Effect of Smart Meters Installation on Water Table Fluctuations and Agricultural Wells Energy Consumption in Roshtkhar Plain

فصلنامه آب و توسعه پایدار

Article 11, Volume 12, Issue 2 - Serial Number 36, September 2025, Pages 143-158   

Document Type: Case Study

DOI: 10.22067/jwsd.v12i2.2409-1364

Authors

Hossein Mohammadzadeh^{* 1}; Mahdi Torshizi²

¹Groundwater and Geothermal Research Center (GRC), Water and Environment Research Institute, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran

²Department of Geology, Faculty of Science, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran

Abstract

The dependence of the residents' livelihoods on  agriculture in the Roshtkhar Plain and the increase in population have caused the indiscriminate extraction from deep wells, as the main source of water supply. The result of which was a severe drop in the water level and a critical situation in the Roshtkhar aquifer. In order to reduce the crisis, several management activities have been carried out, including the installation of smart meters (SMs) on the wells in 2015, as a subset of the rehabilitation and balancing plan. Investigating the trend of changes in 20-year hydrographs of observation wells, as well as calculated operation hours and energy consumption of their corresponding selected agricultural wells, and the graphs of the changes in energy consumption and operation hours shows a considerable decrease in the slope of the water level changes trend line after installing the SMs, compared to before installation. So that, in observation wells, which have continuous and correct statistics, there was an average decrease of 46.4% in the drop of water level after SMs installation. In addition, with installing SMs, the actual working hours and energy consumption of the selected wells have decreased by 11.7% and 22.8%, respectively, for the two similar time periods before and after installation. Due to the severe to very severe drought conditions in Roshtkhar over the past 10 years, the climate situation did not have much effect on reducing energy consumption and operating hours of wells, as well as improving the trend of water level changes.

