A developed model for selecting optimum locations of water harvesting dams using GIS techniques

• Published in: Journal of Engineering Vol. 20; no. 1; pp. 98 - 113
• Main Authors: al-Suhaili, Rafi Hashim Shakir, Hasan, Raghad Hadi
• Format: Journal Article
• Language: Arabic; English
• Published: Baghdad, Iraq University of Baghdad, College of Engineering 2014
• Subjects: Earth dams; Geographical information system; Water harvesting; السدود الترابية; نظم المعلومات الجغرافية
• ISSN: 1726-4073; 2520-3339

تم بناء نموذج تكاملي باستخدام برامجيات نظم المعلومات الجغرافية و برمجة فيجوال بيسك لأغراض التطبيق يمكن استخدامه لإيجاد الموقع الأمثل لسدود حصاد المياه من المواقع العديدة المحتملة في جابية معينة. يقوم النموذج بحساب دالة هدف موزونة بأوزان معينة و لمواقع عديدة لوديان بالجابية و كذلك لعدة ارتفاعات للسدود في كل موقع بطريقة دقيقة و سريعة. يتضمن النموذج معايير إيجابية (موجبة) و أخرى سلبية (سالبة) موزونة بأوزان يمكن للمستخدم أن يخترها حسب أهمية كل معيار. من هذه المعايير الموجبة قابلية الخزن المتوفرة، ارتفاع السد الممكن كمؤشر لقابلية إنتاج الطاقة الكهربائبة، معدلات الأمطار كمصدر للمياه. و من المعايير السالبة استخدمت كأجزاء مثل المساحة السطحية. و أوضحت النتائج بأن المواقع المثلى تتغير عند الأوزان المختلفة. أحيانا يتوفر حلين كثالين لدالة هدف واحدة متساوية رغم اختلاف قيم حجم الخزان و المساحة السطحية و لغرض أن تكون النتائج أكثر دقة تم بناء نموذج آخر هو نموذج الشبكات العصبية الذي يجب تطبيقه على خارطة نموذج الارتفاعات الرقمية. لتصحيح مناسيب النقاط اعتمادا على العلاقة بين الارتفاعات التي يعطيها نموذج الرقمية (DEM) الارتفاعات لنقاط الضبط الأرضي المتوفرة في المنطقة. An integrated GIS-VBA (Geographical Information System – Visual Basic for Application), model is developed for selecting an optimum water harvesting dam location among an available locations in a watershed. The proposed model allows quick and precise estimation of an adopted weighted objective function for each selected location. In addition to that for each location, a different dam height is used as a nominee for optimum selection. The VBA model includes an optimization model with a weighted objective function that includes beneficiary items (positive) , such as the available storage , the dam height allowed by the site as an indicator for the potential of hydroelectric power generation , the rainfall rate as a source of water . In addition to that (negative) penalty items are also included such as surface area, evaporation rate. In order to obtain precise results, an Artificial Neural Network (ANN) model was formulated and applied to correct the elevations of the Digital Elevation Model (DEM) map using real and DEM elevations of available selected control points. The application of the model is tested using a case study of a catchment area in Diyala and Wasit Governorate. The DEM file was corrected for elevations, using the developed ANN model .This model is found using SPSS – software. The correlation coefficient of this model is found to be (0.97) , with 3- hidden nodes and hyperbolic tangent and identity activation functions. Different weight scenarios for the objective function of the optimization model were adopted. The results indicate that different optimum dam locations can be observed for each case. Results indicate also that sometimes equal objective can be obtained but each has different reservoir volume and surface area.