-245561-458

5313990-442419

نشریه حفاظت منابع آب و خاك، سال سوم، شماره چهارم، تابستان 1393

ارزیابی سناریوهاي توسعه سیستم هاي آبیاري تحت فشار بر منابع آب زیرزمینی با استفاده از مدل سازي پویایی سیستم

حمزه علی علیزاده1، عبدالمجید لیاقت2* و تیمور سهرابی3

1) دانشجوي دکتري؛ گروه مهندسی آبیاري و آبادانی؛ دانشکده مهندسی و فناوري کشاورزي؛ پردیس کشاورزي و منابع طبیعی دانشگاه تهران؛ کرج؛ ایران
2*) استاد؛ گروه مهندسی آبیاري و آبادانی؛ دانشکده مهندسی و فناوري کشاورزي؛ پردیس کشاورزي و منابع طبیعی دانشگاه تهران؛ کرج؛ ایران
*نویسنده مسئول مکاتبات: [email protected]
1970333338115

3) استاد؛ گروه مهندسی آبیاري و آبادانی؛ دانشکده مهندسی و فناوري کشاورزي؛ پردیس کشاورزي و منابع طبیعی دانشگاه تهران؛ کرج؛ ایران تاریخ دریافت: 08/08/1392 تاریخ پذیرش: 11/04/1393

چکیده
توسعۀ سیستم هاي آبیاري تحت فشار از دیدگاه مدیریت بهینۀ منابع آب بسیار مهم می باشد .هدف از این پژوهش بررسی اثرات توسعه سیستم هاي آبیاري تحت فشار بر پایداري کشاورزي دشت ورامین و اثر مشوق هاي دولتی بر توسعه این سیستم ها بود. بدین منظور با استفاده از روش پویایی سیستم که قابلیت مناسبی در مدل سازي محیط هاي پیچیده دارد، مدل مدیریت یکپارچه منابع آب دشت ورامین با لحاظ جنبه هاي اقتصادي و زیست محیطی تدوین شد. نتایج نشان داد که توسعه بدون برنامه سیستم هاي آبیاري تحت فشار نه تنها باعث صرفه جویی در مصرف آب نمی شود، بلکه منجر به تخریب آبخوان هاي زیرزمینی کشور می شود. نتایج همچنین نشان داد که در صورت استفاده از منابع آب سطحی، توسعه سیستم هاي آبیاري بارانی اگر با افزایش سطح کشت همراه نباشد باعث افزایش درآمدهاي ملی و کاهش افت آب هاي زیرزمینی خواهد شد. در غیر این صورت اگر کشاورزان اقدام به افزایش سطح کشت نمایند دولت با کمک مالی به کشاورزان به نابودي منابع آب زیرزمینی کشور کمک کرده است. در صورت توسعه سیستم هاي آبیاري تحت فشار در اراضی که از آب زیرزمینی استفاده می کنند، در هر دو شرایط بدون افزایش سطح کشت و با افزایش سطح کشت( 20 درصد افزایش سطح کشت) وضعیت کمی آب زیرزمینی بهبود خواهد یافت؛ هر چند بهبود در شرایط افزایش کشت جزئی می باشد. بنابراین ارائه تسهیلات توسعه سیستم هاي آبیاري بارانی تنها به شرط حفظ سطح کشت و کاهش مصرف آب به پایداري کشاورزي کشور کمک می کند. براي دستیابی به کشاورزي پایدار پیشنهاد می شود که دادن تسهیلات به کشاورزان اولویت بندي شود. به این صورت که دادن تسهیلات به بهره برداران آبهاي زیرزمینی براي توسعه آبیاري تحت فشار در اولویت اول، توسعه سیستم هاي آبیاري خرد (تیپ و قطره اي) به علت اینکه داراي کمترین تبخیر از سطح خاك می باشند در اولویت دوم و سیستم هاي آبیاري سطحی مکانیزه و سیستم هاي آبیاري بارانی نوین مانند LESA که تبخیر و بادبردگی در آنها حذف شده در اولویت سوم قرار گیرد.

