Çoxölçülü su idarəetməsi göstərici çərçivəsi, su anbarı ilə qidalanan suvarma şəbəkələrinin performansını yalnız ümumi su miqdarı əsasında deyil; su təchizatı çatışmazlığının böyüklüyü, başvermə tezliyi və davamlılığı, drenajın məkan üzrə paylanması və sistem səviyyəsində təchizat–drenaj tarazlığı üzrə birlikdə qiymətləndirən proses əsaslı diaqnostik yanaşmadır. Tədqiqat Cənubi Koreyadakı Simdong, Yejeon, Yonggok və Habun su anbarı suvarma rayonlarını EPA Storm Water Management Model (EPA-SWMM) ilə modelləşdirmiş və altı ölçüsüz göstərici hazırlamışdır: Supply Adequacy Index (SAI), Adequacy Frequency Index (AFI), Supply Stability Index (SSI), Zone Equity Index (ZEI), Drainage Uniformity Index (DUI) və Water Balance Index (WBI).

EPA-SWMM modelləri 2022–2024 dövründə gündəlik kanal su səviyyəsi müşahidələri ilə kalibrlənmiş, 2025-ci il müstəqil yoxlama dövrü kimi istifadə edilmişdir. 2025-ci il yoxlamasında dörd rayonda R² 0,88–0,98 və Nash–Sutcliffe efficiency (NSE) 0,83–0,95 intervalında olmuşdur. PBIAS dəyərləri −15,04% ilə −2,26% arasında olduğuna görə model kanal su səviyyələrini ümumilikdə bir qədər yüksək qiymətləndirməyə meyllidir.

Tədqiqat iki istismar şəraitini müqayisə etmişdir. Ssenari A-da bütün diversion gate açılışları suvarma mövsümü boyunca 1,0 səviyyəsində saxlanılmışdır. Ssenari B isə Ssenari A nəticələrində kifayət qədər su basmayan və ya tələbatdan artıq su alan sahələr müəyyən edilərək qapı açılışlarının və model daxilində bəzi hidravlik ötürmə məhdudiyyətlərinin əl ilə və iterativ şəkildə dəyişdirilməsi ilə yaradılmışdır. Ssenari B riyazi optimallaşdırmanın nəticəsi deyil və real suvarma şəbəkəsində tətbiq edilmiş sahə istismar strategiyası deyildir.

Ssenari B şəraitində su təchizatını qiymətləndirən SAI, AFI və SSI bütün dörd rayonda yüksəlmişdir. Ən böyük təchizat yaxşılaşması ilkin performansı ən aşağı olan Yonggok-da müşahidə edilmiş; SAI 0,747-dən 0,897-yə yüksəlmişdir. Bunun əksinə, drenaj bərabərliyi və su balansı göstəriciləri bütün rayonlarda eyni istiqamətdə dəyişməmişdir. Yonggok-da SAI, AFI və SSI yüksələrkən WBI 0,76-dan 0,42-yə düşmüş; Habun-da da WBI 0,75-dən 0,47-yə enmişdir. Bu vəziyyət su təchizatı çatışmazlığını azaltmaq ilə sistemin drenaj/su təchizatı nisbətini hədəf dəyərə yaxın saxlamağın fərqli performans ölçüləri olduğunu göstərir.

Tədqiqatın ən mühüm şərh məhdudiyyəti göstəricilərin böyük ölçüdə EPA-SWMM simulyasiya nəticələrindən hesablanmasıdır. Model əsas suvarma kanallarındakı su səviyyələri ilə yoxlanılmışdır; sahələrə çatan mütləq su həcmləri və drenaj həcmləri müstəqil sahə ölçmələri ilə çarpaz yoxlanılmamışdır. Bundan əlavə, performans göstəriciləri yalnız 2025 hidroloji ili üçün qiymətləndirilmiş və yalnız dörd suvarma rayonu araşdırılmışdır. Buna görə təklif olunan çərçivə mütləq rayon sıralaması və ya dəqiq optimal qapı açılışları yaratmaqdan daha çox, müxtəlif istismar dəyişikliklərinin su idarəetməsinin hansı ölçüsünü yaxşılaşdırdığını və ya pisləşdirdiyini diaqnostika etmək üçün istifadə edilməlidir.

Tədqiqatın əsas problemi

Bir su anbarı suvarma rayonunda ümumilikdə kifayət qədər suyun olması hər sahənin suyu doğru vaxtda və kifayət qədər miqdarda aldığı anlamına gəlmir. Su anbarı, əsas kanal, ikinci dərəcəli kanallar, diversion gate-lər, sahə girişləri və drenaj nöqtələri bir-birinə bağlı hidravlik şəbəkə yaradır. Bu şəbəkədə hətta bir qapının sazlanması belə suyun yuxarı axın, orta hissə və aşağı axın arasında necə paylandığını dəyişə bilər.

