توسعه هم‌بست آب-غذا-انرژي براي مديريت سيستم‌هاي پيچيده منابع آب با استفاده از الگوي تركيبي پوياي سيستم‌ها-تئوري بازي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي كشاورزي

كارشناسي ارشد

در اين مطالعه با استفاده از مفهوم همبست آب، انرژي و غذا (WEF) به¬عنوان الگويي كارآمد در مديريت پايدار سيستم¬هاي طبيعي، به شناسايي تبادل بين بخش‌هاي مختلف، برنامه ‌ريزي و مديريت راهبرد‌ها در حوضه زاينده رود براي دوره‌ي 99-1385 پرداخته شد. تاريخچه توسعه منابع آب، افت شديد آب‌هاي زيرزميني، كاهش قابل توجه ذخيره آب سد و خشك شدن تالاب گاوخوني نشان مي‌دهد كه اين حوضه طي سال‌هاي اخير پيوسته با بحران آب مواجه بوده است. همچنين با توجه به رشد جمعيت و توسعه حوضه، مصرف انرژي و نياز به غذا نيز روند صعودي را طي كرده كه همگي تبعاتي بر محيط زيست داشته است. به منظور مديريت شرايط موجود، الگويي با لحاظ كردن موضوعات تاثير پذير از رويكرد همبست WEF از جمله اقتصاد، شرايط اجتماعي و محيط زيست ارائه شد. همچنين براي ارزيابي و مقايسه سياست‌هاي ارائه شده علاوه بر تحليل روند متغيرها، شاخصي تحت عنوان شاخص همبست آب، انرژي، غذا و محيط زيست (WEFE) ارائه شد. كه با در نظر گرفتن تمامي ابعاد همبست، هر سناريو را بررسي مي‌كند. بخش عمده مصارف آب سطحي و زيرزميني(%79) مربوط به بخش توليد غذا و به خصوص كشاورزي است. حال آنكه ارزش افزوده اين بخش(%6) از ساير بخش‌هاي صنعت و خدمات كمتر بوده اما در عين حال توليد غذا لازمه حفظ امنيت غذايي مي‌باشد بنابراين با تعريف سناريوهايي از جمله تغيير روش‌ آبياري و تغيير رژيم غذايي مردم به منظور كاهش تقاضا و مديريت سود و ضرر كشاورز به بررسي اين مسئله پرداخته شد. نتايج نشان مي‌دهد با تغيير روش آبياري و بهبود شبكه توزيع و انتقال، بهره‌وري آب در بخش كشاورزي 27 درصد افزايش يافته و در صورت همكاري كشاورزان در طول دوره شبيه سازي در مجموع 5/4545 ميليون مترمكعب آب براي تالاب گاوخوني آزاد مي‌شود، اما اجراي اين سياست در صورت گسترش زمين‌هاي زيركشت و كشاورزي با آب آزاد شده نه تنها موجب بهبود وضعيت حوضه نمي‌شود بلكه آثاري منفي نيز خواهد داشت. بنابراين لازم است همراه با اين تغيير، با تنظيم قيمت آب و خريداري آن توسط دولت به كنترل شرايط حوضه پرداخته شود. در اين راستا برخي از مفاهيم نظريه بازي‌ها براي بررسي دقيق‌تر اين موضوع و پيش بيني حوادث پيش رو استفاده گرديد.در اثر تغيير رژيم غذايي به رژيم غذايي مطلوب وزارت بهداشت مشاهده شد كه كاهش امنيت غذايي (5/%6) سبب شده جمعيت نيز 97/11 درصد كاهش يابد، كاهش جمعيت سبب شده مصارف وآلودگي زيست محيطي نيز كاهش يابد. بنابراين رژيم غذايي مذكور از نظر شاخص WEFE با امتياز 62/52 درصد، مناسب‌ترين رژيم غذايي براي حوضه شناخته شد. در صورت كاهش 10% ضايعات توليد در رژيم غذايي مطلوب، امنيت غذايي به ميزان 62/3% افزايش مي‌يابد. همچنين تعويض پمپ‌هاي ديزل با پمپ‌هاي برقي با افزايش 15 درصدي راندمان براي استخراج آب زيرزميني باعث به صفر رسيدن مصرف سوخت فسيلي براي برداشت آب زيرزميني وكاهش سه درصدي مصرف برق وكاهش 78/20 درصدي آلودگي ناشي از استخراج آب شده است. به منظور ارائه راهكاري موثر و با مد نظر قراردادن تمامي ابعاد، سعي شد تاثير اجراي همزمان سناريوها در قالب سناريوهاي تركيبي دوتايي و بسته‌هاي سياستي بررسي گردد. در نهايت سناريو تركيبي ارائه شده كه شامل تغيير رژيم غذايي به رژيم غذايي مطلوب، كاهش 10 درصدي ضايعات توليد غذا، تعويض پمپ‌هاي برداشت آب زيرزميني با پمپ‌هايي با راندمان بالا و بهبود شبكه انتقال و توزيع و استفاده از روش آبياري قطره‌اي با ارائه قيمتي مناسب براي آب به منظور همكاري كشاورزان مي‌باشد، به عنوان موثرترين سناريو براي بهبود وضعيت حوضه انتخاب شد. امتياز اين سناريو در شاخص WEFE برابر 35/76 درصد مي‌باشد كه نسبت به وضعيت كنوني 27 درصد افزايش يافته است.

211649

منابع آب

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان

محمد شايان نژاد

سعيد اسلاميان، عليرضا علي پور

عليرضا گوهري