Чаҳорчӯбаи бисёрченак барои нишондиҳандаҳои идоракунии об равиши ташхисии ба раванд асосёфта мебошад, ки самаранокии шабакаҳои обёрии аз обанбор таъминшавандаро на танҳо аз рӯи ҳаҷми умумии об, балки ҳамзамон аз рӯи андозаи норасоии таъминоти об, басомад ва давомнокии он, тақсимоти фазоии заҳкаш ва тавозуни таъминот–заҳкаш дар сатҳи система арзёбӣ мекунад. Таҳқиқот ноҳияҳои обёрии обанбории Simdong, Yejeon, Yonggok ва Habun-ро дар Кореяи Ҷанубӣ бо EPA Storm Water Management Model (EPA-SWMM) моделсозӣ карда, шаш нишондиҳандаи беандоза таҳия намудааст: Supply Adequacy Index (SAI), Adequacy Frequency Index (AFI), Supply Stability Index (SSI), Zone Equity Index (ZEI), Drainage Uniformity Index (DUI) ва Water Balance Index (WBI).

Моделҳои EPA-SWMM бо мушоҳидаҳои ҳаррӯзаи сатҳи оби каналҳо дар давраи 2022–2024 калибр карда шуда, соли 2025 ҳамчун давраи санҷиши мустақил истифода шудааст. Дар санҷиши соли 2025 барои чор ноҳия R² дар ҳудуди 0,88–0,98 ва Nash–Sutcliffe efficiency (NSE) дар ҳудуди 0,83–0,95 қарор дошт. Азбаски қиматҳои PBIAS аз −15,04% то −2,26% буданд, модел тамоюл дорад сатҳи оби каналҳоро дар маҷмӯъ каме баландтар аз мушоҳидаҳо баҳогузорӣ кунад.

Таҳқиқот ду шароити истифодаро муқоиса кардааст. Дар Сенарияи A ҳамаи кушодашавиҳои diversion gate дар тамоми мавсими обёрӣ дар 1,0 нигоҳ дошта шуданд. Сенарияи B бо муайян кардани қитъаҳое, ки дар натиҷаҳои Сенарияи A обгирии нокифоя доштанд ё нисбат ба талабот оби зиёдатӣ мегирифтанд, ва баъдан бо тағйири дастӣ ва итеративии кушодашавии дарвозаҳо ва баъзе маҳдудиятҳои интиқоли гидравликӣ дар дохили модел таҳия шудааст. Сенарияи B натиҷаи оптимизатсияи математикӣ нест ва стратегияи саҳроии истифодашуда дар шабакаи воқеии обёрӣ низ нест.

Дар шароити Сенарияи B нишондиҳандаҳои SAI, AFI ва SSI, ки таъминоти обро арзёбӣ мекунанд, дар ҳамаи чор ноҳия афзуданд. Бузургтарин беҳбудии таъминот дар Yonggok, ки нишондиҳандаи ибтидоии он пасттарин буд, мушоҳида шуд; SAI аз 0,747 то 0,897 боло рафт. Баръакс, нишондиҳандаҳои баробарии заҳкаш ва тавозуни об дар ҳамаи ноҳияҳо ба як самт тағйир наёфтанд. Дар Yonggok ҳангоми афзоиши SAI, AFI ва SSI, WBI аз 0,76 то 0,42 коҳиш ёфт; дар Habun низ WBI аз 0,75 то 0,47 поён рафт. Ин нишон медиҳад, ки кам кардани норасоии таъминоти об ва наздик нигоҳ доштани таносуби заҳкаш/таъминоти об ба қимати ҳадаф ду ченаки гуногуни самаранокӣ мебошанд.

Муҳимтарин маҳдудияти тафсири таҳқиқот дар он аст, ки нишондиҳандаҳо асосан аз натиҷаҳои симулятсияи EPA-SWMM ҳисоб карда шудаанд. Модел бо сатҳи об дар каналҳои асосии обёрӣ санҷида шудааст; ҳаҷмҳои мутлақи обе, ки ба қитъаҳо мерасанд, ва ҳаҷмҳои заҳкаш бо ченкуниҳои мустақили саҳроӣ санҷиши салибӣ нашудаанд. Илова бар ин, нишондиҳандаҳои самаранокӣ танҳо барои соли гидрологии 2025 арзёбӣ шуда, танҳо чор ноҳияи обёрӣ омӯхта шудааст. Аз ин рӯ, чаҳорчӯбаи пешниҳодшуда бояд бештар барои ташхиси он истифода шавад, ки тағйироти гуногуни истифода кадом ҷанбаи идоракунии обро беҳтар ё бадтар мекунанд, на барои тартиббандии мутлақи ноҳияҳо ё муайян кардани кушодашавии дақиқи оптималии дарвозаҳо.

Масъалаи асосии таҳқиқот

Мавҷуд будани миқдори кофии об дар маҷмӯъ дар як ноҳияи обёрии обанборӣ маънои онро надорад, ки ҳар як қитъа обро дар вақти дуруст ва ба миқдори кофӣ мегирад. Обанбор, канали асосӣ, каналҳои дуюмдараҷа, diversion gate-ҳо, даромадгоҳҳои қитъа ва нуқтаҳои заҳкаш як шабакаи ба ҳам пайвасти гидравликиро ташкил медиҳанд. Ҳатто як танзими дарвоза дар ин шабака метавонад тарзи тақсим шудани обро байни болооб, қисми миёна ва поёноб тағйир диҳад.

