ارزیابی پایداری منابع آب زیرزمینی حوضه آبریز سیرجان با استفاده از روش پویایی سیستم‌ها

پورخسروانی, محسن; جمشیدی گوهری, فاطمه; سیاری, نسرین; عابدزاده, سعیده

doi:10.22111/jneh.2022.42067.1893

ارزیابی پایداری منابع آب زیرزمینی حوضه آبریز سیرجان با استفاده از روش پویایی سیستم‌ها

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ دانشیار گروه جغرافیا و برنامه ریزی شهری، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان

² دانشجوی کارشناسی ارشد مخاطرات طبیعی گروه جغرافیا و برنامه ریزی شهری، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان

³ استادیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان

⁴ کارشناس ارشد رشته مدیریت منابع آب، دانشکده ابوریحان، دانشگاه تهران

10.22111/jneh.2022.42067.1893

چکیده

آب‌های زیرزمینی با توجه به کمبود منابع آب سطحی نقش مهمی را در زندگی بشر امروز ایفا می‌نمایند و از آنجایی که بیش از 60 درصد ایران را مناطق خشک و نیمه خشک تشکیل می‌دهد، تأمین آب در این مناطق و بخصوص منطقه مورد مطالعه بستگی مستقیم به منابع آب زیرزمینی داشته است، بدیهی است در صورت عدم مدیریت صحیح، برداشت مداوم از این منابع ارزشمند موجب بحران‌های جدی می‌شود. لذا مدل‌سازی این منابع مورد توجه محققین بسیاری و نیز تحقیق حاضر قرار گرفت. این پژوهش سعی دارد به ارزیابی وضعیت پایداری آبخوان در آینده و عوامل مؤثر بر ناپایداری منابع آب زیرزمینی در منطقه مورد مطالعه بپردازد. برای این منظور، با استفاده از روش پویایی سیستم(SD) و نرم‌افزار ونسیم به مدلسازی منابع و مصارف آب محدوده مطالعاتی سیرجان پرداخته شد. درادامه، پس از مشخص شدن درجه اطمینان از مدل، به تبیین سناریوها و اجرای مدل برای پیش بینی تراز آب زیرزمینی در سال‌های آتی پرداخته شد. در پایان، شاخص پایداری در هر سناریو محاسبه شد تا وضعیت پایداری آب در سال‌های آتی بررسی شود. پس از اعمال سناریوها نتایج نشان داد که با ادامه وضعیت موجود وضعیت آبخوان ناپایدارتر خواهد شد و از جمله متغیرهای برون‌زای مؤثر، مصارف کشاورزی می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مدیریت محیط زیستی

عنوان مقاله [English]

Modeling of groundwater resources in Sirjan Basin using the dynamics systems method

نویسندگان [English]

Mohsen Pourkhosravani ¹
Fatemeh Jamshidi Gohari ²
Nasrin Sayari ³
Saeedeh Abedzadeh ⁴

¹ Associate Professor Department of Geography Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran

² MA student of natural hazard, Department of Geography Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran

³ Assistant Pprofessor Department of Water engineering. Faculty of Agriculture. Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran

⁴ Master scientist of Water Resources Engineering, graduated from Department of Irrigation and Drainage Engineering, Aburaihan Campus, University of Tehran, Tehran, Iran

چکیده [English]

Due to the scarcity of surface water resources, groundwater plays an important role in human life, especially in arid and semi-arid regions. Since more than 60% of Iran is arid and semi-arid regions, the water supply in these areas, and especially the study area, depends on groundwater resources, so over-extraction of these valuable resources causes many crises. Therefore, modeling of these sources was considered by many researchers as well as the present study. This study tries to evaluate the stability of the aquifer in the future. Also, investigate the factors affecting the instability of groundwater resources in the study area. For this purpose, the study area was modeled using the dynamics method of systems, resources, and water consumption. Then, the results of model validation were presented using limit condition tests and sensitivity analysis. After determining the degree of reliability of the model, the scenarios were explained and the model was implemented to predict the groundwater level in the coming years. In the end, the sustainability index was calculated in each scenario, to examine the status of water sustainability in the coming years. The results of limit condition tests and sensitivity analysis showed that the model was in good agreement with reality. Also, after applying the scenarios, the results showed that the aquifer will become more unstable as the current situation continues. Agricultural consumption is one of the variables affecting the resource and consumption model, so by reducing this variable, the amount of sustainability will improve.

کلیدواژه‌ها [English]

System Dynamics
Sustainable Development
Modeling
Water Resources Management
Sirjan Basin

مراجع

پایمزد، شهلا (1400)؛ شبیه‌سازی تخصیص آب‌های سطحی با استفاده از نرم‌افزار ونسیم و شناسایی الگوهای رفتاری (منطقۀمطالعاتی: حوضۀ آبریز قروه دهگلان)، نشریه مهندسی اکوسیستم بیابان، جلد 10، شماره31، صص: 141-123.

