جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "water resource management" در نشریات گروه "آب و خاک"
تکرار جستجوی کلیدواژه «water resource management» در نشریات گروه «کشاورزی»-
رقابت برای منابع آبی، به دلیل فشارهای طرف تقاضا و عرضه که ناشی از توسعه اقتصادی، رشد جمعیت و تغییرات اقلیمی می باشد، بحران آب را به اساسی ترین چالش قرن حاضر تبدیل کرده است که پیامدهای آن با حقوق بشر و امنیت غذایی ارتباط دارد. پیش بینی می شود تا سال 2050 تنش آبی زندگی بیش از چهار میلیارد نفر در جهان را تحت تاثیر قرار دهد. بدیهی است بدون انتقال جدی از مدیریت بحران به مدیریت ریسک، تعارضات بیش تر، اجتناب ناپذیر خواهد بود. پژوهش گران، بحران آب را تا حد زیادی به ضعف حکمرانی دولت ها (شامل سامانه های سیاسی، اجتماعی، اقتصادی و اداری که برای توسعه و مدیریت منابع آب وجود دارد) نسبت داده اند. بنابراین، سازوکارهای حکمرانی آب در دنیا، نیازمند رویکردهای نوآورانه و پایدار برای انطباق با شرایط در حال تحول و عدم قطعیت های مرتبط با حوزه آب است و بدین منظور شیوه های مختلف حکمرانی آب در کشورها و مناطق مختلف جهان شکل گرفته است. با این حال، مفهوم حکمرانی آب، موضوع قابل بحثی است که بسیاری از زوایای آن هنوز به درستی تبیین نشده است و به ویژه در ایران جای خالی بسیاری از مباحث مطرح شده در ادبیات جهانی احساس می گردد. پژوهش حاضر با رویکرد مروری-تحلیلی، در ابتدا به تبیین مبانی و مفاهیم حکمرانی آب، معرفی انواع و ویژگی های آن پرداخته، سپس وضعیت حاکمیت آب در ایران و جهان را مورد واکاوی قرار داده و مزایا و چالش های آن را به تصویر می کشد و بر این اساس پیشنهادهایی شامل تقویت بعد سازمانی، استقرار سامانه تحت حاکمیت قانون براساس تنظیم گری فعال و مبتنی بر اصول سه گانه حقوقی حکمرانی مطلوب، توجه به پسآب ها و روانآب ها با تدوین قوانین بالادستی، اصلاح الگوی کشاورزی و افزایش مشارکت جامعه مدنی و ذی نفعان آب را برای اصلاح با تاکید بر شرایط اقتصادی، اجتماعی و حقوقی حاکم بر کشور ارائه می کند.کلید واژگان: امنیت آبی, بهره وری, پایداری, حکمرانی آب, سیاست آب, مدیریت منابع آبCompetition for water resources, driven by demand and supply pressures arising from economic development, population growth, and climate change, has transformed the water crisis into the most fundamental challenge of the current century, with implications for human rights and food security. By 2050, water stress will affect over four billion people around the world. Clearly, without a significant shift from crisis management to risk management, conflicts will intensify, rendering avoidance impossible. Researchers have largely attributed the water crisis to governance instability (including political, social, economic, and administrative systems responsible for the development and management of water resources). Therefore, water governance mechanisms worldwide require innovative and sustainable approaches to adapt for evolving conditions and related uncertainties in the water sector. Consequently, different approaches to water governance have emerged in countries and regions around the world. However, the concept of water governance remains a subject of debate, with many aspects yet to be adequately explained, particularly in Iran, where a significant gap is felt in addressing the issues raised in global literature. This study, employing a review-analytical approach, initially clarifies the foundations and concepts of water governance, introduces its types and characteristics, and subsequently examines the state of water governance in Iran and globally. It portrays the advantages and challenges thereof, and based on these findings, provides recommendations and solutions for improvement, emphasizing the economic, social, and legal conditions prevailing in the country.Keywords: Water Security, Efficiency, Sustainability, Water Governance, Water Policy, Water Resource Management
-
افزایش جمعیت و در نتیجه آن افزایش بهره برداری بی رویه از منابع آب زیرزمینی نه تنها باعث کاهش کمیت بلکه سبب تخریب کیفیت این منابع ارزشمند شده است. لذا ضرورت مطالعه و بررسی کیفیت آب های زیر زمینی می تواند به مدیریت صحیح استفاده از این منابع آبی کمک نماید. لذا هدف از این مطالعه، تعیین مهم ترین متغیر های کیفی آب زیر زمینی با استفاده از آنالیز مولفه های اصلی و سپس، بررسی عملکرد سه مدل کریجینگ ساده، جهانی و معمولی در درون یابی مهم ترین متغیر های کیفی تعیین شده در دشت بم می باشد. بدین منظور از60 حلقه چاه موجود، 40 حلقه چاه به صورت تصادفی و با پراکنش مناسب در منطقه موردمطالعه به عنوان چاه آموزشی و مابقی چاه ها برای آزمایش مدل ها استفاده شد. نتایج آزمون مولفه های اصلی نشان داد که دو متغیر EC و TDS به عنوان متغیر های اصلی، بیش ترین تغییرات واریانس موجود در سایر متغیر ها کیفی آب را توجیه می کنند. نتایج درون یابی براساس این دو پارامتر نشان داد که روش کریجینگ معمولی و جهانی در تخمین شوری در مرحله ی آموزش دارای عملکرد نسبتا مشابهی می باشند، اما در مرحله آزمایش، در روش KO ضرایب RMSE و MAE به ترتیب برابر 24/422 و 35/153 میکروزیمنس بر سانتی متر بوده که به ترتیب دارای اختلاف 22/1 و 52/0 میکروزیمنس بر سانتی متر کم تر از روش KU می باشد و در نتیجه بهتر از کریجینگ جهانی است. در درون یابی متغیر TDS روش کریجینگ معمولی در هر دو مرحله ی آموزش و آزمایش بهترین عملکرد را نسبت به دو روش دیگر داشته است. هم چنین نتایج درون یابی براساس این دو متغیر نشان داد که میزان شوری در قسمت شمال و شمال شرقی دشت در دو روش کریجنگ معمولی و جهانی بیش تر از سایر نقاط بوده، که با تغییرات کاربری اراضی منطقه انطباق مناسبی داشته است.کلید واژگان: ارزیابی کیفیت آب, توسعه پایدار, شیمی آب زیرزمینی, متغیرهای کیفی آب, مدیریت منابع آبIncreasing population growth and thereby increasing exploitation of ground water resources has led to not only decreased quantity but also reduced quality of these valuable resources. Therefore, necessity of studying the quality of water in these areas can help proper management of these water resources. The aim of this study was to determine the groundwater quality variables using principal component analysis and then to evaluate the efficacy of the three kriging models namely simple kriging, universal kriging, and ordinary kriging in interpolation of the most important qualitative variables defined in Bam plain. For this purpose, of the 60 existing wells, 40 wells with good distribution in the study area were selected randomly as for training and the remaining wells were used to test the models. Results of principal component analysis showed that the two variables EC and TDS as the main variables explained the highest changes in variance of other water quality variables. Results of interpolation based on these two parameters showed that ordinary and universal kriging were relatively same in estimating the salinity in the training step, but in the testing step, in the KO method, the RMSE and MAE coefficients are 24.422 and 35.153 microsiemens per centimeter, respectively. These values have differences of 1.22 and 0.52 µs/cm less than the KU method, and consequently, they are superior to Universal Kriging. In interpolation of variable TDS in both the training and testing steps, ordinary kriging had the best performance compared to the two other methods. Interpolation results based on these two variables also showed that the salinity in the north and northeastern parts of the plain in two ordinary and universal kriging was higher than other places indicating a good conformity with changes in land use.Keywords: Water Quality Assessment, Sustainable Development, Groundwater Chemistry, Water Quality Variables, Water Resource Management
-