Нишондиҳандаҳои ҷудогонае, ба мисли таъминоти умумии об, самаранокии обёрӣ ё миёнаи минтақа, ки дар арзёбиҳои анъанавии самаранокӣ зиёд истифода мешаванд, маълумоти муҳим медиҳанд; аммо дар паси як қимати миёна метавонанд масъалаҳои хеле гуногуни замонӣ ва фазоӣ пинҳон бошанд. Дар як ноҳия норасоии умумии об метавонад хурд бошад, вале зуд-зуд такрор шавад. Дар ноҳияи дигар норасоӣ кам ба амал ояд, аммо ҳангоми ба амал омадан зиёда аз ҳафт рӯз давом кунад. Ба ҳамин монанд, ҳатто агар ҳаҷми умумии заҳкаш қобили қабул бошад, он метавонад танҳо дар баъзе минтақаҳо ё чанд нуқта ҷамъ шавад.

Ҳадафи таҳқиқот ҷудо кардани ин ченакҳои гуногуни самаранокӣ дар як чаҳорчӯбаи ягонаи ташхисӣ мебошад. Системаи пешниҳодшуда се самти асосиро арзёбӣ мекунад:

• Самаранокии таъминоти об: SAI, AFI ва SSI.
• Тақсимоти заҳкаш: ZEI ва DUI.
• Тавозуни об: WBI.

Азбаски нишондиҳандаҳо дар миқёси 0–1 ё бо қиматҳои беандозае, ки ба 1 наздик мешаванд, ифода мегарданд, муқоисаи ченакҳои гуногуни самаранокӣ осонтар мешавад; аммо маънои қимати “1” барои ҳар як нишондиҳанда як падидаи физикии яксонро ифода намекунад.

Чор ноҳияи обёрии обанбории омӯхташуда

Шабакаи обёрии Simdong аз ду канали асосӣ ва ду канали дуюмдараҷа иборат буда, аз ду истгоҳи насосӣ оби иловагӣ мегирад. Yejeon чор канали дуюмдараҷа ва ду истгоҳи иловагии насосӣ дорад. Yonggok ду канали асосӣ ва ду канали дуюмдараҷаро дар бар мегирад ва тавассути diversion weir оби иловагӣ мегирад. Habun бошад, аз ду канали асосӣ ва панҷ канали дуюмдараҷа иборат буда, аз як обанбори ёрирасон оби иловагӣ мегирад.

Барои анҷом додани таҳлили фазоӣ, заминҳои обёришавандаи ҳар ноҳия мувофиқи самти ҷараён ба минтақаҳои болооб, миёнаоб ва поёноб ҷудо шудаанд. Дар Simdong ин масоҳатҳо мутаносибан 44,2, 81,4 ва 35,1 ha; дар Yejeon 32,9, 69,6 ва 28,9 ha; дар Yonggok 25,0, 84,4 ва 20,3 ha; дар Habun 13,8, 56,6 ва 46,8 ha мебошанд.

Нуқтаҳои заҳкаш низ бо ҳамин мантиқи фазоӣ гурӯҳбандӣ шудаанд. Дар минтақаҳои болоӣ, миёна ва поёнии Simdong мутаносибан 1, 2 ва 1; дар Yejeon 0, 2 ва 2; дар Yonggok 0, 3 ва 1; дар Habun 2, 2 ва 4 нуқтаи заҳкаш мавҷуданд.

EPA-SWMM ба шабакаи обёрӣ чӣ гуна татбиқ шудааст?

EPA-SWMM аслан модели шабакавии гидрологӣ-гидравликӣ мебошад, ки барои системаҳои боришот–ҷараёни рӯизаминӣ ва заҳкаши шаҳрӣ таҳия шудааст. Дар ин таҳқиқот сохтори node-link-и модел ба системаи обанбор–канал–қитъа мутобиқ карда шудааст.

• Обанборҳо, истгоҳҳои насосӣ ва майдонҳои шолӣ ҳамчун storage unit моделсозӣ шудаанд.
• Каналҳои обёрӣ ҳамчун conduit моделсозӣ шудаанд.
• Дарвозаҳои вуруди обанбор ҳамчун pump муайян шудаанд.
• Diversion, control, supply ва drainage gate-ҳо ҳамчун orifice моделсозӣ шудаанд.
• Пайвастҳои унсурҳои шабака бо гиреҳҳои junction сохта шудаанд.

Вурудҳои модел

Симулятсияҳои EPA-SWMM бо қадами вақти ҳаррӯза иҷро шудаанд. Вурудҳои модел таъминоти об, боришот, эвапотранспиратсия, инфилтратсия, умқи обгирии майдони шолӣ ва таносуби кушодашавии дарвозаҳоеро дар бар мегиранд.

Маълумоти таъминоти оби обанбор аз Rural Agricultural Water Resource Information System (RAWRIS), ки аз ҷониби Korea Rural Community Corporation идора мешавад, гирифта шудааст. Маълумоти метеорологӣ ба шабакаи Automated Surface Observing System (ASOS)-и Korea Meteorological Administration асос ёфтааст.

