تأثیر رویکرد پیوندی آب، انرژی و غذا در مدیریت یکپارچه منابع آب شبکه آبیاری و زهکشی سفیدرود

آب و خاک

مقاله 2، دوره 34، شماره 1 - شماره پیاپی 69، فروردین 1399، صفحه 11-25   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v34i1.81897

نویسندگان

زینب اسلامی¹؛ سمیه جنت رستمی^{* 1}؛ افشین اشرف زاده¹؛ یاور پورمحمد²

¹دانشگاه گیلان

²شرکت مهندسین مشاور هیدروتک توس

چکیده

جمعیت رو به افزایش جهان به‏خصوص کشورهای در حال توسعه از یک سو و نیاز به تأمین غذا برای این جمعیت از سوی دیگر، نتیجه‏ای جز برداشت بی‏رویه از منابع را به دنبال نداشته است. به دنبال تعیین اهداف هزاره سوم سازمان ملل متحد، پژوهشگران رویکردهای میان‌رشته‌ای متنوعی را برای دستیابی به نوعی تعادل پویا در تولید و مصرف منابع ارائه داده‌اند که از مهم‌ترین آن‌ها رویکرد پیوند آب، انرژی و غذا است. با توجه به محدودیت‏های منابع موجود که روز به روز تشدید می‌گردد، این رویکرد با استفاده از یکپارچه‏سازی چرخه آب، انرژی و غذا سبب افزایش بهره‏وری می‌گردد. آب، انرژی و غذا علی‏رغم داشتن تفاوت‏های ذاتی از دیدگاه سیستمی، شباهت‏های فراوانی دارند، که به دلیل این ارتباط سیستمی و اثر متقابل آن‏ها بر یکدیگر، امروزه مفهوم جدیدی به نام رویکرد پیوندی مطرح شده است. با توجه به اهمیت این رویکرد در مدیریت یکپارچه منابع آب در این پژوهش، به­منظور مدیریت شبکه آبیاری و زهکشی سفیدرود واقع در استان گیلان، یکی از استان‏های واقع در حوضه‏ی آبریز سفیدرود از این رویکرد استفاده شده است. در این راستا، از نرم‏افزارهای WEAP برای مدیریت منابع آب و غذا و نرم‏افزار LEAP برای مدیریت بخش انرژی در شبکه آّبیاری و زهکشی سفیدرود استفاده شد. سپس با برقراری ارتباط بین این دو نرم‏افزار، به مدیریت یکپارچه منابع آب این منطقه پرداخته شد. سپس پارامترهای خروجی مدل ارتباطی توسعه داده شد، مانند نیاز خالص آب در منطقه، نقطه نیاز به منابع آبی، آب عرضه نشده و درصد تأمین نیاز بدون در نظر گرفتن بخش انرژی و با در نظر گرفتن انرژی مقایسه شدند. نتایج این مطالعه نشان داد نیاز خالص آبی و آب عرضه شده به شبکه آبیاری و زهکشی سفیدرود در سال 2016 با رویکرد پیوندی، به‌ترتیب 6/8 و 7/8 میلیون متر مکعب بیشتر از حالت بدون رویکرد پیوندی به‌دست آمد. بنابراین بخش قابل توجهی از مقادیر عرضه و تقاضا در مدیریت غیرپیوندی در نظر گرفته نمی­شود. در حالی‌که، هر چه این مقادیر به واقعیت نزدیک­تر باشد، برنامه­ریزی­های مدیریتی منطقی­تر و درصد اجرای آن­ها نیز افزایش می­یابد.

کلیدواژه‌ها

استان گیلان؛ رابطه پیوندی؛ مدیریت یکپارچه؛ WEAP؛ LEAP

مراجع

1- The World Bank IEG. 2010. The Global Water Partnership 4(3).

2- Pourmohamad Y., Alizadeh A., Mousavi Baygi M., Gebremichael M., Ziaei A.N., and Bannayan M. 2019. Optimizing cropping area by proposing a combined water-energy productivity function for Neyshabur Basin, Iran. Agricultural Water Management 217: 131–140.

