بخشی از مقاله
چکیده
افزایش روزافزون نیازهای آبی، کاهش نزولات جوی، محدودیت منابع آبی و نحوه مدیریت آن، آب را به یکی از بزرگترین چالشهای قرن حاضر بشریت تبدیل کرده است. دشت سیرجان نیز از این امر مستثنی نبوده و دچار مشکلات و بحران در میزان حجم آب زیرزمینی شده است. بدلیل پیچیدگی سیستم و بهمنظور شناخت عوامل مختلف تأثیرگذار، بررسی بهتر روابط و پیشبینی اثر آنها در آینده، از روش پویایی سیستم، دادههای بیلان آب سطحی و زیرزمینی و نرمافزار ونسیم جهت مدلسازی استفاده گردید.
نتایج مدل نشان داد که طی یازده سال آینده - از سال 1395 الی - 1405 با افت حدود 7/1 متر در سطح آب زیرزمینی منطقه روبهرو خواهیم شد. بهمنظور بررسی تأثیر عوامل تشدید کننده بحران آب زیرزمینی و ارائه راهکارهای مدیریتی در دشت مذکور، برای نمونه سه سناریوی مختلف شامل: کاهش میزان بارش، برداشت دو برابر از چاهها یا افزایش تعداد چاههای بهرهبرداری و استفاده کمتر از سد و بیشتر از سفره آب زیرزمینی، به مدل اولیه اعمال گردید و میزان افت سطح آب زیرزمینی دشت به ترتیب 12/9، 23/4 و 7/95 متر بدست آمد که از میزان افت اولیه پیشبینی شده بیشتر بوده، که نیاز است در صورت وجود چنین مواردی، تمهیدات لازم اتخاذ گردد.
.1 مقدمه
یکی از مسائل بسیار مهم و اساسی که امروزه اکثر کشورها با آن مواجه هستند محدودیت منابع آب، استفاده بیرویه و نامطلوب از این منابع بهدست انسانها در اقصی نقاط دنیا - بهویژه در اثر توسعه شهرنشینی در کشورهای در حال توسعه - میباشد [1]، کشورهایی که سرانهی سالانه آب قابل تجدید در آنها کمتر از 1750 و 1000 متر مکعب باشند بهترتیب با بحرانهای دورهای و دائمی آب مواجه خواهند بود
کشور ایران نیز از این امر مستثنی نبوده و بهدلیل کاهش نزولات جوی - بارندگی، برف و ... - به یک سوم متوسط جهانی و پراکندگی نامناسب آن، افزایش تبخیر و تعرق و استفاده بیش از حد مجاز از سفرههای آب زیرزمینی [1]، سرانه آب قابل تجدید با کاهش از 5500 متر مکعب در سال 1340 به 1670 متر مکعب در سال 1387 رسیده است که پیشبینیها بیانگر سرانهی آب قابل تجدید کمتر از 1250 متر مکعب در سال 1400 است [3]، بنابراین با چالش و بحران دائمی آب روبه رو خواهد شد که مدیریت صحیح آن - بالاخص در کشور کم آبی مثل ایران وخصوصاً در مناطق گرم و خشک، کم آب و در حاشیه کویر - میتواند تا حدی از این مشکل بکاهد
با توجه به اینکه رشد و توسعه یک منطقه با سرمایهگذاری در بخش صنعت و یا کشاورزی مرتبط است، سرمایهگذاران علاوه بر نیاز به آب باید به ثروت افزایی اقتصادی، مصرف بهینه آب، انجام پروژههایی که به آب کمتری نیاز دارند نیز توجه داشته باشند. بهنحوی که اگر بهرهبرداری بیرویه از منابع آب و الگوی بیلان - یا موازنه آبی: میزان ورودی برابر میزان خروجی - منفی - خروجی از سفره آب زیرزمینی بیشتر از ورودی به آن است - از منابع آب متوقف نشود بهتدریج حجم آب شیرین و قابل استفاده بهشکل چشمگیری کاهش خواهد یافت و بحران آب منجر به تهی شدن کامل مخازن آب و از بین رفتن کشاورزی و صنعت منطقه میشود
از طرفی در مبحث جمعیت، با توجه به واقع شدن شهرهایی که از لحاظ موقعیت جغرافیایی منطقه دارای رشد مثبت جمعیت - بهدلایل مختلفی، همچون: مراکز صنعتی، وجود معادن غنی و فعال، امکانات رفاهی و ... - میباشند، درک وضعیت آتی آب و جمعیت منطقه - که بر روی مصارف آب زیرزمینی تأثیر دارند - بهکمک شبیهسازی میتوان مشخص نمود
شهرستان سیرجان نیز از این امر مستثنی نبوده و مشکلات و بحران آب نیز گریبانگیر شهر شده است که با کاهش میزان بارش، افزایش تبخیر، رشد جمعیت - افزایش تقاضا از منابع آبی - و رشد صنایع و معادن بهدلیل شرایط خاص استراتژیک و اقتصادی منطقه، سبب بحران آب زیرزمینی در این شهر شده بهطوریکه با کمبود منابع آب، خشک شدن قناتها، کفشکنی چاهها و کاهش کیفیت آب - بدلیل مجاورت با کفههای نمک میزان شوری آب بیشتر شده است - در برخی نقاط مواجه بودهایم، حل این بحرانها در گرو شناخت آگاهانه و عالمانه از پیامدهای این بحران و برنامهریزی مناسب برای حل آنهاست.
