پژوهش آب ایران

چکیده تغییرات اقلیمی و محدودیت منابع آب، بهره‌وری گندم آبی را به یکی از چالش‌های راهبردی کشاورزی ایران تبدیل کرده‌اند. این پژوهش با هدف ارزیابی بهره‌وری آب گندم در استان البرز تحت سناریوهای اقلیمی آینده تا سال 2040 انجام شد. سناریوهای اقلیمی 6/1-2SSP، 5/2-4SSP و 5/5-8SSP به‌ترتیب نمایانگر مسیرهای پایدار، میانه و پرانتشار گازهای گلخانه‌ای هستند که سطوح مختلف غلظت CO₂، تغییرات دما و اثرات اقلیمی را تا پایان قرن ۲۱ شبیه‌سازی می‌کنند. برای ریزمقیاس‌سازی داده‌های اقلیمی از مدل 8LARS-WG و برای شبیه‌سازی عملکرد محصول از مدل1/7AquaCrop استفاده گردید. نتایج نشان داد که در شرایط آبیاری کامل، بهره‌وری آب از 85/1 کیلوگرم بر مترمکعب در سال 2023 در سناریوی 5/4-2SSP به 70/1 کاهش می‌یابد، در حالی‌که در سناریوی 5/5-8SSP به 93/1 افزایش می‌یابد. کاهش 150 گرمی بهره‌وری در 5/4-2SSP منجر به افت عملکردی معادل بیش از 4600 تن گندم آبی در سال 2040 خواهد شد که حدود 10 درصد تولید سال زراعی 1402–1401 را شامل می‌شود. در سناریوی 5/8-5SSP، به‌دلیل غلظت بالای CO₂، عملکرد محصول در سطوح آبیاری 100، 80 و 60 درصد تا 4 درصد افزایش یافت، اما در 5/4-2SSP تا 8 درصد کاهش نشان داد. مدل‌سازی اقلیمی حاکی از آن است که در این سناریو، عملکرد گندم در تمامی سطوح آبیاری به‌طور یکنواخت کاهش خواهد یافت، که نقش غالب تغییرات اقلیمی را نسبت به میزان آبیاری برجسته می‌سازد. همچنین، نتایج نشان داد که مدل AquaCrop در شرایط آبیاری کامل عملکرد مناسبی دارد، اما در آبیاری‌های محدود و دور آبیاری طولانی‌مدت (۱۴ روزه)، دقت آن کاهش می‌یابد و نیازمند اصلاح ساختاری برای شبیه‌سازی دقیق‌تر در شرایط تنش شدید آبی است.

چکیده بندهای زیرزمینی سازه‌هایی هستند که با مهار جریان‌های زیرسطحی، موجب ذخیره آب در لایه‌های آبرفتی می‌شوند. بند زیرزمینی یان‌چشمه به‌عنوان نخستین بند زیرزمینی در استان چهارمحال و بختیاری در سال ۱۳۹۴ در خروجی حوضه آبخیز یان‌چشمه از توابع شهرستان بن احداث گردید. این پژوهش با هدف ارزیابی اثرات کمی و کیفی ناشی از عملکرد بند در چهار سال، از زمستان ۱۳۹۹ تا بهار ۱۴۰۳ انجام شد. برای این منظور، تغییرات تراز آب زیرزمینی در دو چاه مشاهده‌ای پایش گردید. در مجموع ۴۷ نمونه آب برداشت و در آزمایشگاه از نظر پارامترهای فیزیکی و شیمیایی تحلیل شد و داده‌ها با استفاده از روش‌های آماری در نرم‌افزار SPSS پردازش گردید. نتایج نشان داد که بند در محل مناسبی از نظر زمین‌شناسی و هیدروژئولوژیکی احداث‌شده و توانایی ذخیره‌سازی حدود ۱۴۰۰۰۰ مترمکعب آب در لایه‌های درشت‌دانه آبرفتی را داراست. همچنین کیفیت آب ذخیره‌شده در مخزن کاهش نیافته و در مورد برخی عناصر مانند نیترات بهبود نشان دادند. آب موجود در مخزن از نظر شرب در محدوده خوب تا قابل‌قبول و برای کشاورزی در محدوده متوسط قرار دارد و ترکیب شیمیایی آن تیپ بیکربناته-کلسیمی با سختی متوسط است. درنتیجه، بند زیرزمینی یان‌چشمه به‌عنوان یک سازه طبیعت‌محور در مدیریت منابع آب منطقه عملکردی مثبت و قابل‌قبول داشته است.

