ارزیابی مکانی پتانسیل توسعه نیروگاه‌های برق‌آبی کوچک با رویکرد ترکیبی مدل‌سازی فازی، AHP و SWAT (مطالعه موردی: رودخانه مارون در حوزه آبریز ایدنک)

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران.

2 دانشیار مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

3 دانشیار بیوسیستم، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران.

4 استادگروه هیدرولوژی و منابع آب، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

چکیده

انرژی برق‌آبی و به‌ویژه پتانسیل‌های آبی کوچک، به دلیل تنوع، سادگی، تجدیدپذیری، پراکندگی مناسب و دسترسی آسان، مورد توجه فزاینده‌ای قرار گرفته‌ است و احداث نیروگاه‌های برق آبی کوچک به عنوان منبعی ارزان‌قیمت برای تولید برق مورد اهتمام اغلب کشورهای جهان، از جمله ایران قرار گرفته است. هدف اصلی این پژوهش، ارائه یک چارچوب یکپارچه برای شناسایی و مکان‌یابی نقاط مناسب جهت احداث نیروگاه‌های برق‌آبی کوچک در طول رودخانه مارون در حوضه آبریز ایدنک، با ترکیب منطق فازی، تحلیل سلسله مراتبی و GIS می‌باشد. در محیط GIS، معیارهای فنی-اقتصادی شامل اختلاف ارتفاع آبشار، فاصله از جاده، خطوط انتقال برق و مناطق مسکونی، و کاربری اراضی تعریف شدند. این معیارها با استفاده از توابع عضویت فازی و وزن‌دهی به روش AHP، به لایه نهایی تناسب اراضی تبدیل شدند. در ادامه، مدل SWAT برای برآورد دبی رودخانه مارون در حوضه ایدنک اجرا شد. نتایج نشان داد که معیارهای اختلاف ارتفاع آبشار و دبی روزانه، بتلاترین وزن و اهمیت را به خود اختصاص دادند. ارزش‌گذاری فازی کاربری اراضی حاکی از آن بود که اراضی بایر، بالاترین و جنگل‌ها، کمترین تناسب را برای احداث نیروگاه دارند. در نهایت، سه نقطه به عنوان مناسب‌ترین مکان‌ها برای احداث نیروگاه انتخاب شدند. توان برق تجمعی این نقاط، به ترتیب ۹۴۶، ۲۲۳۰ و ۱۰۰۴ کیلووات برآورد شد. یافته‌ها نشان داد به‌کارگیری رویکرد ترکیبی مدل‌سازی هیدرولوژیکی SWAT، ارزش‌گذاری فازی برای مدیریت عدم قطعیت‌ها، و تکنیک AHP برای وزن‌دهی سلسله مراتبی، ابزاری قدرتمند جهت تعیین مناطق بهینه برای احداث نیروگاه‌های برق‌آبی کوچک در حوضه‌های آبریز فراهم می‌آورد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Spatial Evaluation of Small Hydropower Development Potential Using an Integrated Approach of Fuzzy Modeling, AHP, and SWAT (Case Study: Marun River in the Edenak Watershed)

نویسندگان [English]

  • Reza Saghipoor 1
  • Abbas Asakereh 2
  • Mohsen Soleymani 3
  • Heidar Zarei 4
1 MSc Student, Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz
2 Department of Biosystems Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
3 Department of Biosystems Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
4 Faculty of Water and Environmental Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
چکیده [English]

Hydropower energy, particularly Small Hydropower (SHP), has attracted increasing attention due to its diversity, simplicity, and ease of accessibility. Consequently, the construction of SHP plants is being prioritized by many countries, including Iran, as a cost-effective source of electricity generation. The main objective of this study was to present an integrated framework for identifying and locating suitable sites for SHPs along the Marun River in the Edenak watershed by combining Fuzzy Logic, the Analytic Hierarchy Process (AHP), and GIS. Within the GIS environment, several techno-economic criteria were defined: waterfall head, distance to roads, distance to power transmission lines, distance to residential areas, and land use. These criteria were converted into a final land suitability map using fuzzy membership functions and subsequently weighted via the AHP technique. Following this, the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model was executed to estimate the flow rate of the Marun River within the Edenak basin. The results indicated that the criteria of waterfall head and flow rate received the highest weights. The fuzzy valuation of land use demonstrated that barren lands exhibited the highest suitability for SHP installation, while forests showed the lowest. Finally, three optimal locations were selected for SHP installation, with estimated cumulative power capacities of 946 kW, 2,230 kW, and 1,004 kW, respectively. The findings suggest that employing this combined approach-integrating SWAT modeling, fuzzy valuation for managing uncertainties, and the AHP technique for hierarchical weighting-provides a powerful and robust tool for determining suitable areas for SHP plant installation in river basins.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hydropower Potential
  • Land Suitability Analysis
  • Analytic Hierarchy Process
  • GIS
  • Fuzzy Logic
مجله جغرافیا و توسعه

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 03 اسفند 1404

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 09 آذر 1404
  • تاریخ بازنگری: 01 اسفند 1404
  • تاریخ پذیرش: 03 اسفند 1404

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار