اثرات راهبردهای تطبیقی بر مدیریت منابع آب در دشت مشهد: کاربرد مدل‌های اقتصادی- هیدرولوژیکی و رفتاری

نوع مقاله : مقالات پژوهشی به زبان انگلیسی

نویسندگان

• سامان ضیایی
• حسن سخدری
• محمود احمدپور
• حمید محمدی

گروه اقتصاد کشاورزی، دانشگاه زابل، زابل، ایران

https://doi.org/10.22067/jead.2022.78289.1151

چکیده

استان خراسان رضوی هم‌اکنون بحرانی‌ترین منابع آبی زیرزمینی در سطح کشور را داراست به طوری که افت سطح آب‌­های زیرزمینی در این استان به یک متر رسیده است. دشت مشهد در طی سال­های اخیر با بحران خشکسالی و کم‌آبی دست ‌و پنجه نرم می­‌کند. منشا بحران خشکسالی برداشت­های بی­رویه و گرمایش جهانی است. مدیریت جامع منابع آب با توجه به ماهیت پیچیده مسائل آب، رشد سریع جمعیت، نیاز به آب برای مصارف مختلف و منابع آبی محدود، نیازمند روش‌هایی است که دیدگاه‌های فنی، اقتصادی، زیست‌محیطی، اجتماعی و منطقی را در یک قالب یکپارچه گردآوری نماید. یکی از ابزارهای مدیریت جامع منابع آب، استفاده از روش‌های هیدرولوژیکی اقتصادی به منظور شبیه­سازی وضعیت کنونی حوضه­های آبریز و بررسی اثرات سناریوها و سیاست­های مختلف می­باشد. در مطالعه‌ی حاضر به منظور شبیه­سازی وضعیت هیدرولوژیکی دشت مشهد و بررسی اثرات سناریوهای مختلف از یک مدل اقتصادی- هیدرولوژیکی استفاده شد. در گام بعد به‌ منظور رسیدن به توافق با ذینفعان بر سر اجرای سناریوهای مختلف حفاظتی از مدل عامل محور استفاده گردید. نتایج مدل هیدرولوژیکی- اقتصادی نشان دادند که با اتخاذ سناریوهای تطبیقی امکان کاهش تقاضای آب بخش ‌کشاورزی و در نتیجه مصرف آب سطحی و زیرزمینی در این بخش وجود دارد. همچنین اجرای سناریوهای مختلف تطبیقی موجب تغییر الگوی کشت کنونی خواهد شد. از سوی دیگر نتایج مدل­سازی عامل محور نشان داد که میان میزان آب در دسترس ناشی از راهبردها و تقاضای آب تفاوت زیادی وجود دارد که این موضوع موجب خواهد شد که کشاورزان با اجرای سناریوهای حفاظتی همکاری نکنند. اما با به کارگیری سیاست­های تشویقی می­توان برخی از کشاورزان نماینده را به اجرای سناریوهای تطبیقی راضی نمود.

کلیدواژه‌ها

• دشت مشهد
• راهبردهای تطبیقی
• منابع آب
• مدل اقتصادی-هیدرولوژیکی

20.1001.1.20084722.1401.36.4.7.0

موضوعات

• اقتصاد کشاورزی

عنوان مقاله [English]

The Effects of Adaptation Strategies on Water Resources Management in Mashhad Plain: The Application of Hydro-economic-behavioural Modeling

نویسندگان [English]

• S. Ziaee
• H. Sakhdari
• M. Ahmadpour
• H. Mohammadi

Department of Agricultural Economics, University of Zabol, Zabol, Iran

چکیده [English]

Khorasan Razavi Province suffers from the most critical groundwater resources in Iran, i.e. the groundwater decline has reached 1 m; 34 out of 37 water plains are banned in Khorasan Razavi Province. Recently, Mashhad plain has been fighting with the crisis of drought and water scarcity. Illegal harvesting from groundwater resources and the warming trend caused by change in climate have exacerbated the crisis. Comprehensive water resources management, assuming the complicated nature of water-related issues, rapid growth of population, water requirement for a variety of purposes, and limited water resources, requires novel methods to stack up technical, economic, environmental, social, and logical perspectives in an integrated forum. One of the tools for comprehensive water resources management is utilizing hydro-economic models to simulate the present status of drainage basins and evaluate the impacts of different scenarios and policies. The current study used a hydro-economic model to simulate the hydrological status of Mashhad plain and evaluate the impacts of different scenarios. Then, the agent-based model (ABM) was used in order to reach an agreement with stakeholders on executing different conservation scenarios. The hydro-economic model results revealed that reducing the water demand of the agricultural sector and, as a result, surface and groundwater consumption is possible through following adaptation scenarios. Implementing various adaptation scenarios may alter the present cultivation pattern. Moreover, the ABM results showed a significant difference between the volume of available water, due to the execution of strategies, and water demand, bringing about the lack of farmers’ cooperation regarding the implementation of conservation scenarios. However, through applying some incentive policies, a number of representative farmers may agree to pursue adaptation scenarios.

