پیش‌بینی وضعیت آبخوان دشت ایسین - بندرعباس با مدل پویایی سیستم

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری تخصصی مدیریت و کنترل بیابان، گروه مهندسی منابع طبیعی، دانشکدۀ کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه هرمزگان، ایران.

2 دانشیار گروه مهندسی منابع طبیعی، دانشکدۀ کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه هرمزگان، ایران.

3 استاد گروه احیا مناطق خشک و کوهستانی، دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه تهران، ایران.

10.29252/aridbiom.2026.3996

چکیده

هدف پژوهش حاضر، ایجاد مدل و شبیه‌سازی وضعیت آبخوان دشت ایسین و بررسی عرضه و تقاضای آب زیرزمینی در شرایط تداوم روند فعلی در دو بخش کشاورزی و شرب تا افق 1410 می‌باشد. مدل پیشنهادی با در نظر گرفتن سه زیرسیستم منبع آب‌ زیرزمینی، تقاضای آب و جمعیت توسعه داده شد که حجم مخزن آب‌ زیرزمینی، تقاضا و کسری مصارف کشاورزی و خانگی، و جمعیت را شبیه‌سازی و پیش‌بینی می‌کند. مدل مورد نظر با استفاده از نرم‌افزار Vensim توسعه داده شد و در بازه زمانی 1399-1389 برای آبخوان دشت ایسین کالیبره و صحت‌سنجی شد و تا افق 1410، متغیرهای مربوطه شبیه‌سازی گردید. نتایج نشان داد که مدل از دقت بالایی در شبیه‌سازی وضعیت سیستم منابع آب‌زیرزمینی برخوردار است. تقاضای آب کشاورزی با یک نرخ رشد منفی در حال کاهش است، لذا مقدار آن تا سال 1410 به میزان MCM 7/6 کاهش می‌یابد و به تبع آن کسری آب کشاورزی نیز روند کاهشی داشته است. جمعیت دشت ایسین تا سال 1410، حدود 7722 نفر به آن افزوده شده و تقاضای آب خانگی ازMCM  4 به MCM 1/12 افزایش می‌یابد. دشت ایسین از سال 1401 با کسری آب شرب به مقدار MCM 9/3 مواجه بوده و این کسری تا سال 1410 به مقدار  MCM 7/10 می‌رسد. بخش کشاورزی به‌عنوان مصرف‌کننده اصلی آب‌ زیرزمینی روند نزولی داشته، مقدار حجم مخزن آب زیرزمینی ایسین از MCM 128 در سال 1399 به MCM 5/226 در سال 1410 می‌رسد. بنابراین، عرضه و تقاضای آب زیرزمینی در این دشت باید براساس توسعه پایدار صورت گیرد. همچنین انتقال فاضلاب تصفیه‌شده شهر بندرعباس و افزایش تاسیسات تغذیه مصنوعی و لایروبی تاسیسات از قبل احداث شده به بهبود وضعیت آبخوان کمک خواهد نمود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]. Azadi, S., Nozari, H., Marofi, S.,  & Ghanbarian, B. (2023). Environmental optimization of the cultivated area of Shahid Chamran irrigation network using system dynamics approach. Soil and Water Sciences, 27(3), 35-55.  doi:10.47176/jwss.27.3.35533 [in Farsi]
[2]. Azizi, Gh., Nazif, S., & Abbasi, F. (2016). Assessment of performance of Urmia basin dams using system dynamic approach. Journal of Arid Regions Geographics Studies, 7(25), 48-63. [in Farsi]
[3]. Armenia, S., Barnabé, F., Franco, E., Iandolo, F., Pompei, A., & Tsaples, G. (2023). Identifying policy options and responses to water management issues through System Dynamics and fsQCA. Technological Forecasting and Social Change, 194, 122737. doi:10.1016/j.techfore.2023.122737
[4]. Barati, Kh. (2013). Sustainable exploitation of groundwater resources based on optimum crop pattern using system dynamics approach, Ph.D Thesis, Isfahan University of Technology. [in Farsi]
[5]. Barlas, Y. (1996). Formal aspects of model validity and validation in system dynamics. Syst Dyn Rev Syst Dyn Soc, 12(3),183–210. doi:10.1002/(SICI)1099-1727(199623)12:3<183:AID-SDR103>3.0.CO;2-4
[6]. FAO.) 2012(. global information system on water and agriculture. http://www.fao.org/nr/aquastat/.
[7]. Heidari, M., (2017). Using system dynamics as a decision support tool for water resources management and modeling vensim for Haraz basin, M.Sc. Thesis, Shahrood University of Technology. [in Farsi]