چکیده ایران در کمربند منطقة خشک و نیمه‌خشک جهان قرار دارد. اعمال بازتخصیص منابع آب علاوه بر برداشت بیش‌ازحد از چاه‌های غیرمجاز، افزایش دما، شدت تبخیر و تعرق و توسعة کشاورزی بر افت شدید سفره‌های زیرزمینی دامن زده و بحران کم‌آبی به چالش تبدیل ‌شده است. در پژوهش پیش رو، با به‌کارگیری یک مدل پویایی سیستم‌ها، با بررسی پارامترهای مؤثر در ذخایر آب زیرزمینی دشت، شیوة تغذیة مصنوعی به‌عنوان ‌راه حلی مؤثر در حفظ و تقویت تراز سطح آب زیرزمینی، بررسی و به مدیران حوزة مدیریت منابع آب معرفی‌ شد. برای شبیه‌سازی و اعتبارسنجی مدل تهیه‌شده، از داده‌های دشت نسا بم استفاده‌ شد. در دشت نسا بم، احداث سد مخزنی نسا برای تأمین آب شرب و صنعت شهر بم و درنتیجه، بازتخصیص آب، موجب کمبود شدید منابع آبی در روستاها و درنهایت، افزایش مهاجرت به شهرها شده است. برای ارزیابی نتایج سناریوهای مدیریتی ارائه‌شده، بارش پیش‌بینی‌شده توسط مدل گردش عمومی جو GFDL-ESM2M تحت سناریوی RCP4.5 برای دورة زمانی آیندة نزدیک20 سال، با یک مدل ARMAX به رواناب تبدیل شد. نتایج مدل پویایی سیستم نشان داد ادامة روند برداشت کنونی از منابع زیرزمینی دشت، در سال‌های آینده، افت تراز سطح آب معادل 8.3 متر نسبت به وضع موجود و افتی معادل 41 متر نسبت به سال 1979 دارد. همچنین، نتایج نشان داد پخش حدود 60 درصد آب مازاد سد نسا براساس برنامة بهره‌برداری از مخزن، در بیست سال به کاهش روند افت تراز آب زیرزمینی منطقه منجر می‌شود و کسری بودجة زیرزمینی را از 65.48 میلیون مترمکعب به حدود 35.17 میلیون مترمکعب می‌رساند. سادگی فهم و اصلاح مدل در واکنش به تغییرات سیستم در مقایسه با مدل‌های پیچیده، از دیگر قابلیت‌های مفید مدل ارائه‌شده  بوده و بهره‌برداران و برنامه‌ریزان حوزة آب می‌توانند از آن استفاده کنند.

چکیده در حوضه‌های رودخانه، زیرسیستم‌های اجتماعی، اقتصادی و طبیعی گوناگونی با هم در ارتباط هستند و بر یکدیگر اثر می‌گذارند. اطلاع از برهم‌کنش‌های این زیرسیستم‌ها و در نظر داشتن سناریوهای آیندة آنها در اتخاذ تصمیم‌های کارآمدترِ سیاست‌گذاران مؤثر است. در این پژوهش، با در نظر گرفتن شرایط توسعه، نیازهای آینده و پارامترهای هیدرولوژیکی در افقِ آیندة حوضه بهشت‌آباد، چشم‌انداز منابع و مصارف آب این حوضه تخمین زده شد. برای این منظور، ابتدا با مرور ادبیات و مصاحبه با متخصصان و کارشناسان، اطلاعات مورد نیاز جمع‌آوری و به‌روش دلفی تلفیق، سپس با بهره‌گیری از تکنیک مدل‌سازی پویایی سیستم، مدلی از منابع و مصارف آبی آن حوضه طراحی شد. شبیه‌سازی‌های مدل برای سناریوهای گوناگونِ توسعه‌ای و اقلیمی، برای بررسی گزینه‌های مختلف سیاست‌گذاری و اثرهای آن، اجرا شد. نتایج نشان داد که روند توسعه باعث افت سطح آبخوان‌های حوضه در طول دوره شبیه‌سازی و قرارگیری دشت‌ها در وضعیت بحرانی شد که این امر، در شرایط تغییرات اقلیمی با سرعت و شتاب بیشتری رخ می‌دهد.