Keywords

Smart Meter; Water Table Fluctuations; Roshtkhar Plain

References

اسدی، اسماعیل، صادق‌زاده، پریسا، مجنونی، ابوالفضل، و صمدیان، مرتضی. (1401). بررسی اثربخشی طرح احیا و تعادل‌بخشی منابع آب زیرزمینی براساس روش فازی- تاپسیس (مطالعه موردی: دشت ارومیه). مدیریت آب و آبیاری، 12(3)، 483-496.
doi: 10.22059/jwim.2022.337823.960
امیری، سپیده، و میرک‌زاده، علی اصغر. (1401). بررسی عوامل مؤثر بر پذیرش کنتورهای هوشمند آب در بین کشاورزان دشت ماهیدشت. فناوری‌های پیشرفته در بهره‌وری آب، 2(3)، 36-53. 
doi: 10.22126/atwe.2022.7873.1020
امیری، سپیده. (1401). مدیریت منابع آب‌های زیرزمینی در کشاورزی با تأکید بر کنتور هوشمند آب. هفتمین کنگره بین‌المللی توسعه کشاورزی و محیط زیست با تأکید بر برنامه توسعه ملل، تهران.
https://civilica.com/doc/1492790
بازاری، ساره، ثمین، محمد، و نصیریان، علی. (1395). مدیریت بهره‌برداری آب‌های زیرزمینی دشت سرایان با استفاده از نصب کنتور هوشمند آب و برق. چهارمین کنفرانس ملی پژوهش‌های کاربردی در مهندسی عمران، معماری و مدیریت شهری، تهران.
https://civilica.com/doc/611895
خدادادی بنیس، ملیحه، ناصری، حمیدرضا، و نیک‌پیمان، یاسر. (1401). ارزیابی طرح احیاء و تعادل ‌بخشی آب‌های زیرزمینی دشت شهریار با تأکید بر کنتورهای هوشمند. آب و توسعه پایدار، 9(3)، 49-56.
doi: 10.22067/jwsd.v9i3.2212.1197
داﻧﺶ‌پژوه، امیرجواد، و باقری، رحیم. (1398). اثر طرح تعادل‌بخشی بر رفتار هیدروژئولوژیکی دشت رخ، خراسان رضوی. دومین همایش بین‌المللی زیست‌شناسی و علوم زمین، همدان.
https://civilica.com/doc/1002002
درگاه الکترونیکی اداره کل هواشناسی خراسان رضوی. (1403). پهنه‌بندی شاخص SPEI خشکسالی هواشناسی استان خراسان رضوی برای دوره 10 ساله. https://razavimet.ir/ تاریخ بازدید: 01/12/1403.
درگاه الکترونیکی ملی آمار. (1399). اصلاح الگوی مصرف جلد 2: آب، دارو، نان.  http://amar.org.ir/statistical-information?statid=21000 تاریخ بروزرسانی: 20/08/1399.
رجب‌پور، حسین، گلزارنژاد، محمدرضا، و اسماعیلی، علی. (1389). کنتور هوشمند آب و برق، راهکاری برای تحول در میزان برداشت از آب‌های زیرزمینی. نخستین همایش ملی بررسی دستاوردهای پژوهشگران علوم زمین ایران، تهران.
https://civilica.com/doc/87881
سلیمی، محمدرضا، و نعمتی، غلامرضا، و بکی، مینا. (1395). تأثیر اجرای طرح تعادل‌بخشی بویژه نصب کنتور هوشمند بر بهبود هیدروگراف آب زیرزمینی آبخوان باد – خالدآباد. دومین همایش ملی عمران، معماری، شهرسازی و مدیریت انرژی، اردستان. 
https://civilica.com/doc/633847
شرکت آب منطقه‌ای خراسان رضوی. (1402). سیمای آب شهرستان رشتخوار سال آبی 02-1401. وزارت نیرو، ایران.
طاوسی، مجتبی، گلکار حمزه‌ای یزدی، حمیدرضا، و میربلوکی، مجید. (1397). ارزیابی عملکرد کنتورهای هوشمند نصب شده بر روی چاه‌ها در دشت مشهد در ابعاد کنترل کمیت برداشت‌ها و تأثیر اقتصادی و مالی آن (مطالعه موردی: دشت مشهد). طرح پژوهشی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد مشهد، ایران.
عبدالحسین‌زاده، فائزه. (1400). تأثیر نصب کنتور هوشمند چاه‌های آب زیرزمینی بر تغییر رفتار کشاورزان شهرستان تربت حیدریه. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، ایران.
علی‌پور، اکبر. (1398). مدیریت توأم منابع و تقاضای آب با هدف متعادل‌سازی سطح آب زیرزمینی در دشت نیشابور. رساله دکتری، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، ایران.
علیجانی، فرشاد، موسوی، سیده فاطمه، و محمدی،‌هادی. (1401). بررسی اثرات طرح احیا و تعادل‌بخشی بر آب‌های زیرزمینی دشت قلعه‌تل، شمال شرق خوزستان. آب و توسعه پایدار، 9(3)، 39-48. 
doi: 10.22067/jwsd.v9i3.2212.1196
فرزانه، محمدرضا، باقری، علی، و مومنی، فرشاد. (1398). نقد رویکرد حاکم بر طرح احیا و تعادل‌بخشی منابع آب زیرزمینی و پیشنهاد راهکار جایگزین جهت پیاده‌سازی در محدودۀ مطالعاتی رفسنجان. مجله پژوهش‌های حفاظت آب و خاک، 26(1)، 169-185.
doi: 10.22069/jwsc.2019.11318.2586
قبادپور، روشنک، اسکندری، فرزاد، و جلالی، محمد. (1397). رضایت‌مندی کشاورزان از نصب کنتور هوشمند بر روی چاه‌های آب زیرزمینی (مورد مطالعه: دهستان ماهیدشت استان کرمانشاه). اقتصاد و توسعه کشاورزی، 32(1)، 43-55.
doi: 10.22067/jead2.v32i1.66512 
کریمی، مریم. (1400). مطالعه و بررسی تأثیر هوشمندسازی مدیریت و کنترل منابع آب از راه دور. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، گروه مکانیک، دانشگاه آزاد فومن، ایران.
کوثری سیوکی، علی، علوی‌مقدم، سیدمحمدرضا، و بینا، کیوان. (1396). اثر نصب کنتور هوشمند بر روند افت تراز آب زیرزمینی (مطالعه موردی: آبخوان مه‌ولات). دوازدهمین سمپوزیوم پیشرفت‌های علوم و تکنولوژی، کمیسیون چهارم: سرزمین پایدار یافته‌های نوین در مهندسی عمران و محیط زیست، مشهد.
https://civilica.com/doc/716797
