نشریه محیط زیست طبیعی

شبیه‌سازی پویای منابع آب در حوزۀ آبریز هیرمند به‌منظور تأمین آب بخش کشاورزی و محیط زیست

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری اقتصاد کشاورزی، دانشکده اقتصاد،دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران

2 دانشیار گروه اقتصاد کشاورزی، دانشکده اقتصاد،دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران

3 استادیار،گروه اقتصاد کشاورزی،دانشکده اقتصاد، دانشگاه سیستان و بلوچستان،زاهدان، ایران

چکیده

کشاورزی منبع اصلی برداشت آب است که حدود 70 درصد از کل برداشت آب‌های شیرین حوزۀ آبریز هیرمند را شامل می‌شود. در سال‌های اخیر کمبود آب در حوزۀ آبریز هیرمند تأمین آب مورد نیاز بخش کشاورزی و محیط زیست را با مشکل مواجه کرده است. هدف این پژوهش، معرفی یک مدل پویایی سیستم (SDM) برای ارزیابی تقاضای آب تأمین‌شده و تقاضای آب تأمین‌نشده است. ابتدا سیستم منابع آب حوزۀ آبریز هیرمند در محیط نرم‌افزار VENSIM مدل‌سازی و وضعیت فعلی و آیندۀ عرضه و تقاضای آب شبیه‌سازی شد. سپس طرح‌های در حال اجرا و سناریوهای مختلف مدیریتی شبیه‌سازی شد. نتایج نشان داد که اجرای طرح 46000 هکتاری کشاورزی در حوزۀ آبریز هیرمند، سبب کمبود آب سالانه 930/415 میلیون متر مکعب اراضی کشاورزی خارج از طرح می‌شود. اجرای خط دوم انتقال آب به زاهدان، کمبود آب در بخش کشاورزی را 9/324 میلیون متر مکعب در سال افزایش می‌دهد و سبب تشدید کم‌آبی سالانه 6 میلیون متر مکعب در بخش محیط زیست می‌شود. 20 درصد صرفه‌جویی در مصرف آب در بخش شرب سبب افزایش تأمین آب در بخش کشاورزی و محیط زیست به اندازۀ 3/215و 2 میلیون متر مکعب در سال می‌شود. افزایش 55 درصدی بازده آبیاری، تقاضای آب تأمین‌شدۀ بخش کشاورزی را 157/829میلیون متر مکعب در سال افزایش می‌دهد. اگر سیاست تخصیص آب فعلی ادامه داشته باشد، گسترش ریزگردها در حوزۀ آبریز هیرمند اجتناب‌ناپذیر است. برای حفظ محیط زیست در حوزۀ آبریز هیرمند، تغییر در سیاست تخصیص آب فعلی و اعمال اولویت یکسان تخصیص آب بین بخش کشاورزی و بخش محیط زیست پیشنهاد می‌شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Modeling the dynamism of water resource system in the Hirmand catchment in Order to supply agriculture and environment sectors

نویسندگان [English]

  • Mehran Hekmatnia 1
  • Mahdi Safdari 2
  • Hoseyni Seyed Mahdi 3
  • Ali Sardar Shahraki 3

1 PhD candidate, Department of Agricultural Economics, Faculty of Economics, University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran.

2 Associate Professor,Department of Agricultural Economics, Faculty of Economics, University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran.

3 Assistant Professor, Department of Agricultural Economics, Faculty of Economics, University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran.

چکیده [English]

Agriculture is the main source of water withdrawals which accounts for about 70% of the total freshwater withdrawals in the Hirmand catchment. In recent years, water shortages have subjected agriculture and environment sectors to difficulties in the Hirmand catchment. In this study, the aim is to present a system dynamics model (SDM) to evaluate the delivered water demand and the unmet water demand. Therefore, first, the water resources system of the Hirmand catchment was modeled in the software of Vensim, and water supply and demand were afterwar simulated. Having considered the ongoing legislation and policies, as well as regional plans, the current and future status of the system were delineated using varied scenarios. The results showed that the implementation of the 46.000-hectare Agricultural Project causes an annual water shortage of 415.930 million m3 in the agricultural lands outside the project scope. Besides, the implementation of the second line of the Water Transfer Project - aimed to deliver water to Zahedan - will intensify the water shortage in the agricultural sector specifically to the peripheral lands outside the plan by 9.324 million m3/year. The plan will also exacerbate the water shortage in the environmental sector by 6 million m3/year. Based on the results, saving up to 20% water in the drinking sector will increase water supply in the agricultural and environment sectors respectively by 3.215 and 2 million m3/year. If the current water allocation policy continues, spreading the particulate matter is inevitable, as a result. To protect the environment of the Hirmand catchment, giving the agriculture and environment sectors the same priority in the upper hand policies is emphatically recommended.

