شبیه‌سازی و پویایی سیستم منابع آب حوضه آبریز هیرمند تحت سناریوهای مدیریتی

سابقه و هدف: یکی از مهمترین موضوعات مطرح برای بشر در قرن حاضر دسترسی به منابع آب است. رشد روز افزون جمعیت و گسترش صنعت، توسعه کشاورزی در مناطق خشک و نیمه خشک تامین آب مطمئن را به یکی از چالش‌های اساسی تبدیل کرده است. کاهش منابع آب و بحرانی شدن وضعیت آن در بخش‌های شرب، کشاورزی، صنعت و زیست‌محیطی را با مشکل بزرگی روبه‌رو ساخته است. یک اصل اساسی و ضروری، رسیدن به تعادل نسبی در زمینه عرضه و تقاضا آب است که با ایجاد نظام جامع مدیریت آب پدیدار می‌گردد. مواد و روش‌ها: پژوهش حاضر در حوضه آبریز هیرمند در منطقه سیستان و با تاکید بر مسئله جریان رودخانه هیرمند و حجم آب چاه‌نیمه‌ها در طی سال‌های 13971379 صورت گرفته است. به منظور کنترل تراز چاه‌نیمه‌ها، گام‌های مدلسازی توسعه داده شد و اساس مسئله در جریان شکل‌گیری نمودارهای جریان ذخیره مورد بررسی قرار گرفت. با بکارگیری از نرم‌افزار vensim اثر هرکدام از متغیرها، بر روی مسئله شبیه‌سازی شده و کالیبراسیون و صحت‌سنجی مدل به روش‌‌های مختلفی مانند آزمون‌های آماری مورد برازش قرار گرفته شد. یافته‌ها: نتایج آزمون‌ها حاکی از آن است که مدل با واقعیت مطابقت داشته است و رفتار مدل مطابق با رفتار سیستم در واقعیت میباشد. به گونه‌ای که طبق آزمون‌های آماری صورت گرفته بین مقادیر مشاهده شده و شبیه‌سازی شده برای متغیر ذخایر چاه نیمه ضریب تعیین برابر 84/0، خطای جذر میانیگن مربعات ( ) برابر 25/0 و معیار نش ساتکلیف برابر 77/0 در سال 1397 می‌باشد. براساس یافته‌های بدست آمده، مقادیر تقاضا برای نیازهای مختلف کشاورزی، شرب و محیط زیست در سال‌های آینده افزایش می‌یابد. میزان کل تقاضا در سال 1410 از 01/1350 به 93/1515 میلیون متر مکعب می‌رسد که تامین نیازها با وجود کاهش منابع سیستم غیر ممکن خواهد شد. بیشترین افزایش در میزان تقاضاها در بخش کشاورزی و شرب خواهد بود. نتایج حاصل از سناریوها نشان می‌دهد که سیاست‌های راندمان آبیاری 70 درصد در بخش کشاورزی و کاهش تلفات آب (کاهش تبخیر به میزان 50%) مبتنی بر سناریوهای پیشنهادی توسط مدل اجرا گردید.نتیجه‌گیری: نتایج نشان می‌دهد که سیاست‌های راندمان آبیاری 70 درصد در بخش کشاورزی و کاهش تلفات آب (کاهش تبخیر به میزان 50%) مبتنی بر سناریوهای پیشنهادی توسط مدل اجرا گردید. با بررسی نتایج این سناریوها مشاهده می‌گردد که هر یک از این راهکارها، باعث کاهش کمبود آب در سال‌های آتی می‌گردد ولی بهترین نتیجه در سناریوی اول (راندمان آبیاری 70 درصد در بخش کشاورزی) حاصل شده است. در حالت کلی یافته‌ها نشان می‌‌دهد که ادامه روند مصرف فعلی و به تبع آن ادامه برداشت از منابع آب با همین روند، اثرات جبران ناپذیری در پی خواهد داشت. در این وضعیت مدلسازی مصرف بهینه در بخش های مختلف، رعایت شرایط حدی و فرهنگ‌سازی مبتنی بر عدم اسراف جزو مسائل کلیدی در مدیریت بحران می باشد و یکی از اساسی ترین پایه‌های مدیریت مصرف می باشد.

Simulation and Dynamics of Hirmand Basin Water Resources System under management scenarios

Background and Objectives: One of the most important issues for mankind in the present century is access to water resources. Increasing population growth and expanding industry have made agricultural development in arid and semiarid regions a major challenge. The depletion of water resources and the critical situation in the drinking, agricultural, industrial and environmental sectors are a major problem. An essential principle is the relative balance of water supply and demand that emerges with the creation of a comprehensive water management system. Materials and Methods: The present study was carried out in Hirmand catchment in Sistan area, focusing on the issue of Hirmand river flow and the volume of Chah Nimeh. In order to control the alignment of Chah Nimeh, modeling steps were developed and the basis of the problem was investigated in the process of forming flowstorage diagrams. Using Vensim software, the effect of each variable was simulated on the problem and the calibration and model validation were fitted to different methods such as statistical tests. Results: The results of the tests show that the model corresponds to reality and the model behavior is consistent with the behavior of the system in reality. According to the statistical tests performed, between the observed and simulated values for the well reserves variable, the coefficient of determination is equal to 0.84, the root mean square error (RSME) is equal to 0.25 and the NashSutcliffe criterion is equal to It is 0.77 in 2019. According to the findings, the demand for various agricultural, drinking and environmental needs will increase in the coming years. The total demand in 1410 will increase from 1350.01 to 1515.93 million cubic meters, which will be impossible to meet the needs despite the reduction of system resources. The largest increase in demand will be in the agricultural and drinking sectors.The results of the scenarios show that the policies of 70% irrigation efficiency in the agricultural sector and reduction of water losses (reduction of evaporation by 50%) based on the proposed scenarios were implemented by the model.Conclusion: The results show that the irrigation efficiency policies of 70% in the agricultural sector and the reduction of water losses (reduction of evaporation by 50%) based on the proposed scenarios were implemented by the model. Examining the results of these scenarios, it is seen that each of these solutions will reduce water shortage in the coming years, but the best result has been achieved in the first scenario (70% irrigation efficiency in the agricultural sector). In general, the findings show that the continuation of the current consumption trend and, consequently, the continued withdrawal of water resources with the same trend, will have irreparable effects. In this situation, modeling optimal consumption in different sectors, observing limit conditions and creating a culture based on nonextravagance is one of the key issues in crisis management and is one of the most basic foundations of consumption management.