چکیده به منظور در نظر گرفتن ابعاد و پیچیدگی‏های سیستم های منابع آب،‏ امروزه مدیران و برنامه‌ریزان جهت رسیدن به تصمیمات بهینه،‏ به استفاده از مدل‏های بهینه‌سازی به عنوان ابزاری کارآمد روی آورده اند. در تحقیق حاضر به منظور بررسی الگوی کشت موجود در دشت همدان - بهار و تدوین سناریوهای مدیریت منابع آب در بخش کشاورزی از مدل برنامه ریزی خطی و نرم افزار لینگو استفاده شد. این مدل با هدف تعیین الگوی کشت بهینه،‏ تعیین میزان تخصیص بهینه از منابع آب سطحی و زیرزمینی و حداکثر کردن سود حاصل از کشت محصولات تدوین گردید و با توجه به قیود و محدودیتها به اجرا درآمد. به منظور بررسی گزینه های مدیریتی سه سناریو بهینه‌سازی الگوی کشت در وضع موجود،‏ بهینه‌سازی الگوی کشت با اعمال محدودیت برداشت از منابع زیرزمینی،‏ بهینه‌سازی الگوی کشت با تغییر در شیوه آبیاری تدوین و با استفاده از مدل اجرا شد. نتایج بدست آمده از اجرای مدل حاکی از برتری سناریو تغییر شیوه آبیاری نسبت به دو سناریو دیگر می باشد به طوری که میزان آب مصرفی الگوی کشت 23.8 درصد کاهش و میزان تولید،‏ سطح قابل کشت و سود بدست آمده به ترتیب 13.1 درصد،‏ 12.7 درصد و 15.8 درصد نسبت به الگوی موجود افزایش نشان می‌دهد.

چکیده میتواند به عنوان ابزاری کارا در بهرهبرداری (SVM)‎ استفاده از روشهای دادهکاوی و به طور خاص ماشینهای بردار پشتیبان بهینه از مخازن سدها مطرح شود. نتایج مدلهای بهرهبرداری بهینه از مخازن سدها،‏ به دلیل وجود پارامترها و متغیرهای زیاد،‏ برای کاربرد توسط تصمیمگیران،‏ بهواسطه تعامل متغیرها و پیچیدگی آنها،‏ گیجکننده خواهد بود. در این مقاله نتایج یک مدل بهینهسازی بههمپیوسته هیدرولوژیکی- اقتصادی- اجتماعی که برای تخصیص بهینه آب در سطح حوضه آبریز زایندهرود توسعه یافته است،‏ برای تعیین قوانین بهرهبرداری بهینه از سد زایندهرود با ماشینهای بردار پشتیبان به کار گرفته شده است. آموزش دیده،‏ با استفاده از شاخصهای هیدرولوژیکی و بهرهبرداری بالادست و پاییندست،‏ شامل نیاز آبی،‏ بارش،‏ SVM مدل تقاضاهای آبی شرب،‏ کشاورزی،‏ صنعت و حجم ذخیره اولیه مخزن،‏ میزان رهاسازی بهینه از مخزن سد را در ماه آینده پیشبینی میکند. در ساختار پیشنهادی،‏ از نتایج مدل بهینه تخصیص آب 20 ساله در حوضه آبریز زایندهرود برای آموزش و مقایسه شده است. نتایج آزمون این دو مدل (ANN)‎ استفاده شده است و عملکرد آن با شبکه عصبی مصنوعی SVM آزمون ،‏SVM در مقایسه با ANN نشان میدهد که هر دو در تعیین قوانین بهینه بهرهبرداری از سد زایندهرود کارایی لازم را دارند اما تا حدودی قدرت پیشبینی بهتری دارد.