Эвапотранспиратсияи воқеии ҳаррӯза бо истифода аз усули Modified Penman ва коэффисиентҳои зироат ҳисоб карда шудааст. Коэффисиентҳои инфилтратсия ва талафоти канал мувофиқи минтақаҳои идоракунии об дар Rural Water Use Rationalization Plan-и Корея таъин шудаанд.

Умқи ибтидоии обгирии майдонҳои шолӣ 0 mm ва умқи ҳадафии обгирӣ 60 mm муқаррар шудааст. Дарвозаҳои вуруди қитъа ва заҳкаш тибқи қоидаҳои идоракунӣ, бар асоси умқи обгирии ҳисобшуда дар модел, кор фармуда шудаанд.

Шаш нишондиҳандаи идоракунии об

Оё SAI, AFI ва SSI Як Чизро Месанҷанд?

Не. SAI андозаи умумии норасоии обро, AFI басомади рӯзҳои дорои таъминоти кофиро ва SSI давомнокии давраҳои пайвастаи норасоиро, ки камаш ҳафт рӯз тӯл мекашанд, чен мекунад; аз ин рӯ, ҳатто агар як қитъа қимати монанди SAI дошта бошад, вобаста ба тарзи тақсим шудани норасоиҳо дар вақт метавонад қиматҳои гуногуни AFI ё SSI гирад.

Supply Adequacy Index — SAI

SAI дар матни манбаъ ҳамчун нишондиҳандаи миқдории кофият муайян шудааст, ки нишон медиҳад чӣ қадар аз эҳтиёҷи пешбинишудаи об дар тамоми мавсими обёрӣ воқеан таъмин шудааст.

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

Дар шарҳи консептуалии Муодилаи (1) дар манбаъ гуфта мешавад, ки сурати каср оби таъминшударо ва махраҷ эҳтиёҷи пешбинишударо ифода мекунад. Ҳар қадар қимати SAI ба 1 наздик шавад, ҳамон қадар қисми бештари эҳтиёҷи умумӣ қонеъ шудааст.

Ёддошт дар бораи шарҳи рамзҳо дар дохили манбаъ: Шарҳи пас аз муодила \(Q_{pd,t}\)-ро “paddy field water requirement” ва \(Q_{req,t}\)-ро “prescribed water requirement” меномад. Азбаски дар ҳамин бахш норасоии об ҳамчун \(D_t=Q_{req,t}-Q_{pd,t}\) дода шудааст, \(Q_{pd,t}\) дар амал нақши миқдори таъминшуда/расидаистодаро мебозад. Манбаъ ин номувофиқии истилоҳиро шарҳ намедиҳад. Аз ин рӯ, муодила дар ин ҷо тағйир дода нашудааст.

Adequacy Frequency Index — AFI

AFI таносуби шумораи рӯзҳое мебошад, ки дар давраи таҳлил норасоии об вуҷуд надорад, ба шумораи умумии рӯзҳо:

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

\(D_t\) норасоии об дар рӯзи t мебошад. Агар норасоӣ набошад, рӯз 1 хол ва агар норасоӣ бошад, 0 хол мегирад. Аз ин рӯ, AFI на ба бузургии ҳаҷми норасоӣ, балки ба басомади рӯзҳое вобаста аст, ки оби кофӣ таъмин шудааст.

Supply Stability Index — SSI

SSI барои арзёбии таъсири давраҳои норасоии об, ки камаш ҳафт рӯзи пайдарпай давом мекунанд, аз равиши run theory истифода мебарад:

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

\(R_{\geq7}\) deficit run-еро ифода мекунад, ки дар он ҳолати \(D_t>0\) камаш ҳафт рӯзи пайдарпай давом мекунад. Аз ин рӯ, норасоиҳои кӯтоҳ ва пароканда дар AFI намоён мешаванд, дар ҳоле ки SSI махсусан ба давраҳои тӯлонии норасоии пайваста ҳассос аст.

Ҳадди ҳафтрӯза тасодуфӣ интихоб нашудааст. Манбаъ таҳлили ҳассосиятро дар ҳудуди 3–14 рӯз анҷом дода, бо назардошти хусусиятҳои идоракунии оби шолӣ барои таҳлили асосӣ ҳадди 7-рӯзаро истифода кардааст. Графики Замимаи A нишон медиҳад, ки бо зиёд шудани ҳадд қиматҳои SSI боло мераванд; ин натиҷаи интизоршаванда аст, зеро дар шарти ҳадди ақали дарозтар давраҳои камтари норасоӣ ҳамчун “long deficit run” гурӯҳбандӣ мешаванд.

Zone Equity Index — ZEI

ZEI тавассути coefficient of variation месанҷад, ки ҳаҷмҳои заҳкаш то чӣ андоза байни минтақаҳои болоӣ, миёна ва поёнӣ баробар тақсим шудаанд:

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

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

Ҳар қадар \(CV(D_z)\) афзояд, фарқияти заҳкаш байни минтақаҳо зиёд шуда, ZEI кам мешавад. Ҳар қадар ZEI ба 1 наздик шавад, тақсимоти заҳкаш байни минтақаҳо якнавохттар аст.