Ənənəvi performans qiymətləndirmələrində tez-tez istifadə olunan ümumi su təchizatı, suvarma səmərəliliyi və ya rayon orta göstəricisi kimi ayrı-ayrı göstəricilər mühüm məlumat verir; lakin eyni orta dəyərin arxasında çox fərqli zaman və məkan problemləri ola bilər. Bir rayonda ümumi su çatışmazlığı kiçik olsa da, çatışmazlıq tez-tez təkrarlana bilər. Başqa rayonda çatışmazlıq nadir yarana bilər, lakin yarandıqda yeddi gündən uzun davam edə bilər. Eyni şəkildə, ümumi drenaj miqdarı məqbul olsa belə, drenaj yalnız müəyyən zonalarda və ya bir neçə nöqtədə cəmləşə bilər.

Tədqiqatın məqsədi bu fərqli performans ölçülərini eyni diaqnostik çərçivədə ayırmaqdır. Təklif olunan sistem üç əsas sahəni qiymətləndirir:

• Su təchizatı performansı: SAI, AFI və SSI.
• Drenajın paylanması: ZEI və DUI.
• Su balansı: WBI.

Göstəricilər 0–1 şkalasında və ya 1-ə yaxınlaşan ölçüsüz dəyərlərlə ifadə olunduğu üçün müxtəlif performans ölçülərinin müqayisəsini asanlaşdırır; lakin hər bir göstəricidə “1” dəyərinin mənası eyni fiziki hadisəni ifadə etmir.

Araşdırılan dörd su anbarı suvarma rayonu

Simdong suvarma şəbəkəsi iki əsas və iki ikinci dərəcəli kanaldan ibarətdir və iki nasos stansiyasından əlavə su alır. Yejeon dörd ikinci dərəcəli kanala və iki əlavə nasos stansiyasına malikdir. Yonggok iki əsas və iki ikinci dərəcəli kanalı əhatə edir və diversion weir vasitəsilə əlavə su alır. Habun isə iki əsas və beş ikinci dərəcəli kanal ilə bir yardımçı su anbarından əlavə su alır.

Məkan təhlilinin aparılması üçün hər rayondakı suvarılan sahələr axın istiqamətinə görə yuxarı axın, orta axın və aşağı axın zonalarına bölünmüşdür. Simdong-da bu sahələr müvafiq olaraq 44,2, 81,4 və 35,1 ha; Yejeon-da 32,9, 69,6 və 28,9 ha; Yonggok-da 25,0, 84,4 və 20,3 ha; Habun-da 13,8, 56,6 və 46,8 ha-dır.

Drenaj nöqtələri də eyni məkan məntiqinə əsasən təsnif edilmişdir. Simdong-da yuxarı, orta və aşağı zonalarda müvafiq olaraq 1, 2 və 1; Yejeon-da 0, 2 və 2; Yonggok-da 0, 3 və 1; Habun-da 2, 2 və 4 drenaj nöqtəsi vardır.

EPA-SWMM suvarma şəbəkəsinə necə tətbiq edilmişdir?

EPA-SWMM ilkin olaraq şəhər yağış-axın və drenaj sistemləri üçün hazırlanmış hidroloji-hidravlik şəbəkə modelidir. Bu tədqiqatda modelin node-link strukturu su anbarı–kanal–sahə sisteminə uyğunlaşdırılmışdır.

• Su anbarları, nasos stansiyaları və çəltik sahələri storage unit kimi modelləşdirilmişdir.
• Suvarma kanalları conduit kimi modelləşdirilmişdir.
• Su anbarı giriş qapıları pump kimi təyin edilmişdir.
• Diversion, control, supply və drainage gate-lər orifice kimi modelləşdirilmişdir.
• Şəbəkə elementlərinin əlaqələri junction düyünləri ilə qurulmuşdur.

Model girişləri

EPA-SWMM simulyasiyaları gündəlik zaman addımı ilə aparılmışdır. Model girişlərinə su təchizatı, yağıntı, evapotranspirasiya, infiltrasiya, çəltik sahəsinin su basma dərinliyi və qapı açılış nisbətləri daxildir.

Su anbarı su təchizatı məlumatları Korea Rural Community Corporation tərəfindən idarə olunan Rural Agricultural Water Resource Information System (RAWRIS) vasitəsilə əldə edilmişdir. Meteoroloji məlumatlar Korea Meteorological Administration-ın Automated Surface Observing System (ASOS) şəbəkəsinə əsaslanır.

Gündəlik faktiki evapotranspirasiya Modified Penman üsulu və bitki əmsallarından istifadə etməklə qiymətləndirilmişdir. İnfiltrasiya və kanal itkisi əmsalları Koreyadakı Rural Water Use Rationalization Plan çərçivəsindəki su idarəetmə zonalarına əsasən təyin edilmişdir.

Çəltik sahələrinin ilkin su basma dərinliyi 0 mm, hədəf su basma dərinliyi isə 60 mm olaraq təyin edilmişdir. Sahə giriş və drenaj qapıları modeldə hesablanan su basma dərinliyinə görə nəzarət qaydaları ilə işlədilmişdir.

