بررسی همبست آب، انرژی و غذا با رویکرد پویایی سیستم‌ها؛‌ مطالعه موردی دشت ورامین

سابقه و هدف: تغییرات اقلیمی و اکوسیستمی در هماهنگی با عواملی چون رشد جمعیت و مدیریت نادرست منابع،بسیاری از الگوهای مدیریت منابع طبیعی را به چالش کشیده است. هدف از این تحقیق شناخت روابط همبستآب، انرژی و غذا در دشت ورامین به روش مدل ذهنی و پویایی همبست آب، انرژی و غذا تحت سناریوهای سیاستیبود.مواد و روش ها:  داده ها و روابط مربوط به مدل ذهنی از طریق گفتگو و مشارکت با کشاورزان و مدیران منطقهجمع آوری گردید. داده های مربوط به مدل پویایی همبست نیز از طریق mental modeler به وسیله نرمافزارکه برای منطقه مورد مطالعه توسعه wef سازمان ها، ذینفعان منطقه و مقالات معتبر جمع آوری شد. مدل همبستداده شده است از روابط به هم پیوسته برای مدلسازی ز یرسیستم های آب، کشاورزی و انرژی و تعاملات آنها تشکیل ساخته شد و دوره شبیه سازی یک دوره 20 ساله در نظر vensim شده است. مدل شبیه سازی با استفاده از نرم افزارگرفته شد. معادلات حاکم در هر ز یرسی ستم بر اساس معادلات پا یه رویکرد پو یا یی سیستم ها و نمودارهای حلقهعلی هر ز یرسیستم با استفاده از روابط و بازخوردهای مثبت و منفی ایجاد شد.نتایج و بحث: نتایج مدلسازی پویایی همبست نشان داد وضعیت منابع آب سطحی و امنیت آبی دشت طی دوره20 سال به ترتیب برابر با 158 میلیون مترمکعب و 162 - میلیون مترمکعب خواهد بود؛ که نشان از کاهش منابعدر مقا یسه با وضعیت پایه دارد. نتایج مدل بدون اعمال سناریو نشان داد طی دوره 20 ساله حجم آبخوان دشتورامین از مقدار 4000 میلیون مترمکعب به 2700 میلیون مترمکعب کاهش خواهد یافت. این موضوع نشان می دهدسیاست های تامین منابع آب ازجمله استفاده بی رویه از چاه ها، توسعه شهرنشینی و ایجاد صنایع و همچنین عدمافزایش بهره وری آب کشاورزی از طریق روش های نوین آ بیاری دلیل بروز چنین مسئله ای است. اعمال سناریوهایتخصیص نیاز محیط زیستی تالاب بندعلیخان نشان داد دشت توان اکولوژیکی برای تخصیص آب به تالاب نخواهدداشت به طوریکه در 20 سال آینده امنیت آبی دشت به 180 - میلیون مترمکعب می رسد. همچنین اعمال سناریوافزایش راندمان آبیاری بدون افزایش سطح ز یر کشت از 58 درصد به 70 درصد در بهبود کاهش تقاضای آبکشاورزی و افزایش سطح کشت موثر بود. افزایش سطح زیر کشت نیز تا مقدار 41600 هکتار اثر مثبت بر تقاضایآب کشاورزی داشت اما بیش از این مقدار سبب افزایش فشار منابع آبی گردید. بر اساس محدودیت های منابع آ بیو کاهش امنیت آب در دشت ورامین، تولید محصول دشت نیز با کاهش روبه رو خواهد شد. دشت ورامین به دلیل همجواری با شهرستان تهران نقش مهمی در تامین نیاز مردم تهران و شهرستان های اطراف دارد.نتیجه گیری: بررسی نتایج و روند مقایسه داده ها نشان داد طی دوره 20 ساله، دشت ورامین وضعیت نامطلوبی درزمینه منابع آب و تولید غذا خواهد داشت. مدیریت منابع دشت ورامین نیازمند تغییر در باورها و ارزش های سازمانی،کشاورزی و توسعه ای دارد. توسعه سیستم های خورشیدی  به منظور تامین نیاز انرژی، راه اندازی تصفیه خانه فاضلاب شهرستان ورامین و توسعه تصفیه خانه جنوب تهران، حرکت به سمت فشرده ساز ی پایدار در ایجاد پایداری منابع دشت به منظور بهره برداری صحیح منابع موثر است. از سویی دیگر افزایش راندمان آبیاری بدون افزایش سطح کشتمی تواند در متعادل کردن وضعیت فعلی کمک کننده باشد به طوریکه با اجرای سیاست های برنامه ششم توسعه تقاضای آب کشاورزی تا حدودی کاهش می یابد و فشار بر منابع آب ز یرزمینی کاسته می شود.

