KFUPM ePrints

Multiobjective water resources planning under demand, supply and quality uncertainties.

Shareef, Mohammed Mujtaba (1998) Multiobjective water resources planning under demand, supply and quality uncertainties. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]
Preview
PDF
4Mb

Arabic Abstract

يهدف هذا البحث إلى تطوير صيغة نموذجية للتخطيط الأمثل لتخصيص موارد المياه المتوفرة (المياه الجوفية) ، المياه السطحية ، المياه المحلاه ، المياه المهدرة المعالجة) لمختلف طلبات الاستهلاك (المنزلي ، الزراعي ، الصناعي ، ري المسطحات الخضراء) . وقد تم تطوير النماذج باستخدام إحدى طرق البرمجة المسماه (برمجة الأهداف) . ووجد أن هذه الطريقة الأنسب تبنيها عند التخطيط لموارد المياه ، وذلك لوجود الكثير من الأهداف المراد تحقيقها والتي تتعارض مع بعضها البعض . وقد تم التعامل مع بعض العوامل في النموذج المطور ، وهي الطلب والعرض على المياه ونوعية المياه لاجوفية كعوامل متغيرة وغير ثابتة . وطبق النموذج المطور على الموارد المائية في المملكة العربية السعودية بناءً على المعلومات المائية المتوفرة في الماضي والحاضر ، وتخمين العرض والطلب على المياه مستقبلاً عن طريق بعض الطرق الإحصائية المعروفة . واعتبر التوزيع الأمثل للطلب على المياه للاستهلاك المنزلي ، توزيع قياسي (أو غاسي) . بينما تم التعامل مع المتغير الكمي والنوعي (TDS) للمياه الجوفية (كتوزيع مثلثي) ، ومن خلال توزيع المتغيرات تم توليد القيم المناسبة لها ، ومن ثم تمت محاكاة الطلب والعرض على المياه باستخدام النموذج المطور من عام 1998م إلى عام 2020م إضافة إلى ذلك فقد تم إدخال نظرية الاحتمالات في قرارات تخطيط المياه المستقبلية بناء على النتائج المتوفرة . واختبر النموذج المطور تحت حالتين مختلفتين . الحالة الأولى : تمثل عدم وجود سقف أعلى لإنتاج المياه المحلاه ، والحالة الثانية : تمثل عدم تجاوز الكميـّة القصوى من المياه المحلاه المنتجة من محطات التحلية بالمملكة العربية السعودية . وأوضحت النتائج في الحالة الأولى التدهور الشديد لنوعية المياه المستخدمة للأغرض الزراعية والصناعية . كما بينت الدراسة أن نسبة تحقيق المعدلات المطلوبة للمياه للاستخدامات الصناعية والزراعية في عام 2020م تقارب الـ 1.62% ، 1.2% على التوالي . كما أوضحت الدراسة عدم التأثر الكبير للمخزون الجوفي المـائي . وفي الحالة الثانية أوضحت الدراسة تدهور المياه المستخدمة للأغرض المحلية ، حيث كان احتمال انتاج مياه للاستهلاك المحلي بنوعية أقل من 1000ملغ/لتر TDS ما يقارب 2.4% في عام 2020م . مما يؤكد الحاجة الملحة إلى زيادة إنتاج مياه محلاه من أجل الحصول على مياه ذات نوعيـّة مناسبة للاستهلاك المحلي .

English Abstract

This research aims at formulating a water resources planning model for optimum allocation of water resources supplies (groundwater, surface water, desalinated water, and treated wastewater) to the various demands (domestic, agricultural, industrial and landscaping demands). Since by design the study included more than one objective and constraint (multi-objective decision making), the methodology employed for the formulation and solution of the model was goal programming. Uncertainty is associated with three parameters, i.e. demand, supply and quality of ground water. The model is applied to Saudi Arabia. Historical data for all the parameters were collected and, using the moment average method the data were forecasted. Uncertainty of demand is mainly due to unexpected behavior of the population; this was assumed to follow a normal distribution. Uncertainty due to supply (chiefly groundwater) is because of the gaps among the proven, probable, and possible reserves. There are three parameters here; Reserves are assumed to follow triangular distribution, and the quality in terms of TDS was also assumed to follow triangular distribution. Random numbers were generated and used in order to simulate the process and the basic concept of reliability analysis was applied to the results of the model, which was run upto the year 2020. The multi-objective model was run for two cases, one in which there is no restriction on the use of desalinated water and the second case in which the desalinated water is restricted to the current total capacity of the desalination plants all over the Kingdom. The results of the model showed that there is severe deterioration of the quality of the industrial and agricultural water with reliability of achieving the prescribed quality equal to 1.62% and 1.2% respectively in the year 2020. The effect on the groundwater reserves was minimal with plenty of reserve available in the year 2020. In the second case, the quality of the domestic water is severely affected (the reliability of achieving the prescribed quality in terms of TDS, less than or equal to 1000 mg/l, is as low as 2.4% in the year 2020), this shows the inevitability of needing to increase the production of desalinated water.



Item Type:Thesis (Masters)
Date:March 1998
Date Type:Completion
Subjects:Civil Engineering
Divisions:College Of Engineering Sciences > Civil Engineering Dept
Creators:Shareef, Mohammed Mujtaba
Committee Advisor:Al-Zahrani, Muhammad A.
Committee Members:Bukhari, Alaadin A. and Hussain, Tahir and Allayla, Rashid I.
ID Code:10313
Deposited By:KFUPM ePrints Admin
Deposited On:22 Jun 2008 17:01
Last Modified:26 Apr 2011 08:08

Repository Staff Only: item control page