Altı su idarəetmə göstəricisi

SAI, AFI və SSI Eyni Şeyi Ölçür?

Xeyr. SAI su çatışmazlığının ümumi böyüklüyünü, AFI kifayət qədər təchizat olan günlərin tezliyini, SSI isə ən az yeddi gün davam edən fasiləsiz çatışmazlıq dövrlərinin davamlılığını ölçür; buna görə eyni sahə oxşar SAI dəyərinə malik olsa belə, çatışmazlıqların zaman üzrə necə paylanmasından asılı olaraq fərqli AFI və ya SSI dəyərləri ala bilər.

Supply Adequacy Index — SAI

SAI mənbə mətnində suvarma mövsümü boyunca nəzərdə tutulan su tələbatının nə qədərinin faktiki qarşılandığını ifadə edən kəmiyyət yetərlilik göstəricisi kimi müəyyən edilmişdir.

\[ SAI= \frac{\sum_{t=1}^{T}Q_{pd,t}} {\sum_{t=1}^{T}Q_{req,t}} \tag{1} \]

Mənbədə Tənlik (1)-in konseptual izahında surətin verilən suyu, məxrəcin isə nəzərdə tutulan tələbatı ifadə etdiyi bildirilir. SAI dəyəri 1-ə yaxınlaşdıqca ümumi tələbatın daha böyük hissəsinin qarşılandığı kimi şərh olunur.

Mənbədaxili simvol izahı qeydi: Tənlikdən sonrakı izah \(Q_{pd,t}\)-ni “paddy field water requirement”, \(Q_{req,t}\)-ni isə “prescribed water requirement” adlandırır. Eyni bölmədə su çatışmazlığı \(D_t=Q_{req,t}-Q_{pd,t}\) şəklində verildiyinə görə \(Q_{pd,t}\) faktiki olaraq verilən/çatan miqdar rolunda görünür. Mənbə bu terminoloji uyğunsuzluğu izah etmir. Buna görə burada tənlik dəyişdirilməmişdir.

Adequacy Frequency Index — AFI

AFI təhlil dövründə su çatışmazlığı olmayan günlərin ümumi gün sayına nisbətidir:

\[ AFI= \frac{\sum_{t=1}^{T}f(D_t)} {N_{total}}, \qquad f(D_t)= \begin{cases} 1, & D_t=0\\ 0, & D_t>0 \end{cases} \tag{2} \]

\(D_t\), t günündəki su çatışmazlığıdır. Çatışmazlıq yoxdursa gün 1 bal, varsa 0 bal alır. Buna görə AFI çatışmazlıq həcminin nə qədər böyük olması ilə deyil, kifayət qədər su verilən günlərin nə qədər tez-tez olması ilə əlaqədardır.

Supply Stability Index — SSI

SSI ən az yeddi ardıcıl gün davam edən su çatışmazlığı dövrlərinin təsirini qiymətləndirmək üçün run theory yanaşmasından istifadə edir:

\[ SSI= \frac{\sum_{t=1}^{T}h(D_t)} {N_{total}}, \qquad h(D_t)= \begin{cases} 0, & t\in R_{\geq7}\\ 1, & t\notin R_{\geq7} \end{cases} \tag{3} \]

\(R_{\geq7}\), \(D_t>0\) vəziyyətinin ən az yeddi ardıcıl gün davam etdiyi deficit run-ı ifadə edir. Beləliklə, qısa və səpələnmiş çatışmazlıqlar AFI-də görünərkən, SSI xüsusilə uzunmüddətli fasiləsiz çatışmazlıq dövrlərinə həssasdır.

Yeddi günlük hədd təsadüfi seçilməmişdir. Mənbə 3–14 gün intervalında həssaslıq təhlili aparmış və çəltik su idarəetməsinin xüsusiyyətlərini də nəzərə alaraq əsas təhlil üçün 7 günlük həddən istifadə etmişdir. Əlavə A qrafiki hədd uzandıqca SSI dəyərlərinin artdığını göstərir; bu gözlənilən nəticədir, çünki daha uzun minimum müddət şərtində daha az çatışmazlıq dövrü “uzun deficit run” kimi təsnif edilir.

Zone Equity Index — ZEI

ZEI drenaj həcmlərinin yuxarı, orta və aşağı zonalar arasında nə qədər balanslı paylandığını coefficient of variation vasitəsilə ölçür:

\[ ZEI= \frac{1}{1+CV(D_z)} \tag{4} \]

\[ CV(D_z)=\frac{\sigma(D_z)}{\overline{D_z}} \]

\(CV(D_z)\) artdıqca zonalar arasındakı drenaj fərqləri artır və ZEI azalır. ZEI 1-ə yaxınlaşdıqca zonalar arasında drenaj paylanması daha bərabər olur.