سابقه و هدفتامین امنیت آب شهری به مجموعه اقداماتی اطلاق می شود که به منظور حفظ و تضمین عرضه آب به شهرها و جوامع در یک رویکرد ایمن از نظر بهداشتی، کیفیتی و تامینی انجام می شود. امنیت آب شهری شامل مسائلی از قبیل تامین آب به میزان کافی و پایدار، حفظ کیفیت آب، جلوگیری از آلودگی های مختلف، مدیریت منابع آب، حفاظت از تامین آب در مواجهه با تهدیدهای طبیعی و انسانی، و تامین آب در شرایط اضطراری و بحرانی می باشد. هدف نهایی تامین امنیت آب شهری، بهبود کیفیت زندگی شهروندان و حفظ سلامتی عمومی است. بنابراین، کاهش و افزایش نوسانات در موجودی آب شرب شهری و تضمین تامین امنیت آب برای جوامع شهری، مسئولیت های مهمی هستند که بر دوش سیستم های تامین آب قرار دارند. استان گیلان، با مسائلی مانند نوسانات جوی متعددی روبرو است که اهمیت نامحدودی برای امنیت آب به وجود می آورد.مواد و روش هادر این مقاله با استفاده از روش های بهینه سازی یک الگو برای سیستم آبرسانی شهری در استان گیلان با استفاده از مدلسازی ریاضی و پویایی سیستم ارائه شده است. برای این منظور، یک مدل ترکیبی با استفاده از مدلسازی ریاضی، الگوریتم های فراابتکاری و رویکرد پویایی سیستم ارائه شده است. با استفاده از مدل ریاضی و الگوریتم فراابتکاری متغیرهای تصمیم که شامل میزان منابع آبی، میزان آب تصفیه شده در سیستم تصفیه آب، میزان هرزآب در ناحیه و میزان کمبود آب در ناحیه به همراه مقادیر توابع هدف که هدف اول مسئله حداقل کردن هزینه تامین آب می باشد که شامل هزینه انرژی، میزان مصرف انرژی، هزینه احداث سیستم تصفیه، هزینه مدیریت منابع آب، هزینه مدیریت سیستم تصفیه، هزینه انتقال منابع آب و هرزآب می باشد. همچنین، هدف دوم مساله که دنبال حداقل ساختن کمبود آب برای کل سیستم می باشد. بدست آمده است. سپس، این مقادیر به عنوان مقادیر ورودی وارد مدل پویایی سیستم شده و به این وسیله میزان کمبود در دوره های آتی پیش بینی شده است.یافته هاپس از بررسی صحت و اعتبار مدل ارائه شده در سیستم آبرسانی شهری از منابع مختلف، نتایج حاصل شده حاکی از آن است که افزایش ظرفیت تصفیه و همچنین وجود منابع آبی در نواحی استان می تواند بر هزینه تصفیه و کاهش کمبود و هرزآب اثرگذار باشد. نتایج حاصل از پیش بینی میزان کمبود در دوره های آتی یک روند خطی را تا بیش از 520 هزار واحد نشان داد. ضمن اینکه تحلیل حساسیت های انجام شده نیز اثرگذاری معکوس پارامترهای ظرفیت و میزان آب ورودی و اثرگذاری مستقیم پارامترهای هزینه انتقال، میزان مصرف انرژی، هزینه مصرف تامین انرژی، هزینه تصفیه، هزینه منبع، هزینه احداث و تقاضا را نشان دادند. در میان پارامترهای با اثرگذاری مستقیم، هزینه مصرف انرژی، هزینه احداث و هزینه تصفیه دارای بیشترین اثرگذاری بر هزینه تامین می باشند. همچنین، پارامتر هزینه تصفیه و تقاضا دارای بیشترین اثرگذاری بر کمبود و هرزآب در سیستم می باشند.نتیجه گیرینتایج این تحقیق اطلاعات مفیدی در خصوص پیش بینی کمبود آب شرب در اختیار مدیران شرکت آب و فاضلاب استان گیلان برای تامین آب شرب شهری و همچنین سایر مصرف کنندگان اعم از خانگی، صنعتی و کشاورزی در تامین آب شرب شهری در کلانشهر رشت ارائه می کند.کلید واژگان: مدیریت منابع آب, مدیریت پساب, تامین آب, پویایی سیستم, امنیت آبBackground and objectivesEnsuring urban water security refers to a set of measures that are carried out in order to maintain and guarantee the supply of water to cities and communities in a safe approach in terms of health, quality and supply. Urban water security includes issues such as sufficient and sustainable water supply, maintaining water quality, preventing various pollutions, managing water resources, protecting water supply in the face of natural and human threats, and providing water in emergency and critical situations. The ultimate goal is to provide urban water security, improve the quality of life of citizens and maintain public health. Therefore, reducing and increasing fluctuations in urban drinking water availability and ensuring water security for urban communities are important responsibilities that rest on the shoulders of water supply systems. Guilan province is facing issues such as numerous weather fluctuations, which creates unlimited importance for water security.Materials and methodsIn this paper, using optimization methods, a model for urban water supply system in Guilan province is presented using mathematical modeling and system dynamics. For this purpose, a hybrid model using mathematical modeling, meta-heuristic algorithms and system dynamics approach is presented. Using the mathematical model and meta-heuristic algorithm, the decision variables that include the amount of water resources, the amount of purified water in the water treatment system, the amount of waste water in the area and the amount of water shortage in the area along with the values of the objective functions, the first objective of which is to minimize the cost of water supply which includes the cost of energy, the amount of energy consumption, the cost of constructing a purification system, the cost of managing water resources, the cost of managing the purification system, the cost of transferring water resources and waste water. Also, the second goal of the problem is to minimize water shortage for the whole system. Then, these values are entered into the system dynamics model as input values and thus the amount of shortage in future periods is predicted.ResultsAfter checking the accuracy and validity of the model presented in the urban water supply system from different sources, the obtained results indicate that increasing the treatment capacity as well as the presence of water resources in the province can affect the cost of treatment and reducing the shortage and waste water. The results of predicting the amount of shortage in future periods showed a linear trend up to more than 520 thousand units. In addition, the sensitivity analysis also showed the inverse effect of the parameters of the capacity and amount of incoming water and the direct effect of the parameters of transmission cost, energy consumption, energy supply cost, treatment cost, source cost, construction cost and demand. Among the parameters with direct effect, energy consumption cost, construction cost and treatment cost have the most effect on supply cost. Also, the parameters of treatment cost and demand have the greatest effect on the shortage and waste water in the system.ConclusionThe results of this research provide useful information regarding the prediction of drinking water shortage in the hands of the managers of water and sewerage company of Guilan province to provide urban drinking water as well as other consumers including domestic, industrial and agricultural in Rasht metropolis.Keywords: Water Resource Management, Wastewater Management, Water Supply, System Dynamics, Water Security
-
نیروگاههای برقآبی یکی از منابع تولید انرژیهای تجدیدپذیر هستند که نسبت به سایر منابع احیا شدنی، بهرهوری بهتری دارند. یکی از شیوه های مناسب به منظور برنامه ریزی جهت به حداکثر رساندن بهره وری در این نیروگاه ها، به کارگیری روش های نوین بهینه سازی، مانند روش های فراکاوشی است. هدف از انجام این مطالعه محاسبه تولید حداکثر انرژی برق ممکن از مجموعه مخازن موجود برروی رودخانههای حوضه کارون میباشد، به نحوی که خللی در تامین حقابهها ایجاد نشود. به این منظور از روش الگوریتم کاوش باکتری (BFO) و الگوریتم ژنتیک (GA) در بهینهیابی تولید برق استفاده شده است. نتایج نشان داد که میتوان حداکثر تولید انرژی برقآبی را با 75% اطمینانپذیری در تامین آب پاییندست، در دسترس داشت. با توجه به نتایج الگوریتم ژنتیک و کاوش باکتری، به ترتیب توانایی تولید انرژی برقآبی سالیانه 18347 و18431 گیگاوات-ساعت در سامانه مورد مطالعه وجود دارد، که سهم بیشتر آن مربوط به سد گدارلندر از شاخه کارون است و سهم شاخه دز، مطابق نتایج الگوریتم ژنتیک 2632.4 و با توجه به نتایج الگوریتم کاوش باکتری 2645.2 گیگاوات- ساعت است. با مقایسه عملکرد دو الگوریتم ژنتیک و کاوش باکتری، با پیچیده تر شدن تابع هدف، الگوریتم جستجوی باکتری توانایی بالاتری را در انجام محاسبات دقیق تر بروز می دهد.کلید واژگان: بهره&Rlm, برداری از سیستم مخازن, نیروگاه&Rlm, های برق&Rlm, آبی, مدیریت منابع آب, الگوریتم کاوش باکتری, الگوریتم ژنتیکAbstractHydropower plants are one of the renewable energy sources with higher efficiency than other renewable sources. One of the appropriate methods to maximize efficiency in these power plants is metaheuristic methods. The purpose of this study is to calculate the maximum power generation from the Karoun Basin reservoirs, so that there is no disruption in the supply of downstream demands. Thus, the bacterial foraging optimization algorithm (BFO) and genetic algorithm (GA) have been used to optimize power generation. The results showed that it is possible to have maximum hydropower energy production with 75% reliability in downstream water supply. According to the results of GA and BFO, there is an annual hydropower energy production capacity of 18347 and 18431 GWh, respectively, in the study area, the majority of which is related to the Godarlandar dam on the Karoun river. The Dez river share in power generation, according to the GA results, is 2632.4 GWh and, according to the BFO results, is 2645.2 GWh. Comparing the performance of GA and BFO, as the objective function becomes more complex, BFO shows a higher ability in more accurate calculations.Keywords: Operation Of Reservoir, Hydro-Electrical Power Plants, Water Resource Management, BFO Algorithm, Genetic Algorithm
