Сууну башкаруунун көп өлчөмдүү көрсөткүчтөрүнүн алкагы суу сактагычтан камсыздалган сугат тармактарынын натыйжалуулугун жалпы суунун көлөмү боюнча гана эмес; суу менен камсыздоодогу тартыштыктын көлөмү, кездешүү жыштыгы жана туруктуулугу, дренаждын мейкиндиктик бөлүштүрүлүшү жана система деңгээлиндеги камсыздоо–дренаж тең салмактуулугу боюнча биргелешип баалоочу процесске негизделген диагностикалык ыкма болуп саналат. Изилдөө Түштүк Кореядагы Simdong, Yejeon, Yonggok жана Habun суу сактагыч сугат райондорун EPA Storm Water Management Model (EPA-SWMM) менен моделдеп, алты өлчөмсүз көрсөткүчтү иштеп чыккан: Supply Adequacy Index (SAI), Adequacy Frequency Index (AFI), Supply Stability Index (SSI), Zone Equity Index (ZEI), Drainage Uniformity Index (DUI) жана Water Balance Index (WBI).

EPA-SWMM моделдери 2022–2024 мезгилиндеги каналдардагы суунун деңгээлинин күнүмдүк байкоолору менен калибрленип, 2025 жыл көз карандысыз текшерүү мезгили катары колдонулган. 2025-жылдагы текшерүүдө төрт райондо R² 0,88–0,98 жана Nash–Sutcliffe efficiency (NSE) 0,83–0,95 аралыгында болгон. PBIAS маанилери −15,04% менен −2,26% ортосунда болгондуктан, модель каналдардагы суунун деңгээлин жалпысынан бир аз жогору баалоого жакын.

Изилдөө эки эксплуатациялык шартты салыштырган. А сценарийинде бардык diversion gate ачылыштары сугат мезгили бою 1,0 деңгээлинде кармалган. В сценарийи болсо А сценарийинин жыйынтыктарында суу каптоо жетишсиз болгон же муктаждыкка салыштырмалуу ашыкча суу алган талаалар аныкталып, дарбазалардын ачылыштары жана моделдин ичиндеги айрым гидравликалык өткөрүү чектөөлөрү кол менен жана итеративдүү түрдө өзгөртүлүшү аркылуу түзүлгөн. В сценарийи математикалык оптималдаштыруунун жыйынтыгы эмес жана чыныгы сугат тармагында колдонулган талаалык эксплуатация стратегиясы да эмес.

В сценарийинин шартында суу менен камсыздоону баалаган SAI, AFI жана SSI төрт райондун баарында жогорулаган. Эң чоң камсыздоо жакшырышы баштапкы көрсөткүчү эң төмөн болгон Yonggok-та байкалган; SAI 0,747ден 0,897ге жогорулаган. Бирок дренаж теңдиги жана суу балансы көрсөткүчтөрү бардык райондо бир эле багытта өзгөргөн эмес. Yonggok-та SAI, AFI жана SSI жогорулаганда WBI 0,76дан 0,42ге түшкөн; Habun-да да WBI 0,75тен 0,47ге төмөндөгөн. Бул суу менен камсыздоодогу тартыштыкты азайтуу менен системанын дренаж/суу менен камсыздоо катышын максаттуу мааниге жакын кармоо ар башка натыйжалуулук өлчөмдөрү экенин көрсөтөт.

Изилдөөнүн эң маанилүү чечмелөө чектөөсү көрсөткүчтөрдүн негизинен EPA-SWMM симуляция жыйынтыктарынан эсептелгендиги болуп саналат. Модель негизги сугат каналдарындагы суунун деңгээли менен текшерилген; талааларга жеткен суунун абсолюттук көлөмдөрү жана дренаж көлөмдөрү көз карандысыз талаа өлчөөлөрү менен кайчылаш текшерилген эмес. Мындан тышкары, натыйжалуулук көрсөткүчтөрү 2025 гидрологиялык жылы үчүн гана бааланган жана төрт гана сугат району изилденген. Ошондуктан сунушталган алкак райондорду абсолюттук рейтингге бөлүү же так оптималдуу дарбаза ачылыштарын чыгаруу үчүн эмес, ар кандай эксплуатациялык өзгөрүүлөр сууну башкаруунун кайсы өлчөмүн жакшыртарын же начарлатарын диагностикалоо үчүн колдонулууга тийиш.

Изилдөөнүн негизги көйгөйү

Суу сактагыч сугат районунда жалпы көлөмдө жетиштүү суу болушу ар бир талаа сууну туура убакта жана жетиштүү көлөмдө алат дегенди билдирбейт. Суу сактагыч, негизги канал, экинчи даражадагы каналдар, diversion gate-тер, талаа кире бериштери жана дренаж чекиттери өз ара байланышкан гидравликалык тармакты түзөт. Бул тармактагы бир гана дарбазанын жөндөөсү да суунун жогорку агым, орто бөлүк жана төмөнкү агым арасында кандай бөлүштүрүлөрүн өзгөртө алат.