Drainage Uniformity Index — DUI

DUI eyni riyazi strukturu ayrı-ayrı drenaj nöqtələri səviyyəsində tətbiq edir:

\[ DUI= \frac{1}{1+CV(D_i)} \tag{5} \]

Burada \(D_i\) ayrı-ayrı drenaj nöqtələrinin drenaj həcmləridir. ZEI və DUI-nin birlikdə istifadəsi vacibdir; çünki bir rayonda drenaj zonalar arasında daha balanslı hala gələrkən eyni zona daxilində bir neçə drenaj nöqtəsində cəmləşə bilər.

Water Balance Index — WBI

WBI ümumi drenajın ümumi su təchizatına nisbətinin hədəflənən 0,50 nisbətinə nə qədər yaxın olduğunu ölçür:

\[ WBI= 1- \frac{ \left| \frac{D_{total}}{S_{total}}-0.50 \right| }{0.50} \tag{6} \]

\(D_{total}\) ümumi drenaj həcmi, \(S_{total}\) isə ümumi su təchizatıdır. Drenaj/su təchizatı nisbəti 0,50-yə yaxınlaşdıqca WBI 1-ə yaxınlaşır.

0,50 hədəfi fiziki baxımdan universal optimum deyil. Mənbə bu dəyəri Koreya suvarma rayonlarındakı istismar təcrübəsinə əsaslanan ekspert rəylərindən əldə edilmiş empirik istinad kimi təsvir edir. Buna görə WBI müxtəlif regionlarda tətbiq edilməzdən əvvəl yerli bitki, torpaq, iqlim və istismar şəraitinə görə yenidən qiymətləndirilməlidir.

Ssenari B Riyazi Baxımdan Optimallaşdırılmış Qapı İstismarıdırmı?

Xeyr. Ssenari B, Ssenari A nəticələrində kifayət qədər və ya həddən artıq su alan sahələrin diaqnostikası, müvafiq diversion gate açılışlarının əl ilə dəyişdirilməsi və EPA-SWMM modelinin yenidən işə salınması dövrü ilə yaradılmış əl ilə qurulan müqayisə ssenarisidir; optimallaşdırma alqoritmi ilə əldə edilmiş və ya real sahədə tətbiq edilərək yoxlanmış optimal istismar planı deyildir.

Ssenari A: baza istismarı

Ssenari A-da bütün diversion gate açılış nisbətləri suvarma mövsümü boyunca 1,0 səviyyəsində sabit saxlanılmışdır. Bu, tədqiqatın müqayisə bazasını təşkil edir.

Ssenari B: əl ilə iterativ tənzimləmə

Ssenari B yaradılarkən əvvəlcə Ssenari A nəticələrində kifayət qədər su basma dərinliyi olmayan və ya su tələbatına görə həddən artıq su alan sahələr müəyyən edilmişdir. Sonra bu sahələrə təsir edən diversion gate açılışları dəyişdirilmiş və model yenidən simulyasiya edilmişdir. Diaqnostika → tənzimləmə → yenidən simulyasiya dövrü ümumi məkan paylanmasını yaxşılaşdırmaq məqsədilə iterativ şəkildə təkrarlanmışdır.

Tənzimlənən diversion gate sayı:

• Simdong: ümumi 2 qapının 2-si.
• Yejeon: ümumi 3 qapının 1-i.
• Yonggok: ümumi 3 qapının 2-si.
• Habun: ümumi 7 qapının 6-sı.

Tənzimlənən qapıların əksəriyyətində 1 May–10 Sentyabr suvarma dövrü boyunca 0,05–0,50 arasında sabit açılış nisbətləri istifadə edilmişdir.

Yonggok-dakı 1-0-27 ikinci dərəcəli kanal diversion gate-i üçün standart açılış 0,05 olaraq təyin edilmiş; 1–10 İyun, 21–30 İyul və 23 Avqust–1 Sentyabr dövrlərində açılış müvəqqəti olaraq 0-a endirilmişdir.

Modeldaxili offset tənzimləmələri real kanal yenidənqurması deyil

Bəzi hissələrdə yalnız qapı açılışını dəyişmək istənilən su yenidən paylanmasını təmin etməmişdir. Bu hissələrdə EPA-SWMM conduit və ya orifice əlaqələrinə InOffset, OutOffset və ya orifice offset dəyərləri verilməklə effektiv axın kəsiyi və ötürmə şəraiti məhdudlaşdırılmışdır.

Offset tətbiq olunan hissələrin sayı Simdong-da 2, Yejeon-da 4, Yonggok-da 2 və Habun-da 10-dur. Dəyərlər 0,10–0,30 m intervalındadır. Yonggok-dakı bir hissədə 0,30 m OutOffset, Simdong-dakı bir diversion gate-də isə əlavə olaraq 0,10 m orifice offset istifadə edilmişdir.

Bu tənzimləmələr real kanalların və ya hidravlik qurğuların fiziki olaraq dəyişdirildiyi anlamına gəlmir. Müəlliflər offset-lərdən yalnız model daxilində istənilən hidravlik ötürmə məhdudiyyətini təmsil etmək üçün istifadə etmişlər.

Modelin kalibrlənməsi necə aparılmışdır?