-
هدف از این مطالعه اثرات تشکیل بازارهای آب بر ارتقای بهره وری آب در حوضه آبریز تجن می باشد. در این پژوهش از یک سیستم مدل سازی، مدل برنامه ریزی ریاضی و تابع هدف حداکثرسازی سود در محیط زبان برنامه نویسی متلب استفاده شد. پس از شبیه سازی تشکیل بازار آب، تاثیر آن بر شاخص های بهره وری فیزیکی و اقتصادی آب در دو گروه شامل مزارع بدون محدودیت آب (گروه A) و مزارع با محدودیت آب (گروه B) موردارزیابی قرار گرفت. براساس نتایج، تشکیل بازار آب منجر به افزایش 13 درصد سود در گروه (A) و 30 درصد سود در گروه (B) می شود. با توجه به نتایج، تشکیل بازار آب میزان مصرف آب در مزارع نماینده (A) و (B) را به ترتیب کاهش و افزایش می دهد. نتایج ارزیابی شاخص های بهره وری آب حاکی از آن است که در گروه (A) در دسترس بودن آب و در نتیجه افزایش سطح زیر کشت و در گروه (B) جبران کمبود آب و افزایش سطح زیر کشت منجر به افزایش بهره وری فیزیکی شده است. در مزارع گروه (A) فروش آب و در مزارع گروه (B) تخصیص آب به محصولات با ارزش اقتصادی بالاتر افزایش بهره وری اقتصادی آب را در پی داشته است. به طورکلی، می توان بیان نمود که تشکیل بازار آب موجب افزایش بهره وری میگردد، اما تنهایی منجر به دستدست یابی به کشاورزی پایدار و کاهش مصرف آب در سطح حوضه آبریز نمی شود. بنابراین اجرای سیاست های دیگر نظیر کنترل برداشت از منابع آب سطحی و زیرزمینی، تحویل حجمی آب براساس الگوی کشت بهینه و تخصیص آب به محصولات با ارزش اقتصادی بالاتر همراه با رویکرد بازار آب می تواند علاوه بر کاهش مصرف آب، بهره وری آب را نیز ارتقا دهد.
کلید واژگان: الگوریتم ژنتیک, بحران آب, کشاورزی, مدیریت منابع آبThe purpose of this study is the effects of the formation of water markets on the improvement of water productivity in the Tajen catchment basin. In this research, a mathematical programming model modeling system and profit maximization objective function were used in MATLAB environment. After simulating the formation of the water market, its impact on physical and economic water productivity indicators was evaluated in two groups including: farms without water restrictions group (A) and farms with water restrictions group (B). Based on the results, forming a water market leads to a 13 percent increase in profit in group (A) and 30 percent in group (B). According to the results, the formation of the water market reduces and increases the amount of water consumption in representative farms (A) and (B), respectively. The results of the evaluation of water productivity indicators indicate that in group (A), the availability of water and consequently the increase of the cultivated area, and in group (B), the compensation of the lack of water and the increase of the cultivated area have led to an increase in physical productivity. In the farms of group (A), the sale of water and in the farms of group (B), the allocation of water to products with higher economic value has led to an increase in the economic productivity of water. In general, it can be said that forming a water market leads to an increase in productivity, but alone it does not lead to achieving sustainable agriculture and reducing water consumption at the watershed level. Therefore, the implementation of other policies such as the control of extraction from surface and underground water resources, volume delivery of water based on the pattern of optimal cultivation and allocation of water to products with higher economic value along with the water market approach can improve water productivity in addition to reducing water consumption.
Keywords: Agriculture, Genetic Algorithm, Water Crisis, Water Resource Management -
مقدمه
کشور ایران از جمله کشورهای خشک و کم آب جهان محسوب می شود که تامین آب شرب در بسیاری از شهرهای آن، یکی از معضلات اصلی مدیریت منابع آب شهری می باشد. در این راستا، یکی از مناسب ترین روش ها برای مبارزه با کم آبی، کاهش و محدودسازی استفاده از آب های با کیفیت بالا در آبیاری فضای سبز می باشد. لذا نیاز به مدیریت موثر در برنامه ریزی های کلان شهری در بخش مدیریت منابع آب فضای سبز شهری، به ویژه در فصل های گرم سال بیش از پیش احساس می شود. هدف از پژوهش حاضر، بهینه سازی چندهدفه و مدیریت تخصیص پساب تصفیه شده با استفاده از مدل های پویایی سیستم (سیستم داینامیک) به منظور آبیاری فضای سبز شهری در کلان شهر شیراز می باشد.
روشبدین منظور، عوامل موثر بر تامین منابع آب و آبیاری فضای سبز شهر شیراز، شبیه سازی شده و با توجه به آن، پیش بینی مصارف و میزان منابع در دسترس و بهینه سازی تخصیص، ارایه شده است. هم چنین، در پژوهش حاضر، عوامل موثر در شرایط فعلی و آینده که می تواند بر مدل پیشنهادی تاثیرگذار باشد، مورد توجه قرار گرفته و دو سناریو افزایش بازده آبیاری فضای سبز و استفاده از پساب تصفیه شده اعمال گردیده است.
یافته هانتایج نشان دادند که افزایش بازده آبیاری از طریق مدیریت انتقال، ذخیره و توزیع آب و هم چنین آبیاری در ساعات مناسب، تاثیر به مراتب بیش تری در مقایسه با استفاده از پساب تصفیه شده به منظور کاهش برداشت از منابع محدود کنونی خواهد داشت؛ به گونه ای که با افزایش راندمان آبیاری به میزان 40 و 50 درصد به ترتیب مقدار 14 و 39 درصد از کمبودهای آبی برطرف می شود.
نتیجه گیرینتایج شبیه سازی نشان داد که به منظور رسیدن به پایداری سامانه باید ترکیبی از انواع سناریوهای کاهش سرانه مصرف آب فضای سبز، افزایش بازده آبیاری، استفاده از پساب تصفیه شده و فضاهای خشک منظر در توسعه فضاهای شهری مدنظر قرار گیرد.
کلید واژگان: فضای سبز شهری, مدیریت منابع آب, پساب تصفیه شده, بهینه سازی چندهدفه, پویایی سیستمIntroductionEffective management in metropolitan planning of urban green space water resources is very important due to the rapid growth of urbanization and the limitation of water resources. The purpose of this research is multi-objective optimization and management of treated wastewater allocation using dynamic system models for urban green space irrigation in Shiraz metropolis.
MethodsThe factors affecting the supply of water resources and irrigation of the green spaces of Shiraz city have been simulated and according to that, the consumption forecast and the number of available resources and the allocation optimization have been presented. Also, in the current research, effective factors in the current and future conditions that can affect the proposed model have been taken into consideration, and two scenarios have been applied, including increasing the efficiency of green space irrigation and the use of treated wastewater.
ResultsThe results showed that increasing the efficiency of irrigation through management of transfer, storage and distribution of water and also irrigation at the right times has a much greater effect compared to the use of purified wastewater in order to reduce the extraction of limited resources. In such a way, by increasing the irrigation efficiency by 40% and 50%, respectively, 14% and 39% of water shortages will be solved.
ConclusionThe simulation results showed that in order to achieve the stability of the system, a combination of scenarios of reducing per capita water consumption in green spaces, increasing irrigation efficiency, using purified wastewater and dry landscaped spaces should be considered in the development of urban spaces.
