ارزیابی وضعیت منابع و مصارف آب با رویکرد حسابداری آب درحوضه آبریز رخ-نیشابور به کمک چارچوب WA+ در شرایط کمبود داده

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی آب- دانشکده مهندسی زراعی- دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری-ایران

2 گروه مهندسی آب،دانشکده مهندسی زراعی- دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری-ایران

3 گروه مهندسی آب- دانشکده کشاورزی- دانشگاه فردوسی- مشهد -ایران

4 گروه هیدروانفورماتیک، مرکز پژوهشی آب و محیط زیست شرق- مشهد

چکیده

توسعه سامانه‌های حسابداری آب یکی از مهم‌ترین زیرساخت‌ها در مدیریت منابع آب به شمار می‌رود. رشد فناوری‌های نوین از جمله سنجش از دور و مدل‌های هیدرولوژی سبب شده تا توسعه آنها با هدف مدیریتی کردن اجزای بیلان آب در دنیا گسترش یابد. هدف از پژوهش حاضر بررسی وضعیت منابع و مصارف آب در حوضه آبریز رخ- نیشابور با توسعه و کاربرد چارچوب حسابداری آب WA+ در شرایط کمبود داده است. برای این منظور رویکردی تلفیقی با استفاده از تحلیل تصاویر ماهواره‌ای و مدل‌سازی هیدرولوژیکی به کار گرفته شد و توسعه کاربرگ‌های منابع و مصارف آب در حوضه برای سه سال تر، نرمال و خشک بررسی شد. همچنین ارزیابی وضعیت منابع و مصارف حوضه با تعریف نمایه-های کارایی مختلف در این دوره انجام شد. نتایج نشان داد که این رویکرد به همراه کاربرد چارچوب WA+ می‌تواند نتایج ارزشمندی از شرایط و وضعیت منابع و مصارف آب در حوضه مورد مطالعه فراهم نماید. در کاربرگ‌های توسعه یافته نتایج «تبخیرتعرق طبیعی» در کاربری‌های مختلف زمین و همچنین سهم مصرف آب در بخش‌های کشاورزی با کاربرد مفهوم «تبخیرتعرق آبیاری» (610 میلیون‌مترمکعب)، شرب (15 میلیون‌مترمکعب) و صنعت (2 میلیون‌مترمکعب) به صورت جداگانه ارائه شد. تحلیل نمایه‌های کارایی نشان داد حوضه در شرایط کم‌یابی آب است و میزان مصرف به آب تجدیدپذیر در دوره پژوهش بیشتر از 1 بود که نشان دهنده ناپایداری حوضه است و اولین حاصل آن مشکلات اجتماعی و اقتصادی خواهد بود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Assessing the Status of Water Resources and Consumptions Using Water Accounting Approach in the Rokh-nishaboor Basin by WA+ Framework in Data Scarcity Condition

نویسندگان [English]

  • sahar khazaei 1
  • MAhmoud Raeini 2
  • kamran davary 3
  • mojtaba shafiei 4
1 Department of Water Engineering, Sari Agricultural sciences and Natural resources University.Iran
2 , Department of Water Engineering,- Sari Agricultural sciences and Natural resources University, Iran
3 Department of Water Engineering,-Ferdowsi University of Mashhad, Iran
4 Department of Hydroinformatics, -East Water &Environmental Research Institute- Mashhad, -Iran.
چکیده [English]

Development of water accounting frameworks is one of the most important infrastructures in water resources management. New technologies, including remote sensing and hydrology models, have been developed around the world to manage water balance components. The objective of this paper is assessing the status of water resources and consumptions by developing and applying WA+ framework in the Rokh-Nieshaboor basin in data scarcity condition. For this purpose, a combined approach has been applied to the use of satellite measurements and hydrological modelling.and developing water resources and consumption sheet Checked out for the basin for three years, wet, normal and dry year. Water resources and consumption in the basin were also assessed by defining different performance indices during this period.The results showed that this approach along with application of WA+ framework can provide valuable results from the conditions and status of water resources and consumptions in the studied basin.In the developed sheets, the results of " Landscape evapotranspiration " in different land uses, as well as the share of water consumption in agricultural sectors using the concepts of " Incremental evapotranspiration" (610 million cubic meters), drinking (15 million cubic meters) and industry (2 Million cubic meters) presented separately. The analysis of performance indices showed that the basin is in a water scarcity conditions and ratio of consumed water to renewable water in the study period was more than 1, indicating the instability of the basin and the first result would be social and economic problems.

کلیدواژه‌ها [English]

  • evapotranspiration
  • Remote sensing-
  • Performance Indices
  • SWAT
ایزدی، ع. 1392. کاربرد و ارزیابی یک مدل توسعه یافته تلفیقی آب زیرزمینی- آب سطحی در حوضه آبریز نیشابور. رساله دکتری. گروه مهندسی آب. دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد.

خزاعی س.، رائینی سرجاز، م.، داوری، ک و شفیعی، م. 1397. معرفی چارچوب حسابداری آب WA+. آب و توسعه پایدار. 5.2: 117-128.

شرکت آب منطقه­ای خراسان رضوی. 1390. مطالعات بهنگام سازی بیلان منابع آب محدوده­های مطالعاتی حوضه آبریز کویر مرکزی منتهی با سال آبی  90-89.، 5. ارزیابی منابع آب.