Modelin kalibrlənməsində əsas suvarma kanallarının upstream monitoring point-lərində gündəlik müşahidə olunan su səviyyələrindən istifadə edilmişdir. Kalibrasiya parametri kimi Manning nahamarlıq əmsalı seçilmişdir; çünki bu əmsal açıq kanalın hidravlik müqavimətinə və su səviyyəsi reaksiyasına birbaşa təsir göstərir.

İlkin Manning dəyəri torpaq kanallar üçün Koreya layihələndirmə meyarındakı standart dəyərə əsasən 0,025 götürülmüşdür.

Nahamarlıq kalibrlənməsində yağış və digər təsirləri məhdudlaşdırmaq məqsədilə yalnız gündəlik yağıntının 5 mm və ya daha az olduğu dövrlər istifadə edilmiş və kanalın fiziki daşıma kəsiyinin yuxarı həddinə çatan və ya onu aşan su səviyyələri axtarış prosesindən çıxarılmışdır.

Parametr axtarışı əvvəlcə ilkin nahamarlıq əmsalına tətbiq olunan ümumi miqyas əmsalını 0,1 addımlarla yoxlamış; ən yüksək median illik NSE ətrafında 0,02 addımlı daha incə axtarış aparılmışdır. Bir neçə namizədin median NSE dəyərləri 0,003 daxilində qalarsa, ən kiçik mütləq PBIAS-a malik namizəd, bərabərlik davam edərsə isə daha kiçik əmsal seçilmişdir.

Son kalibrlənmiş Manning əmsalları:

• Simdong: 0,029
• Yejeon: 0,027
• Yonggok: 0,030
• Habun: 0,032

Kalibrasiya və müstəqil yoxlama nəticələri

Kalibrasiya dövründə 2022–2024 illərində R² 0,92–0,99 və NSE 0,89–0,99 intervalındadır. Müstəqil 2025 yoxlamasında R²-nin aşağı həddi 0,88, NSE-nin aşağı həddi 0,83-dür.

2025-ci ildə PBIAS bütün rayonlarda mənfidir. Mənbədə istifadə olunan işarə tərifinə görə mənfi PBIAS simulyasiya edilmiş su səviyyəsinin müşahidə ediləndən yüksək olması deməkdir. Ən böyük mənfi bias Yejeon-da −15,04%-dir.

Tədqiqatın Metodu və Nəticələri

Ssenari A və Ssenari B-nin altı göstəriciyə təsir nəticələri

Su təchizatı performansının üç göstəricisi bütün rayonlarda yüksəlmişdir. Ən kiçik yaxşılaşma ilkin dəyərləri artıq yuxarı həddə çox yaxın olan Simdong-da, ən böyük yaxşılaşma isə ilkin su təchizatı performansı ən zəif olan Yonggok-da müşahidə edilmişdir.

SAI baxımından Simdong 0,979-dan 0,985-ə yalnız +0,006 yüksələrkən, Yonggok 0,747-dən 0,897-yə +0,150 yüksəlmişdir. Mənbə bunu qismən 0–1 arasında normallaşdırılan göstəricilərdə yuxarı-hədd effekti ilə izah edir: başlanğıcda artıq 1-ə yaxın olan göstəricinin yaxşılaşma sahəsi təbii olaraq kiçikdir.

Mənbə Şəkil 3-dəki dəqiq göstərici dəyişiklikləri

Mənbə Cədvəl 5 üç onluq mərtəbəyə yuvarlaqlaşdırılmış mütləq dəyərləri verərkən, Şəkil 3 Ssenari B − Ssenari A fərqlərini daha ətraflı dəyərlərlə göstərir:

Drenaj paylanmasında niyə bir göstərici kifayət deyil?

ZEI və DUI-nin fərqli miqyasları xüsusilə Yonggok nümunəsində aydın şəkildə ayrılmışdır. Ssenari A-da Yonggok drenajının hamısı orta zonada baş verdiyi halda, Ssenari B-də drenaj aşağı zonaya da yayılmış və ZEI +0,019 yüksəlmişdir. Buna baxmayaraq DUI −0,105 azalmışdır.

Başqa sözlə, drenajın üç geniş zona arasında paylanması daha balanslı hala gələrkən, ayrı-ayrı drenaj nöqtələri arasındakı paylanma daha az bərabər ola bilər. Bu nəticə drenaj bərabərliyinin hansı məkan həllolunma səviyyəsində qiymətləndirilməsinin vacibliyini göstərir.

WBI-nin Azalması Suvarma Sisteminin Ümumilikdə Pisləşdiyi Deməkdirmi?

Xeyr. WBI yalnız drenaj/su təchizatı nisbətinin tədqiqatda istifadə edilən 0,50 istinadına yaxınlığını ölçür; Yonggok və Habun-da WBI azalarkən SAI, AFI və SSI-nin yüksəlməsi su çatışmazlığını azaltma ilə sistem səviyyəsində təchizat–drenaj hədəfinin bir-birindən müstəqil performans ölçüləri ola biləcəyini göstərir.