investigating of water, energy, and food nexus with the systems dynamics approach; a case study of varamin plain

introduction: climate and ecosystem changes in coordination with other factors have challengedmany basic paradigms of natural resource management. the purpose of this research was to knowthe correlation between water, energy, and food in varamin plain by the method of the mentalmodel and the dynamics of water, energy, and food correlation under political scenarios.material and methods: data and relationships related to the mental model were collectedthrough interviews with the farmers and managers of the region using the mental modelersoftware. data related to the correlation dynamics model was also collected through organizations,regional stakeholders and authoritative articles. the wef nexus model developed for the studyarea consists of interconnected relationships for modeling water, agriculture and energysubsystems and their interactions. the simulation model was built using vensim software, and thesimulation period was considered a 20-year period. the equations in each subsystem were createdbased on the basic equations of the system dynamics approach and the causal loop diagrams ofeach subsystem using relationships and positive and negative feedbacks.results and discussion: the results of system dynamic modeling showed that the state of surface waterresources and water security of the plain will be 158 million cubic meters and -162 million cubic meters,respectively, during the period of 20 years, which shows the reduction of resources compared to theoriginal situation. the results of the model without applying the scenario showed that the volume of thevaramin plain aquifer will decrease from 4000 million cubic meters to 2700 million cubic meters duringthe 20-year period. this shows that the policies of providing water resources, including the excessive useof wells, the development of urbanization and the creation of industries, as well as the lack of increase inthe productivity of agricultural water through modern irrigation methods, are the reasons for such aproblem. the application of scenarios for the allocation of the environmental needs of the bandalikhanwetland showed that the plain will not have the ecological capacity to allocate water to the wetland, sothat in the next 20 years, the water security of the plain will decrease to 180 million cubic meters. also,applying the scenario of increasing irrigation efficiency without increasing the cultivated area from 58%to 70% was effective in improving the reduction of agricultural water demand and increasing thecultivated area. the increase in cultivated area up to 41,600 hectares had a positive effect on agriculturalwater demand, but more than this amount caused the pressure on water resources to increase. based onthe limitations of water resources and the reduction of water security in the varamin plain, the productionof the plain’s products will also face a decrease. due to its proximity to the city of tehran, the varaminplain plays an important role in meeting the needs of the people of tehran and the surrounding cities.conclusion: examining the results and comparing the data showed that during the 20-year period,varamin plain will have an unfavorable situation regarding water resources and food production.the management of the resources of varamin plain requires a change in organizational,agricultural and developmental approaches. the development of solar systems in order to meetthe energy needs, the establishment of the wastewater treatment plant in varamin and thedevelopment of the treatment plant south of tehran, as well as moving towards sustainablecompression is effective in creating the stability of the plains resources in order to properly exploitthe resources. on the other hand, increasing the irrigation efficiency without increasing thecultivation area can help in balancing the current situation so that with the implementation of thepolicies of the sixth development plan, the demand for agricultural water will be reduced to someextent and the pressure on the underground water resources will be reduced.