مدل‌سازی پویایی سیستم منابع آب دشت مشهد برای تحلیل استراتژی‌های توسعه پایدار

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد مهندسی منابع آب، مدیر سایت مدیریت پایدار آب، تهران

2 استادیار گروه مهندسی منابع آب، دانشگاه تربیت مدرس، تهران

چکیده

استفاده فزاینده از منابع آبهای سطحی و زیرزمینی دشت مشهد در نتیجه توسعه کشاورزی و صنایع وابسته در این دشت منجر به تشدید روند نزولی سطح آبخوان آن شده است. در این مقاله با هدف بیان چگونگی عملیاتی‌کردن ارزیابی یکپارچه منابع آب، ارزیابی سیستم منابع آب دشت مشهد در نتیجه اقدامات و سیاست‌های اتخاذ شده در فرایند برنامه‌های توسعه اقتصادی کشور مورد بررسی قرار گرفت. در طی فرایند مدل‌سازی با رویکرد پویایی سیستم‌ها، با شناخت از سیستم و استفاده از شاخصهایی که مبتنی بر ایده حلقه‌های کارایی تحت عناوین تنش منبع، بهره‌وری اقتصادی منبع و متوسط نیاز آّبی دشت معرفی گردیدند، به تبیین استراتژی‌های دشت در راستای پایداری منطقه اقدام گردید. در ادامه متناسب با راهبردهای سه‌گانه (رشد اقتصادی با رویکرد محدودیت منابع آب؛ تخصیص منابع آب با رویکرد ارزش افزوده؛ و تغییر الگوی کشت) بسته‌های سیاستی تدوین شد و تأثیر آنها بر شاخصهای انتخابی شامل: تراز آبخوان، تنش منبع، بهره‌وری اقتصادی منبع، کمبود آب، و متوسط نیاز آبی دشت مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج حاصل مشاهده شد که تأثیر کاهش یا افزایش همه فاکتورها، برابر با مجموع تأثیر کاهش یا افزایش تک‌تک آنها بر پایداری منطقه نیست. همچنین تغییر الگوی کشت به کشت پیشنهادی (در این تحقیق کشت گندم با نیاز آبی 3000 مترمکعب در هر هکتار) به‌عنوان یک سیاست برتر می‌تواند گامی اثربخش در جهت بهبود وضعیت منابع آب دشت مشهد بردارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

System Dynamics Modeling of the Water Resources System in Mashad Plain to Analyze Strategies for Sustainable Development

نویسندگان [English]

  • Seyed Ahmad Hosseini 1
  • Ali Bagheri 2
چکیده [English]

The growing exploitation of surface and ground water resources in Mashad Plain due to agricultural and related industrial development has resulted in a continuous fall in the local groundwater level. Aiming to show a practical way of integrated water resources assessment, the present paper will assess the water resources system in Mashad Plain uner policies in the process of the economic growth programs. Adopting a system dynamics modeling to better identify the system under study, the paper goes further to suggest local sustainability strategies using the "resource stress", "resource economic productivity", and the "local average water need" indicatiors based on the idea of viability loops. According to the suggested three strategies (the economic growth acknowledging limiting water resources, water allocation based on its value added, and altering to crop pattern) different policy pakcages were designed. The effects of policies on the selected indicators including "groundwater level", "resource stress", "resource economic productivity", "water scarcity", and "the local average water need" were investigated. The results showed that the superposed effect of the all strategies
together on the local sustainability will not be as much as the summation of the effects of separate strategies. It was also shown that changing the crop pattern to the one suggested one which is equivalent to wheat with 3000 m3/hr water need per hectare can serve as an effective policy on the local sustainability.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • system dynamics
  • Integrated Modeling of Water Resources Systems
  • Mashhad plain
  • Groundwater
  • sustainable development
1- Velayati, S. (2004). Water issues in Mashad plain, Astan Ghods Razavi, Mashad. (In Persain)

2- Behzadi, H. (1970). “Flactuations in the groundwater level of Mashad plain.” M.Sc. Thesis, Hydrological Institute of Iran. (in Persain)

3- Kadivar, A.A. (1992). “Estimation of geographical potentials in Mashad plain for agricultutral development – Case study: Chenaran Village.” M.Sc. Thesis, Faculty of Earth Science, Shahid Beheshti University, Tehran. (In Persain)

4- Morravej Alsharie, M.M. (1995). “Optimal water use in water resources conservation strategies relying on assessment of illegal water abstraction.” M.Sc. Thesis, Department of Geography, Ferdowsi University, Mashad. (In Persain)

5- Keykhosravi, H. (2004). “Analysis of groundwater conservation management practices in Mashad plain aquifer focusing on the managers’ and experts’ views.” M.Sc. Thesis, Institute of Management Research and Education, Ministry of Energy, Tehran. (In Persain)

6- Simonovic, S.P., and Rajasekaram, V. (2004). “Integrated analyses of canada's water resources: A system dynamics approach.” Canadian Water Resources Journal, 29, 223-250.

7- de Fraiture, C. (2007). “Integrated water and food analysis at the global and basin level, an application of WATERSIM.” Water Resour Management, 21, 185-198.

8- Croke, B. F. W., Ticehurst, J. L., Letcher, R. A., Norton, J. P., Newham, L.T. H., and Jakeman, A. J. (2007). “Integrated assessment of water resources: Australian experiences.” Water Resour Management, 21, 351-373.

9- Chao, B., and Chuanglin, F. (2009). “Integrated assessment model of water resources constraint intensity on urbanization in arid area.” J. of Geographical Sciences, 19, 273-286.

10- Prodanovic, P., and Simonovic, S. P. (2009). “An operational model for support of integrated watershed management.” Water Resour Management, 24, 1161-1194.

11-Yang, C. C., Chang, L.C., and Ho, C. C. (2008). “Application of system dynamics with impact analysis to solve the problem of water shortages in Taiwan.” Water Resour Management, 22, 1561-1577.

12- Habron, G. B., Kaplowitz, M. D., and Levine, R. L. (2004). “A soft systems approach to watershed management: A road salt case study.” Environment Management, 33, 776-787.

13- Winz, I., Brierley, G., and Trowsdale, S. (2009). “The use of system dynamics simulation in water resources management.” Water Resour Management, 23,1301-1323.

14- Ahmad, S., and Prashar, D. (2010). “Evaluating municipal water conservation policies using a dynamic simulation Model.” Water Resour Management, 24, 3371-3395.

15- Khorasan Razavi Water Authority. (2007). The report on the groundwater resources restriction in Mashad Plain, Mashad. (In Persain)

16- Sterman, J. D. (2000). Systems thinking and modeling for a complex world, McGraw-Hill Higher Education, New York.

17- Hosseini, A. (2009). “Derivation of strategies for sustainable development of water resources using a system dynamics approach – Case study: The water resources in Mashad plain.” M.Sc. Thesis, Faculty of Agriculture, University of Tehran. (in Persain)