مدلسازی پویای سیاست گذاری برای حفاظت منابع آب زیر زمینی در استان خراسان جنوبی در شرایط خشکسالی

محورهای موضوعی : مدیریت آب در مزرعه با هدف بهبود شاخص های مدیریتی آبیاری

مصطفی تیموری ¹ , سید مهدی میردامادی ² , سید جمال فرج اله حسینی ³ , صمد رحیمی سوره ⁴ , محمدعلی افشار کاظمی ⁵

1 - استادیار گروه اقتصاد، ترویج و آموزش کشاورزی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
2 - دانشیار گروه اقتصاد، ترویج و آموزش کشاورزی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
3 - دانشیار گروه اقتصاد، ترویج و آموزش کشاورزی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
4 - عضو هیات علمی موسسه پژوهش‌های برنامه ریزی، اقتصاد کشاورزی و توسعه روستایی.
5 - دانشیار گروه مدیریت صنعتی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران مرکزی، تهران، ایران.

تاریخ دریافت : 1396/09/22 تاریخ پذیرش : 1402/09/10 تاریخ انتشار : 1402/10/01

کلید واژه: خراسان جنوبی, خشکسالی, سیستم‌های پویا, مدل سازی, سناریو,

چکیده مقاله :

زمینه و هدف: هدف تحقیق حاضر، مدل سازی سناریوهای حفاظت از منابع آب زیر زمینی استان خراسان جنوبی در شرایط خشکسالی می باشد. روش پژوهش: در این راستا این مسئله با استفاده از رویکرد پویایی سیستم دنبال شد و رفتار متغیر مرجع حجم منابع آب زیر زمینی استان خراسان جنوبی در برابر سناریوهای مختلف طی سال های 1392 تا 1420 از طریق کاربرد نرم افزار Vensim شبیه سازی شد. اطلاعات مورد نیاز با مراجعه به سازمان های ذی ربط مانند سازمان آب منطقه ای خراسان جنوبی، سازمان جهاد کشاورزی خراسان جنوبی و مرکز آمار ایران جمع آوری گردید و اطلاعات ورودی مدل در قالب فایل اکسل به مدل فراخوانی شد. یافته ها: نتایج تحقیق نشان داد که اعمال سناریوی کنترل بهره برداری از منابع آب در شرایط خشکسالی نرمال و خشکسالی با شدت پایین، مفید بوده ولی اعمال این سناریو در شرایط خشکسالی بیشتر از 20 درصد، اثرات منفی بر شاخص‌های اقتصادی بخش کشاورزی خواهد داشت. همچنین سناریوی چهارم الگوی کشت (تاکید بر محصولات استراتژیک) به همراه سناریو پنجم الگوی کشت (محصولات مقاوم به خشکی)، کمترین فشار را بر منابع آب زیر زمینی آورده است. با این وجود، با توجه به اینکه الگوی کشت شماره 4 کمترین ارزش افزوده را ایجاد کرده است، نمی‌تواند الگوی کارآمدی باشد. نتیجه گیری:با توجه به نتایج تحقیق در صورتی که شدت خشکسالی ها در سال های آینده افزایش یاید ولی شرایط کنونی کشاورزی استان خراسان جنوبی از حیث الگوی کشت ادامه پیدا کند، خشکسالی‌ها بر روی شاخص‌های اقتصادی اثر نخواهد داشت زیرا در این شرایط کشاورزان با کف شکنی و استخراج بیشتر از منابع آب زیرزمینی، کمبود بارندگی ها را جبران خواهند کرد و اثرات منفی خشکسالی بر روی موجودی منابع آب زیرزمینی نمایان خواهد گذاشت. با عنایت به اثر الگوی کشت بر روی منابع آب زیرزمینی و شاخص های اقتصادی، لازم است تمهیداتی جهت تغییر الگوی کشت اندیشیده شود.

چکیده انگلیسی:

Background and Aim: The purpose of this research is to model scenarios for the protection of underground water resources in South Khorasan province in drought conditions. Methods: In this regard, this problem was followed using the system dynamics approach and the behavior of the reference variable "Volume of underground water resources of South Khorasan Province" was simulated against different scenarios during the years 2013 to 2014 through the use of Vensim software. The required information was collected by referring to relevant organizations such as South Khorasan Regional Water Organization, South Khorasan Agricultural Jihad Organization and Iran Statistics Center, and the input data of the model was called into the model in the form of an Excel file.  Results: The results of the research showed that applying the control scenario of water resources exploitation in normal drought conditions and drought with low intensity is useful, but applying this scenario in drought conditions of more than 20% will have negative effects on the economic indicators of the agricultural sector. Also, the fourth scenario of the cultivation pattern (emphasis on strategic crops) along with the fifth scenario of the cultivation pattern (drought-resistant crops) have brought the least pressure on underground water resources. Nevertheless, considering that cultivation pattern No. 4 has created the least added value, it cannot be an efficient pattern. Conclusion: According to the results of the research, if the severity of droughts increases in the coming years, but the current agricultural conditions of South Khorasan province continue in terms of cropping patterns, droughts will not have an effect on economic indicators, because in these conditions, farmers By breaking the ground and extracting more from underground water sources, they will compensate for the lack of rainfall and will show the negative effects of drought on the stock of underground water resources. Considering the effect of the cultivation pattern on underground water resources and economic indicators, it is necessary to think of measures to change the cultivation pattern.