Салттуу натыйжалуулукту баалоодо көп колдонулган жалпы суу менен камсыздоо, сугат натыйжалуулугу же райондун орточо көрсөткүчү сыяктуу өзүнчө көрсөткүчтөр маанилүү маалымат берет; бирок бирдей орточо маанинин артында убакыттык жана мейкиндиктик жактан абдан ар түрдүү көйгөйлөр болушу мүмкүн. Бир райондо жалпы суу тартыштыгы аз болсо да, тартыштык бат-бат кайталанышы мүмкүн. Башка райондо тартыштык сейрек болушу мүмкүн, бирок болгондо жети күндөн ашык созулушу мүмкүн. Ошол сыяктуу эле жалпы дренаж көлөмү кабыл алына тургандай болсо да, дренаж белгилүү зоналарда же бир нече чекитте гана топтолушу мүмкүн.

Изилдөөнүн максаты бул ар башка натыйжалуулук өлчөмдөрүн бир диагностикалык алкакта ажыратуу болуп саналат. Сунушталган система үч негизги багытты баалайт:

• Суу менен камсыздоонун натыйжалуулугу: SAI, AFI жана SSI.
• Дренаждын бөлүштүрүлүшү: ZEI жана DUI.
• Суу балансы: WBI.

Көрсөткүчтөр 0–1 шкаласында же 1ге жакындаган өлчөмсүз маанилер менен берилгендиктен, ар башка натыйжалуулук өлчөмдөрүн салыштырууну жеңилдетет; бирок ар бир көрсөткүчтөгү “1” мааниси бир эле физикалык көрүнүштү билдирбейт.

Изилденген төрт суу сактагыч сугат району

Simdong сугат тармагы эки негизги жана эки экинчи даражадагы каналдан турат жана эки насостук станциядан кошумча суу алат. Yejeon төрт экинчи даражадагы каналга жана эки кошумча насостук станцияга ээ. Yonggok эки негизги жана эки экинчи даражадагы каналды камтыйт жана diversion weir аркылуу кошумча суу алат. Habun болсо эки негизги жана беш экинчи даражадагы канал менен бир жардамчы суу сактагычтан кошумча суу алат.

Мейкиндиктик талдоо жүргүзүү үчүн ар бир райондогу сугарылган аянттар агымдын багытына жараша жогорку агым, орто агым жана төмөнкү агым зоналарына бөлүнгөн. Simdong-до бул аянттар тиешелүүлүгүнө жараша 44,2, 81,4 жана 35,1 ha; Yejeon-до 32,9, 69,6 жана 28,9 ha; Yonggok-та 25,0, 84,4 жана 20,3 ha; Habun-да 13,8, 56,6 жана 46,8 ha.

Дренаж чекиттери да ошол эле мейкиндиктик логика менен классификацияланган. Simdong-до жогорку, орто жана төмөнкү зоналарда тиешелүүлүгүнө жараша 1, 2 жана 1; Yejeon-до 0, 2 жана 2; Yonggok-та 0, 3 жана 1; Habun-да 2, 2 жана 4 дренаж чекити бар.

EPA-SWMM сугат тармагына кантип колдонулган?

EPA-SWMM алгач шаардык жаан-чачын–агын жана дренаж системалары үчүн иштелип чыккан гидрологиялык-гидравликалык тармак модели. Бул изилдөөдө моделдин node-link түзүмү суу сактагыч–канал–талаа системасына ылайыкташтырылган.

• Суу сактагычтар, насостук станциялар жана күрүч талаалары storage unit катары моделденген.
• Сугат каналдары conduit катары моделденген.
• Суу сактагычтын кирүү дарбазалары pump катары аныкталган.
• Diversion, control, supply жана drainage gate-тер orifice катары моделденген.
• Тармак элементтеринин байланыштары junction түйүндөрү менен түзүлгөн.

Моделдин кириш маалыматтары

EPA-SWMM симуляциялары күнүмдүк убакыт кадамы менен жүргүзүлгөн. Моделдин кириш маалыматтарына суу менен камсыздоо, жаан-чачын, эвапотранспирация, инфильтрация, күрүч талаасындагы суу каптоо тереңдиги жана дарбаза ачылышынын катыштары кирет.

Суу сактагычтын суу менен камсыздоо маалыматтары Korea Rural Community Corporation башкарган Rural Agricultural Water Resource Information System (RAWRIS) аркылуу алынган. Метеорологиялык маалыматтар Korea Meteorological Administration мекемесинин Automated Surface Observing System (ASOS) тармагына негизделген.