Yejeon-da WBI niyə yüksəldi?

Yejeon-da drenaj/su təchizatı nisbəti %55,1-dən %52,2-yə düşmüş və 0,50 hədəf nisbətinə yaxınlaşmışdır. Buna uyğun olaraq WBI 0,90-dan 0,96-ya yüksəlmişdir.

Yonggok və Habun-da WBI niyə azaldı?

Yonggok-da drenaj/su təchizatı nisbəti %38,0-dan %20,9-a, Habun-da isə %37,4-dən %23,6-ya düşmüşdür. Hər iki dəyişiklik nisbəti 0,50 istinadından uzaqlaşdırmışdır. Nəticədə WBI Yonggok-da 0,76-dan 0,42-yə, Habun-da 0,75-dən 0,47-yə düşmüşdür.

Bu rayonlarda eyni zamanda SAI, AFI və SSI yüksəldiyi üçün WBI azalmasını “su təchizatı performansı pisləşdi” kimi şərh etmək yanlış olar.

Göstəricilər arasında nə qədər məlumat təkrarı var?

Mənbə Pearson korrelyasiyalarını iki fərqli miqyasda araşdırmışdır.

SAI, AFI və SSI rayon miqyasında güclü şəkildə əlaqəlidir. Xüsusilə SAI–SSI korrelyasiyası 0,997-dir. Bunun əksinə, su təchizatı göstəricilərinin ZEI, DUI və WBI ilə əlaqələri daha zəifdir.

Lakin rayon miqyasındakı təhlil cəmi səkkiz müşahidəyə əsaslanır. Buna görə mənbə korrelyasiyaları statistik baxımdan ümumiləşdirilə bilən struktur kimi deyil, araşdırılan dörd rayon və iki ssenari üçün kəşfiyyat xarakterli əlaqə kimi şərh edir.

Sahə miqyasında AFI niyə daha çox məlumat daşıyır?

Sahə miqyasında SAI–SSI əlaqəsi yenə çox yüksəkdir: r = 0,982. Bunun əksinə, AFI-nin SAI və SSI ilə korrelyasiyası 0,710 və 0,717-yə düşür. Mənbə bunu AFI-nin sahə səviyyəsində çatışmazlığın neçə gün yarandığı barədə daha fərqli məlumat daşıması kimi şərh edir.

Yejeon-dakı P0080 və P0092 sahələri bunun nümunəsidir. SAI dəyərləri müvafiq olaraq 0,931 və 0,935 olmaqla demək olar eynidir; lakin AFI dəyərləri 0,489 və 0,639-dur. Beləliklə, ümumi çatışmazlıq böyüklüyü oxşar görünsə də, çatışmazlığın yarandığı günlərin tezliyi fərqlidir.

P0081 və P0090 sahələrində isə SAI və AFI bir-birinə yaxın olduğu halda maksimum fasiləsiz deficit müddəti 9 və 6 gündür. Yeddi günlük SSI həddi səbəbindən SSI dəyərləri müvafiq olaraq 0,932 və 1,000 olmuşdur. Bu nümunə SSI-nin uzunmüddətli çatışmazlıqları niyə ayrıca ölçü kimi daşıdığını göstərir.

Ən aşağı performanslı rayon göstəriciyə görə dəyişir

Ssenari A-da SAI, AFI və SSI Yonggok-u ən zəif su təchizatı rayonu kimi müəyyən etmişdir. Bunun əksinə, ən aşağı DUI və WBI Simdong-da müşahidə edilmişdir.

Ssenari B-də SAI və SSI baxımından ən aşağı rayon yenə Yonggok olduğu halda, AFI baxımından ən aşağı dəyər Habun-a keçmişdir. Bu nəticə eyni “ən pis rayon” etiketinin su idarəetməsinin bütün ölçüləri üçün keçərli olmadığını göstərir.

Tədqiqatın dəstəklədiyi nəticələr

• Su idarəetmə performansı tək bir ümumi səmərəlilik və ya təchizat göstəricisi ilə tam izah edilə bilmir.
• SAI, AFI və SSI eyni su təchizatı probleminin böyüklük, tezlik və davamlılıq ölçülərini ayrı-ayrılıqda qiymətləndirə bilər.
• Ssenari B-də üç su təchizatı göstəricisi bütün dörd rayonda yüksəlmişdir.
• İlkin təchizat performansı daha aşağı olan rayonlarda daha böyük göstərici dəyişiklikləri müşahidə edilmişdir.
• ZEI və DUI drenaj bərabərliyini fərqli məkan həllolunma səviyyələrində ölçür.
• Su çatışmazlığının azaldılması ilə drenaj/su təchizatı nisbətinin 0,50 istinadına yaxınlaşması eyni performans ölçüsü deyildir.
• SAI və SSI arasında əhəmiyyətli məlumat üst-üstə düşməsi vardır.
• AFI sahə miqyasında deficit tezliyi barədə SAI və SSI-dən daha tamamlayıcı məlumat verir.
• Çərçivənin riyazi tərifləri EPA-SWMM-yə xas deyil; zəruri su təchizatı, tələbat və drenaj məlumatları başqa modellərdən və ya ölçmələrdən də əldə edilə bilər.