Keywords: Urban green space, Water resource management, treated wastewater, Multi-Objective Optimization, System Dynamics, Shiraz city -
در سراسر جهان، زنان به دلیل مسیولیت تامین غذا، آب و سوخت بیش تر به منابع طبیعی وابسته هستند به همین علت تغییرات اقلیمی و به دنبال آن کاهش منابع آب زنان را به طور ویژه ای تحت تاثیر قرار می دهد. از دیدگاه تحقیقات جهانی و اسناد سازمان ملل، زنان یکی از ارکان توسعه و کلید موفقیت سیاست های آب هستند. این مهم در اسناد توسعه پایدار سازمان ملل برجسته شده است. در برنامه های توسعه ایران در طی سالیان گذشته با وجود اشاره به اهمیت مشارکت زنان و نقش زنان در فرایند توسعه، شاهد برنامه مشخصی راجع به نقش زنان در توسعه پایدار آب نیستیم. تنها در آیین نامه ماده 17 برنامه چهارم توسعه به نقش زنان در مدیریت منابع آب اشاره شده است، اما هیچ گاه برنامه مشخصی برای مشارکت و مداخله زنان در حوزه آب تدوین نشده است. این مقاله با روش تحلیل محتوای کیفی اسناد توسعه سازمان ملل و تحلیل تطبیقی این اسناد با برنامه های اول تا ششم توسعه و با این هدف صورت گرفت تا مشخص شود که برنامه نویسان چه رویکرد و نگرشی درباره توانمندسازی زنان در حوزه منابع آب دارند. یافته های پژوهش نشان می دهد که در برنامه های توسعه کشور توجه به جایگاه و نقش زنان در مدیریت منابع آب کشور به عنوان هم آسیب دیدگان و هم سیاست گذاران بحران آب کشور مغفول باقی مانده است. لذا پیشنهاد می شود برنامه نویسان توسعه در مدیریت منابع آب به توانمندسازی و مشارکت زنان توجه ویژه ای داشته باشند و عقب ماندگی های این بخش را جبران کنند.کلید واژگان: اسناد بالادستی, توسعه پایدار, زنان, مدیریت منابع آبAll over the world, women are more dependent on natural resources due to the responsibility of providing food, water and fuel, and for this reason, climate change and the subsequent reduction of water resources will especially affect women. From the point of view of global research and UN documents, women are one of the pillars of development and the key to the success of water policies. This importance has been highlighted in the United Nations sustainable development documents. In Iran's development plans over the past years, despite mentioning the importance of women's participation and the role of women in the development process, Ther is not a specific plan regarding the role of women in the sustainable development of water. Only in Article 17 of bylaw of the 4th Development Plan, the role of women in water resources management is mentioned, but a specific plan for women's participation and intervention in the water sector has never been formulated. This article was carried out with the method of qualitative content analysis of UN development documents and comparative analysis of these documents with the first to sixth development plans with the aim of determining what approach and attitude the programmers have regarding the empowerment of women in the field of water resources. The findings of the research show that in the country's development plans, attention to the position and role of women in the management of the country's water resources as both victims and policy makers of the country's water crisis has been neglected. Therefore, it is suggested that development programmers pay special attention to the empowerment and participation of women in water resources management to compensate the backwardness of this sector.Keywords: Sustainable Development, upstream documents, Water Resource Management, Women
-
زمینه و هدف
سهم بخش کشاورزی استان آذربایجان غربی در برداشت آب های سطحی 2/91 درصد است. بهره برداری بی رویه از منابع آب، خشکی و نابودی اراضی کشاورزی در مقابل وابستگی کار و معیشت 2/1 میلیون نفری جمعیت استان به بخش کشاورزی، همچنین اتخاذ برنامه های بلندمدت توسعه ای، بحران آب بخش کشاورزی را تشدید کرده است بنابراین توجه به مدیریت بر مصارف آب های سطحی نیز یک امر الزامی است. این پژوهش به بررسی تاثیر سناریوهای زراعی، اقتصادی، سیاست گذاری، اقلیمی، اجتماعی- فرهنگی و سناریوهای آموزشی جهت مدیریت بر مصارف و موجودی آب های سطحی پرداخته است.
روش پژوهشتحقیق حاضر از نوع پژوهش های کاربردی است که با استفاده از رویکرد سیستم دینامیک جهت دستیابی به مدیریت پایدار منابع آب در استان آذربایجان غربی انجام گرفته است. ابتدا داده های آماری سال های گذشته (1397-1370) با استفاده از نرم افزارهای Excel و SPSS وارد سیستم شد. سپس مدل سیستم دینامیکی در محیط نرم افزارVENSIM توسعه یافته است. برای اطمینان از کارایی مدل، آزمون صحت سنجی مدل انجام شده است پس از اطمینان از کارایی مدل در ارزیابی سیاست ها، سناریوهای رشد جمعیت با نرخ های باروری متفاوت، PS1)با نرخ فرزندآوری 11/2 فرزند(، PS2 (با نرخ فرزندآوری 95/1 فرزند)، PS3 (با نرخ فرزندآوری 5/1 فرزند) و PS4 (با نرخ فرزندآوری 6/2 فرزند) و سناریوهای اقلیمی با احتمال کاهش 20٪ بارش سالانه، ادامه روند کنونی بارش و بهبود 20٪ بارندگی سالانه به مدل معرفی شد همچنین سناریوهای سرمایه گذاری جهت بهبود 5/0 درصد راندمان آبیاری سالانه و سناریوی زراعی از جمله الگوی کشت کم مصرف به مدل معرفی شدند همچنین اثرات سناریوهای مشارکتی و آموزشی تا افق 1430 شبیه سازی شده است.
نتایجیافته های نشان داده شده در آزمون صحت سنجی همبستگی زیادی بین مقادیر شبیه سازی شده و مقادیر مشاهده شده آب های سطحی وجود دارد یعنی مدل در ارزیابی سیاست ها کارایی دارد. با ادامه روند کنونی بارندگی موجودی آب های سطحی 76/3 درصد طی دوره شبیه سازی (1397-1430) کاهش می یابد در صورتی که خشکسالی ها با کاهش 20٪ بارندگی سالانه تشدید شود، به دلیل تاثیر مستقیم بارش ها بر روانآب های سطحی، موجودی آب های سطحی، 54/20 درصد کاهش می یابد. بیشترین کاهش در مقادیر آب های سطحی مربوط به سناریوی کاهش بارندگی (20٪-) توام با سناریوی افزایش نرخ باروری (ps4) است که سبب شده موجودی آب های سطحی 15/46 درصد کاهش یابد. افزایش جمعیت، کل آب مصرفی و حتی تقاضای آب کشاورزی را تا 27 درصد در افق 1430 افزایش داده است. با به کارگیری هم زمان سناریوهای الگوی کشت کم مصرف، سرمایه گذاری جهت بهبود راندمان آبیاری، فعالیت های مشارکتی و برنامه های آموزشی جهت بهبود مدیریت آب، مصارف آب 20/29 درصد و تقاضای آب کشاورزی از آب های سطحی نیز 37/31 درصد کاهش یافته است در این شرایط موجودی آب های سطحی نیز 12/9 درصد تا افق 1430 بهبود خواهد یافت.
نتایجنتایج نشان داد لازم است بازنگری هایی در سناریوهای جمعیتی در سطح ملی صورت گیرد همچنین، سناریوی زراعی رعایت الگوی کشت کم مصرف با کاهش نیاز آبی در هکتار بهترین سناریو شناخته شده است و به کارگیری آن موجودی آب سطحی را 45/2 برابر افزایش داده است.
کلید واژگان: مدیریت منابع آب, سناریوهای اقتصادی- سیاست گذاری, سناریوهای اقلیمی, استان آذربایجان غربیBackground and AimThe share of agricultural sector in West Azerbaijan province, Iran from surface water abstraction is 91.2%. Excessive consumption of water resources, drought and destruction of agricultural lands, dependence of work and livelihood of 1.2 million population of province on the agricultural sector, the adoption of long-term development plans, have intensified the water crisis in agricultural sector. Therefore, managing the consumption of surface water is essential. This study investigates the effect of agricultural, economic, policy-making, climatic, socio-cultural and educational scenarios on management of surface water consumption and availability.