Күнүмдүк чыныгы эвапотранспирация Modified Penman ыкмасы жана өсүмдүк коэффициенттери менен бааланган. Инфильтрация жана канал жоготуу коэффициенттери Кореядагы Rural Water Use Rationalization Plan ичиндеги суу башкаруу зоналары боюнча берилген.

Күрүч талааларынын баштапкы суу каптоо тереңдиги 0 mm, максаттуу суу каптоо тереңдиги 60 mm болуп белгиленген. Талаа кирүү жана дренаж дарбазалары моделде эсептелген суу каптоо тереңдигине жараша башкаруу эрежелери менен иштетилген.

Сууну башкаруунун алты көрсөткүчү

SAI, AFI жана SSI Бир Эле Нерсени Өлчөйбү?

Жок. SAI суу тартыштыгынын жалпы көлөмүн, AFI жетиштүү камсыздоо болгон күндөрдүн жыштыгын, SSI болсо кеминде жети күнгө созулган үзгүлтүксүз тартыштык мезгилдеринин туруктуулугун өлчөйт; ошондуктан бир талаа окшош SAI маанисине ээ болсо да, тартыштыктардын убакыт боюнча бөлүштүрүлүшүнө жараша ар башка AFI же SSI маанилерин алышы мүмкүн.

Supply Adequacy Index — SAI

SAI булак текстинде сугат мезгилинде белгиленген суу муктаждыгынын канча бөлүгү иш жүзүндө камсыздалганын көрсөткөн сандык жетиштүүлүк көрсөткүчү катары аныкталган.

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

Булакта Теңдеме (1) боюнча концептуалдык түшүндүрмөдө алым берилген сууну, бөлүм белгиленген муктаждыкты билдирет деп айтылат. SAI мааниси 1ге жакындаган сайын жалпы муктаждыктын көбүрөөк бөлүгү камсыздалды деп чечмеленет.

Булак ичиндеги символ түшүндүрмөсү боюнча эскертүү: Теңдемеден кийинки түшүндүрмө \(Q_{pd,t}\) белгисин “paddy field water requirement”, \(Q_{req,t}\) белгисин “prescribed water requirement” деп атайт. Ошол эле бөлүмдө суу тартыштыгы \(D_t=Q_{req,t}-Q_{pd,t}\) түрүндө берилгендиктен, \(Q_{pd,t}\) иш жүзүндө берилген/жеткен көлөмдүн ролунда көрүнөт. Булак бул терминологиялык дал келбестикти түшүндүрбөйт. Ошондуктан бул жерде теңдеме өзгөртүлгөн жок.

Adequacy Frequency Index — AFI

AFI талдоо мезгилинде суу тартыштыгы болбогон күндөрдүн жалпы күн санына болгон катышы:

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

\(D_t\) — t күнүндөгү суу тартыштыгы. Тартыштык жок болсо күн 1 упай, тартыштык болсо 0 упай алат. Ошондуктан AFI тартыштык көлөмүнүн канчалык чоңдугуна эмес, жетиштүү суу берилген күндөрдүн канчалык жыш болгонуна байланыштуу.

Supply Stability Index — SSI

SSI кеминде жети удаалаш күнгө созулган суу тартыштыгы мезгилдеринин таасирин баалоо үчүн run theory ыкмасын колдонот:

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

\(R_{\geq7}\) — \(D_t>0\) абалы кеминде жети удаалаш күнгө созулган deficit run. Демек, кыска жана чачыранды тартыштыктар AFI-де көрүнсө, SSI өзгөчө узакка созулган үзгүлтүксүз тартыштык мезгилдерине сезимтал.

Жети күндүк чек кокус тандалган эмес. Булак 3–14 күн аралыгында сезимталдык талдоосун жүргүзүп, күрүч суусун башкаруу өзгөчөлүктөрүн да эске алуу менен негизги талдоо үчүн 7 күндүк чекти колдонгон. Тиркеме A графиги чек узарган сайын SSI маанилери жогорулай турганын көрсөтөт; бул күтүлгөн натыйжа, анткени узагыраак минималдуу мөөнөт шартында азыраак тартыштык мезгили “узак deficit run” катары классификацияланат.

Zone Equity Index — ZEI

ZEI дренаж көлөмдөрү жогорку, орто жана төмөнкү зоналар арасында канчалык тең салмактуу бөлүштүрүлгөнүн coefficient of variation аркылуу өлчөйт:

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

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

\(CV(D_z)\) өскөн сайын зоналар арасындагы дренаж айырмачылыктары көбөйүп, ZEI төмөндөйт. ZEI 1ге жакындаган сайын зоналар арасындагы дренаж бөлүштүрүлүшү бир калыптуураак болот.