Drainage Uniformity Index — DUI

DUI ҳамин сохтори математикиро дар сатҳи нуқтаҳои алоҳидаи заҳкаш татбиқ мекунад:

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

Дар ин ҷо \(D_i\) ҳаҷмҳои заҳкаши нуқтаҳои алоҳидаи заҳкаш мебошанд. Истифодаи якҷояи ZEI ва DUI муҳим аст, зеро заҳкаш дар як ноҳия метавонад байни минтақаҳо баробартар шавад, аммо ҳамзамон дар чанд нуқтаи заҳкаш дар дохили ҳамон минтақа мутамарказ гардад.

Water Balance Index — WBI

WBI месанҷад, ки таносуби заҳкаши умумӣ ба таъминоти умумии об то чӣ андоза ба таносуби ҳадафии 0,50 наздик аст:

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

\(D_{total}\) ҳаҷми умумии заҳкаш ва \(S_{total}\) таъминоти умумии об мебошад. Ҳар қадар таносуби заҳкаш/таъминоти об ба 0,50 наздик шавад, WBI ба 1 наздик мешавад.

Ҳадафи 0,50 аз ҷиҳати физикӣ оптимуми универсалӣ нест. Манбаъ ин қиматро ҳамчун истиноди таҷрибавӣ тавсиф мекунад, ки аз назари коршиносон бар асоси таҷрибаи истифодабарӣ дар ноҳияҳои обёрии Корея ба даст омадааст. Аз ин рӯ, пеш аз истифодаи WBI дар минтақаҳои дигар бояд он мувофиқи зироат, хок, иқлим ва шароити маҳаллии истифода аз нав арзёбӣ шавад.

Оё Сенарияи B Идоракунии Дарвозаҳои Ба Таври Математикӣ Оптимизатсияшуда Аст?

Не. Сенарияи B як сенарияи муқоисавии дастӣ аст, ки тавассути муайян кардани қитъаҳои дорои оби нокифоя ё зиёдатӣ дар натиҷаҳои Сенарияи A, тағйири дастии кушодашавии diversion gate-ҳои дахлдор ва аз нав иҷро кардани модели EPA-SWMM сохта шудааст; он нақшаи оптималии истифода нест, ки бо алгоритми оптимизатсия ба даст омада ё дар саҳрои воқеӣ татбиқ ва тасдиқ шуда бошад.

Сенарияи A: истифодаи асосӣ

Дар Сенарияи A таносуби кушодашавии ҳамаи diversion gate-ҳо дар тамоми мавсими обёрӣ дар 1,0 собит нигоҳ дошта шудааст. Ин ҳолат асоси муқоисавии таҳқиқотро ташкил медиҳад.

Сенарияи B: танзими дастӣ ва итеративӣ

Ҳангоми таҳияи Сенарияи B аввал дар натиҷаҳои Сенарияи A қитъаҳое муайян шуданд, ки умқи обгирии нокифоя доштанд ё нисбат ба эҳтиёҷи об оби зиёдатӣ мегирифтанд. Сипас кушодашавии diversion gate-ҳое, ки ба ин қитъаҳо таъсир мерасониданд, тағйир дода шуда, модел аз нав симулятсия карда шуд. Давраи ташхис → танзим → симулятсияи такрорӣ бо мақсади беҳтар кардани тақсимоти умумии фазоӣ ба таври итеративӣ такрор шудааст.

Шумораи diversion gate-ҳои танзимшуда:

• Simdong: 2 аз 2 дарвоза.
• Yejeon: 1 аз 3 дарвоза.
• Yonggok: 2 аз 3 дарвоза.
• Habun: 6 аз 7 дарвоза.

Дар аксари дарвозаҳои танзимшуда дар давраи обёрии 1 Май–10 Сентябр таносуби собити кушодашавӣ дар ҳудуди 0,05–0,50 истифода шудааст.

Барои diversion gate-и канали дуюмдараҷаи 1-0-27 дар Yonggok кушодашавии пешфарз 0,05 муқаррар шуда, дар давраҳои 1–10 Июн, 21–30 Июл ва 23 Август–1 Сентябр кушодашавӣ муваққатан то 0 кам карда шудааст.

Танзимоти offset дар дохили модел таҷдиди воқеии канал нестанд

Дар баъзе қисматҳо танҳо тағйир додани кушодашавии дарвоза тақсимоти дилхоҳи обро таъмин накард. Дар ин қисматҳо бо додани қиматҳои InOffset, OutOffset ё orifice offset ба пайвастҳои conduit ё orifice-и EPA-SWMM буриши самараноки ҷараён ва шароити интиқол маҳдуд карда шуданд.

Шумораи қисматҳое, ки offset татбиқ шудааст, дар Simdong 2, Yejeon 4, Yonggok 2 ва Habun 10 мебошад. Қиматҳо дар ҳудуди 0,10–0,30 m қарор доранд. Дар як қисмати Yonggok 0,30 m OutOffset ва дар як diversion gate-и Simdong илова бар ин 0,10 m orifice offset истифода шудааст.