MethodThe present study is an applied research has been carried out using the dynamic system approach in order to achieve sustainable management of water resources in West Azerbaijan province. First, the statistical data from the previous years (1991-2018) are entered into the system using Excel and SPSS software. Then, the dynamic system model is developed in VENSIM software. To ensure the efficiency of the model in evaluating policies, the model validation test is performed. After making sure that the model works efficiency, population growth scenarios with different fertility rates, PS1 (2.11 children), PS2 (1.95 children), PS3 (1.5 children) and PS4 (2.6 Children) and climatic scenarios with a probability of 20% annual rainfall reduction, continuation of the current rainfall trend and 20% annual rainfall improvement are introduced to the model. Additionally, investment scenarios with the aim of 0.5% improvement in the annual irrigation efficiency and the crop scenario such as low-consumption cultivation pattern are introduced to the model. Moreover, the impacts of participatory and education scenarios, are simulated up to the horizon of 2051.
ResultsThe results showed that in the validation test there is a high correlation between the simulated values and the observed values of surface water, and the model is effective in evaluating policies. Upon continuation of the rainfall current trend, available surface water decreases by 3.76% during the simulation period (2018-2051). Droughts intensify with a decrease of 20% of annual rainfall due to the direct effect of rainfall on runoff, available surface water is reduced by 20.54%. The largest decrease in the surface water content is related to the scenario of reduced rainfall (-20%) together with the scenario of increasing fertility rate (ps4), which cause a decrease in the available surface water by 46.15%. Population growth has increased the total water consumption and even agricultural water demand by 27% over the 2051 horizon. Simultaneously using low-consumption cultivation pattern scenarios, investment to improve irrigation efficiency, participatory activities and training programs to improve water management, water consumption decrease by 29.20% and agricultural water demand from the surface water decrease by 31.37% under these conditions, the available surface water improves by 9.12% to the horizon of 2051.
ConclusionThe results showed that, it is necessary to review population scenarios at the national level. Also, the agricultural scenario of observing the pattern of low-consumption cultivation with reducing water demand per hectare is known as the best scenario and its application has increased the available surface water by 2.45 times.Keywords: Water resource management, Economic/policy-making scenarios, Climatic scenarios, West Azerbaijan province
Background and AimThe share of agricultural sector in West Azerbaijan province, Iran from surface water abstraction is 91.2%. Excessive consumption of water resources, drought and destruction of agricultural lands, dependence of work and livelihood of 1.2 million population of province on the agricultural sector, the adoption of long-term development plans, have intensified the water crisis in agricultural sector. Therefore, managing the consumption of surface water is essential. This study investigates the effect of agricultural, economic, policy-making, climatic, socio-cultural and educational scenarios on management of surface water consumption and availability.
MethodThe present study is an applied research has been carried out using the dynamic system approach in order to achieve sustainable management of water resources in West Azerbaijan province. First, the statistical data from the previous years (1991-2018) are entered into the system using Excel and SPSS software. Then, the dynamic system model is developed in VENSIM software. To ensure the efficiency of the model in evaluating policies, the model validation test is performed. After making sure that the model works efficiency, population growth scenarios with different fertility rates, PS1 (2.11 children), PS2 (1.95 children), PS3 (1.5 children) and PS4 (2.6 Children) and climatic scenarios with a probability of 20% annual rainfall reduction, continuation of the current rainfall trend and 20% annual rainfall improvement are introduced to the model. Additionally, investment scenarios with the aim of 0.5% improvement in the annual irrigation efficiency and the crop scenario such as low-consumption cultivation pattern are introduced to the model. Moreover, the impacts of participatory and education scenarios, are simulated up to the horizon of 2051.
ResultsThe results showed that in the validation test there is a high correlation between the simulated values and the observed values of surface water, and the model is effective in evaluating policies. Upon continuation of the rainfall current trend, available surface water decreases by 3.76% during the simulation period (2018-2051). Droughts intensify with a decrease of 20% of annual rainfall due to the direct effect of rainfall on runoff, available surface water is reduced by 20.54%. The largest decrease in the surface water content is related to the scenario of reduced rainfall (-20%) together with the scenario of increasing fertility rate (ps4), which cause a decrease in the available surface water by 46.15%. Population growth has increased the total water consumption and even agricultural water demand by 27% over the 2051 horizon. Simultaneously using low-consumption cultivation pattern scenarios, investment to improve irrigation efficiency, participatory activities and training programs to improve water management, water consumption decrease by 29.20% and agricultural water demand from the surface water decrease by 31.37% under these conditions, the available surface water improves by 9.12% to the horizon of 2051.
ConclusionThe results showed that, it is necessary to review population scenarios at the national level. Also, the agricultural scenario of observing the pattern of low-consumption cultivation with reducing water demand per hectare is known as the best scenario and its application has increased the available surface water by 2.45 times.
Keywords: Water Resource Management, Economic, policy-making scenarios, climatic scenarios, West Azerbaijan Province -
در حال حاضر اکثر نقاط جهان، با چالش جدی در تامین آب مواجه بوده و دسترسی به منابع آب شیرین با کیفیت مطلوب، بسیار محدود می باشد. تصفیه فاضلاب و استفاده مجدد از آن می تواند علاوه بر کاستن خسارت های وارده از تخلیه فاضلاب خام در محیط زیست به تامین بخشی از نیازهای آبی کمک نماید. استفاده از پساب برای مصارف مختلف اگرچه برای رفع کمبود آب مفید خواهد بود اما درصورتی که بدون برنامه ریزی دقیق و اعمال مدیریت و نظارت صحیح انجام پذیرد می تواند اثرات اجتماعی، اقتصادی و زیست محیطی حاد و متعددی را درپی داشته باشد. در این پژوهش با استفاده از فرآیند تصمیم گیری چند معیاره به بررسی همه جانبه معیارهای تاثیرگذار در امکان استفاده از پساب برای مصارف گوناگون پرداخته شد. معیارهای در نظر گرفته شده شامل مسایل زیست محیطی، اجتماعی، اقتصادی و زیرمعیارهای ذخیره آب، کاهش میزان آلاینده های تخلیه شده در محیط، خطرات بهداشتی، همکاری نهادها و دولت، تامین امنیت غذایی، پذیرش عمومی، کیفیت پساب، فرصت های سرمایه گذاری، درآمدزایی و قابلیت اجرا بوده و با استفاده از تکنیک فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) و مقایسه دو به دو و متکی بر قضاوت های متخصصان بهترین گزینه استفاده از پساب را بین گزینه های مصارف کشاورزی، صنعتی، زیست محیطی، شهری، تفریحی، شارژ آب های زیرزمینی برای مصارف غیرشرب، و استفاده غیرمستقیم برای شرب بررسی نموده؛ و در نهایت بخش کشاورزی به عنوان بهترین گزینه ای که می توان از پساب در آن استفاده نمود انتخاب شد.
کلید واژگان: آب های نامتعارف, تصمیم گیری چند معیاره, خشک سالی, مدیریت منابع آب, معیارCurrently, most parts of the world face a serious water supply challenge, with limited access to freshwater resources of good quality. In addition to reducing the damage caused by the discharge of raw wastewater in the environment, wastewater treatment and re-use can help in providing one part of the water need. The use of wastewater for various purposes can have many social, economic, and environmental impacts if not managed properly, even though it is a tool against water shortage. This research by using a multi-criteria decision-making process is a comprehensive study of the effective criteria for the possibility of using wastewater for various purposes. Criteria include environmental, social, economic, and sub-criteria including water storage, reduction of pollutants discharged into the environment, health risks, cooperation between institutions and government, food security, public acceptance, wastewater quality, investment opportunities, revenue generation, feasibility. Combined with the Analytical Hierarchy Process (AHP) technique and pairwise comparisons and relies on the judgments our study shows that the best use of wastewater can be found in the agricultural, industrial, environmental, urban, impoundments, groundwater recharge sectors for non-drinkable usages and indirect usages for drinkable items. and non-volatile uses and indirect use for potable.