فرآیندها و عوامل موثر بر روی یک منطقه در حالت دینامیکی و پویا، جهت پیش بینی تأثیر آنها در آینده طبق سیاستها و سناریوهای مختلف، بدلیل پیچیدگی موضوع، مشکل است، از اینرو امروزه جهت رفع چنین مشکلات پیچیدهای در مدیریت منابع آب از روش پویایی سیستم استفاده میشود. مدلسازی سیستممعمولاً منجر به درک جدیدی از رفتار و ساختار سیستم میشود که در دور بعدی امکان تهیه مدلهای کاملتری را فراهم میسازد و پویایی سیستم روشهایی برای مطالعه و مدیریت سیستمهای پیچیده و دارای بازخورد است. این سیستمها میتوانند در حوضههای مختلفی مثل کسب و کار، اقتصاد، محیط زیست و نیز منابع آب و غیره وجود داشته باشند .[5]
.2 پیشینه پژوهش
محققان خارجی در پروژه های تحقیقاتی خود، کارایی مدلسازی پویایی سیستم در مدیریت منابع آب را بررسی کردهاند، محققینی همچون: اِوِرس[6] 1، مدلی براساس رویکرد پویایی سیستم جهت تخصیص بهینه آب در زمانهای خشکسالی و کمبود آب، در حوضه آبریز سان خوآن - واقع در ایالات نیومکزیکو و کلرادو - را ارائه داد، چانگ2 و همکاران [7]، از مدلسازی پویایی سیستم برای مطالعه تأثیر برنامهریزی و مدیریت منابع آب در تایوان استفاده کردند، سیمونوویچ[8] 3، در تحقیقی به توصیف رویکرد سیستم در مدیریت منابع آب با تمر کز بر سه چیز: شبیهسازی - دینامیکی سیستم - ، بهینهسازی و تجزیه و تحلیل چند منظوره پرداخته است، ژی ژی و پوه[9] 1 ، از پویایی سیستم بهعنوان یک ابزار پشتیبانی از تصمیم برای مدیریت منابع آب پایدار در سنگاپور استفاده کردهاند
کلیفورد هولمز2 و همکاران [10]، برای حل و فصل مشکلات مربوط به تأمین و افزایش تقاضای روبه رشد برای آب آشامیدنی یک شهرداری کوچک آفریقای جنوبی از رودخانه منطقه، از پویایی سیستم استفاده کردند و واس3 و همکاران [11]، در تحقیقی با عنوان استفاده از یک مدل پویایی سیستم همچون یک شیء مرزی در یک رویکرد یکپارچه به برنامههای آب منطقهای در آفریقای جنوبی، برای مدت حدود 80 سال مدلسازی انجام دادند.
در ایران نیز محققینی همچون: ناصری و همکاران [12]، به مدلسازی پویای سیستم در مدیریت بهرهبرداری آبخوان - سفره آب زیرزمینی - دشت تبریز پرداخته اند، حسینی و باقری [13]، مدلسازی پویایی سیستم منابع آب دشت مشهد برای تحلیل استراتژیهای توسعه پایدار را انجام دادهاند، خاتمی و همکاران [14]، روند تغییرات ظرفیت آبدهی آب زیرزمینی دشت مرند با تأثیر سناریوهای مختلف مدیریتی - طی 25 سال آینده - با استفاده از مدل پویایی سیستم را بررسی کردند،
اعلمی و همکاران [15]، از مدلسازی پویای سیستم سد گلک و آبهای زیرزمینی منطقه به منظور مدیریت بهینه آب - برای یک دوره 35 ساله - در محیط ونسیم4 و ترسیم حلقههای علی - معلولی استفاده کردند، میثاقی [5]، به مدلسازی منابع آب در حوضه آبریز نیشابور با استفاده از روش پویایی سیستم و نرمافزار ونسیم پرداختند،
احسانی فر و همکاران [16] ، با بهکارگیری مدلسازی پویا و روش تحلیل پویاییهای سیستم، تلاش کردند با دیدی جامع نسبت به سیستم آب شهر اراک و با استفاده از شبیهسازی رفتاری در محیط نرم افزار ونسیم به مدیریت یکپارچه مصرف آب شهری کمک کنند، کریمی و همکاران [17]، از مدلسازی پویایی سیستم بعنوان رویکردی مفید جهت مدیریت منابع آب و خاک که در فهم ساختار و رفتار سیستمهای پیچیده بهکار برده میشوند، استفاده کردهاند و کدخداحسینی و همکاران [18]، جهت مدلسازی و پیشبینی مقادیر ورودی به مخزن سد چغاخور و تبخیر از آن برای پنج سال آینده از روش پویایی سیستم و نرم افزار ونسیم استفاده کردند.
با توجه به پیشینه پژوهش و روش کار تحقیقاتی انجام شده، میتوان بیان کرد که اهمیت و ضرورت انجام این تحقیق در این است که تاکنون تحقیقی بدین صورت، بهطور کامل - با در نظر گرفتن کلیه متغیرهای آبهای سطحی و زیرزمینی بهطور همزمان - و همچنین از ضرایب یا نرخ متغیرها استفاده کرده باشد، انجام نگرفته - بهجز کارهای تحقیقاتی [15] و [5] که از سریهای زمانی متغیرها استفاده کردهاند - و همچنین تحقیقات صورت گرفتهدر منطقه، صرفاً بخشی از حوضههای آبریز و یا بخشی از منابع و مصارف - برای مثال: کارهای تحقیقاتی [19] و - [20] را در نظر گرفتهاند.