کلیدواژه‌ها [English]

• Adaptation strategies
• Water resources
• Hydro-economic model
• Mashhad Plain

مراجع

1. Akhbari, M., & Grigg, N.S. (2015). Managing water resources conflicts: Modelling behaviour in a decision tool. Water Resources Management 29(14): 5201-5216. https://doi.org/10.1007/s11269-015-1113-9.
2. Pouran, R., Raghofer, H., Ghasemi, A., & Bazazan, F. (2016). Calculating the economic value of virtual water with the approach of maximizing the productivity of irrigation water. Applied Economic Studies of Iran 21: 189-212. (In Persian with English abstract)
3.  Barthel, R., Janisch, S., Nickel, D., Trifkovic, A., & Hörhan, T. (2010). Using the multiactor-approach in Glowa-Danube to simulate decisions for the water supply sector under conditions of global climate change. Water Resources Management 24(2): 239-275. https://doi.org/10.1007/s11269-009-9445-y.
4. Dawadi, S., & Ahmad, S. (2013). Evaluating the impact of demand-side management on water resources under changing climatic conditions and increasing population. Journal of Environmental Management 114: 261-275.
5.  Edwards, P., Preece, A., Pignotti, E., Polhill, G., & Gotts, N. (2005, June). Lessons learnt from deployment of a social simulation tool to the semantic Grid. In Proceedings of First International Conference on e-Social Science (pp. 22-24).
6. Esteve, P., Varela-Ortega, C., Blanco-Gutiérrez, I., & Downing, T.E. (2015). A hydro-economic model for the assessment of climate change impacts and adaptation in irrigated agriculture. Ecological Economics 120: 49-58.
7. Forni, L. G., Medellín-Azuara, J., Tansey, M., Young, C., Purkey, D., & Howitt, R. (2016). Integrating complex economic and hydrologic planning models: An application for drought under climate change analysis. Water Resources and Economics 16: 15-27. https://doi.org/10.22067/jead.2021.17801.0.
8. Gleick, P.H., & Palaniappan, M. (2010). Peak water limits to freshwater withdrawal and use. Proceedings of the National Academy of Sciences 107(25): 11155-11162.
9. Harou, J.J., Pulido-Velazquez, M., Rosenberg, D. E., Medellín-Azuara, J., Lund, J.R., & Howitt, R.E. (2009). Hydro-economic models: Concepts, design, applications, and future prospects. Journal of Hydrology 375(3-4): 627-643.
10. Hosseini, S.A., & Bagheri, A. (2011). Dynamic modeling of Mashhad plain water resources system for analyzing sustainable development strategies. Journal of Water and Wastewater 4: 39-28. (In Persian with English abstract)
11.  Nasirzadeh, F., Afshar, A., & Khanzadi, M. (2008). Dynamic risk analysis in construction projects. Canadian Journal of Civil Engineering 35(8): 820-831.
12. Nazim Al Sadat, M., Samani, N., Bari, A., & Molayi Niko, M. (2006). The effective force of El Nino-Southern Oscillation phenomenon on climate change in Iran, using precipitation data analysis. Iranian Journal of Science and Technology 4: 565-555. (In Persian with English abstract)
13. Nikolic, V.V., & Simonovic, S.P. (2015). Multi-method modeling framework for support of integrated water resources management. Environmental Processes 2(3): 461-483.
14. Shahnooshi, N., Naqvi, S., & Azam Rahmati, A. (2015). The relationship between population and water crisis and its impact on macroeconomic variables. First National Water Economics Conference, Tehran: Iran Water and Wastewater Engineering Company. (In Persian with English abstract)
15. Sherafatpour, Z., Roozbahani, A., & Hasani, Y. (2019). Agricultural water allocation by integration of hydro-economic modeling with Bayesian networks and random forest approaches. Water Resources Management 33(7): 2277-2299.
16.  Ward, F.A., & Pulido-Velazquez, M. (2008). Water conservation in irrigation can increase water use. Proceedings of the National Academy of Sciences 105(47): 18215-18220. https://doi.org/10.1073/pnas.0805554105.
17. Yazdani, Qanadzadeh, M., & Faiz Elahi, H. (2016). Quantitative and qualitative analysis of groundwater resources of Mashhad-Chenaran plain. The third international conference on research in agriculture and environment, permanent secretariat of the conference, Hamedan. (In Persian with English abstract)
18. Zekri, S., Madani, K., Bazargan-Lari, M.R., Kotagama, H., & Kalbus, E. (2017). Feasibility of adopting smart water meters in aquifer management: An integrated hydro-economic analysis. Agricultural Water Management 181: 85-93. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2016.11.022.