بررسی تاثیر افزایش سطح زیرکشت و رشد جمعیت بر منابع آب سطحی حوضه آبخیز سد مهاباد با استفاده از مدل WEAP

جغرافیا و مخاطرات محیطی

مقاله 14، دوره 14، شماره 1 - شماره پیاپی 53، فروردین 1404، صفحه 299-324   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/geoeh.2024.85119.1425

نویسندگان

نظام الدین محمودی¹؛ هیراد عبقری^{* 2}

¹دانشجوی دکتری آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

²دانشیار گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

چکیده

امروزه به دلیل رشد جمعیت، ارتقای سطح بهداشت و رفاه عمومی، گسترش صنعت و رشد فعالیت‌های اقتصادی و کشاورزی، سرانه مصرف آب به شدت افزایش یافته است.همچنین با توجه به کمبود شدید آب و عدم توازن بین عرضه و تقاضا، مدیریت منابع آب بسیار پیچیده و با اهمیت شده است. در همین راستا مدل‌های مختلفی از جمله مدلWEAP به منظور شبیه‌سازی مدیریت یکپارچه منابع ‌آب و ارزیابی چگونگی تخصیص منابع آبی محدود میان مصرف کنندگان مختلف توسعه یافته‌اند. هدف از انجام پژوهش حاضر، بررسی وضعیت منابع آبی حوضه آبخیز سد مهاباد و تاثیر سناریوهای افزایش تقاضا بر نحوه تامین نیازها می‌باشد. در این تحقیق پس از جمع‌آوری اطلاعات هواشناسی ازجمله بارش‌های روزانه و دمای حداقل و حداکثر روزانه، اطلاعات هیدرولوژیکی از جمله دبی‌های روزانه و مشخصات فیزیوگرافی حوضه فایل ورودی مدل WEAP تشکیل داده شد. داده‌های مقادیر حجم و تراز مشاهداتی سد مخزنی مهاباد در بازه زمانی 1371 تا 1390 و 1391 تا 1400 به ‌ترتیب برای واسنجی و اعتبارسنجی مدل مورد استفاده قرار گرفتند. در ادامه سناریوهای بهره‌برداری از مخزن سد تدوین و اجرا شده و نتایج بدست آمده مورد ارزیابی قرار گرفت. سناریوهای مورد استفاده شامل سناریوی افزایش سطح زیرکشت20،10 و 30 درصدی نسبت وضعیت کنونی و سناریوی افزایش جمعیت می‌باشند. نتایج نشان می‌دهد که سد مهاباد طبق سناریو مرجع با کمبود 8/18 میلیون مترمکعب و براساس سناریوهای S1، S2، S3 و S4 به‌ ترتیب با کمبود 30، 41، 52 و 21 میلیون متر مکعب روبه رو خواهد شد. بیشترین نیاز تأمین آب در افق 17 ساله مربوط به کاربری کشاورزی می‌باشد. از میان سناریوهای اجرایی، سناریو مرجع به دلیل اینکه دارای بیشترین درصد تامین آب بوده و شاخص اطمینان پذیری بالایی دارد، به عنوان سناریو برگزیده انتخاب گردید.

کلیدواژه‌ها

سناریوی رشد جمعیت؛ مدل WEAP؛ مدیریت منابع آب؛ حوضه سد مهاباد؛ گسترش اراضی کشاورزی

مراجع

Abrishamchi, A., Alizadeh, H., Tajrishy, M., & Abrishamchi, A. (2007). Water resources management scenario analysis in Karkheh River Basin, Iran, using WEAP model. Hydrological Science and Technology, 23(1/4), 1.‏

Akbari, Y., Shamsi, Z., Khani Temeliyeh, Z., & Mirabbasi Najafabadi, R. (2023). Evaluating the operation of dams under different management programs using the WEAP model (case study: Kardeh Dam of Mashhad). Journal of New Approaches in Water Engineering and Environment, 2(1), 145-160. [In Persian] https://doi.org/10.22034/nawee.2023.409943.1049

Bagheri, H. M., & Morid, S. (2013). Comparison of WEAP and MIKE BASIN models in water resources allocation (Case study: Tlavar River). Journal of Water and Soil Conservation, 20(1), 151-167. [In Persian]  https://dor.isc.ac/dor/20.1001.1.23222069.1392.20.1.8.6

Dashti, G., Sani, F., Hosseinzadeh, J., & Majnoni, A. (2022). Evaluation of Agricultural Sustainability Indicators under Climate Change and Water Resources Management Scenarios in Aji Chay Basin. Agricultural Knowledge and Sustainable Production (Agricultural Knowledge), 32(1), 325-341. [In Persian] https://journals.tabrizu.ac.ir/article_14553.html