کی‌‌همایون، زهرا، حاجی‌زاده، میثم، و علیجانی، فرشاد. (1401). بررسی اثربخشی اجرای طرح احیا و تعادل ‌بخشی و آسیب ‌شناسی پروژه‌های طرح (مطالعه موردی: دشت اردستان-اصفهان). آب و توسعه پایدار، 9(3)، 25-38.
doi: 10.22067/jwsd.v9i3.2211.1191
مولائی، مرتضی، و ایمان‌زاد تپه، مهسا. (1402). بررسی عوامل مؤثر بر رضایت‌مندی از نصب کنتورهای هوشمند چاه‌های آب زیرزمینی در حوضه آبریز دریاچه ارومیه. نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران، 13(3)، 340-354.
doi: 10.22125/iwe.2023.169899
نی‌نیوا، سیدپدرام، عزیزی کاشانتویی، معصومه، خالدیان، ولید و فغانی، علی. (1396). بررسی تأثیر نصب کنتورهای هوشمند آب و برق بر روی چاه‌های آب (مطالعه موردی: دشت‌های شرق استان کردستان). سومین همایش ملی مدیریت آب در مزرعه (تقاضا محوری آب)، کرج. https://civilica.com/doc/738141
نیرومندفر، فریبا، خزیمه‌نژاد، حسین، و خاشعی سیوکی، عباس. (1399). بررسی معیارهای مدیریتی و هیدروژئولوژیکی بر تغییرات تراز سطح آب زیرزمینی دشت سرایان. نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران، 10(4)، 210-228.
doi: 10.22125/iwe.2020.110087 
ورمزیاری، حجت، کردعلیوند، سمیه، و کشاورز، محمدابراهیم. (1402). ارزیابی طرح هوشمندسازی چاه‌های آب کشاورزی در شهرستان داراب؛ با رویکرد هیدرولوژی اجتماعی. نشریه آبیاری و زهکشی ایران، 17(4)، 671-684.
dor: 20.1001.1.20087942.1402.17.4.6.6
وزارت نیرو. (1403). آمار تفصیلی صنعت برق ایران، توزیع نیروی برق در سال 1402. شرکت مادر تخصصی توانیر، معاونت تحقیقات و منابع انسانی، دفتر فناوری اطلاعات و امنیت فضای مجازی. ایران.
وزارت نیرو. (1398). دشت‌های ممنوعه کشور. شرکت مدیریت منابع آب، معاونت حفاظت و بهره‌برداری، دفتر حفاظت و بهره‌برداری منابع آب و امور مشترکین. ایران.
هاونگی، مجید، و خزیمه‌نژاد، حسین. (1402). ارزیابی اجرای طرح احیاء و تعادل‌بخشی منابع آب زیرزمینی با تأکید بر نصب کنتورهای هوشمند (مطالعه موردی: دشت بشرویه خراسان جنوبی). مجله پژوهش‌های حفاظت آب و خاک، 30(2)، 161-171.
 doi: 10.22069/jwsc.2023.21147.3631
Abanyie, S.K., Ampofo, S., Douti, N.B., & Boateng, T. (2018). Geospatial assessment of groundwater quality in the savelugu-nanton municipality, northern Ghana. African Journal of Applied Research (AJAR), 4(1), 93–105. https://doi.org/10.26437/ajar.04.01.2018.09
Alam, M. F., Pavelic, P., Sikka, A., Krishnan, S., Dodiya, M., Bhadaliya, P., & Joshi, V. (2023). Energy consumption as a proxy to estimate groundwater abstraction in irrigation. Groundwater for Sustainable Development, 23, 101035.  https://doi.org/10.1016/j.gsd.2023.101035
Bragalli, C., Neri, M., & Toth, E. (2019). Effectiveness of smart meter-based urban water loss assessment in a real network with synchronous and incomplete readings. Environmental Modelling & Software, 112, 128-142.  https://doi.org/10.1016/j.envsoft.2018.10.010
Bahraseman, S. E., Firoozzare, A., Zhang, C., Yousefian, N., Skominas, R., Barati, R., & Azadi, H. (2024). Reviving the forgotten legacy: Strategies for reviving qanats as sustainable solutions for agricultural water supply in arid and semi-arid regions. Water research, 265, 122138. https://doi.org/10.1016/j.watres.2024.122138
Daminato, C., Diaz-Farina, E., Filippini, M., & Padrmeter, N. (2021). Based urban water loss assessment in a real networkwith synchronous and incomplete readings. To appear in: Envithe Canary Islands. Resource and Energy Economics, 64(3), 101221.
https://doi.org/10.1016/j.reseneeco.2021.101221
Zekri, S., Madani, K., Bazargan-Lari, M. R., Kotagama, H., & Kalbus, E. (2017). Feasibility of adopting smart water meters in aquifer management: An integrated hydro-economic analysis. Agricultural Water Management, 181, 85-93. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2016.11.022
Maghrebi, M., Noori, R., Partani, S., Araghi, A., Barati, R., Farnoush, H., & Torabi Haghighi, A. (2021). Iran's groundwater hydrochemistry. Earth and Space Science, 8(8), e2021EA001793.
https://doi.org/10.1029/2021EA001793
Mohammadzadeh, H. & Torshizi, M. (1403). Effect of Smart Water Meters (SWM)' Installation on Water Table Fluctuations in the Roshtkhar Plain. 2nd Regional Symposium on innovation in Science and Technology, Mashhad, Iran. https://civilica.com/doc/2184292
Nassery, H. R., Adinehvand, R., Salavitabar, A., & Barati, R. (2017). Water management using system dynamics modeling in semi-arid regions. Civil Engineering Journal, 3(9), 766-778. https://doi.org/10.21859/cej-030913