Drainage Uniformity Index — DUI

DUI ошол эле математикалык түзүмдү өзүнчө дренаж чекиттеринин деңгээлинде колдонот:

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

Бул жерде \(D_i\) — өзүнчө дренаж чекиттеринин дренаж көлөмдөрү. ZEI жана DUI-ни бирге колдонуу маанилүү; анткени бир райондо дренаж зоналар арасында тең салмактуураак болгону менен, ошол эле зонанын ичиндеги бир нече дренаж чекитине топтолушу мүмкүн.

Water Balance Index — WBI

WBI жалпы дренаждын жалпы суу менен камсыздоого болгон катышы максаттуу 0,50 катышына канчалык жакын экенин өлчөйт:

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

\(D_{total}\) — жалпы дренаж көлөмү, \(S_{total}\) — жалпы суу менен камсыздоо. Дренаж/суу менен камсыздоо катышы 0,50гө жакындаган сайын WBI 1ге жакындайт.

0,50 максаты физикалык жактан универсалдуу оптимум эмес. Булак бул маанини Кореянын сугат райондорундагы эксплуатациялык тажрыйбага негизделген эксперттик пикирлерден алынган эмпирикалык эталон катары сүрөттөйт. Ошондуктан WBI башка аймактарда колдонулуудан мурун жергиликтүү өсүмдүк, топурак, климат жана эксплуатация шарттарына ылайык кайра бааланышы керек.

В Сценарийи Математикалык Жактан Оптималдаштырылган Дарбаза Башкаруусубу?

Жок. В сценарийи А сценарийинин жыйынтыктарында жетишсиз же ашыкча суу алган талааларды аныктоо, тиешелүү diversion gate ачылыштарын кол менен өзгөртүү жана EPA-SWMM моделин кайра иштетүү цикли менен түзүлгөн кол менен жасалган салыштыруу сценарийи; ал оптималдаштыруу алгоритми менен алынган же чыныгы талаада колдонулуп текшерилген оптималдуу эксплуатация планы эмес.

А сценарийи: негизги эксплуатация

А сценарийинде бардык diversion gate ачылыш катыштары сугат мезгили бою 1,0 деңгээлинде туруктуу кармалган. Бул изилдөөнүн салыштыруу базасын түзөт.

В сценарийи: кол менен итеративдүү жөндөө

В сценарийи түзүлгөндө адегенде А сценарийинин чыгыштарында суу каптоо тереңдиги жетишсиз болгон же суу муктаждыгына салыштырмалуу ашыкча суу алган талаалар аныкталган. Андан кийин бул талааларга таасир эткен diversion gate ачылыштары өзгөртүлүп, модель кайра симуляцияланган. Диагностика → жөндөө → кайра симуляция цикли жалпы мейкиндиктик бөлүштүрүүнү жакшыртуу максатында итеративдүү кайталанган.

Жөндөлгөн diversion gate саны:

• Simdong: жалпы 2 дарбазанын 2си.
• Yejeon: жалпы 3 дарбазанын 1и.
• Yonggok: жалпы 3 дарбазанын 2си.
• Habun: жалпы 7 дарбазанын 6сы.

Жөндөлгөн дарбазалардын көбүндө 1 Май–10 Сентябрь сугат мезгили бою 0,05–0,50 аралыгындагы туруктуу ачылыш катыштары колдонулган.

Yonggok-тагы 1-0-27 экинчи даражадагы каналдын diversion gate-и үчүн демейки ачылыш 0,05 болуп белгиленген; 1–10 Июнь, 21–30 Июль жана 23 Август–1 Сентябрь мезгилдеринде ачылыш убактылуу 0гө түшүрүлгөн.

Модель ичиндеги offset жөндөөлөрү чыныгы канал реконструкциясы эмес

Айрым бөлүктөрдө дарбазанын ачылышын гана өзгөртүү керектүү сууну кайра бөлүштүрүүнү камсыз кылган эмес. Бул бөлүктөрдө EPA-SWMM conduit же orifice байланыштарына InOffset, OutOffset же orifice offset маанилери берилип, натыйжалуу агым кесилиши жана өткөрүү шарттары чектелген.

Offset колдонулган бөлүктөрдүн саны Simdong-до 2, Yejeon-до 4, Yonggok-та 2 жана Habun-да 10. Маанилер 0,10–0,30 m аралыгында. Yonggok-тагы бир бөлүктө 0,30 m OutOffset, Simdong-догу бир diversion gate-те кошумча 0,10 m orifice offset колдонулган.