3- Hettiarachchi H., and Ardakanian R. 2016. Environmental Resource Management and the Nexus Approach: Managing Water, Soil, and Waste in the Context of Global Change. Dresden ,Germany.

4- Kaddoura S., and El Khatib S. 2017. Review of water-energy-food Nexus tools to improve the Nexus modelling approach for integrated policy making. Environmental Science & Policy 77: 114–121.

5- Mahdavi Moghadam M. 2016. Investigation of Water, Energy and Food Nexus in Integrated. K. N. Toosi University of Technology. (In Persian with English abstract)

6- Zhang X., and Vesselinov V.V. 2016. Energy-water nexus: Balancing the tradeoffs between two-level decision makers. Applied Energy 183: 77–87.

7- Font Vivanco D., Wang R., and Hertwich E. 2018. Nexus strength: A novel metric for assessing the global resource nexus. Journal of Industrial Ecology 22(6): 1473–1486.

8- Karatayev M., Rivotti P., Mourão Z.S., Konadu D.D., Shah N., and Clarke M. 2017. The water-energy-food nexus in Kazakhstan: challenges and opportunities. Energy Procedia 125: 63–70.

9- Oki T., and Kanae S. 2006. Global hydrological cycles and world water resources. Science 313 (5790): 1068–1072.

10- Karlberg L., Hoff H., Amsalu T., Andersson K., Binnington T., Flores-Lopez F., Bruin A., Gebrehiwot S. G., Gedif B., Heide F., Johnson O., Osbeck M., and Young C. 2015. Tackling complexity: Understanding the food-energy-environment nexus in Ethiopia’s Lake Tana Sub-basin. Water Alternatives 8(1): 710–734.

11- Pan B., Sun L., Lu H., Wang W., and Gu A. 2017. Renewable and Sustainable Energy Reviews 93: 27–34.

12- Assaf H., and saadeh M. 2008. Environmental Modelling, Software and Decision Support. Developments in Integrated Environmental Assessment 3: 229–246.

13- Stockholm Environment Institute, WEAP- TUTORIAL Water Evaluation And Planning System, no. August. 2016.

14- Sieber J., and Purkey D. 2007. User guide for WEAP21. Stockholm Environment Institute.

15- Heaps C.G. 2012. Long-range Energy Alternatives Planning (LEAP) system. [Software version 2012.0016] Stockholm Environment Institute, Somerville, MA, USA.

16- Salahi-Moghaddam A., Habibi-Nokhandam M., and Fuentes M.V. 2011. Low-altitude outbreaks of human fascioliasis related with summer rainfall in Gilan province, Iran. Geospatial Health 133–136.

17- Mardani Z., Ghorashi M., Arian M., and Khosrotehrani K.H. 2011. Geomorphic Signatures of Active Tectonics in the Talaghan Rud, Shah Rud and Sefidrud Drainage Basins in Central Alborz, N Iran.

18- Hajiabadi R., and Zarghami M. 2014. Multi-objective reservoir operation with sediment flushing; case study of Sefidrud reservoir. Water Resources Management 28(15): 5357–5376.

19- Hadizadeh F., Allahyari M.S., Damalas C.A., and Yazdani M.R. 2018. Integrated management of agricultural water resources among paddy farmers in northern Iran. Agricultural Water Management 200:19–26.

20- The Statistical Centre of Iran. 2016. [Online]. Available: https://www.amar.org.ir/. [Accessed: 05-Jan-2019].

21- Sayyidrud Consulting Engineers Company Guilan, Determine per capita water consumption, Rasht, 1392.

22- Office of operation and maintenance of irrigation and drainage networks, Water Resources in Sefidrud Irrigation and Drainage Network, Gilan Regional Water Authority, Rasht, 2017.

23- Research and Human Resources Department. 2013. Detailed statistics of Iran’s power industry, Tavanir Organization, Tehran, p. 156.

24- Zafarnejad F. 2009. The contribution of dams to Iran’s desertification. International Journal of Environmental Studies 66(3): 327–341.