SUPERVISOR
Azadeh Ahmadi,Ali Usefi
آزاده احمدی (استاد راهنما) علی یوسفی (استاد مشاور)
STUDENT
Sayed Ali Ohab Yazdi
سیدعلی اوهب یزدی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1392
TITLE
Simulating the Effective Agents Behavior on Groundwater Resource Management under the Implementation of Groundwater Resources Reclamation and Balance Scheme Using Agent-Based Model, Case Study: Lanjanat Sub-Basin
While the use of water basin simulation tools and the optimization methods have been progressed, there are still issues of the human interaction and the natural systems. The changing conditions as realized by population growth, increasing water demand, declining water resources, and climate change have led to an increasingly complex system of water resources management. An important issue in water resources management is to use the resources so as to meet a variety of demands. Equations have been developed in framework of Agent-based models to show the level of cooperation of agricultural consumers and reduction of consumption. Also, in this research an analysis has been done to evaluate the interaction between unauthorized water wells, RWA and Public prosecutor’s office (PPO) and controlling the act of fraud. For this purpose, three sub-models were designed. The first sub-model is related to the agent’s behavioral model. The second sub-model is related to the water resource system model. The third sub-model was designed to analyze the interests of water consumers, which shows the impact of decisions on their benefits. The sub-model of behavior consists of two parts. The first part is the result of the behavior model-water resources is used and applied to simulate the behavior of agricultural sector consumers and their decision making in terms of consumption management and reduction of exploitation. The second part analyzes and evaluates the performance of the RWA in the control of unauthorized wells. In this research three scenarios have been designed and implemented in Lenjanat sub-basin one of the Gavkhooni basin. In the first part of behavioral-water management modeling, two scenarios developed to consider 1-fines for over exploitation water from wells and 2- developing connections between farmers agent for evaluating the effect of training and advertising on the use of new irrigation systems. The results showed that in the first scenario, consumers behave absolutely non-cooperative in the absence of a fine for over exploitation water. But with a different level of fines for over exploitation water, the level of cooperation varies. For example, at fine of 100 Rials for one cubic meter water, 76% of consumers in agricultural section behave non-cooperative in the 100% simulation period and demand for excess water. Also increasing water table for the price of 10000 Rials is 2.2 m at the end simulation period. Evaluating the effect of second scenario and developing connections between farmer's agent for advertising and education showed the amount of the radius of neighborhoods on trained consumers has a significant impact on untrained consumers behavior and water table aquifer. For example, changing the radius of the neighborhood from 500 to 2000 meters increases the number of encouraged consumers by 40% and improved the water table aquifer by 1.5 meters. The second part of the modeling, derived from the application of the water resource-behavioral model for control unauthorized wells. Two efficient and inefficient sub-scenarios are defined in framework of third scenario for assessing the effects of such parameters as ‘meetings of regional water agencies held with other public organizations”. Results revealed that changes in the behavior and interactions of Regional Water Authority with Public Prosecutor’s office and Stakeholders under the inefficient sub-scenario led to reduced violations of law by 36% while elimination of this parameter in the efficient sub-scenario led to an increase of 72% in violation control. Results of both sub-scenarios showed that proper interactions of the Regional Water Authority with other stakeholders led to the control of illegal water ions and the rise of water table about 4 meters under the efficient sub-scenario. Keywords Agent-based modeling, Interaction, AnyLogic, Systems dynamic
در حالیکه استفاده از ابزارهای شبیهسازی حوضه و روشهای بهینهسازی پیشرفت کرده است، همچنان مسائل مربوط به تعاملهای بشر و سامانههای طبیعی، پابرجاست. برنامهریزی منابع آب به عنوان یک فرآیند پیچیده دارای جنبههای مختلف اجتماعی، اقتصادی، سیاسی و زیست محیطی میباشد که پرداختن به تمام این جنبهها بسیار دشوار است. تغییر شرایط مثل افزایش جمعیت، افزایش نیازها، کاهش منابع آب، تغییر شرایط اقلیمی (تغییر دما و بارش و اثرات آن)، مدیریت این سامانه را دشوارتر کرده است. در مدیریت منابع آب مسئله مهمی که وجود دارد استفاده از منابع آب برای اهداف مختلف میباشد. وجود اهداف مختلف در بهرهبرداری از منابع آب، وجود مسائل سیاسی، اجتماعی، بوم شناسی و اقتصادی مرتبط با مصرف آب، باعث پیچیده شدن مدیریت این منابع شده و اختلافها را در استفاده از آنها افزایش میدهد. در شرایطی که بیش از یک نفر (یک گروه یا یک ارگان) حضور داشته باشند، به علت وجود اهداف، دیدگاهها و اولویتهای متفاوت، رسیدن به مطلوبیتی که همه تصمیم گیرندگان علی رغم اختلاف نظرات و تواناییهایشان راضی باشد، بسیار دشوار است.مدلهای عامل بنیان ابزاری هستند که در مدلسازی گروههای مختلف، تعریف ویژگیهای آنها و نشان دادن ارتباطهای آنها استفاده میشود. این رساله به منظور تحلیل و بررسی اثر رفتار عاملهای مصرفکننده در بخش کشاورزی و معرفی و تدوین معادلات و روابط رفتاری آنها انجام شده است. معادلات و روابط به منظور نمایش سطح همکاری مصرف کنندگان کشاورزی توسعه داده شده و در آن میزان همکاری و کاهش مصرف با تدوین سناریوها توسط عامل آب منطقهای تعیین شدهاند. همچنین در این تحقیق یک تحلیل و بررسی بر نحوه عملکرد و تعامل عاملهای مصرف کننده غیر مجاز، آب منطقهای و دادگاه در راستای کنترل تخلفات و بهر برداری از چاه غیر مجاز انجام شد. در راستای انجام موارد ذکر شده و به منظور بررسی و ارزیابی بهتر مدل، سه زیر مدل معرفی شد. زیر مدل اول مربوط به مدل رفتاری عاملها است که در چارچوب مدل عامل بنیان طراحی شد. زیر مدل دوم مربوط به مدل سامانه منابع آب است که امکان بررسی تغییر رفتار عاملها را بر منابع آب نشان میدهد. زیر مدل سوم به منظور تحلیل و ارزیابی منافع مصرف کنندگان و شرکت آب منطقهای طراحی شدند که تاثیر تصمیمات را بر منافع هرکدام نشان میدهد. همچنین جهت بررسی اثر تغییرات رفتار عاملهای مصرف کننده بر منابع آب دو زیر مدل رفتاری و منابع آب بوجود آمد. این اتصال امکان بررسی وضعیت آبخوان را تحت تاثیر رفتار مصرف کنندهها بوجود می آورد.زیرمدل رفتاری در دو بخش طراحی شده است. بخش اول حاصل کاربرد مدل رفتاری-منابع آب و به منظور شبیهسازی رفتار کشاورزان و نحوه تصمیمگیری آنها در شرایط مدیریت مصرف و کاهش برداشت است. این بخش سطح همکاری مصرف کنندگان را در کاهش مصرف با سناریوهای تدوین شده توسط آب منطقهای تعیین میکند. بخش دوم تحلیل و بررسی عملکرد عامل شرکت آب منطقهای در کنترل چاههای غیر مجاز میباشد. در این بخش سطح تعامل و نحوه کنترل تخلفها توسط عاملهای آب منطقهای و دادگاه مشخص میشود.