Бул жөндөөлөр чыныгы каналдар же гидравликалык курулмалар физикалык жактан өзгөртүлдү дегенди билдирбейт. Авторлор offset-терди моделдин ичинде керектүү гидравликалык өткөрүү чектөөсүн чагылдыруу үчүн гана колдонушкан.

Модель кантип калибрленген?

Моделди калибрлөөдө негизги сугат каналдарынын upstream monitoring point-териндеги күнүмдүк байкалган суу деңгээлдери колдонулган. Калибрлөө параметри катары Manning оройлук коэффициенти тандалган; анткени ал ачык каналдын гидравликалык каршылыгына жана суу деңгээлинин реакциясына түздөн-түз таасир этет.

Баштапкы Manning мааниси топурак каналдар үчүн Кореянын долбоорлоо критерийиндеги стандарттык мааниге негизделип 0,025 алынган.

Оройлукту калибрлөөдө жаан-чачын жана башка таасирлерди чектөө үчүн күнүмдүк жаан-чачын 5 mm же андан аз болгон мезгилдер гана колдонулуп, каналдын физикалык өткөрүү кесилишинин жогорку чегине жеткен же андан ашкан суу деңгээлдери издөө процессинен чыгарылган.

Параметр издөө адегенде баштапкы оройлук коэффициентине колдонулган жалпы масштаб коэффициентин 0,1 кадам менен текшерген; эң жогорку медианалык жылдык NSE айланасында 0,02 кадамдуу майда издөө жүргүзүлгөн. Бир нече талапкердин медианалык NSE маанилери 0,003 чегинде калса, абсолюттук PBIAS эң кичине болгон талапкер, теңдик улана берсе андан кичине коэффициент тандалган.

Акыркы калибрленген Manning коэффициенттери:

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

Калибрлөө жана көз карандысыз текшерүү жыйынтыктары

2022–2024 калибрлөө мезгилинде R² 0,92–0,99 жана NSE 0,89–0,99 аралыгында. Көз карандысыз 2025 текшерүүсүндө R²нин төмөнкү чеги 0,88, NSEнин төмөнкү чеги 0,83.

2025-жылы PBIAS бардык райондо терс. Булакта колдонулган белги аныктамасына ылайык, терс PBIAS симуляцияланган суу деңгээли байкалган деңгээлден жогору экенин билдирет. Эң чоң терс bias Yejeon-до −15,04%.

Изилдөөнүн Ыкмасы жана Жыйынтыктары

А жана В сценарийлеринин алты көрсөткүч боюнча жыйынтыктары

Суу менен камсыздоонун натыйжалуулугунун үч көрсөткүчү бардык райондо жогорулаган. Эң аз жакшыруу баштапкы маанилери жогорку чекке ансыз да абдан жакын болгон Simdong-до, эң чоң жакшыруу болсо баштапкы суу менен камсыздоо натыйжалуулугу эң начар болгон Yonggok-та байкалган.

SAI боюнча Simdong 0,979дан 0,985ке болгону +0,006 жогоруласа, Yonggok 0,747ден 0,897ге +0,150 жогорулаган. Булак муну жарым-жартылай 0–1 аралыгында нормалдаштырылган көрсөткүчтөрдөгү жогорку-чек эффект менен түшүндүрөт: башында эле 1ге жакын болгон көрсөткүчтүн жакшыруу мүмкүнчүлүгү табигый түрдө аз болот.

Булактагы 3-сүрөттөгү так көрсөткүч өзгөрүүлөрү

Булактагы 5-таблица үч ондук белгиге чейин тегеректелген абсолюттук маанилерди берсе, 3-сүрөт В сценарийи − А сценарийи айырмаларын кененирээк маанилер менен көрсөтөт:

Дренаж бөлүштүрүлүшүндө эмне үчүн бир көрсөткүч жетишсиз?

ZEI жана DUIнин ар башка масштабдары өзгөчө Yonggok мисалында так айырмаланган. А сценарийинде Yonggok дренажы толугу менен орто зонада болгондо, В сценарийинде дренаж төмөнкү зонага да таралып, ZEI +0,019 жогорулаган. Ошого карабастан DUI −0,105 төмөндөгөн.

Башкача айтканда, дренаждын үч чоң зона арасындагы бөлүштүрүлүшү тең салмактуураак болуп калганда, өзүнчө дренаж чекиттеринин ортосундагы бөлүштүрүлүшү азыраак бир калыптуу болушу мүмкүн. Бул натыйжа дренаж теңдиги кайсы мейкиндиктик тактыкта бааланары маанилүү экенин көрсөтөт.

WBIнин Төмөндөшү Сугат Системасы Жалпысынан Начарлады Дегенди Билдиреби?