Keywords: Inconvenient water, Multiple Criteria Decision Making, Drought, Water Resource Management, Criteria -
مجله پژوهش آب ایران، پیاپی 41 (تابستان 1400)، صص 109 -118
ایران در کمربند منطقه خشک و نیمه خشک جهان قرار دارد. اعمال بازتخصیص منابع آب علاوه بر برداشت بیش ازحد از چاه های غیرمجاز، افزایش دما، شدت تبخیر و تعرق و توسعه کشاورزی بر افت شدید سفره های زیرزمینی دامن زده و بحران کم آبی به چالش تبدیل شده است. در پژوهش پیش رو، با به کارگیری یک مدل پویایی سیستم ها، با بررسی پارامترهای موثر در ذخایر آب زیرزمینی دشت، شیوه تغذیه مصنوعی به عنوان راه حلی موثر در حفظ و تقویت تراز سطح آب زیرزمینی، بررسی و به مدیران حوزه مدیریت منابع آب معرفی شد. برای شبیه سازی و اعتبارسنجی مدل تهیه شده، از داده های دشت نسا بم استفاده شد. در دشت نسا بم، احداث سد مخزنی نسا برای تامین آب شرب و صنعت شهر بم و درنتیجه، بازتخصیص آب، موجب کمبود شدید منابع آبی در روستاها و درنهایت، افزایش مهاجرت به شهرها شده است. برای ارزیابی نتایج سناریوهای مدیریتی ارایه شده، بارش پیش بینی شده توسط مدل گردش عمومی جو GFDL-ESM2M تحت سناریوی RCP4.5 برای دوره زمانی آینده نزدیک20 سال، با یک مدل ARMAX به رواناب تبدیل شد. نتایج مدل پویایی سیستم نشان داد ادامه روند برداشت کنونی از منابع زیرزمینی دشت، در سال های آینده، افت تراز سطح آب معادل 8.3 متر نسبت به وضع موجود و افتی معادل 41 متر نسبت به سال 1979 دارد. همچنین، نتایج نشان داد پخش حدود 60 درصد آب مازاد سد نسا براساس برنامه بهره برداری از مخزن، در بیست سال به کاهش روند افت تراز آب زیرزمینی منطقه منجر می شود و کسری بودجه زیرزمینی را از 65.48 میلیون مترمکعب به حدود 35.17 میلیون مترمکعب می رساند. سادگی فهم و اصلاح مدل در واکنش به تغییرات سیستم در مقایسه با مدل های پیچیده، از دیگر قابلیت های مفید مدل ارایه شده بوده و بهره برداران و برنامه ریزان حوزه آب می توانند از آن استفاده کنند.
کلید واژگان: مدیریت منابع آب, تغذیه مصنوعی, پویایی سیستم, دشت نسا بمIn recent decades, the technique of systems analysis has attracted serious attention in planning and management of water resources. This research was based on the idea of modeling surface water resources and connecting them to the aquifer in the form of separate subsystems, taking into account the side factors. In fact, this study considered the interaction of surface and groundwater, using system simulation and integrated dynamic connection between surface and groundwater resources in the area. In other words, one of the innovative aspects of this research was the integrated management of surface and groundwater through the dynamic system method. System dynamics (SD) is among the available tools for simulating complex water resources systems, in which the links between the system elements are expressed as causal relationships. The SD-based software packages can serve as flexible and integrated tools for a wide range of modeling applications, from participatory modeling to economic analysis. First, the conceptual model and causal relationships between the effective parameters in the groundwater equations of the plain were prepared, and then the model was made in the Vensim software. Monthly data for water use and resources were imported to the model, in Excel format. Afterwards, the scenarios were designed and defined for the model. Finally, the performance of the catchment was examined in terms of meeting the desired needs and maintaining groundwater balance. Since the climate is continuously changing due to man-made activities, the output of GCM models was used in this research to assess the different management scenarios. So, the GFDL-ESM2M model was employed to predict the future rainfall, under the fifth average future climate scenarios (RCP4.5). The reason for choosing GFDL_ESM2M model was that it has been recently developed by NOAA to gain better understand of the Earth's biochemical cycle, including human actions and interaction with the climate system. Then, river runoff was simulated using derived rainfall in the time period of 2015 to 2030, through ARMAX statistical model. This runoff time series then was fed into the system dynamic model to assess the water balance of the study area under different management scenarios. This study was to evaluate the condition of the aquifer, apply recharge scenarios, and improve the groundwater storage system of the Nesa plain in Bam County, Iran. A comprehensive model was thus developed based on the SD approach. Within this system, the relationships and the feedback of the changes in the sub-systems were expressed using cause-and-effect diagrams. In order to implement the model, several scenarios were further considered alone or in combination with each other. Due to the outputs of the prepared model and regarding the priorities for allocation of the volume of water stored in the reservoir of the Nesa plain (supply of the drinking water for Bam city, and consumption of industry and services, respectively), water budget in the plain was negative. The water budget of the plain could reach - 65.4844 mcm, in the following 20 years, indicting the critical situation of the region. Given that about 4395 ha of the lands in the region were under the predominant cultivation of alfalfa (approximately 60%) and wheat (about 30%) with a total of 60 mcm of water consumption. modifying the cultivation pattern (eliminating the cultivation of these crops) alone had no significant impact on water balance. Installation of volume meters and implementation of well regulation policy to about 75% of current permits would thus boost the water balance of the region to -44.84 mcm. Via artificial recharging of the plain by flood spreading method, the budget of water resources was equal to -35.17 mcm, which implies the success of the combined policy. Therefore, the application of regulatory policies and the implementation of modern irrigation systems, especially for date orchards (as the main crop in the region) with an annual consumption of about 2300 mcm/ha, and preventing the drilling of more wells could be steps towards balancing the water resources in the region. This could not be possible except through the cooperation of stakeholders and beneficiaries along with the implementation of support packages. In general, assessing the process of flood spreading, recharging the groundwater aquifers, raising the water level of wells, increasing the discharge of springs and canals, improving the quality of the groundwater, and meeting the satisfaction of local communities will bring about a decrease in urbanization and rural prosperity.
Keywords: Water resource management, Artificial Recharge, System dynamics, Nesa Plain -
نشریه علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)، سال بیست و چهارم شماره 4 (پیاپی 94، زمستان 1399)، صص 159 -175
بهینه سازی استفاده از منابع آب به ویژه در بخش کشاورزی که بیشترین سهم را در استحصال منابع آب دارد از اهمیت زیادی برخوردار است. لذا در این پژوهش ضمن معرفی الگوریتم بهینه سازی گرگ خاکستری، جستجوی کلاغ و نهنگ، عملکرد آنها در بهره برداری بهینه از سیستم تک مخزنه سد گلستان با هدف تامین نیاز آبی اراضی پایین دست، بر اساس شاخص های اطمینان پذیری، برگشت پذیری و آسیب پذیری مورد ارزیابی قرار گرفت. در این راستا تابع هدف به صورت کمینه سازی کل کمبود طی دوره بهره برداری تعریف و محدودیت های معادله پیوستگی، حجم سرریز، حجم ذخیره و حجم رهاسازی از مخزن بر تابع هدف مسئله اعمال شد. سپس نتایج با پاسخ بهینه مطلق بر اساس روش برنامه ریزی غیرخطی حاصل از نرم افزار GAMS مقایسه شد و درنهایت بر اساس توسعه مدل تصمیم گیری چندمعیاره رتبه بندی الگوریتم ها از لحاظ عملکرد صورت پذیرفت. نتایج نشان داد که الگوریتم گرگ خاکستری در بهینه سازی تابع هدف بهتر از سایر الگوریتم ها عمل می کند به گونه ای که میانگین پاسخ ها در الگوریتم های گرگ خاکستری، جستجوی کلاغ و نهنگ به ترتیب 92، 84 و 67 درصد پاسخ بهینه مطلق است به علاوه، الگوریتم گرگ خاکستری در کلیه شاخص ها از عملکرد مناسب تری نسبت به الگوریتم های جستجوی کلاغ و نهنگ برخوردار است. همچنین ضریب تغییرات پاسخ های به دست آمده توسط الگوریتم گرگ خاکستری نسبت به الگوریتم های جستجوی کلاغ و نهنگ به ترتیب به میزان 2 و 1/43 برابر کوچک تر است. درنهایت نتایج حاصل از مدل تصمیم گیری چندمعیاره مشخص کرد که الگوریتم گرگ خاکستری دارای رتبه نخست نسبت به دو الگوریتم دیگر مورد بررسی در حل مسئله بهره برداری بهینه از مخزن سد گلستان است.