منابع و مأخذ:

Ashrafpour, S. (2002). Investigating management requirements in reducing the effects of drought in the south of South Khorasan province, Executive Management Master's Thesis, Management Research and Training Institute, (affiliated to the Ministry of Energy). [in Persian].

Iran Water Resources Management Company, (2013). Statistical charts of the water sector, Tehran. [in Persian].

Salavitabar, A. R., Zarghami, M., Abrishamchi, A. (2006), System Dynamic Model in Tehran Urban Water Management, Journal of Water and Wastewater, 17 (3): 12-28. [in Persian].

Gelyan, S., Abrishamchi, A., Tajrishi, M, (2007)., Analysis of water resources exploitation policies in the catchment basin with system dynamics method, Journal of Water and Wastewater, 18 (3): 70-80. [in Persian].

Nazari, B. (2016). Dynamic modeling of irrigation networks with a water efficiency approach, specialized doctoral thesis on irrigation and drainage, Faculty of Agricultural Sciences and Natural Resources, University of Tehran. [in Persian].

Molavi, H., Liaghat, A.M., Nazari, B. (2017), Assessment of policies of changes in cropping pattern and deficit irrigation management using system dynamics modeling (Case study: Aras basin), 6 (2): 217-236. [in Persian].

Ashok K. Mishra and, Vijay P. Singh. 2010. A review of drought concepts, Journal of Hydrology 391 (2010) 202–216.

Ashok K. Mishra and, Vijay P. Singh. 2011. Drought modeling – A review, Journal of Hydrology 403 (2011) 157–175.

Bates, B.C., Kundzewicz, Z.W., Wu, S., Palutikof, J.P. (Eds.), 2008. Climate Change andWater. Technical Paper, International Panel on Climate Change (IPCC) Secretariat, Geneva.

Biswas, A. & Tortajada, C. 2009. Changing global water management landscape, in: A. Biswas, C. Tortajada & R. Izquierdo (Eds) Water Management in 2020 and Beyond, pp. 1–34 (Berlin-Heidelberg: Springer).

FAO, 2012. global information system on water and agriculture, http://www.fao.org/nr/aquastat/.

Forrester, J. W., 1961. Industrial Dynamics. MIT Press, Cambridge, MA .Gagnon, B., G.

Hjörth P. and Bagheri A., 2006. Navigating towards sustainable development: A system dynamics approach. In: Futures, 38, p. 74-92.

Liu,c Golding,D. and Gong, G. 2008. Farmers Coping Response to the low flows in the lower yellow river: A case study of temporal dimensions of vulnerability. Global Enviromental Change, 18, pp: 543-553.

Monasterolo. I., Pasqualino. R., and Mollona. E. 2015. The role of System Dynamics modelling to understand food chain complexity and address challenges for sustainability policies, Frederick S. Pardee Centre for the Study of the Longer Range Future, Boston University (USA) and Ircres-CNR (IT); Department of Computer Science and Engineering, University of Bologna (IT); Global

Richmond B., 1994. ‘System dynamics / systems thinking: Let’s just get on with it’, International Systems Dynamics Conference, Sterling, Scotland, available at; http://www.hps-inc.com/st/st.html.

Shahbazbegian. M. R and A. Bagheri,. 2010. Representing systemic strategies to cope with drought impacts using system dynamics modeling. Case study: Hamadan province, Iran, Options Méditerranéennes, A no. 95,32-38.

Stave, A, K. 2003. A system dynamics model to facilitate public understanding of water management options in Las Vegas, Nevada, Journal of Environmental Management 67, 303–313.

Sterman, J. 2000. Business Dynamics: Systems Thinking and Modeling for a Complex World. Irwin/McGraw Hill, ISBN 0-07-231135-5.

UN-water .2012. The United Nations World Water Development Report. Available at: http://www.unwater.org/statistics, Last access 12/10/2012.

Teimoori, M., Mirdamadi, S.M., & Hosseini, S.J. 2019. Modeling of climate change effects on groundwater resources: the application of dynamic systems approach. International Journal of Agricultural Management and Development, 9(2), 107-118.