sassu1, Riccardo Zucca1, Giovanni M. Sechi1
1Department of Civil and Environmental Engineering and Architecture, University of Cagliari, Cagliari, Italy

Tóm tắt

Trong những thập kỷ gần đây, biến đổi khí hậu ở các vùng Địa Trung Hải và các sự kiện thường xuyên thiếu nước trong hệ thống cung cấp đã yêu cầu giải quyết vấn đề tăng cường dòng nước vào các hồ chứa thông qua việc kết nối chúng với các đập kiềm chế. Thông thường, các đập kiềm chế không có khối lượng chứa lớn; do đó, các công trình này không thể điều chỉnh dòng chảy hàng tháng, và chúng chỉ có thể chuyển hướng một phần dòng chảy của sông về hồ chứa. Trong lĩnh vực nghiên cứu này, nghiên cứu này nhằm cung cấp một quy trình để đánh giá khối lượng nước được rút từ các đập kiềm chế, xem xét các dòng chảy của sông và dòng chảy chuyển giao. Quy trình này được xây dựng dựa trên việc phân tích 36 trạm đo đạc ở Sardinia (Ý), nơi có thể định nghĩa một đường cong lưu lượng khu vực duy nhất (FDC). Độ hiệu quả của việc đánh giá khối lượng rút nước khu vực, dựa trên phân tích theo quy mô thời gian hàng tháng, đã được điều tra. Phương pháp cho phép tìm ra các giá trị tối ưu của các tham số FDC khu vực nhằm đánh giá tốt hơn nguồn nước được rút từ các đập kiềm chế so với ước tính hiện tại được sử dụng trong Kế hoạch Nước Vùng Sardinia (SRWP). SRWP hiện tại (RAS 2006) sử dụng một giá trị cố định và cực kỳ thận trọng của FDC, điều này dẫn đến việc đánh giá thấp khối lượng rút nước. Hơn nữa, một phân tích tương quan đã được thực hiện nhằm mở rộng việc đánh giá các tham số FDC tối ưu cho các lưu vực không có trạm đo để cải thiện việc ứng dụng quy trình này. Các kết quả thu được có thể cho phép cập nhật SRWP như đã nêu trong ứng dụng cuối cùng cho một hệ thống nước thực.

Từ khóa

#đập kiềm chế #dòng chảy #khối lượng rút nước #đường cong lưu lượng #điều chỉnh nước