کلید واژگان: بهره برداری بهینه از مخزن سد گلستان, بهینه مطلق, تصمیم گیری چندمعیاره, مدیریت منابع آبOptimizing the water resources operation, especially in the agricultural sector, which has the largest share in the water resources operation, is extremely important. Therefore, in this research, while introducing Whale, Gray Wolf and Crow Search Optimization Algorithms, their performance in the optimum operation of Golestan single-reservoir system Dam was evaluated with the aim of providing water demand for the downstream lands based on reliability, Reversibility, and vulnerability indices. In this optimization problem, the objective function was defined as the minimization of the total deficiency during the operation period. Meanwhile, the constraints of continuity equation, overflow, storage and reservoir release volume were applied to the objective function of the problem. Then, the results were compared with the absolute optimal value based on the nonlinear programming method obtained from GAMS software; finally, a multi-criteria decision-making model was developed to rank the optimization algorithms in terms of performance. The absolute optimal response obtained by the GAMS software based on the nonlinear programming method was 19.41. The results showed that the Gray Wolf algorithm performed better than the other algorithms in optimizing the objective function, so that the average responses in Gray Wolf, Crow Search and Whale algorithms were 92, 84 and 67% of the absolute optimal response, respectively. Furthermore, the Gray Wolf optimization algorithm performs better than the Whale and Crow Search algorithms in all parameters. In addition, the coefficient of variation of the responses obtained by the Gray Wolf algorithm is 2 and 1.43 times smaller than that in the Whale and Crow Search Algorithms, respectively. Finally, the results of the multi-criteria decision-making model showed that the gray wolf algorithm had the first rank, as compared to the other two algorithms studied in solving the problem of the optimal operation of the Golestan dam reservoir.
Keywords: Absolute optimum, Multi-Criteria decision making, Optimal operation of Golestan dam reservoir, Water resource management -
سابقه و هدف
محدودیت آب از مهمترین عوامل بازدارنده ی تولید محصولات کشاورزی به شمار می رود و انجام پژوهش در راستای مدیریت پایدار منابع آب و انتخاب یک راهبرد مناسب برای استفاده از این نهاده امری ضروری است. یکی از کارآمدترین ابزارهای مدیریت تقاضا که به تنظیم الگوی مصرف آب در بخش کشاورزی منجر می شود، اصلاح نظام قیمت گذاری مبتنی بر ارزش اقتصادی آب است. ویژگی های هر منطقه از لحاظ میزان آب قابل دسترس، نوع منابع آبی، نوع فعالیت ها و محصولات کشت شده موجب می شود که واکنش کشاورزان نیز در قبال تغییرات قیمتی در مناطق مختلف یکسان نباشد. در این مطالعه جهت مدیریت بهینه ی منابع آب حوضه ی آبریز مشترک گرگانرود- قره سو به برآورد تابع تقاضای کلی آب آبیاری این حوضه پرداخته می شود. مدیریت حوضه های مشترک به علت وجود ذی نفعان متعدد با اهداف و مطلوبیت های مختلف، یکی از مهم ترین چالش های مدیریت منابع آبی است که به دلیل بعد گسترده ی آن کمتر مورد توجه قرار گرفته است.
مواد و روش هابدین منظور با استفاده از داده های سری زمانی (1394-1378) و کاربرد روش بررسی عملکرد بنگاه های مشغول در فعالیت های کشاورزی، ابتدا مدل خطی تابع تقاضای آب آبیاری برای هریک از استان های ذینفع (گلستان، سمنان و خراسان شمالی) در قالب کردارهای معمول برآورد می گردد. سپس، با لحاظ نمودن مقادیر واقعی سایر عوامل تاثیرگذار بر تقاضا (به غیر از فاکتور قیمت) در مدل، تابع تقاضای کوتاه مدت آب برای هریک از استان ها استخراج و در پایان، از طریق جمع افقی توابع استخراج شده، تابع تقاضای تجمیعی آب کل حوضه ی مورد مطالعه تخمین زده می شود.
یافته هانتایج برآورد تابع تقاضای آب کشاورزی هریک از استان ها نشان می دهد که بین قیمت آب کشاورزی و مقدار مصرف آن رابطه ی منفی ومعنی دار وجود دارد؛ به طوری که اگر قیمت آب در هر استان یک درصد افزایش یابد، مقدار تقاضای آب از سوی زارعین به طور میانگین در استان گلستان 0.17 درصد، در استان سمنان 0.33 درصد و در استان خراسان شمالی نیز 0.26 درصد کاهش می یابد. به طور مشابه، نتایج تابع تقاضای تجمیعی آب حوضه نیز موید رابطه معکوس بین قیمت آب و مقدار تقاضای آن در بخش کشاورزی است؛ به طوری که اگر قیمت آب حوضه ی گرگانرود -قره سو یک درصد افزایش یابد، مقدار تقاضای آب توسط استان های ذی نفع به طور میانگین 0.49 درصد کاهش می یابد.
نتیجه گیریبه منظور بررسی واکنش زارعین منطقه به تغییر قیمت آب آبیاری، کشش قیمتی تقاضا محاسبه شد. با توجه به اینکه کشش محاسبه شده کوچکتر از یک است ؛ بنابراین سیاست های قیمتی نمی توانند به تنهایی عامل مهمی در کنترل مصرف نابهینه این منبع باارزش باشد. در این میان برگزاری کلاس های ترویجی در راستای فرهنگ سازی و افزایش آگاهی کشاورزان در خصوص اینکه آب نهاده ای ارزشمند و کالایی اقتصادی است، می تواند در جهت تغییر الگوی کشت، انطباق روش آبیاری با شرایط آب، خاک و نیاز واقعی گیاه و بهبود بازده آبیاری موثر واقع شود.
کلید واژگان: مدیریت منابع آبی, تابع تقاضای تجمیعی آب, کشش قیمتی تقاضا, حوضه ی آبخیز گرگانرود- قره سوBackground and ObjectivesWater limitation is one of the most preventing factor of Agricultural production, so it is essential to research on sustainable management of water resources and choosing an optimal strategy for the best use of this input. One of the most effective demand management tools that regulates water consumption patterns in the agricultural sector is the reform of the pricing system based on the economic value of water. The characteristics of each region in terms of availability of water, type of water resources, types of activities and cultivated products make that the farmers' reaction to price changes in the different regions not be the same. In this study, in order to the optimal management of water resources in Gorganrud-Gharesu basin, we estimate the total demand function of irrigation water for this transboundary Basin. The management of a transboundary Basin due to the existing of multiple stakeholders with different objectives and utilities, is one of the most important challenges of water resources management which has received little attention due to its wide dimension.
Materials and MethodsTo this end, by applying the time series data (1999-2015) and the application of the evaluating the performance of active firms in agricultural sector method, first, the linear model of irrigation water demand function for each of the beneficiary provinces (Golestan, Semnan and Northern Khorasan) are estimated in the form of routine actions. Then, by considering the actual values of other factors affecting demand (other than the price factor) in the model, the short-term water demand function for each province is extracted; and finally, through the horizontal summation of the extracted functions, the aggregate demand function of the total water of the basin is estimated.
ResultsThe results of the estimation of agricultural water demand function of each province indicate that there is a negative and significant relationship between agricultural water price and its consumption, so if the price of water in each province increases by 1%, the amount of water demand in Golestan, Semnan and Northern Khorasan provinces is decreased by 0.17%, 0.33% and 0.26%, respectively. Similarly, the results of aggregate water demand function also confirm the inverse relationship between water price and the amount of water demand in the agricultural sector; so if the price of water in the region increases by one percent, the water demand of the beneficiary provinces is reduced by 0.49% on average.
ConclusionIn order to investigating the reaction of farmers in the area to changes the price of irrigation water, the price elasticity of demand was calculated. Given that the calculated elasticity is smaller than one, so pricing policies cannot alone be an important factor in controlling the excessive use of this valuable resource. In this way, holding promotional classes in order to raise awareness of the farmers about the fact that water is valuable and economic commodities can be effective in changing the cropping pattern, adapting the irrigation method to the Conditions of water, soil and plant's actual requirements and improving irrigation efficiency.