Tədqiqatın dəstəkləmədiyi nəticələr

• Ssenari B-nin real sahədə optimal qapı istismarı olduğu göstərilməmişdir.
• Ssenari B riyazi optimallaşdırma alqoritmi ilə əldə edilməmişdir.
• Model daxilində conduit/orifice offset dəyişiklikləri real kanalların fiziki olaraq dəyişdirilməsini təmsil etmir.
• Sahələrə verilən mütləq su həcmləri müstəqil sahə ölçmələri ilə yoxlanılmamışdır.
• Drenaj həcmləri müstəqil sahə məlumatları ilə çarpaz yoxlanılmamışdır.
• 2025-dən başqa illərdə göstəricilərin eyni reaksiya verəcəyi göstərilməmişdir.
• Dörd Cənubi Koreya suvarma rayonunun nəticələri bütün su anbarı suvarma sistemlərinə statistik olaraq ümumiləşdirilə bilməz.
• 0,50 drenaj/su təchizatı nisbətinin universal optimum olduğu sübut edilməmişdir.
• 7 günlük SSI həddinin bütün bitki və iqlim şəraitləri üçün optimal olduğu göstərilməmişdir.
• Çərçivə suvarma rayonlarını mütləq “ən yaxşı–ən pis” şəklində sıralamaq üçün nəzərdə tutulmamışdır.

Tədqiqatın əsas məhdudiyyətləri

Simulyasiya əsaslı göstərici istehsalı: Altı göstərici EPA-SWMM nəticələrindən hesablanmışdır.

Yoxlama əhatəsi: Modelin yoxlanılması əsasən əsas suvarma kanallarındakı müşahidə olunan su səviyyələrinə əsaslanır; sahə miqyasında mütləq su paylanması və drenaj həcmi müstəqil şəkildə yoxlanılmamışdır.

Tək hidroloji il: Ssenari müqayisələri 2025-ci illə məhduddur. İllərarası meteoroloji və hidroloji dəyişkənlik qiymətləndirilməmişdir.

Dörd rayon: Yalnız dörd su anbarı suvarma rayonu araşdırılmışdır. Xüsusilə n=8 rayon miqyaslı korrelyasiya təhlili kəşfiyyat xarakterlidir.

SSI həddi: Yeddi günlük minimum deficit müddəti həssaslıq təhlilinə və çəltik idarəetmə xüsusiyyətlərinə əsaslanır; müxtəlif bitki, torpaq və regional istismar şəraitində dəyişə bilər.

WBI istinadı: 0,50 hədəf drenaj/su təchizatı nisbəti ekspert məsləhətinə əsaslanan empirik istinaddır; mütləq optimum deyil.

Ssenari B-nin xarakteri: Əl ilə diaqnostika və təkrar simulyasiyaya əsaslanır; real sahədə tətbiq edilmiş və ya riyazi şəkildə optimallaşdırılmış strategiya deyil.

Gələcək tədqiqat istiqaməti

Mənbə çərçivənin daha geniş suvarma rayonu nümunəsində və çoxillik hidroloji şəraitdə qiymətləndirilməsini; sahə miqyasında real su paylanması və drenaj müşahidələri ilə çarpaz yoxlanılmasını və gələcəkdə çoxməqsədli optimallaşdırma ilə birləşdirilməsini təklif edir.

Bu nöqtədə çoxölçülü göstəricilər xüsusilə faydalı ola bilər; çünki gələcək optimallaşdırma sistemi yalnız “su çatışmazlığını minimuma endir” kimi tək hədəf əvəzinə təchizat yetərliliyi, deficit tezliyi, uzun çatışmazlıq müddətləri, drenaj bərabərliyi və sistem balansı arasındakı güzəştləri ayrıca məqsəd funksiyaları və ya qərar meyarları kimi qiymətləndirə bilər.

Mənbə və Metod Qeydi

Orijinal tədqiqat: A multidimensional water management indicator framework for evaluating reservoir irrigation districts

Müəlliflər: Ji-Hyeon Shin; Won-Ho Nam.

Bərabər töhfə / bərabər birinci müəlliflik: Mənbə PDF-də göstərilməyib.

Corresponding author: Won-Ho Nam.

Corresponding author e-poçt: wonho.nam@hknu.ac.kr

Affiliasiya 1: Integrated Systems Engineering, Hankyong National University, Anseong 17579, Republic of Korea.

Affiliasiya 2: School of Social Safety and Systems Engineering, Hankyong National University, Anseong 17579, Republic of Korea.

Affiliasiya 3: National Agricultural Water Research Center, Hankyong National University, Anseong 17579, Republic of Korea.

Mənbə növü: Preprint tədqiqat məqaləsi; hidravlik şəbəkə simulyasiyası və çoxölçülü göstərici hazırlama tədqiqatı.