Жок. WBI дренаж/суу менен камсыздоо катышынын изилдөөдө колдонулган 0,50 эталонуна жакындыгын гана өлчөйт; Yonggok жана Habun-да WBI төмөндөп жатканда SAI, AFI жана SSIнин жогорулашы суу тартыштыгын азайтуу менен система деңгээлиндеги камсыздоо–дренаж максаты бири-биринен көз карандысыз натыйжалуулук өлчөмдөрү болушу мүмкүн экенин көрсөтөт.

Yejeon-до WBI эмне үчүн жогорулады?

Yejeon-до дренаж/суу менен камсыздоо катышы %55,1ден %52,2ге түшүп, 0,50 максаттуу катышына жакындаган. Ошого жараша WBI 0,90дан 0,96га жогорулаган.

Yonggok жана Habun-да WBI эмне үчүн төмөндөдү?

Yonggok-та дренаж/суу менен камсыздоо катышы %38,0ден %20,9га, Habun-да %37,4төн %23,6га түшкөн. Эки өзгөрүү тең катышты 0,50 эталонунан алыстаткан. Натыйжада WBI Yonggok-та 0,76дан 0,42ге, Habun-да 0,75тен 0,47ге түшкөн.

Бул райондордо ошол эле учурда SAI, AFI жана SSI жогорулагандыктан, WBIнин төмөндөшүн “суу менен камсыздоо натыйжалуулугу начарлады” деп чечмелөө туура эмес.

Көрсөткүчтөрдүн ортосунда маалымат канчалык кайталанат?

Булак Pearson корреляцияларын эки башка масштабда изилдеген.

SAI, AFI жана SSI район масштабында күчтүү байланышта. Айрыкча SAI–SSI корреляциясы 0,997. Ал эми суу менен камсыздоо көрсөткүчтөрүнүн ZEI, DUI жана WBI менен байланышы алсызыраак.

Бирок район масштабындагы талдоо сегиз гана байкоого негизделген. Ошондуктан булак корреляцияларды статистикалык жактан жалпылоого боло турган түзүм катары эмес, изилденген төрт район жана эки сценарий үчүн чалгындоочу байланыш катары чечмелейт.

Талаа масштабында AFI эмне үчүн көбүрөөк маалымат берет?

Талаа масштабында SAI–SSI байланышы дагы эле абдан жогору: r = 0,982. Ал эми AFIнин SAI жана SSI менен корреляциясы 0,710 жана 0,717ге төмөндөйт. Булак муну AFI талаа деңгээлинде тартыштык канча күн болгондугу жөнүндө башкача маалымат берет деп чечмелейт.

Yejeon-догу P0080 жана P0092 талаалары буга мисал. SAI маанилери тиешелүүлүгүнө жараша 0,931 жана 0,935 болуп, дээрлик бирдей; бирок AFI маанилери 0,489 жана 0,639. Демек, жалпы тартыштык көлөмү окшош көрүнгөнү менен, тартыштык болгон күндөрдүн жыштыгы ар башка.

P0081 жана P0090 талааларында болсо SAI жана AFI бири-бирине жакын болгону менен, максималдуу үзгүлтүксүз deficit мөөнөтү 9 жана 6 күн. Жети күндүк SSI чегинен улам SSI маанилери тиешелүүлүгүнө жараша 0,932 жана 1,000 болгон. Бул мисал SSI эмне үчүн узак мөөнөттүү тартыштыктарды өзүнчө өлчөм катары чагылдырарын көрсөтөт.

Эң төмөн натыйжалуулуктагы район көрсөткүчкө жараша өзгөрөт

А сценарийинде SAI, AFI жана SSI Yonggok-ту суу менен камсыздоо жагынан эң начар район катары көрсөткөн. Ал эми эң төмөн DUI жана WBI Simdong-до байкалган.

В сценарийинде SAI жана SSI боюнча эң төмөн район кайра эле Yonggok болсо, AFI боюнча эң төмөн маани Habun-га өткөн. Бул жыйынтык бир эле “эң начар район” белгиси сууну башкаруунун бардык өлчөмдөрүнө туура келбей турганын көрсөтөт.