Keywords: Water Resource Management, Aggregate Water Demand Function, Demand price elasticity, Gorganrud-Gharesu Basin -
امروزه تخصیص بهینه منابع آب برای مدیریت بین عرضه و تقاضا و هم چنین بررسی تاثیر سناریوهای اقلیمی موثر بر سامانه های آبی امری اجتناب ناپذیر است. در این راستا با استفاده از مدل گردش عمومی (GCMs)، مقادیر متغیرهای بارندگی و درجه حرارت در دوره های آتی و تحت سناریوهای انتشار گازهای گلخانه ای A1B، A2 و B1 پیش بینی و سپس با استفاده از مدلLARS-WG ریزمقیاس گردید. در ادامه با کمک این متغیرهای هواشناسی، مقادیر رواناب و هم چنین تبخیر و تعرق مرجع (ETo) به ترتیب توسط مدل های IHACRES و CropWat برآورد و نهایتا خروجی این مدل ها با هدف بررسی نیازهای مختلف منطقه و شبیه سازی عملکرد سیستم تحت اثر سناریوهای اقلیمی به مدلWEAP وارد شدند. نتایج حاصل از ریزمقیاس کردن متغیرهای هواشناسی تحت سناریو A1B طی دوره 2030- 2011 نشان داد که در نتیجه تغییر اقلیم مقادیر متوسط بارش 3/5 درصد کاهش و متوسط دمای حداقل و دمای حداکثر هرکدام به ترتیب 5/0 و 6/0 درجه سانتی گراد نسبت به دوره مشاهداتی افزایش خواهند داشت. این روند تغییرات برای دو سناریو اقلیمی دیگر A2 و B1هم تکرار شد. با اجرای مدل WEAP و اعمال تغییرات نیاز بخش های مختلف متناسب با سه سناریو اقلیمی، این نتیجه حاصل شد که بیشترین کمبود در بخش کشاورزی بوده و ضرورت اتخاذ تصمیمات مقتضی برای مدیریت مصرف آب در این بخش را نشان می دهد. با وقوع شرایط اقلیمی تحت سناریو انتشارA2 در منطقه، درصد تامین نیاز کشاورزی در مقایسه با دو سناریو دیگر مقدار کمتری را نشان داد.
کلید واژگان: مدیریت منابع آب, تغییر اقلیم, بارش- رواناب, نیاز آبی, مدل WEAP, حوضه اهرچایIntroductionRegarding water scarcity and climate change in Iran, it is necessary to choose an appropriate model for water resources management. To study the effects of climate change, the outputs of AOGCMs Models were used (Lane et al., 1999). Downscaled weather data using LARS-WG model were then used in the watershed simulation model to estimate the streamflow and crop water requirement so as to evaluate the effects of climate change. Hydrologic models were, indeed, needed to simulate the streamflow, and input to the watershed simulation model so as to estimate water supply in the watershed. WEAP model can be used for investigating and simulating the water system performance under the influence of climate and management scenarios. (Tarek et al., 2017). The purpose of this study was, thus, to investigate the climate change impacts on the amount of streamflow to water supply into the Sattarkhan reservoir as well as the allocation of water in Aharchay watershed.
MethodologyHistorical data were used to develop and calibrate the rainfall-runoff. The projections of a GCM were downloaded and downscaled using LARS-WG. The modified weather and resultant streamflow were then implemented in WEAP to analyze climate change impacts on water allocation.
Keywords: water resource management, climate change, Rainfall-Runoff, Water requirement, WEAP, Aharchay basin -
فصلنامه مهندسی منابع آب، پیاپی 39 (زمستان 1397)، صص 101 -114با توجه به رشد سریع شهرنشینی و محدود بودن منابع آب، نیاز به مدیریت موثر در برنامه ریزی های کلان شهری بیش از پیش احساس می شود. در مقاله حاضر با استفاده از روش پویایی سیستم ها، مدل منابع و مصارف شهر شیراز با تاکید ویژه بر توسعه فضای سبز ایجاد شده است. بدین منظور تمام عوامل موثر بر فضای سبز شهر شیراز مدلسازی و با توجه به آن پیش بینی از افزایش مصارف و میزان منابع در دسترس ارائه می شود. همچنین عوامل موثر کنونی و عواملی که در آینده بر سیستم تاثیرگذار خواهند بود مانند احداث خط دوم انتقال آب از سد درودزن در مدلسازی اعمال شده اند. سپس سه سناریو شامل افزایش راندمان آبیاری فضای سبز، تکمیل تصفیه خانه های شیراز و نیز احداث سد تنگ سرخ مدنظر قرار گرفته و مدلسازی و شبیه سازی شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که احداث سد تنگ سرخ تنها باعث کاهش 5 درصدی در میزان کمبود منابع شده در حالی که استفاده 30، 50، 75 و 100 درصدی از آب تصفیه شده برای فضای سبز به ترتیب باعث کاهش 3، 5 ، 7 و 9 درصدی خواهد شد. همچنین افزایش 10 و 20 درصدی راندمان آبیاری به ترتیب موجب کاهش 16 و 41 درصدی کمبود می شود. در انتها به منظور پایداری سیستم در افق طرح، ترکیبی از سناریوها شامل کاهش نرخ رشد جمعیت، کاهش سرانه مصرف آب فضای سبز و خانگی، افزایش راندمان آبیاری و استفاده از آب تصفیه شده برای فضای سبز به مدل اعمال شده و راهکارهای عملی به منظور پایداری سیستم ارائه شده اند.کلید واژگان: پویایی سیستم ها, مدیریت منابع آب, فضای سبز شهری, شهر شیرازWater Engineering, Volume:11 Issue: 39, 2019, PP 101 -114Due to rapid growth of urbanization and limited water resources, the need for effective urban water management is now more crucial than ever. In this paper, by using system dynamics approach, a supply and demand model has been developed. For this purpose, all factors affecting Shiraz city green areas has been modeled and by using that model the future water supply and demand is predicted. Then the current and future effective factors that will influence the system, such as the construction of second pipeline water transfer from the Doroudzan dam have been applied in modeling. Three management scenarios are studied: increasing efficiency of irrigation, completion of Shiraz city wastewater treatment plant and the construction of the Tange Sorkh dam. The results of this research show that the impact of Tange sorkh dam construction has a 5% decrease in shortages but using the treated wastewater has 3, 5, 7 and 9 percent decreases for using 30, 50, 75 and 100 percent of treated water for urban landscape, respectively. Simulation also showed that increasing the irrigation efficiency by 10 and 20 percent has 16 and 41 percent decrease on shortages, respectively. At the end, in order to navigate towards sustainable system, combination of scenarios are considered. These scenarios are: reducing the rate of population growth, decreasing domestic and green space water consumption per capita, increasing irrigation efficiency and using treated wastewater for green space. And finally we propose suggestions for system sustainability.Keywords: System dynamics, Water resource management, Urban landscape, Shiraz
-
در این تحقیق برای مدیریت منابع آب، از روش برنامه ریزی آرمانی تصادفی استفاده می شود. این روش یک مدل چند معیاری پشتیبانی تصمیم گیری است و در شرایط عدم اطمینان پاسخ های رضایت بخشی را تولید می نماید. در این مقاله رضایت بهره برداران و نیز پیامدهای زیست محیطی بهره برداری از منابع آب بررسی می شود. همچنین، با تجزیه و تحلیل حساسیت، اثر تغییر در پارامترها بر روی خروجی مدل بررسی می گردد. مدل برنامه ریزی آرمانی تصادفی برای مدیریت منابع آب دشت بوشکان در سال 1388 بکار گرفته شد. یافته ها نشان می دهد که این مدل می تواند، هدف های چندگانه را مد نظر قرار دهد. افزون بر این، با تعریف پارامترهای ریسک، تصمیم گیرنده می تواند سناریوهای گوناگونی از مقدار پارامترها را بررسی نماید.
کلید واژگان: مدیریت منابع آب, برنامه ریزی آرمانی تصادفی, شرایط عدم اطمینانIn this research، stochastic goal programming is applied in water resource management. It is a multi-attribute decision support model which produces satisfactory solutions in uncertainty conditions. The satisfaction of beneficiary users and ecological impacts are investigated in this paper. Also، using sensitivity analysis، the effects of changes of parameters on the model outputs have been investigated. The stochastic goal programming model has been applied for Booshkan valley in the year 2009. Results show that the proposed model is capable to capture multiple objectives. In addition، having the risk parameters being defined، the decision maker can investigate different scenarios، based on different values for parameters.Keywords: Water resource management, Stochastic goal programming, Uncertainty conditions
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.