Rəy statusu: Mənbədə açıq şəkildə “This preprint research paper has not been peer reviewed” ifadəsi vardır; ekspert rəyindən keçməyib.

Platforma: SSRN.

SSRN qeydiyyat nömrəsi: Abstract No. 7624245.

Jurnal / cild / nömrə / məqalə nömrəsi: Mənbə PDF-də göstərilməyib.

Məqalənin DOI-si: Mənbə PDF-də göstərilməyib; SSRN nömrəsi DOI kimi şərh edilməyib.

Dəqiq nəşr / preprint yüklənmə tarixi: Mənbə PDF-nin biblioqrafik məlumatında açıq şəkildə verilməyib.

Lisenziya: Mənbə PDF-də açıq təkrar istifadə lisenziyası göstərilməyib.

Rəsmi mənbə: SSRN abstract 7624245.

Tədqiqat sahələri: Simdong Reservoir irrigation district, Jindo-gun, Jeollanam-do; Yejeon Reservoir irrigation district, Gochang-gun, Jeollabuk-do; Yonggok Reservoir irrigation district, Cheongju-si, Chungcheongbuk-do; Habun Reservoir irrigation district, Jangheung-gun, Jeollanam-do, Republic of Korea.

Əsas model: U.S. Environmental Protection Agency Storm Water Management Model, EPA-SWMM.

Modelin zaman həllolunması: Gündəlik.

Kalibrasiya dövrü: 2022–2024.

Müstəqil yoxlama ili: 2025.

Kalibrasiya parametri: Manning nahamarlıq əmsalı.

İlkin Manning dəyəri: 0,025.

Kalibrlənmiş dəyərlər: Simdong 0,029; Yejeon 0,027; Yonggok 0,030; Habun 0,032.

Kalibrasiya yağıntı filtri: Gündəlik yağıntının ≤ 5 mm olduğu dövrlər nahamarlıq axtarışında istifadə edilmişdir.

Çəltik sahəsinin su basma şərti: İlkin 0 mm; hədəf 60 mm.

Ssenari A: Bütün diversion gate açılış nisbətləri 1,0.

Ssenari B: Simulyasiya nəticələrinin iterativ diaqnostikası və əl ilə qapı/ötürmə tənzimlənməsi ilə yaradılmış müqayisə ssenarisi; riyazi optimallaşdırma deyil.

Su təchizatı göstəriciləri: SAI, AFI, SSI.

Drenaj göstəriciləri: ZEI, DUI.

Su balansı göstəricisi: WBI.

SSI deficit həddi: Ən az 7 ardıcıl gün; 3–14 günlük həssaslıq təhlili aparılmışdır.

WBI hədəf nisbəti: Drenaj / su təchizatı = 0,50; ekspert rəyinə əsaslanan empirik istinad.

Mənbədaxili terminoloji uyğunsuzluq: SAI-nin mətn tərifi surəti faktiki su təchizatı kimi izah edərkən, Tənlik (1)-də istifadə olunan \(Q_{pd,t}\) simvolu sonrakı dəyişən izahında “paddy field water requirement” adlandırılır; bu, eyni simvolun deficit tənliyindəki funksiyası ilə tam uyğun gəlmir. Mənbə bu fərqi izah etmir.

Rayon/bölgə miqyaslı korrelyasiya: n=8, dörd rayon × iki ssenari; kəşfiyyat xarakterli şərh edilməlidir.

Sahə miqyaslı korrelyasiya: n=266 müşahidə.

Əsas yoxlama məhdudiyyəti: Əsas kanal su səviyyələri yoxlanılmışdır; mütləq sahə su paylanması və drenaj həcmləri müstəqil sahə müşahidələri ilə çarpaz yoxlanılmamışdır.

Maliyyələşdirmə: Korea Institute of Planning and Evaluation for Technology in Food, Agriculture, and Forestry (IPET) vasitəsilə Intelligent Agricultural Infra Management for Climate Change Development Program; Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs (MAFRA), layihə RS-2025-02219764.

Maraqlar toqquşması: Müəlliflər maraqlar toqquşmasının olmadığını bildirmişlər.

Məlumatların əlçatanlığı: EPA-SWMM model faylları və işlənmiş SAI, AFI, SSI, ZEI, DUI və WBI məlumatlarının Zenodo-da DOI 10.5281/zenodo.22093527 ilə açıq istifadəyə verildiyi bildirilir. Repozitoriya dörd rayonun Ssenari A və B üçün .inp, .rpt və .out fayllarını və işlənmiş göstərici xülasələrini ehtiva edir.

CRediT — Ji-Hyeon Shin: Writing – Original Draft, Writing – Review & Editing, Visualization, Methodology, Conceptualization, Data Curation, Formal Analysis.

CRediT — Won-Ho Nam: Writing – Review & Editing, Validation, Formal Analysis, Supervision, Resources, Project Administration, Funding Acquisition, Conceptualization.