کلید واژه ها: آبخوان؛ توسعه پایدار؛ مدیریت تقاضا
مقدمه
67763138089443

سال

سوم

/
شماره

4
/

تابستان

93

سال

سوم

/

شماره

4

/

تابستان

93

مهم ترین محدودیت توسعه کشاورزي ایران کمبود آب می باشد. در ده هاي اخیر سدها و تاسیسات آبرسانی زیادي با هدف عرضه هرچه بیشتر منابع آب به بخش هاي مصرف کننده کشور احداث شده است. محدود بودن منابع آب کشور از یک سو و رشد فزاینده تقاضاي آب در بخش هاي مختلف از سوي دیگر باعث ایجاد شکاف بین عرضه و تقاضاي آب شده است (ناصري و همکاران ،1390؛ آبابایی و همکاران ،1391). با توجه محدودیت منابع آب قابل عرضه در کشورهایی مانند ایران که با محدودیت فیزیکی آب مواجه هستند، سرمایه گذاري هايبیشتر در بخش عرضه آب هاي متعارف قادر به پاسخ گویی به افزایش تقاضاي آب نمی باشد. بنابراین راه حل بحران آب را می توان در چگونگی توسعه و مدیریت صحیح منابع آبی جستجو نمود. به عبارت دیگر مدیریت تقاضا مهمترین راه مقابله با بحران آب در مناطق خشک و نیمه خشک می باشد. مدیریت تقاضاي آب عبارت از بهره برداري بهتر و کاراتر از آب است که از طریق وضع قوانین، تدوین آیین نامه ها، استفاده از ابزارهاي اقتصادي و برنامه ریزي و نظارت و مشارکت بهره برداران امکان پذیر می باشد. مهمترین راهکار مدیریت تقاضا در بخش کشاورزي افزایش راندمان آبیاري از طریق نوسازي کانال هاي انتقال آب، توسعه سیستم هاي آبیاري تحت فشار، کم آبیاري و استفاده مجدد از آب هاي برگشتی می باشد. در سال هاي اخیر با گسترش علم آبیاري ،روي آوري به سامانه هاي آبیاري جدید با هدف ارتقاي راندمان آبیاري مد نظر مدیران، کشاورزان و محققین قرار گرفته است. سیستم آبیاري تحت فشار مانند هر فناوري دیگر ممکن است مسائل و مشکلاتی براي کشاورزان بوجود آورد که سبب رها کردن و یا استفاده ناکارآمد از این سیستم شود. مهمترین عوامل بازدارنده توسعه سیستم هاي آبیاري تحت فشار بالابودن هزینه هاي سرمایه گذاري، نداشتن صرفه اقتصادي (کوتاه مدت) و ضعف ترویج و آموزش (که نتوانسته موفقیت این سیستم ها را به طور عینی به کشاورزان نشان دهد) می باشد. در زمینه ارزیابی سیستم هاي آبیاري تحت فشار در سطح مزرعه تحقیقات زیادي انجام شده است. از آن جمله می توان به ارزیابی راندمان آبیاري (قمرنیا و همکاران ،1389؛ حاج آقا علیزاده و همکاران، 1384) و ارزیابی اقتصادي( Sezen et 2011al., ) اشاره نمود .Arnold (2011) طی تحقیق 2 ساله در ایالت کلرادو آمریکا انواع سیستم هاي آبیاري موجود را مورد ارزیابی قرار داد. در آن تحقیق میانگین نفوذ عمقی در سیستم هاي آبیاري سطحی بین 29 تا 39 درصد و در آبیاري بارانی بین 5 تا 15 درصد محاسبه شد .
Rogers (1997) تلفات تبخیر مستقیم در سیستم آبیاري بارانی را حدود 3 تا 5 درصد و تلفات تبخیر حاصل از برگاب (آب روي برگ ها) را حدود 10 تا 15 درصد و در مجموع 13 تا 20 درصد محاسبه نمود. استگمن( 1980) تلفات نفوذ عمقی در سیستم آبیاري بارانی 10 تا 15 درصد، تلفات بادبردگی و تبخیر 15 تا 20 درصد و راندمان کاربرد آبیاري را 70 درصد محاسبه نمودند .
راندمان آبیاري بارانی در ایران بسیار پایین تر از حد انتظار می باشد .سهراب و عباسی( 1388) بازده کاربرد آبیاري بارانی کلاسیک را 9/57 درصد و آبیاري کرتی را 6/52 گزارش کردند. سپاسخواه (1383) نتایج حاصل از مطالعات انجام شده در خصوص بازده آبیاري در روش هاي آبیاري سطحی در کشور را ارزیابی نمود. نتایج نشان داد که بازده آبیاري سطحی در کشور از مقدار واقعی آن کمتر گزارش شده است. یکی از علت ها، روش نه چندان درست اندازه گیري بازده کاربرد آبیاري در مزرعه
