بخشی از مقاله
چکیده
امروزه از پایداری به عنوان هدف اصلی مطالعات برنامهریزی و مدیریت جامع منابع آب یاد میشود. ارزیابی پایداری به صورت کمی با استفاده از معیارهای عملکرد سیستم همچون اطمینانپذیری در زمان و حجم، برگشتپذیری، آسیبپذیری و حداکثر کمبود امکانپذیر است. هدف از این تحقیق تحلیل پایداری منابع و مصارف آب تحت سناریوهای برنامهریزی و مدیریت جامع منابع آب در آینده نزدیک در مقیاس حوضه آبریززایندهرود که به عنوان یک سیستم با هیدروسیستم پیچیده شناخته شدهاست، میباشد.
در این راستا پس از مدلسازی کمی تمامی منابع و مصارف آب در این حوضه برای دوره - 21ساله از سال آبی 1369-70 تا سال آبی 1389-90 و کالیبرهکردن آن، چهار سناریوی روند، مدیریت تأمین، مدیریت تقاضا و مدیریت توأمان تأمین و تقاضای آب برای یک دوره 5 -ساله در آینده - از سال آبی 1394-95 تا سال آبی - 1398-99 تحت شرایط تغییراقلیم و با استفاده از شاخص پایداری مورد تحلیل و ارزیابی قرار گرفته است.
نتایج نشان میدهد که کاهش مصرف شرب، صنعت و کشاورزی به ترتیب به اندازه 15، 10 و 30 درصد در راستای سناریوی مدیریت تقاضا و اجرای طرحهای کوهرنگ سه و بهشتآباد در راستای سناریوی مدیریت تأمین راهکاری است که اجرای توأمان آن در آینده میتواند منجر به بهبود یا شروع بهبود پایداری منابع آب از حالت ضعیف به حالت متوسط تا خوب شود.
-1 مقدمه
به علت آنکه آب چه از لحاظ زمانی و مکانی و چه از لحاظ کمی و کیفی به طور یکنواخت توزیع نشده است، امروزه بازتوزیع منابع آب با استفاده از روشهای برنامهریزی و مدیریت آب جهت تأمین نیازهای آبی مورد توجه قرار گرفتهاست.
برای دستیابی به این مهم، مدلسازی منابع و مصارف آب در مقیاس حوضه آبریز، یکی از مهمترین و اساسیترین مراحل مطالعه برنامهریزی و مدیریت جامع منابع آب میباشد
مدلسازی منابع و مصارف آب در مقیاس حوضه آبریز به خصوص در حوضههایی که دارای یک هیدروسیستم پیچیده میباشند کاری مشکل، پیچیده، وقتگیر و البته بسیار مهم است. درنظرگرفتن تمامی عناصر آب در داخل و خارج حوضه از نظر زمانی و مکانی اعم از مصارف مختلف آب در شرب، صنعت، کشاورزی و محیط زیست، اندرکنش بین منابع آب سطحی و زیرزمینی و میزان برداشت آب از آنها جهت تأمین مصارف و نحوه واکنش سیستمهای منابع آب، انتقال آبهای بین حوضهای، بررسی چرخه آب و قوانین بالادستی در توزیع عادلانه آب در حوضههای آبریز از مهمترین عواملی هستند که مدلسازی منابع آب را پیچیده و مشکل میسازند.
در اولین گام از مدلسازی حوضه آبریز، وجود یک پایگاه دادهکامل امری بسیار لازم و ضروری است اما بدیهی است که در بسیاری از حوضههای آبریز این پایگاه داده یا به طور کامل وجود ندارد یا دارای نقصهای زیادی است و یا برای دوره زمانی بسیار کوتاهی میباشد.
بنابراین ایجاد یک پایگاه اطلاعات در کنار پایگاه داده در اغلب مطالعات و مدلسازیهای برنامهریزی و مدیریت منابع آب لازم و ضروری است
پایگاه اطلاعات از اخبار، نظرات و تجربههای افراد خبره، مدیر و مسئول در یک سیستم مثل حوضه آبریز حاصل میشود. ایجاد پایگاه اطلاعات از یک سیستم کمک میکند که محقق ضمن صحتسنجی دادههای موجود از سیستم، با ابزارهای کارامد یا به تکمیل دادههای ناقص یا تولید دادههای قابل اعتماد با هدف مشخص بپردازد.
