Integrated Approach of Water, Energy and Food in Water Resources Management (Case Study: Mashhad Catchment)

Document Type : Original Article

Authors

1 Department of Water Science and Engineering, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad

2 Water engineering and science of Ferdowsi University of Mashhad

3 Professor, Water Engineering Department, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad., Mashhad., Iran

Abstract

The growing population of the world, particularly in the developing world, on the one hand, and the need to provide food for this over expanding population on the other, has had nothing but an overwhelming harvest of resources. To chase the United Nations' sustainable development goals, researchers have developed a variety of interdisciplinary approaches to achieve some kind of dynamic balance in the production and consumption of resources. The most important of those goals are Water, Energy, and Food (WEF) Nexus. WEF nexus management with the aim of water and energy security requires integrated approaches to analysis to be able to plan appropriately and cost-effectively. Iran, with its arid and semi-arid climate and limited water resources, nowadays needs more water, food and energy security than ever before. Considering the importance of the issue, one of the most critical plains of Iran, the Mashhad study area, is discussed. This study area attracts the attention of many executives and policymakers due to metropolitan Mashhad city with a significant population (fixed and variable). In this study, the WEAP software was used for water and food resources management and LEAP software for energy sector management. Two scenarios were considered to assess the WEF Nexus approach. The first scenario defined the interaction of resources and consumption without considering the WEF Nexus approach and the second scenario with the WEF Nexus approach. After reviewing and comparing both scenarios results, it is concluded that the condition of the study area is much more critical by considering the WEF Nexus approach than the Non-WEF nexus approach.

Keywords

References

آقایی، س. 1392. مدیریت به‏هم پیوسته منابع آب دشت مشهد-چناران با استفاده از مدل WEAP. پایان‌نامه دوره کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد.
پورمحمد، ی.، موسوی بایگی، م.، علیزاده، ا.، و ضیایی، ع. 1396. برآورد بهره‌وری آب محصولات عمده دشت نیشابور و بهینه‌سازی سطح زیر کشت محصولات. فصلنامه آب‌وخاک 31 (1). 112-126.
توکلی، ا. 1390. برآورد تبخیر و تعرق مرجع در شرایط کمبود داده (مطالعه موردی؛ استان خراسان شمالی). پایان‌نامه دوره کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد.
شاهمحمدی، ع.، مفاخری، ص.، ویسی، ه.، و خوشبخت، ک.1396. رهیافتی برای دستیابی به توسعه پایدار پیوند آب، غذا و انرژی. شبکه مطالعات سیاست‌گذاری عمومی یافته‌های پژوهشی سیاستی. شاپا:2423-5385.
شرکت مهندسی مشاور طوس آب، ۱۳۸۸. مدیریت به‏هم پیوسته منابع آب (IWRM) حوضه‌آبریز کشف‌رود، گزارش جلد هفتم: مطالعات اجتماعی.
شرکت مهندسی مشاور طوس آب، 1388. مدیریت به‏هم پیوسته منابع آب (IWRM) حوضه‌آبریز کشف‌رود، گزارش جلد نهم: منابع آب (آب‌های زیرزمینی).
شرکت مهندسین مشاور هیدروتک توس، 1388، کتاب آب استان خراسان رضوی (محدوده مطالعاتی مشهد).
شرکت مادر تخصصی تولید نیروی برق حرارتی، 1396. مشخصات بهره‌برداری واحدهای نیروگاهی کشور.30/06/1397، دفتر فناوری اطلاعات و آمار.
شرکت مهندسی مشاور طوس آب، ۱۳۸۸. مدیریت به‏هم پیوسته منابع آب (IWRM) حوضه‌آبریز کشف‌رود، گزارش جلد یازدهم: مدیریت تقاضا (کشاورزی).
شرکت مهندسی مشاور کاوش پی مشهد، ۱۳۸۸. گزارشات سیمای طرح برنامه‌ریزی منابع آب سد ارداک.
شرکت مهندسی مشاور کاوش پی مشهد، ۱۳۸۸. گزارشات سیمای طرح برنامه‌ریزی منابع آب سد چالیدره.
شرکت مهندسی مشاور کاوش پی مشهد، ۱۳۸۸. گزارشات سیمای طرح برنامه‌ریزی منابع آب سد دولت‌آباد.
شرکت مهندسی مشاور کاوش پی مشهد، ۱۳۸۸. گزارشات سیمای طرح برنامه‌ریزی منابع آب سد طرق.
شرکت مهندسی مشاور کاوش پی مشهد، ۱۳۸۸. گزارشات سیمای طرح برنامه‌ریزی منابع آب سد کارده.
صفایی، و.، داوری، ک.، و پورمحمد, ی. 1398. ضرورت پیوند آب، انرژی و غذا بر اساس برنامه استراتژیک توسعه پایدار. آب و توسعه پایدار 6 (2). 9-14.‎
یزدان‌داد، ح.، کریمی، آ.، و فاتحی، ا. 1390. استفاده از انرژی نیروگاه بیوگاز مشهد در راستای حفاظت از محیط‌زیست. اولین کنفرانس بین‌المللی رویکردهای نوین در نگهداشت انرژی. تهران.
Karlberg, L. and Hoff, H. 2015. Tackling complexity: Understanding the food-energy-environment nexus in Ethiopia’s Lake Tana Sub-basin. Water Altern. vol. 8.1: 710–734.
Kaddoura, S. and El Khatib, S. 2017. Review of water-energy-food Nexus tools to improve the Nexus modelling approach for integrated policy making. Environ. Sci. Policy, vol. 77, pp. 114–121.
Lawford, R. Bogardi, J. Marx, S. Jain, S. Ringler, C. Wostl, C.P. and Meza, F. 2013. Science Direct Basin perspectives on the Water – Energy – Food Security Nexus. https://doi.org/10.1016/j.cosust.2013.11.005.
Oki, T. Kanae, S. 2006. Global hydrological cycles and world water resources. Science. 313.5790: 1068–1072.
Pourmohamad, Y. Alizadeh, A. Mousavi Baygi, M. Gebremichael, M. Ziaei, A.N. and Bannayan, M. 2019. Optimizing cropping area by proposing a combined water-energy productivity function for Neyshabur Basin, Iran. Agric. Water Manag. vol. 217, no. July 2017, pp. 131-140.
Pourmohamad, Y., Shahnazari, A., Emadi, AR., and Ahmadi, MZ. 2012. Effect of Dredging of Wetlands on Variation of Water Allocation in Alborz Dam Watershed Using WEAP Model. J Watershed Manag Res 2: 44-56.
Purkey, D. 2012. Integrated water-energy-emissions analysis: Applying LEAP and WEAP together in California. Policy Brief, SEI.
Stockholm Environment Institute (SEI). 2008. Water Evaluation and Planning system (WEAP) tutorial, a collection of stand-alone modules to aid in learning the WEAP software, Boston Center.
Wicaksono, A. and Kang, D. 2019. Nationwide simulation of water, energy, and food nexus: Case study in South Korea and Indonesia. Journal of Hydro-Environment Research, 22 (November 2018), 70-87. https://doi.org/10.1016/j.jher.2018.10.003.
Iranian Journal of Irrigation & Drainage
Volume 14, Issue 5 - Serial Number 83
January and February 2021
Pages 1708-1721

Files

Share

How to cite

Statistics