ارزیابی زیست‌محیطی استخراج منابع آب‌های زیرزمینی با رویکرد رابطه آب و انرژی

یکی از منابع اصلی انتشار گازهای گلخانه‌ای، مصرف انرژی برای پمپاژ آب‌های زیرزمینی است. برای رسیدن به پایداری زیست‌محیطی و کاهش اثرات تغییر اقلیم، کاهش مصرف انرژی از اهمیت زیادی برخوردار است. در این مطالعه، میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشی از استخراج آب‌های زیرزمینی در آبخوان‌های استان گیلان بررسی شد. بعد از بررسی وضعیت استخراج آب‌های زیرزمینی و انواع پمپ‌های استخراج آب در هر یک از آبخوان‌ها، مقادیر انرژی مصرفی، میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای و شاخص پدیده تغییر اقلیم مربوط به آن محاسبه شد. بررسی‌های اولیه نشان داد که 55 درصد از چاه‌های واقع در منطقه دیزلی هستند، در‌حالی که، 51.3 درصد انرژی مورد نیاز برای استخراج آب‌های زیرزمینی از طریق پمپ‌های الکتریکی تامین می‌شود. همچنین مجموع انتشار گازهای گلخانه‌ای و مقدار شاخص تغییر اقلیم در وضعیت موجود 8.98 و 7.59 میلیون کیلوگرم دی‌اکسیدکربن معادل براورد شد. در راستای رسیدن به پایداری زیست‌محیطی و امنیت انرژی، سناریوهای برقی کردن چاه‌های دیزلی و استفاده از انرژی خورشیدی بررسی شد. نتایج حاصل از سناریوها نشان داد که برقی کردن چاه‌های دیزلی، تاثیر زیادی بر کاهش میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای ندارد، در‌حالی که، استفاده از انرژی خورشیدی تاثیر قابل توجهی در کاهش گازهای گلخانه‌ای دارد، به‌طوری که، با اجرای سناریوی استفاده از پمپ‌های خورشیدی در ماه‌های خرداد، تیر و مرداد در بخش کشاورزی، باعث کاهش 44.4 درصدی میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای می‌شود. بنابراین بهتر است در برنامه‌ریزی‌های آینده، سیاست‌هایی اتخاذ شود تا استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیری مانند انرژی خورشیدی معمول شود.

Environmental Assessment of Groundwater Pumping by Using Water and Energy Nexus

One of the main sources of greenhouse gas (GHG) emissions is the use of energy for groundwater pumping. Reducing energy consumption is very important to achieve the environmental sustainability and decrease the climate change impacts. In this paper, the amount of greenhouse gas emissions from groundwater pumping in the Guilan rsquo;s aquifers was investigated. Firstly, groundwater depletion and the types of pumps for water pumping were examined in the current condition; then, the values of consumed energy, GHG emissions and climate change indicator of the current condition were estimated. The primary investigations showed that 55 percent of wells in the studied region had a diesel engine pump, while 51.3 percent of the required energy for groundwater pumping was supplied by electric pump. Calculated total GHG emissions and the value of climate change indicator in the current condition were equal to 8.98 and 7.59 Milion kg CO2 eq , respectively. In order to achieve environmental sustainability and energy security, scenarios of replacing electric pumps and applying solar energy were examined. The results of the scenarios showed that diesel fuel wells had no significant effect on the reduction of greenhouse gas emissions, but the use of solar energy reduced them. GHG emissions, in comparison with the base scenarios, were decreased by 44.4% in June, July and August, respectively, by applying the scenario of using the solar pump in agricultural section. Therefore, it is preferred to apply policies in future planning to use renewable energies such as solar energy instead of diesel and electricity energy.