Tài liệu tham khảo

Andreu J, Solera A, Paredes-Arquiola J, Haro-Monteagudo D, van Lanen H (eds) (2015) Drought: research and science-policy interfacing. CRC Press, London. https://doi.org/10.1201/b18077 Ballestero E (2004) Inter-Basin water transfer public agreements: a decision approach to quantity and Price. J Water Resour Plan Manag 18:75–88. https://doi.org/10.1023/B:WARM.0000015390.39862.b9 Burak S, Margat J (2016) Water Management in the Mediterranean Region: concepts and policies. J Water Resour Plan Manag 30:5779–5797. https://doi.org/10.1007/s11269-016-1389-4 Cancelliere A, Di Mauro G, Bonaccorso B, Rossi G (2007) Drought forecasting using the standardized precipitation index. J Water Resour Plan Manag 21:801–819. https://doi.org/10.1007/s11269-006-9062-y Castellarin A, Galeati G, Brandimarte L, Montanari A, Brath A (2004) Regional flow-duration curves: reliability for ungauged basins. Adv Water Resour 27(10):953–965. https://doi.org/10.1016/j.advwatres.2004.08.005 Claps P, Fiorentino M (1997) Probabilistic flow duration curves for use in environmental planning and management. In: Harmancioglu NB, Alpaslan MN, Ozkul SD, Singh VP (eds) Integrated approach to environmental data management systems. NATO ASI series (Series: 2: environment), vol 31. Springer, Dordrecht, pp 255–266. https://doi.org/10.1007/978-94-011-5616-5_22 Claps P, Fiorentino M, Silvagni G (1996) Curve probabilistiche di possibilità di derivazione Dei deflussi. Proceedings of: XXV Convegno di Idraulica e Costruzioni Idrauliche 3:95–106 Fennessey N, Vogel RM (1990) Regional flow-duration curves for Ungauged sites in Massachusetts. J Water Resour Plan Manag 116:530–549. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9496(1990)116:4(530) Fennessey N, Vogel RM (1994) Flow-duration curves I: new interpretation and confidence intervals. J Water Resour Plan Manag 120(4):485–504 Franchini M, Suppo M (1996) Regional analysis of flow duration curves for a limestone region. J Water Resour Plan Manag 10:199–218. https://doi.org/10.1007/BF00424203 Gaivoronski A, Sechi Gm., Zuddas P (2010.c2) Management of Scarce Water Resources by a scenario analysis approach. In: Proceedings Int. Conf. Operations Research Soc. Munich, 1-3 Sept. 2010, MUNICH:University of Munich Gu W, Shao D, Ta X et al (2017) Simulation and optimization of multi-reservoir operation in Inter-Basin water transfer system. J Water Resour Plan Manag 31:3401–3412. https://doi.org/10.1007/s11269-017-1675-9 Hewitt IJ (2013) Seasonal changes in ice sheet motion due to melt water lubrication. Earth Planet Sci Lett 371–372:16–25. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2013.04.022 Iglesias A (2002) Climate changes in the Mediterranean: physical aspects and effects on agriculture. In: Bolle HJ (ed) Mediterranean climate. Springer, Berlin Iglesias A, Garrote L, Flores F, Moneo M (2007) Challenges to manage the risk of water scarcity and climate change in the Mediterranean. J Water Resour Plan Manag 21:775–788. https://doi.org/10.1007/s11269-006-9111-6 Iglesias A, Garrote L, Cancelliere A, Cubillo F, Wilhite DA (2009) Coping with drought risk in agriculture and water supply systems. Drought management and policy development in the Mediterranean. Series: advances in natural and technological hazards research, Vol. 26. XVIII, 322 p IPCC. Intergovernmental Panel on Climate Change (2019) Summary for Policymakers. Climate Change and Land, an IPCC special report on climate change, desertification, land degradation, sustainable land management, food security, and greenhouse gas fluxes in terrestrial ecosystems. A Special Report of Working Groups I, II and III of the Intergovernmental Panel on Climate Change, pp. 1–18 Liucci L, Valigi D, Casadei S (2014) A new application of flow duration curve (FDC) in designing Run-Of-River power plants. J Water Resour Plan Manag 28:881–895. https://doi.org/10.1007/s11269-014-0523-4 Mimikou M, Kaemaki S (1985) Regionalization of flow duration characteristics. J Hydrol 82(1–2):77–91. https://doi.org/10.1016/0022-1694(85)90048-4 Montanari A (2019) An estimation of water resources availability - surface water. https://albertomontanari.it/?q=node/71. Accessed 20 December 2019 Niadas IA, Mentzelopoulos PG (2008) Probabilistic flow duration curves for small hydro plant design and performance evaluation. J Water Resour Plan Manag 22:509–523. https://doi.org/10.1007/s11269-007-9175-y Pugliese A, Farmer WH, Castellarin A, Archfield SA, Vogel RM (2016) Regional flow duration curves: Geostatistical techniques versus multivariate regression. Adv Water Resour 96(11–22):11–22. https://doi.org/10.1016/j.advwatres.2016.06.008 RAS. Regione Autonoma della Sardegna (2006) Sardinia region water plan (SRWP). Piano Stralcio di Bacino Regionale per l’Utilizzo delle Risorse Idriche. Regione Autonoma della Sardegna, Italy Rossi G, Cancelliere A, Pereira L, Oweis T, Shatanawi M, Zairi A (2003) Tools for drought mitigation in Mediterranean regions. https://doi.org/10.1007/978-94-010-0129-8 Saba A, Deriu M (1998) Valutazione probabilistica del volume derivabile da una presa ad acqua fluente per i bacini della Sardegna. Proceedings of: XXVI Convegno di Idraulica e Costruzioni Idrauliche, pp. 359–370 (in italian) Sechi GM, Sulis A (2009) Water system management through a mixed optimization-simulation approach. J Water Res Planning Manag 135(3):160–170 ASCE, ISSN 0733-9496/2009/3-160–170 Sechi GM, Sulis A (2010) Drought mitigation using operative indicators in complex water systems. Phys Chem Earth vol. 2010, ISSN: 1474–7065, https://doi.org/10.1016/j.pce.2009.12.001 Sechi GM, Zucca R (2015) Water resource allocation in critical scarcity conditions: a bankruptcy game approach. J Water Resour Plan Manag 29:541–555. https://doi.org/10.1007/s11269-014-0786-9 Sechi GM, Zuddas P (2000) WARGI: water resources system optimization aided by graphical Interface. In: Blain WR, Brebbia CA (eds) Hydraulic engineering software. WIT-PRESS, Southampton, pp 109–120 Singh KP (1971) Model flow duration and streamflow variability. Water Resour Res 7:1031–1036. https://doi.org/10.1029/WR007i004p01031 Vogel RM, Fennessey N (1995) Flow duration curves II: a review of applications in water resources planning. J Am Water Resour Assoc 31(6):1029–1039. https://doi.org/10.1111/j.1752-1688.1995.tb03419.x WWC. World Water Council (2009) World water forum Mediterranean session regional document. Olusur Press, İstanbul http://wwwworldwaterforum5org/fileadmin/WWF5/Final_Report/SU_FORUMU_AKDENIZpdf Accessed 24 September 2020 Yu PS, Yang TC, Wang YC (2002) Uncertainty analysis of regional flow duration curves. J Water Resour Plan Manag 128(6):424–430. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9496(2002)128:6(424)