Ин танзимот маънои онро надоранд, ки каналҳо ё иншооти гидравликии воқеӣ аз ҷиҳати физикӣ тағйир дода шудаанд. Муаллифон offset-ҳоро танҳо барои ифода кардани маҳдудияти дилхоҳи интиқоли гидравликӣ дар дохили модел истифода бурдаанд.

Калибркунии модел чӣ гуна анҷом дода шуд?

Дар калибркунии модел сатҳҳои ҳаррӯзаи мушоҳидашудаи об дар upstream monitoring point-ҳои каналҳои асосии обёрӣ истифода шудаанд. Коэффисиенти ноҳамвории Manning ҳамчун параметри калибркунӣ интихоб шудааст, зеро он ба муқовимати гидравликии канали кушода ва вокуниши сатҳи об мустақиман таъсир мерасонад.

Қимати ибтидоии Manning бар асоси қимати стандартии меъёри тарҳрезии Корея барои каналҳои хокӣ 0,025 гирифта шудааст.

Дар калибркунии ноҳамворӣ барои маҳдуд кардани таъсири боришот ва дигар омилҳо танҳо давраҳое истифода шуданд, ки боришоти ҳаррӯза 5 mm ё камтар буд; сатҳҳои обе, ки ба ҳадди болоии буриши физикии гузарониши канал мерасиданд ё аз он зиёд мешуданд, аз раванди ҷустуҷӯ хориҷ карда шуданд.

Ҷустуҷӯи параметр аввал коэффисиенти умумии миқёсро, ки ба коэффисиенти ибтидоии ноҳамворӣ татбиқ мешавад, бо қадамҳои 0,1 санҷида, сипас дар атрофи баландтарин median солонаи NSE ҷустуҷӯи дақиқтар бо қадами 0,02 анҷом дод. Агар қиматҳои median NSE-и чанд номзад дар ҳудуди 0,003 мемонданд, номзад бо хурдтарин PBIAS-и мутлақ интихоб мешуд; агар баробарӣ идома меёфт, коэффисиенти хурдтар интихоб мешуд.

Коэффисиентҳои ниҳоии калибршудаи Manning:

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

Натиҷаҳои калибркунӣ ва санҷиши мустақил

Дар давраи калибркунии 2022–2024 R² дар ҳудуди 0,92–0,99 ва NSE дар ҳудуди 0,89–0,99 қарор дорад. Дар санҷиши мустақили соли 2025 ҳадди поёнии R² 0,88 ва ҳадди поёнии NSE 0,83 мебошад.

Дар соли 2025 PBIAS дар ҳамаи ноҳияҳо манфӣ аст. Мувофиқи таърифи аломат дар манбаъ, PBIAS-и манфӣ маънои онро дорад, ки сатҳи оби симулятсияшуда аз сатҳи мушоҳидашуда баландтар аст. Бузургтарин bias-и манфӣ дар Yejeon −15,04% мебошад.

Усул ва Натиҷаҳои Таҳқиқот

Натиҷаҳои Сенарияи A ва Сенарияи B барои шаш нишондиҳанда

Се нишондиҳандаи самаранокии таъминоти об дар ҳамаи ноҳияҳо афзуданд. Хурдтарин беҳбудӣ дар Simdong мушоҳида шуд, ки қиматҳои ибтидоии он аллакай ба ҳадди боло хеле наздик буданд, ва бузургтарин беҳбудӣ дар Yonggok ба амал омад, ки самаранокии ибтидоии таъминоти об дар он заифтарин буд.

Аз рӯи SAI, Simdong аз 0,979 то 0,985 танҳо +0,006 афзуд, дар ҳоле ки Yonggok аз 0,747 то 0,897, яъне +0,150 боло рафт. Манбаъ инро қисман бо таъсири ҳадди болоӣ дар нишондиҳандаҳои нормализатсияшудаи 0–1 шарҳ медиҳад: барои нишондиҳандае, ки аз ибтидо ба 1 наздик аст, фазои беҳбудӣ табиатан хурд мебошад.

Тағйироти дақиқи нишондиҳандаҳо дар Расми 3-и манбаъ

Дар ҳоле ки Ҷадвали 5-и манбаъ қиматҳои мутлақро то се рақами даҳӣ гирд мекунад, Расми 3 фарқҳои Сенарияи B − Сенарияи A-ро бо қиматҳои муфассалтар нишон медиҳад:

Чаро дар тақсимоти заҳкаш як нишондиҳанда кофӣ нест?

Миқёсҳои гуногуни ZEI ва DUI махсусан дар мисоли Yonggok ба таври равшан ҷудо шудаанд. Дар Сенарияи A тамоми заҳкаши Yonggok дар минтақаи миёна ба амал омада буд, дар ҳоле ки дар Сенарияи B заҳкаш ба минтақаи поёнӣ низ паҳн шуда, ZEI +0,019 афзуд. Бо вуҷуди ин, DUI −0,105 коҳиш ёфт.

Ба ибораи дигар, дар ҳоле ки тақсимоти заҳкаш байни се минтақаи калон баробартар шуд, тақсимоти он байни нуқтаҳои алоҳидаи заҳкаш метавонад камтар якнавохт гардад. Ин натиҷа аҳамияти он миқёси фазоиро нишон медиҳад, ки дар он баробарии заҳкаш арзёбӣ мешавад.