[8]. Hekmatnia, M., Safdari, M., Hoseyni, S. M., & Shahraki, A. S. (2021). Modeling the dynamism of water resource system in the Hirmand catchment in Order to supply agriculture and environment sectors, Journal of Natural Environment, 74(2), 291-303. doi:10.22059/JNE.2021.321352.2198 [in Farsi]
[9]. Huang, M., Li, X., & Wang, J. (2021). Research on regional water demand prediction of the upper and middle reaches of The Pearl River Basin based on system dynamics. In IOP, Conference Series: Earth and Environmental Science, 784(1), 012003. doi:10.1088/1755-1315/784/1/012003
[10]. Jia, X., O’Connor, D., Hou, D., Jin, Y., Li, G., Zheng, C., Ok, Y. S., Tsang, D. C. W., & Luo, J. (2019). Groundwater depletion and contamination: Spatial distribution of groundwater resources sustainability in China, Science of the total environment, 672, 551- 662. doi:10.1016/j.scitotenv.2019.03.457
[11]. Kotir, J.H., Brown, G., Marshall, N., & Johnstone, R. (2017). Environmental modelling & software systemic feedback modelling for sustainable water resources management and agricultural development : an application of participatory modelling approach in the Volta River Basin. Environmental Modelling & Software, 88,106–118. doi:10.1016/j.envsoft.2016.11.015
[12]. Layani, Gh., Bakhshoodeh, M., & Zibaei, M. (2020). A System Dynamics Approach for Evaluating the Impacts of Water Demand Management Policies in Kheirabad River Basin, Iranian Journal of Agricultural Economics and Development Research, 51(2), 195-216. doi:10.22059/IJAEDR.2019.286673.668795 [in Farsi]
[13]. Mashaly, A. F., & Fernald, A. G. (2020). Identifying Capabilities and Potentials of System Dynamics in Hydrology and Water Resources as a Promising Modeling Approach for Water Management. Water, 12, 1432. doi:10.3390/w12051432
[14]. Mashaly, A. F. & Fernald, A. G. (2022). Analyzing and assessing dynamic behavior of a physical supply and demand system for sustainable water management under a semi-arid environment. Water, 14(12), 1939. doi:10.3390/w14121939
[15]. Mazandarani zadee, H., & Koohi, S. (2022). Investigating the Impacts of Restoration Scenarios for Mashhad Aquifer Using Systems Dynamic Approach. Iranian Journal of Agricultural Economics and Development Research, 53(3), 5247-541. doi:10.22059/IJSWR.2022.338863.669205 [in Farsi]
[16]. Michelsen, A. M., & Young, R. A. (1993). Optioning agricultural water rights for urban water supplies during drought, American Journal of Agricultural Economics, 75(4), 1010-1020, doi:10.2307/1243988
[17]. Nazari, B., Kanani, E., & Sepehri, S. (2023). Assessment of water productivity improvement strategies using system dynamics approach. Applied Water Science, 13(12), 240. doi:10.1007/s13201-023-02044-8
[18]. Nezami, N., Tizghadam, M., Zarghami, M., Abbasi, M. (2023). Development of a system dynamics model for improving sustainable urban water management (case study: Isfahan City). Journal of Water and Wastewater, 34(1),1-24. doi:10.22093/wwj.2022.338545.3252 [in Farsi]
[19]. Pourkhosravani, M., Jamshidi Gohari, F., Sayari, N., & Abedzadeh, S. (2023). Modeling of groundwater resources in Sirjan Basin using the dynamics systems method. Journal of Natural Environmental Hazards, 12(36), 99-114. doi: 10.22111/jneh.2022.42067.1893 [in Farsi]
[20]. Rajarethinam, K., Varuvel, D., & Bagodi, V. (2021). System dynamic modelling for assessing the vulnerability of water resources: a case of Chennai City, Tamil Nadu, India. Arabian Journal of Geosciences, 14(19), 1-14. doi:10.1007/s12517-021-08258-x
 