Изилдөө колдогон жыйынтыктар

• Сууну башкаруунун натыйжалуулугун бир гана жалпы натыйжалуулук же камсыздоо көрсөткүчү менен толук түшүндүрүүгө болбойт.
• SAI, AFI жана SSI бир эле суу менен камсыздоо көйгөйүнүн көлөм, жыштык жана туруктуулук өлчөмдөрүн өзүнчө баалай алат.
• В сценарийинде суу менен камсыздоонун үч көрсөткүчү тең төрт райондун баарында жогорулаган.
• Баштапкы камсыздоо натыйжалуулугу төмөнүрөөк болгон райондордо көрсөткүчтөрдүн өзгөрүшү чоңураак болгон.
• ZEI жана DUI дренаж теңдигин ар башка мейкиндиктик тактык деңгээлдеринде өлчөйт.
• Суу тартыштыгын азайтуу менен дренаж/суу менен камсыздоо катышын 0,50 эталонуна жакындатуу бир эле натыйжалуулук өлчөмү эмес.
• SAI жана SSI ортосунда олуттуу маалымат кайталанышы бар.
• AFI талаа масштабында deficit жыштыгы жөнүндө SAI жана SSIге караганда көбүрөөк толуктоочу маалымат берет.
• Алкактын математикалык аныктамалары EPA-SWMMге гана тиешелүү эмес; керектүү суу менен камсыздоо, муктаждык жана дренаж маалыматтары башка моделдерден же өлчөөлөрдөн да алынышы мүмкүн.

Изилдөө колдобогон жыйынтыктар

• В сценарийи чыныгы талаадагы оптималдуу дарбаза башкаруусу экени көрсөтүлгөн эмес.
• В сценарийи математикалык оптималдаштыруу алгоритми менен алынган эмес.
• Моделдин ичиндеги conduit/orifice offset өзгөрүүлөрү чыныгы каналдар физикалык жактан өзгөртүлгөнүн билдирбейт.
• Талааларга берилген суунун абсолюттук көлөмдөрү көз карандысыз талаа өлчөөлөрү менен текшерилген эмес.
• Дренаж көлөмдөрү көз карандысыз талаа маалыматтары менен кайчылаш текшерилген эмес.
• 2025-жылдан башка жылдарда көрсөткүчтөр ушундай эле реакция кыларын көрсөтүлгөн эмес.
• Түштүк Кореядагы төрт сугат районунун жыйынтыктарын бардык суу сактагыч сугат системаларына статистикалык жактан жалпылоого болбойт.
• 0,50 дренаж/суу менен камсыздоо катышы универсалдуу оптимум экени далилденген эмес.
• 7 күндүк SSI чеги бардык өсүмдүк жана климат шарттары үчүн оптималдуу экени көрсөтүлгөн эмес.
• Алкак сугат райондорун абсолюттук “эң жакшы–эң начар” түрүндө рейтингге бөлүү үчүн иштелип чыккан эмес.

Изилдөөнүн негизги чектөөлөрү

Симуляцияга негизделген көрсөткүч түзүү: Алты көрсөткүч EPA-SWMM чыгыштарынан эсептелген.

Текшерүү көлөмү: Моделди текшерүү негизинен негизги сугат каналдарындагы байкалган суу деңгээлдерине негизделген; талаа масштабындагы абсолюттук суу бөлүштүрүү жана дренаж көлөмү көз карандысыз текшерилген эмес.

Бир гидрологиялык жыл: Сценарий салыштыруулары 2025-жыл менен чектелген. Жылдар аралык метеорологиялык жана гидрологиялык өзгөрүлмөлүүлүк бааланган эмес.

Төрт район: Төрт гана суу сактагыч сугат району изилденген. Айрыкча n=8 район масштабындагы корреляция талдоосу чалгындоочу мүнөздө.

SSI чеги: Жети күндүк минималдуу deficit мөөнөтү сезимталдык талдоосуна жана күрүч башкаруу өзгөчөлүктөрүнө негизделет; ар башка өсүмдүк, топурак жана аймактык эксплуатация шарттарында өзгөрүшү мүмкүн.

WBI эталону: 0,50 максаттуу дренаж/суу менен камсыздоо катышы эксперттик кеңешке негизделген эмпирикалык эталон; абсолюттук оптимум эмес.

В сценарийинин мүнөзү: Кол менен диагностикага жана кайра симуляциялоого негизделет; чыныгы талаада колдонулган же математикалык жактан оптималдаштырылган стратегия эмес.

Келечектеги изилдөө багыты

Булак алкакты кеңири сугат райондорунун үлгүсүндө жана көп жылдык гидрологиялык шарттарда баалоону; талаа масштабындагы чыныгы суу бөлүштүрүү жана дренаж байкоолору менен кайчылаш текшерүүнү жана келечекте көп максаттуу оптималдаштыруу менен бириктирүүнү сунуштайт.

Бул жерде көп өлчөмдүү көрсөткүчтөр өзгөчө пайдалуу болушу мүмкүн; анткени келечектеги оптималдаштыруу системасы “суу тартыштыгын минималдаштыр” деген бир гана максаттын ордуна камсыздоонун жетиштүүлүгү, deficit жыштыгы, узак тартыштык мөөнөттөрү, дренаж теңдиги жана система балансы ортосундагы компромистерди өзүнчө максат функциялары же чечим критерийлери катары баалай алат.