Doherty, J. E., & Hunt, R. J. (2010). Approaches to highly parameterized inversion-A guide to using PEST for groundwater-model calibration (No. 2010-5169). US Geological Survey. https://doi.org/10.3133/sir20105169

Feizi, A., & Aghajani Jomayran, R. (2021). Allocation and management of water resources in the Yamchi Dam Basin with a scenario analysis approach using the WEAP model. Journal of Environmental Science and Technology, 23(9), 89-107. [In Persian]  https://sanad.iau.ir/Journal/jest/Article/837447

Hakami-Kermani, A., Babazadeh, H., Porhemmat, J., & Sarai-Tabrizi, M. (2020). An uncertainty assessment of reservoir system performance indices under the climate change effect. Ain Shams Engineering Journal, 11(4), 889-904. https://doi.org/10.1016/j.asej.2020.03.015

Höllermann, B., Giertz, S., & Diekkrüger, B. (2010). Benin 2025—Balancing future water availability and demand using the WEAP ‘Water Evaluation and Planning’System. Water Resources Management, 24, 3591-3613. http://dx.doi.org/10.1007/s11269-010-9622-z

Ilich, N. (2024). Dynamic reservoir rule curves–Their creation and utilization. Journal of Hydrology X, 22, 100166. https://doi.org/10.1016/j.hydroa.2023.100166

Ingol-Blanco, E., & McKinney, D. C. (2009). Hydrologic model for the Rio Conchos Basin: Calibration and validation. Center for Research in Water Resources, University of Texas at Austin.

Layani, G., & Bakhshoodeh, M. (2022). Effects of climate change on the agricultural sector in the Kheirabad River Basin: Application of WEAP Software. Agricultural Economics Research, 13(4), 208-223. [In Persian] https://doi.org/10.30495/jae.2021.21701.2030

Lee, A. H., Sieber, J., & Swartz, C. (2005). WEAP. Water Evaluation and Planning System. Userguide. Stockholm Environment Institute. Tellus Institute, Boston, MA.

Mardanian, S., & Abdollahi, K. (2020). Optimal Allocation of Water Resources in Khanmirza Watershed Using WEAP. Iranian Journal of Watershed Management Science and Engineering, 14(49), 11-19. [In Persian] https://dor.isc.ac/dor/20.1001.1.20089554.1399.14.49.7.6

Penghan Avaran Consulting Engineers. (2019). Meteorological studies of the Mahabad Dam watershed . [In Persian]

Pourmohammadi, S., Fatemi, M., Rasaie, F., Hashemi Monfared, S. A., & Khosravi, M. (2021). Effects of weather modification operations on water resources of Khash basin using water evaluation and planning (WEAP) model. Water and Soil Management and Modelling, 1(2), 14-24. [In Persian]  https://doi.org/10.22098/mmws.2021.1253

Rahimi, B., & Hafez Parast Moddat, M. (2022). Runoff prediction using the SVR model under climate scenarios and estimation of water demands due to its changes in the WEAP model. New Approaches in Water and Environmental Engineering, 1(1), 75-90. [In Persian] https://doi.org/10.22034/nawee.2022.154268

Ramadan, E. M., Shalash, O. S., Fahmy, M. R., & Abdel-Aal, G. M. (2019). Integrated water resource management in Sharkia Governorate, East Nile Delta using numerical evaluation of water management strategies. Alexandria Engineering Journal, 58(2), 757-771.‏ https://doi.org/10.1016/j.aej.2019.06.006

Sharafati, A., & Sabhani Sanjbad, M. (2019). Optimization of water allocation from the Yamchi Dam reservoir using the WEAP model and multi-criteria evaluation. Paper presented at the Proceedings of the 14^th National Conference on Watershed Science and Engineering of Iran, Urmia. [In Persian] https://civilica.com/doc /1012028

Sun, J., Yan, H., Bao, Z., & Wang, G. (2022). Investigating impacts of climate change on runoff from the Qinhuai River by using the SWAT model and CMIP6 scenarios. Water, 14(11), 1778. https://doi.org/10.3390/w14111778

Vahdat Mahabad Operation Company. (2019). Watershed studies of the Mahabad Dam.West Azerbaijan Regional Water Company. Studies Department. [In Persian]

Yaghobi, B., Shabanlou, S., & Yosefvand, F. (2014). Simulation of rainfall-runoff using WEAP model (case study: Qaraso basin). Agricultural Communications, 2(4), 63-68. http://www.agricommun.com/content/archive%20volumes/volume%202_4/Agri.%20Commun.%202_4_9.pdf