Оё Коҳиши WBI Маънои Умуман Бадтар Шудани Системаи Обёриро Дорад?

Не. WBI танҳо наздикии таносуби заҳкаш/таъминоти обро ба арзиши истинодии 0,50, ки дар таҳқиқот истифода шудааст, чен мекунад; коҳиши WBI дар Yonggok ва Habun ҳамзамон бо афзоиши SAI, AFI ва SSI нишон медиҳад, ки кам кардани норасоии об ва ҳадафи таъминот–заҳкаш дар сатҳи система метавонанд ченакҳои мустақили самаранокӣ бошанд.

Чаро WBI дар Yejeon афзуд?

Дар Yejeon таносуби заҳкаш/таъминоти об аз %55,1 то %52,2 коҳиш ёфта, ба таносуби ҳадафии 0,50 наздик шуд. Мутаносибан WBI аз 0,90 то 0,96 афзуд.

Чаро WBI дар Yonggok ва Habun коҳиш ёфт?

Дар Yonggok таносуби заҳкаш/таъминоти об аз %38,0 то %20,9 ва дар Habun аз %37,4 то %23,6 коҳиш ёфт. Ҳар ду тағйирот таносубро аз истиноди 0,50 дуртар карданд. Дар натиҷа WBI дар Yonggok аз 0,76 то 0,42 ва дар Habun аз 0,75 то 0,47 коҳиш ёфт.

Азбаски дар ин ноҳияҳо ҳамзамон SAI, AFI ва SSI афзуданд, коҳиши WBI-ро ҳамчун “бад шудани самаранокии таъминоти об” тафсир кардан нодуруст аст.

То чӣ андоза байни нишондиҳандаҳо такрори иттилоот вуҷуд дорад?

Манбаъ коррелятсияҳои Pearson-ро дар ду миқёси гуногун омӯхтааст.

SAI, AFI ва SSI дар миқёси ноҳия робитаи қавӣ доранд. Хусусан коррелятсияи SAI–SSI 0,997 мебошад. Баръакс, робитаи нишондиҳандаҳои таъминоти об бо ZEI, DUI ва WBI заифтар аст.

Аммо таҳлили сатҳи ноҳия танҳо ба ҳашт мушоҳида асос ёфтааст. Аз ин рӯ, манбаъ коррелятсияҳоро ҳамчун сохтори аз ҷиҳати оморӣ умумисозишаванда не, балки ҳамчун робитаҳои иктишофӣ барои чор ноҳия ва ду сенарияи омӯхташуда тафсир мекунад.

Чаро AFI дар миқёси қитъа иттилои бештар медиҳад?

Дар миқёси қитъа робитаи SAI–SSI боз ҳам хеле баланд аст: r = 0,982. Аммо коррелятсияи AFI бо SAI ва SSI то 0,710 ва 0,717 коҳиш меёбад. Манбаъ инро чунин тафсир мекунад, ки AFI дар сатҳи қитъа дар бораи он, ки норасоиҳо чанд рӯз рух додаанд, маълумоти фарқкунандатар медиҳад.

Қитъаҳои P0080 ва P0092 дар Yejeon намунаи ин мебошанд. Қиматҳои SAI мутаносибан 0,931 ва 0,935 буда, қариб яксонанд; аммо қиматҳои AFI 0,489 ва 0,639 мебошанд. Пас, гарчанде андозаи умумии норасоӣ монанд менамояд, басомади рӯзҳои норасоӣ фарқ мекунад.

Дар қитъаҳои P0081 ва P0090 бошад, SAI ва AFI ба ҳам наздиканд, аммо давомнокии максималии deficit-и пайваста 9 ва 6 рӯз аст. Аз сабаби ҳадди ҳафтрӯзаи SSI, қиматҳои SSI мутаносибан 0,932 ва 1,000 шудаанд. Ин мисол нишон медиҳад, ки чаро SSI норасоиҳои дарозмуддатро ҳамчун ченаки алоҳида инъикос мекунад.

Ноҳияи дорои пасттарин самаранокӣ вобаста ба нишондиҳанда тағйир меёбад

Дар Сенарияи A, SAI, AFI ва SSI Yonggok-ро ҳамчун заифтарин ноҳияи таъминоти об муайян карданд. Баръакс, пасттарин DUI ва WBI дар Simdong мушоҳида шуданд.

Дар Сенарияи B, аз рӯи SAI ва SSI ноҳияи пасттарин боз Yonggok монд, аммо аз рӯи AFI пасттарин қимат ба Habun гузашт. Ин натиҷа нишон медиҳад, ки як тамғаи “бадтарин ноҳия” барои ҳамаи ҷанбаҳои идоракунии об татбиқ намешавад.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ мекунад