صباغی، میلاد، شاهنظری، علی، ضیاعی، علینقی (1396)؛ شبیه سازی و ارزیابی شاخص تکاپوی آب سد مخزنی شهید یعقوبی با استفاده از روش تحلیل پویایی سیستم، پ‍‍ژوهشنامه مدیریت حوزه آبخیز، جلد8، شماره16، صص: 199-188.

عزیزی، قاسم، نظیف، سارا، عباسی، فائزه (1395)؛ ارزیابی عملکرد بهره‌برداری از سدهای حوضه آبریز ارومیه با رویکرد پویایی سیستم‌ها، مطالعات جغرافیایی مناطق خشک، جلد7، شماره25، صص: 63-48.

میثاقی، علی (1389)؛ مدلسازی منابع آب در حوضه آبریز با استفاده از روش پویایی سیستم(مطالعه موردی: حوضه آبریز نیشابور)، پایان نامه کارشناسی ارشد، رشته آبیاری و زهکشی، مشهد، اساتید راهنما: کامران داوری - سید مجید هاشمی نیا، دانشگاه فردوسی، دانشکده کشاورزی.

میثاقی، علی، داوری، کامران، قهرمان، بیژن، هاشمی نیا، سید مجید (1393)؛ مدلسازی منابع آب با استفاده از روش پویایی سیستم (مطالعه موردی: حوضه آبریز نیشابور)، مجله علمی کشاورزی، جلد 37، شمارهی 3، صص: 94-83.

Abadi, L., Sadeghi, Kh., 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.

Abdi-Dehkordi, M., Bozorg-Haddad, O., Salavitabar, A., Goharian, E. (2021); Developing a sustainability assessment framework for integrated management of water resources systems using distributed zoning and system dynamics approaches Environ Dev Sustain 23, 16246–16282.

Abedzadeh, S., Roozbahani, A., Heidari, A. (2020); Risk assessment of water resources development plans using fuzzy fault tree analysis, Water Resources Management, Vol. 34, 2549-2569.

Amoo, O. T., Nakin, M. D. V., Abayomi, A., Ojoubele, H. O., Salami, A.W. (2020); System Dynamics Approach for Evaluating Existing and Future Water Allocation Planning Among Conflicting Users, The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Vol. 4, No. 3, pp 44-51.

Asadabadi, E., Asadi, A., Kalantari, K. (2020); Dynamic Modeling of the Groundwater System in Hamedan–Bahar Aquifer, Iranian Journal of Soil and Water Research, Vol. 50, No. 9, 2323-2340.

Fotookian, M. R., Safari, N., Zarghami, M. (2017); Using System Dynamics Modeling to Develop the Operation Policy for Yamchi Reservoir (Iran) by Applying Optimum Cropping Pattern, Iran - Water Resources Research, Vol. 13, No. 3, pp 1-16.

Gerlak, A. K. and Mukhtarov, F. (2015); ‘Ways of knowing’ water: Integrated water resources management and water security as complementary discourses, Int. Environ. Agreements: Politics Law Econ, Vol. 15, No. 3, pp 257-272.

Hosseini Baghanam, A., Seifi, A. J., Sheikhbabaei, A., Hassanzadeh, Y., Besharat, M., Asadi, E. (2022); Policy-Making toward Integrated Water Resources Management of Zarrine River Basin via System Dynamics Approach under Climate Change Impact. Sustainability, 14(6), 3376.

Huanhuan, Q., Baoxiang, Z., Fanhai, M. (2016); System Dynamics Modeling for Sustainable Water Management of a Coastal Area in Shandong Province, China, Journal of Earth Science and Engineering, Vol. 4, pp 226-234.

Khalili, R., Montaseri, H., Motaghi, H., Zali, A. (2021); Evaluation of water supply and demand in Haraz basin with system dynamics model approach (Vensim), Journal of Environmental Science Studies, 6(2), 3518-3524.

Kotir, J. H., Smith, C., Brown, G., Marshall, N., Johnstone, R. (2016); A system dynamics simulation model for sustainable water resources management and agricultural development in the Volta River Basin, Ghana, Science of the Total Environment, Vol. 573, pp 444-457.

Marston, L., and Cai, X. (2016); An overview of water reallocation and the barriers to its implementation, WIREs Water, Vol. 3, No. 5, pp 658-677.

Sardo, M. S., and Jalalkamali, N. (2022); A system dynamic approach for a reservoir impact assessment on groundwater aquifer considering climate change scenario. Groundwater for Sustainable Development, 17, 100754.

Stokstad, E. (2020); Deep deficit. Science, 368(6488), pp 230–233.

Sun, Y., Liu, N., Shang, J., Zhang, J. (2017); Sustainable utilization of water resources in China: A system dynamics model, Journal of Cleaner Production, Vol. 142, No.2, pp 613-625.