[21]. Regional Water Company of Hormozgan. (2018). Report on the extension of the Isin Plain ban. [in Farsi]
[22]. Salehi, M. (2024). Participatory Modeling of Comprehensive Groundwater Resources Management in Isin-Bandar Abbas Plain with System Dynamics Approach. Ph.D Thesis,  University of Hormozgan. [in Farsi]
[23]. Salehi, M., Mahdavi najafabadi, R., Rezai, M., Nafarzadegan, A. R., & Ghorbani, M. (2023). Study of The Relation Between the Status of The Isin Bandar Abbas Plain Aquifer and Land Use Changes. Desert Management, 11(1), 95-116. doi:10.22034/JDMAL.2023.1990499.1409 [in Farsi]
[24]. Salehi, M., Mahdavi najafabadi, R., Rezai, M., Nafarzadegan, A. R., & Ghorbani, M. (2024). Investigating organizational cohesion and knowledge sharing among organizational stakeholders in the direction of cooperative management of the Isin Plain Aquifer in Hormozgan. Desert Management, 11(4), 37-54. doi:10.22034/jdmal.2024.2018501.1448 [in Farsi]
[25]. Simonovic, S. (2009). Managing water resources: methods and tools for a systems approach. Paris: UNESCO Publishing. doi:10.4324/9781849771917
[31]. Srijariya, W., Riewpaiboon, A., & Chaikledkaew, U. (2008). System dynamic modeling: An alternative method for budgeting. Value Health, 11, S115–S123. doi:10.1111/j.1524-4733.2008.00375.x
[26]. 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(4), 303–313. doi:10.1016/S0301-4797(02)00205-0
[33]. Sušnik, J., Vamvakeridou-Lyroudia, L. S., Savić, D. A. & Kapelan, Z. (2012). Integrated System Dynamics Modelling for water scarcity assessment: Case study of the Kairouan region. Science of the total environment, 440, 290-306. doi:10.1016/j.scitotenv.2012.05.085
[27] .Teimoori, M., Mirdamadi, S. M., Farajolah Hosseini, S. J., Rahimisooreh, S., & Afshar Kazemi,. M. A. (2023). System Dynamic Modeling of Scenarios for the Protection of Groundwater Resources in Drought Conditions in South Khorasan Province, Iran. Journal of Water and Soil Resources Conservation, 13 (4(52)), 41-54. doi:10.30495/WSRCJ.2023.31551.10825 [in Farsi]
[28]. Wu, R. S., Liu, J. S., Chang, S.Y., & Hussain, F. (2017). Modeling of mixed crop field water demand and a smart irrigation system. Water, 9, 885. doi:10.3390/w9110885
[29]. Winz, I., Brierley, G., & Trowsdale, S. (2009). The use of system dynamics simulation in water resources management. Water Resources Management, 23(7),1301–1323. doi: 10. 1007/ s11269- 008- 9328-7
[30]. UN-water. )2012(. The United Nations World Water Development Report. Available at: http://www.unwater.org/statistics, Last access 12/10/2012
[31]. Vermeulen, S. J., Aggarwal, P. K., Ainslie, A., Angelone, C., Campbell, B.M., Challinor, A. J., Hansen, J. W., Ingram, J. S. I., Jarvis, A., Kristjanson, P., Lau, C., Nelson, G. C., Thornton, P. K., & Wollenberg, E. (2012). Options for support to agriculture and food security under climate change. Environmental Science & Policy, 15(1), 136-144. doi:10.1016/j.envsci.2011.09.003
[32]. Yuan, L., He, W., Degefu, D. M., Wan, Z., Ramsey, T. S., & Wu, X. (2023). A system dynamics simulation model for water conflicts in the Zhanghe River Basin, China. International Journal of Water Resources Development, 39(6), 1039-1055. doi:10.1080/07900627.2021.1873107
[33]. Zheng, G., Han, J. C., Li, P., Li, B., Wu, X., Huang, Y., & Ahmad, M. (2024). A system dynamics simulation-based strategic analysis of integrated water resources utilization and management in Shenzhen city. Environmental Science and Pollution Research, 31(15), 23091-23105. doi:10.1007/s11356-024-32599-1