است. نگرش مجدد به بازده کاربرد آب در مزرعه نشان داد در شرایطی که طراحی و مدیریت درستی براي آبیاري سطحی در مزرعه به کاربرده شود، می توان انتظار بازده 70 درصد را داشت. این مقدار می تواند با بازده آبیاري بارانی رقابت نماید. از طرف دیگر تاکنون مطالعات اندکی در زمینه اثرات توسعه سیستم هاي آبیاري تحت فشار در سطح حوضه آبریز انجام شده است. همانگونه که مدیریت آب در سطح مزرعه با سطح حوضه آبریز متفاوت است ،توسعه و توصیه یک سیتسم آبیاري در سطح مزرعه با سطح حوضه آبریز نتایج متفاوتی به بار خواهد آورد. به عنوان مثال نفوذ عمقی سیستم آبیاري کرتی ممکن است در سطح مزرعه یک عیب ولی در سطح حوضه آبریز به علت تغذیه آبخوان مزیت شمرده شود. بر عکس در مورد سیستم آبیاري بارانی کاهش نفوذ عمقی در سطح مزرعه مزیت ولی در سطح حوضه ممکن است عیب به شمار آید. از طرف دیگر سیستم هاي آبیاري مختلف در شرایط اقلیمی، اجتماعی و اقتصادي مختلف، نتایج متفاوتی به بار خواهند آورد. به عنوان مثال توسعه سیستم هاي آبیاري بارانی کلاسیک در مناطق گرم و خشک باعث افزایش شدید تلفات تبخیر و بادبردگی در سیستم هاي آبیاري بارانی خواهد شد( 2013 ,Evans et al). در کشورهاي توسعه یافته به علت کاهش نیروي کار در بخش کشاورزي و افزایش اشتغال در بخش صنعت و خدمات توسعه سیستم هاي با نیاز کارگري کم حسن ولی در کشورهایی مانند ایران که میزان اشتغال در بخش کشاورزي قابل ملاحظه می باشد، عیب به شمار می رود .هر چند مثال هاي فوق نسبی بوده و در همه موارد صادق نمی باشد، لیکن نشان دهنده پیچیدگی انتخاب سیستم آبیاري مناسب جهت نیل به کشاورزي پایدار می باشند .از این رو مدلی که بتواند تمامی ابعاد انتخاب سیستم آبیاري و برهم کنش سناریوهاي مختلف توسعه را متناسب با شرایط اقلیمی شبیه سازي کند و با آن مدل بتوان راهکارهاي طراحی و مدیریتی مختلف را سنجید می تواند کمک زیادي به حل مسایل این بخش کند. روش پویایی سیستم ها در زمینه مدل سازي پیچیدگی هاي سیستم هاي منابع آب قابلیت خوبی دارد. در سال هاي اخیرمطالعات زیادي در زمینه پویایی سیستم ها از جمله در زمینه مدیریت یکپارچه منابع آب (Zarghami and Akbariyeh,
Bhatkoti et ) مدیریت عرضه و تقاضاي منابع آب ،(2012 Adeniran et al., و Goldani et al,. 2011 ،al., 2011
2010)، تخصیص منابع آب (2009 ,.Li et al)، بهینه سازي درجه تصفیه فاضلاب شهري (2013 ,.Nasiri et al)، شیرین سازي آب دریا (2008Udono and Sitte, )، مدیریت کم آبی (2011Masike, )، توسعه سیاست گذاري مالی خودکفا در مدیریت سیستم هاي آب و فاضلاب (2011 Rehan et al.,) انجام شده است. همانطور که اشاره شد، هر چند در حوزه ارزیابی سیستم هاي آبیاري مطالعات متعددي انجام شده است. لیکن اغلب این مطالعات در سطح مزرعه انجام شده و به یک موضوع
مدل سازي
خاص (ارزیابی اقتصادي، راندمان و …) پرداخته و اندازه گیري راندمان واقعی سیستم ها مد نظر قرار نگرفته است. هدف از این مطالعه بررسی اثرات توسعه سیستم هاي آبیاري تحت فشار با لحاظ مجموعه عوامل مهم مدیریتی (اقتصادي، زیست محیطی و)… در کنار هم و به شکل یک سیستم یکپارچه می باشد.

مواد و روش ها
منطقه مورد مطالعه
محدوده مطالعاتی ورامین در جنوب شرقی تهران واقع شده است و داراي مساحت 1584کیلومترمربع است.
4273278101634

سال

سوم

/
شماره

4
/

تابستان

93

سال



قیمت: تومان

دسته بندی : منابع آب خاک

دیدگاهتان را بنویسید