Булак жана Ыкма Жөнүндө Эскертүү

Түпнуска изилдөө: A multidimensional water management indicator framework for evaluating reservoir irrigation districts

Авторлор: Ji-Hyeon Shin; Won-Ho Nam.

Тең салым / тең биринчи авторлук: Булак PDF-де көрсөтүлгөн эмес.

Corresponding author: Won-Ho Nam.

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

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

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

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

Булак түрү: Preprint изилдөө макаласы; гидравликалык тармак симуляциясы жана көп өлчөмдүү көрсөткүч иштеп чыгуу изилдөөсү.

Рецензия абалы: Булакта ачык түрдө “This preprint research paper has not been peer reviewed” деп жазылган; рецензиядан өткөн эмес.

Платформа: SSRN.

SSRN каттоо номери: Abstract No. 7624245.

Журнал / том / сан / макала номери: Булак PDF-де көрсөтүлгөн эмес.

Макаланын DOI-си: Булак PDF-де көрсөтүлгөн эмес; SSRN номери DOI катары чечмеленген эмес.

Так жарыялоо / preprint жүктөө датасы: Булак PDFнин библиографиялык маалыматында ачык берилген эмес.

Лицензия: Булак PDF-де ачык кайра колдонуу лицензиясы көрсөтүлгөн эмес.

Расмий булак: SSRN abstract 7624245.

Изилдөө аймактары: 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.

Негизги модель: U.S. Environmental Protection Agency Storm Water Management Model, EPA-SWMM.

Моделдин убакыттык чечилиши: Күнүмдүк.

Калибрлөө мезгили: 2022–2024.

Көз карандысыз текшерүү жылы: 2025.

Калибрлөө параметри: Manning оройлук коэффициенти.

Баштапкы Manning мааниси: 0,025.

Калибрленген маанилер: Simdong 0,029; Yejeon 0,027; Yonggok 0,030; Habun 0,032.

Калибрлөө жаан-чачын чыпкасы: Күнүмдүк жаан-чачын ≤ 5 mm болгон мезгилдер оройлукту издөөдө колдонулган.

Күрүч талаасындагы суу каптоо шарты: Баштапкы 0 mm; максат 60 mm.

А сценарийи: Бардык diversion gate ачылыш катыштары 1,0.

В сценарийи: Симуляция жыйынтыктарын итеративдүү диагностикалоо жана дарбаза/өткөрүүнү кол менен жөндөө аркылуу түзүлгөн салыштыруу сценарийи; математикалык оптималдаштыруу эмес.

Суу менен камсыздоо көрсөткүчтөрү: SAI, AFI, SSI.

Дренаж көрсөткүчтөрү: ZEI, DUI.

Суу балансы көрсөткүчү: WBI.

SSI deficit чеги: Кеминде 7 удаалаш күн; 3–14 күндүк сезимталдык талдоосу жүргүзүлгөн.

WBI максаттуу катышы: Дренаж / суу менен камсыздоо = 0,50; эксперттик пикирге негизделген эмпирикалык эталон.

Булак ичиндеги терминологиялык дал келбестик: SAIнин тексттик аныктамасы алымды чыныгы суу менен камсыздоо катары түшүндүрөт, ал эми Теңдеме (1)-де колдонулган \(Q_{pd,t}\) белгиси кийинки өзгөрмө түшүндүрмөсүндө “paddy field water requirement” деп аталат; бул ошол эле символдун deficit теңдемесиндеги функциясына толук дал келбейт. Булак бул айырманы түшүндүрбөйт.

Район/аймак масштабындагы корреляция: n=8, төрт район × эки сценарий; чалгындоочу мүнөздө чечмеленүүгө тийиш.

Талаа масштабындагы корреляция: n=266 байкоо.

Негизги текшерүү чеги: Негизги каналдардагы суу деңгээлдери текшерилген; талаадагы абсолюттук суу бөлүштүрүү жана дренаж көлөмдөрү көз карандысыз талаа байкоолору менен кайчылаш текшерилген эмес.

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

Кызыкчылыктардын кагылышы: Авторлор кызыкчылыктардын кагылышы жок экенин билдиришкен.

Маалыматтардын жеткиликтүүлүгү: EPA-SWMM модель файлдары жана иштетилген SAI, AFI, SSI, ZEI, DUI жана WBI маалыматтары Zenodo платформасында DOI 10.5281/zenodo.22093527 менен жалпыга ачык экени билдирилген. Репозиторий төрт район үчүн А жана В сценарийлеринин .inp, .rpt жана .out файлдарын жана иштетилген көрсөткүчтөрдүн жыйынтыктарын камтыйт.

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.