• Самаранокии идоракунии обро бо як нишондиҳандаи ягонаи умумии самаранокӣ ё таъминот пурра шарҳ додан мумкин нест.
• SAI, AFI ва SSI метавонанд андоза, басомад ва давомнокии як масъалаи таъминоти обро ба таври ҷудогона арзёбӣ кунанд.
• Дар Сенарияи B ҳар се нишондиҳандаи таъминоти об дар ҳамаи чор ноҳия афзуданд.
• Дар ноҳияҳое, ки самаранокии ибтидоии таъминот пасттар буд, тағйироти нишондиҳандаҳо калонтар буданд.
• ZEI ва DUI баробарии заҳкашро дар сатҳҳои гуногуни ҳалнокии фазоӣ чен мекунанд.
• Кам кардани норасоии об ва наздик кардани таносуби заҳкаш/таъминоти об ба истиноди 0,50 як ченаки самаранокӣ нестанд.
• Байни SAI ва SSI ҳампӯшии назарраси иттилоот вуҷуд дорад.
• AFI дар миқёси қитъа дар бораи басомади deficit нисбат ба SAI ва SSI иттилои пурратар медиҳад.
• Таърифҳои математикии чаҳорчӯба ба EPA-SWMM маҳдуд нестанд; маълумоти зарурии таъминоти об, талабот ва заҳкаш метавонад аз моделҳо ё ченкуниҳои дигар низ гирифта шавад.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ намекунад

• Исбот нашудааст, ки Сенарияи B идоракунии оптималии дарвозаҳо дар саҳрои воқеӣ мебошад.
• Сенарияи B бо алгоритми оптимизатсияи математикӣ ба даст наомадааст.
• Тағйироти conduit/orifice offset дар дохили модел тағйири физикии каналҳои воқеиро ифода намекунанд.
• Ҳаҷмҳои мутлақи обе, ки ба қитъаҳо дода шудаанд, бо ченкуниҳои мустақили саҳроӣ тасдиқ нашудаанд.
• Ҳаҷмҳои заҳкаш бо маълумоти мустақили саҳроӣ санҷиши салибӣ нашудаанд.
• Нишон дода нашудааст, ки нишондиҳандаҳо дар солҳои ғайр аз 2025 ҳамин гуна вокуниш хоҳанд дошт.
• Натиҷаҳои чор ноҳияи обёрии Кореяи Ҷанубиро ба ҳамаи системаҳои обёрии обанборӣ аз ҷиҳати оморӣ умумӣ кардан мумкин нест.
• Исбот нашудааст, ки таносуби 0,50 заҳкаш/таъминоти об оптимуми универсалӣ мебошад.
• Нишон дода нашудааст, ки ҳадди 7-рӯзаи SSI барои ҳамаи зироатҳо ва шароити иқлимӣ оптималӣ мебошад.
• Чаҳорчӯба барои тартиббандии мутлақи ноҳияҳои обёрӣ ҳамчун “беҳтарин–бадтарин” таҳия нашудааст.

Маҳдудиятҳои асосии таҳқиқот

Тавлиди нишондиҳандаҳо бар асоси симулятсия: Шаш нишондиҳанда аз натиҷаҳои EPA-SWMM ҳисоб карда шудаанд.

Доираи санҷиш: Санҷиши модел асосан ба сатҳҳои мушоҳидашудаи об дар каналҳои асосии обёрӣ такя мекунад; тақсимоти мутлақи об ва ҳаҷми заҳкаш дар сатҳи қитъа ба таври мустақил тасдиқ нашудаанд.

Як соли гидрологӣ: Муқоисаҳои сенарияҳо бо соли 2025 маҳдуданд. Тағйирпазирии метеорологӣ ва гидрологии байнисолона арзёбӣ нашудааст.

Чор ноҳия: Танҳо чор ноҳияи обёрии обанборӣ омӯхта шудааст. Хусусан таҳлили коррелятсияи сатҳи ноҳия бо n=8 хусусияти иктишофӣ дорад.

Ҳадди SSI: Давомнокии ҳадди ақали ҳафтрӯзаи deficit ба таҳлили ҳассосият ва хусусиятҳои идоракунии шолӣ асос ёфтааст; он метавонад дар шароити зироат, хок ва истифодаи минтақавии гуногун тағйир ёбад.

Истиноди WBI: Таносуби ҳадафии 0,50 заҳкаш/таъминоти об истиноди таҷрибавӣ бар асоси машварати коршиносон аст; оптимуми мутлақ нест.

Хусусияти Сенарияи B: Ба ташхиси дастӣ ва симулятсияи такрорӣ асос ёфтааст; стратегияи дар саҳро татбиқшуда ё аз ҷиҳати математикӣ оптимизатсияшуда нест.

Самти таҳқиқоти оянда

Манбаъ пешниҳод мекунад, ки чаҳорчӯба дар намунаи васеътари ноҳияҳои обёрӣ ва шароити гидрологии бисёрсола арзёбӣ шавад; бо мушоҳидаҳои воқеии тақсимоти об ва заҳкаш дар сатҳи қитъа санҷиши салибӣ гардад ва дар оянда бо оптимизатсияи бисёрмақсадӣ муттаҳид карда шавад.

Дар ин нуқта нишондиҳандаҳои бисёрченак метавонанд махсусан муфид бошанд, зеро системаи оптимизатсияи оянда метавонад ба ҷойи як ҳадафи ягонае мисли “норасоии обро камтарин кун”, созишҳои байни кофияти таъминот, басомади deficit, давраҳои тӯлонии норасоӣ, баробарии заҳкаш ва тавозуни системаиро ҳамчун функсияҳои ҷудогонаи ҳадаф ё меъёрҳои қарор арзёбӣ кунад.