کلیدواژه‌ها [English]

  • 46.000-hectare Agricultural Project
  • Water shortage
  • the Vensim model
Abadi, L. S. K., Shamsai, A., Goharnejad, H., 2015. An analysis of the sustainability of basin water resources using Vensim model. KSCE Journal of civil engineering, 19(6), 1941-1949.
Alifujiang, Y., Abuduwaili, J., Ma, L., Samat, A., Groll, M., 2017. System Dynamics Modeling of Water Level Variations of Lake Issyk-Kul, Kyrgyzstan. Water 9(12), 989.
Barhagh, S., Zarghami, M., Alizade Govarchin Ghale, Y., Shahbazbegian, M., 2020. Investigating the Impacts of Restoration Scenarios for Urmia Lake Using Predator-Prey System Dynamics Model. Iran-Water Resources Research 16(2), 1-17. (In Persian).
Bazzi, H., Ebrahimi, H., Aminnejad, B., 2020. A comprehensive statistical analysis of evaporation rates under climate change in Southern Iran using WEAP (Case study: Chahnimeh Reservoirs of Sistan Plain). Ain Shams Engineering Journal.
Bozorg Haddad, O., Dehghan, P., Zareie, S., Loáiciga, H.A., 2020. System dynamics applied to water management in lakes. Irrigation and Drainage 69(4), 956-966.
Forrester, J. W., 1968. Industrial dynamics-after the first decade. Management Science, 14(7), 398-415.
Hekmatnia, M., Hosseini, S., Safdari, M., 2020. Water Resource Management of the Agricultural Sector in Sistan and Baluchestan Province: a Virtual Water Perspective. Irrigation and Water Engineering 11(1), 137-149. (In Persian).
Hekmatnia, M., Hosseini, S., Safdari, M., 2020. Water Use Assessment of Date in Sistan and Balouchestan Province Based on the Concept of Virtual Water. Iranian Journal of Soil and Water Research 51(2), 513-524. (In Persian).
Koushali, H.P., Moshtagh, R., Mastoori, R. 2015. Water resources modelling using system dynamic in Vensim. J Water Resource Hydraulic Engergy 4(3), 251-256.
Mahammad ghasemi, M., Dahmardeh, M., 2018. Water Resources Management of the Hirmand River Basin in Agricultural and Household Sectors. Journal of Hydrosciences and Environment 2(4), 51-56. (In Persian).
Pereira, R. M., Haie, N., Machado, G.J., 2012. Vensim PLE to create models for water management. World 3, 4.
Qin, H., Zheng, C., He, X., Refsgaard, J.C., 2019. Analysis of Water Management Scenarios Using Coupled Hydrological and System Dynamics Modeling. Water Resources Management 33(14), 4849-4863.
Sabbaghi, M., Shahnazary. A., Naghi Ziaei, A., 2017. Simulation and operation evaluation of Shahid Yaghoobi dam by using system dynamic (Case study: dam shahid yaghoobi). Journal of Watershed Management Research 8(16)‌, 188-199. (In Persian).
Sardar Shahraki, A., Shahraki, J., Hashemi Monfared A., 2018. An integrated Fuzzy multi-criteria decision-making method combined with the WEAP model for prioritizing agricultural development, case study: Hirmand Catchment. Ecopersia 6(4), 205-214.
Shahraki, A.S., Shahraki, J., Monfared, S.A.H., 2019. An Integrated Water Resources Management Considering Agricultural Demands and the Assessment of Different Scenarios in Hirmand Catchment, Iran. Water Resources, 46(2), 308-317.
Sharifikia, M., 2013. Environmental challenges and drought hazard assessment of Hamoun Desert Lake in Hirmand catchment, Iran, based on the time series of satellite imagery. Natural Hazards 65(1), 201-217.
Tidwell, V.C., Passell, H.D., Conrad, S.H., Thomas, R.P., 2004. System dynamics modeling for community-based water planning: Application to the Middle Rio Grande. Aquatic Sciences 66(4), 357-372.
Xi, X., Poh, K.L., 2013. Using system dynamics for sustainable water resources management in Singapore. Procedia Computer Science 16, 157-166.
نشریه محیط زیست طبیعی
دوره 74، شماره 2
شهریور 1400
صفحه 291-303