عدم قطعیت حاصل از پارامترهای مؤثر در مدلسازی و در نتیجه در برنامهریزی و مدیریت جامع منابع آب در حوضه آبریز، یکی از چالشهای جدی است که دانشمندان و محققان با آن روبرو هستند. امروزه یافتن راههایی جهت چگونگی مدلسازی و اعمال برنامهریزی و مدیریت جامع منابع آب در هیدروسیستمهای پیچیده تحت شرایط عدم قطعیت به خصوص در وقایع آینده، یکی از موضوعات اساسی است که باید ضمن تحلیل پیچیدگیهای این سیستمها به آن پرداخته شود تا شرایط جهت مدلسازی و سپس برنامهریزی و مدیریت جامع منابع آب با هدف توسعه پایدار فراهم گردد
جهت ارزیابی این عدم قطعیتها، تاکنون ابزارهای مختلفی همچون مدلهای شبیهسازی و بهینهسازی توسعه داده شدهاند. مدلها تا جایی که امکان داشته باشد واقعیتهای حوضه را نمایش میدهند اما حجم عظیم اطلاعات و نتایجی که این مدلها فراهم میکنند- به خصوص در حوضههای آبریز بزرگ با هیدروسیستمهای پیچیده- به آسانی قابل تحلیل و تفسیر نیست
در چنین مواردی، تکنیکهای تحلیل سناریو میتواند یک روش کارامد برای ارزیابی و پاسخ به سؤال "چه خواهد شد اگر ...؟" -که سناریو نامیده میشود- خواهد بود. تحلیل سناریو میتواند بسیاری از مسائل و واقعیتها را به خصوص جایی که تصمیمات برپایه آینده غیرقطعی است مدل کند؛ عدم قطعیتهایی که به وسیله یک مجموعه وقایع ممکن در آینده که سناریو نامیده میشود، توصیف میشوند
سناریوها به عنوان یک ابزار مهم برای بررسی عدم قطعیتها در مسیر منسجم، سازگار و قابلقبول به کارگرفته میشوند؛ همچنانکه آنها به طور وسیعی برای برنامهریزیهای استراتژیک و سیاستگذاریها مورد استفاده قرار میگیرند
در تحلیل سناریوها، از معیارهای مختلفی میتوان در راستای کمیکردن ارزیابیها استفاده نمود. شاخص پایداری - SI - ، کارایی گزینههای مدیریتی مختلف را از دیدگاه کاربران آب و محیطزیست جمعبندی میکند؛ همچنین این شاخص، تخمینی بر ظرفیت سیستم در کاهش آسیبپذیری آن میباشد. اگر یک سیاست پیشنهادی باعث شود که یک سیستم پایدارتر گردد، این شاخص نشان میدهد که سیستم ظرفیت بالاتری در کاهش آسیبپذیری در آینده دارد
معیارهای عملکرد سیستمهای منابع آب، از مهمترین اجزاء تخمین کمی پایداری منابع آب هستند. این معیارها برای ارزیابی سیاستهای مدیریت منابع آب به کار گرفته میشوند و به کاربر توانایی مقایسه گزینههای مختلف مدیریتی در سیستم را ارائه میدهند. این معیارها میتوانند پارامترهای سادهای چون میانگین پارامترهای مختلف از قبیل ظرفیت ذخیره مخزن، تأمین نیاز، تبخیر، کمبود آب شهری - میانگین کمبودها - و خروجی از سیستم باشند .
معیارهای احتمالاتی عملکرد نیز شامل معیارهای قابلیت اطمینان برپایه زمان - سالانه و ماهانه - و قابلیت اطمینان بر پایه حجم و برگشتپذیری سیستم [10] باشند.
مدلسازی و تحلیل سناریوهای برنامهریزی و مدیریت جامع منابع آب در هیدروسیستمهای پیچیده امری است که امروزه با توجه به شرایط کمبود آب و بروز اختلافات بر سر آب در این حوضهها از اهمیت بالایی برخوردار است. حوضه آبریز زایندهرود یکی از مهمترین هیدروسیستمهای پیچیده در ایران میباشد
از جمله مطالعاتی که در حوضه آبریز زایندهرود در راستای اهداف مدیریت جامع منابع آب انجام شدهاست میتوان به تحقیقات صفایی [12] - 1390 - ، توکلی [13] - 1390 - و طرح مدیریت یکپارچه منابع آب در حوضه آبریز رودخانه زایندهرود [14] اشاره نمود که برخی اطلاعات و نتایج این تحقیقات به خصوص در طرح مدیریت یکپارچه در این تحقیق نیز مورد استفاده قرار گرفتهاست.
در این تحقیق با استفاده از خروجیهای مدل جامع منابع و مصارف آب حوضه آبریز زایندهرود [15]، پایداری منابع و مصارف آب حوضه تحت چهار سناریوی مختلف اعم از سناریوی ادامه روند کنونی، سناریوی مدیریت تأمین آب، سناریوی مدیریت تقاضا و سناریوی مدیریت توأمان تأمین و تقاضا مورد ارزیابی و تحلیل قرار گرفتهاست. هدف از این تحقیق پاسخگویی به این سؤال است که تحت چه سناریو و شرایطی در طول افق پنج ساله سناریونویسی - از سال آبی -95 1394 تا - 1398-99 با توجه به شرایط تغییراقلیم میتوان تا حد امکان روند کاهشی پایداری منابع آب سطحی و بهویژه منابع آب زیرزمینی در حوضه را مهار نموده و حتیالامکان پایداری را در این موارد افزایش داد؟.
-2 مواد و روشها
مراحل انجام تحقیق به شرح زیر میباشد:
1؛-2 توسعه مدل مفهومی تحقیق
تعیین نقشه راه به وسیله مدل مفهومی که با اهداف اصلی تحقیق مطابقت داشتهباشد یکی از مراحل اصلی تحقیق میباشد. مدل مفهومی طی یک فرایند رفت و برگشتی در طول انجام تحقیق توسعه داده شدهاست؛ بدین معنی که در ابتدا کلیات تحقیق با توجه به اهداف آن ترسیم و سپس مرحله به مرحله تصحیح و بهروزرسانی شده و یک مدل مفهومی نهایی ارائه شدهاست. این کار با توجه به مواردی همچون مشخصات حوضه آبریز، دادهها و اطلاعات موجود از آن، ابزار مدلسازی و ویژگیهای آن در فرایند کالیبراسیون و ایجاد یک مدل و ابزاری معتبر در دستیابی به اهداف تحقیق انجام شدهاست. شکل - 1 - به طور خلاصه چارچوب و مدل مفهومی تحقیق را ارائه میدهد.
شکل - 1 چارچوب و مدل مفهومی تحقیق