Ёддошт оид ба Манбаъ ва Усул

Таҳқиқоти аслӣ: A multidimensional water management indicator framework for evaluating reservoir irrigation districts

Муаллифон: Ji-Hyeon Shin; Won-Ho Nam.

Саҳми баробар / ҳаммуаллифи аввал: Дар PDF-и манбаъ нишон дода нашудааст.

Corresponding author: Won-Ho Nam.

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

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

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

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

Навъи манбаъ: Мақолаи таҳқиқотии preprint; таҳқиқоти симулятсияи шабакаи гидравликӣ ва таҳияи нишондиҳандаҳои бисёрченак.

Вазъи баррасии ҳамсолон: Манбаъ ба таври возеҳ ибораи “This preprint research paper has not been peer reviewed”-ро дорад; аз баррасии ҳамсолон нагузаштааст.

Платформа: SSRN.

Рақами сабти SSRN: Abstract No. 7624245.

Маҷалла / ҷилд / шумора / рақами мақола: Дар PDF-и манбаъ нишон дода нашудааст.

DOI-и мақола: Дар PDF-и манбаъ нишон дода нашудааст; рақами SSRN ҳамчун DOI тафсир нашудааст.

Санаи дақиқи нашр / боркунии preprint: Дар маълумоти библиографии PDF-и манбаъ ба таври возеҳ дода нашудааст.

Иҷозатнома: Дар PDF-и манбаъ иҷозатномаи равшани истифодаи такрорӣ нишон дода нашудааст.

Манбаи расмӣ: SSRN abstract 7624245.

Минтақаҳои таҳқиқот: 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.

Модели асосӣ: U.S. Environmental Protection Agency Storm Water Management Model, EPA-SWMM.

Ҳалнокии вақти модел: Ҳаррӯза.

Давраи калибркунӣ: 2022–2024.

Соли санҷиши мустақил: 2025.

Параметри калибркунӣ: Коэффисиенти ноҳамвории Manning.

Қимати ибтидоии Manning: 0,025.

Қиматҳои калибршуда: Simdong 0,029; Yejeon 0,027; Yonggok 0,030; Habun 0,032.

Филтри боришоти калибркунӣ: Давраҳое, ки боришоти ҳаррӯза ≤ 5 mm буд, дар ҷустуҷӯи ноҳамворӣ истифода шудаанд.

Шарти обгирии майдони шолӣ: Ибтидоӣ 0 mm; ҳадаф 60 mm.

Сенарияи A: Таносуби кушодашавии ҳамаи diversion gate-ҳо 1,0.

Сенарияи B: Сенарияи муқоисавӣ, ки бо ташхиси итеративии натиҷаҳои симулятсия ва танзими дастии дарвоза/интиқол сохта шудааст; оптимизатсияи математикӣ нест.

Нишондиҳандаҳои таъминоти об: SAI, AFI, SSI.

Нишондиҳандаҳои заҳкаш: ZEI, DUI.

Нишондиҳандаи тавозуни об: WBI.

Ҳадди SSI deficit: Камаш 7 рӯзи пайдарпай; таҳлили ҳассосияти 3–14-рӯза анҷом дода шудааст.

Таносуби ҳадафии WBI: Заҳкаш / таъминоти об = 0,50; истиноди таҷрибавӣ бар асоси назари коршиносон.

Номувофиқии истилоҳӣ дар дохили манбаъ: Дар ҳоле ки таърифи матнии SAI сурати касрро ҳамчун таъминоти воқеии об шарҳ медиҳад, рамзи \(Q_{pd,t}\), ки дар Муодилаи (1) истифода шудааст, дар шарҳи минбаъдаи тағйирёбанда “paddy field water requirement” номида мешавад; ин бо вазифаи ҳамин рамз дар муодилаи deficit пурра мувофиқат намекунад. Манбаъ ин фарқро шарҳ намедиҳад.

Коррелятсияи миқёси ноҳия/минтақа: n=8, чор ноҳия × ду сенария; бояд ҳамчун таҳлили иктишофӣ тафсир шавад.

Коррелятсияи миқёси қитъа: n=266 мушоҳида.

Маҳдудияти асосии санҷиш: Сатҳҳои оби каналҳои асосӣ санҷида шудаанд; тақсимоти мутлақи об дар қитъа ва ҳаҷмҳои заҳкаш бо мушоҳидаҳои мустақили саҳроӣ санҷиши салибӣ нашудаанд.

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

Бархӯрди манфиатҳо: Муаллифон изҳор кардаанд, ки бархӯрди манфиатҳо вуҷуд надорад.

Дастрасии маълумот: Гузориш шудааст, ки файлҳои модели EPA-SWMM ва маълумоти коркардшудаи SAI, AFI, SSI, ZEI, DUI ва WBI дар Zenodo бо DOI 10.5281/zenodo.22093527 барои умум дастрасанд. Анбор файлҳои .inp, .rpt ва .out барои Сенарияҳои A ва B-и чор ноҳия ва хулосаҳои коркардшудаи нишондиҳандаҳоро дар бар мегирад.

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.