شفیعی، م.، مجیدی، م.، جودوی، ع و کریمی،پ. 1396. حسابداری آب: لزوم تعریف ماموریت جدید دفاتر مطالعات پایه شرکت­های آب منطقه­ای کشور با هدف تغییر رویکرد از تولید داده خام به کیمیاگری. اولین اجلاس هم­اندیشی با  متخصصان علوم  آب و محیط زیست .وزارت نیرو.

علیزاده، الف.، ایزدی، ع.، داوری، ک.، ضیائی، ع.، اخوان، س و حمیدی، ز. 1392. برآورد تبخیرتعرق واقعی در مقیاس سال- حوضه با استفاده از SWAT . نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 2. 7: 243-258.

فرخ نیا، الف.، مرید، س.، دلاور، م و عباسپور، ک. 1397. توسعه مدل SWAT_LU برای بررسی و شبیه­سازی علل افت تراز دریاچه ارومیه و ارزیابی اثربخشی راه­کارهای مطرح در احیای آن. بخش سوم: تحلیل حسابداری آب و ارزیابی راه­کارهای احیای دریاچه ارومیه. 6. 12: 1362-1380.

کولائیان، ع. و غلامی سفیدکوهی، م. 1391. معرفی بهترین روش تعیین بارندگی مؤثر کشت برنج در شهرستان قائمشهر. سومین همایش ملی مدیریت جامع مدیریت منابع آب. دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری.

میان­آبادی، الف.، علیزاده، الف.، ثنایی­نژاد، ح.، قهرمان، ب و داوری، ک. 1395. ارزیابی الگوریتم سبال برای تخمین تبخیرتعرق واقعی حوضه آبریز نیشابور-رخ با استفاده از مدل SWAT. نشریه پژوهش آب در کشاورزی. 3. 4.

Abbaspour, K. C., Rouholahnejad, E., Vaghefi, S., Srinivasan, R., Yang, H and Klove, B. 2015. A continental-scale hydrology and water quality model for Europe: Calibration and uncertainty of a high-resolution large-scale SWAT model. Journal of Hydrology. 524: 733–752.

Akhavan, S., Abedi-Koupai, J., Mousavi, S.F., Afyuni, M., Eslamian, S.S., and Abbaspour K.C. 2010. Application of SWAT model to investigate nitrate leaching in Hamadan-Bahar  watershed, Iran. Agriculture, Ecosystems and Environment, 139: 675-688.

Asano, T., Leverenz, H., Tsuchihashi, R and Tchobanoglous, G. 2006. Water reuse: issues, technologies, and applications. 1st Ed.

Bastiaanssen, W. G. M. 2000. SEBAL-based sensible and latent heat fluxes in the irrigated  Gediz Basin, Turkey.  Journal of Hydrology, 229(1-2):87–100. DOI: 10/1016/S0022-1694(99)00202-4.

Bastiaanssen, W., Than, H. L and Fenn, M. 2015.  Water Accounting Plus (WA+) for Reporting Water Resources Conditions and Management: A Case Study in the Ca River Basin, Vietnam, Winrock international.

Falkenmark, M. and widstrand, c. 1992. Population and water resources: a delicate balance. Population Bulletin. 47. 3:1-36.

Falkenmark, M. 1994. The dangerous spiral: Near-future risks for water-related eco-conflicts. Paper read at ICRC Symposium.

Green. C. H and Griensven, A.V. 2008. Autocalibration in hydrologic modeling: Using  SWAT2005 in small-scale watersheds. Environmental modeling and software. 23: 422-434.

Hargreaves, G and Samani, Z. 1982. Estimating potential evapotranspiration. Journal of the Irrigation and Drainage Division, 108.3:225–230.

Karimi, P., Bastiaanssen, W. M and Molden, D. 2013a. Water Accounting Plus (WAC) – a water accounting procedure for complex river basins based on satellite measurements. Hydrol. Earth Syst. Sci. 17: 2459–2472.

Karimi, P., Bastiaanssen, W. M., Molden, D and Cheema, M. M. 2013b. Basin-wide water accounting based on remote sensing data: an application for the Indus Basin, Hydrol. Earth Syst. Sci. 17:2473–2486.

Li, Z., Shao, Q., Xu. Z and Cai, X. 2010. Analysis of parameter uncertainty in semi-distributed hydrological models using bootstrap method: A case study of SWAT model applied to Yingluoxia watershed in northwest China. Journal of Hydrology. 385: 76-83.

McKee, T.B., Doesken, N. J and Kleist, J. 1995. Drought Monitoring with Multiple Time Scales. Proceeding of the Ninth Conference on Applied Climatology. American Meteorological Society: Boston.

Milewski, A., Sultan, M., Yan, E., Becker, R., Abdeldayem, A., Soliman, F., and Gelil, K.A. 2009. A remote sensing solution for estimating runoff and recharge in arid environments. Journal of Hydrology. 373: 1-14.

Moriasi, D.N., Arnold, J.G., Van Liew, M. W., Binger, R. L., Harmel, R. D and Veith,  T. 2007. Model evaluation guidelines for systematic quantification of accuracy in watershed simulations. Transactions of American Society of Agricultural and Biological Engineers. 50.3: 885-900.

Monzonís, M. P., Solera, A., Ferrer, J., Estrela, T and Paredes-Arquiola, J., 2015. A review of water scarcity and drought indexes in water resources planning and management. Journal of Hydrology. 527: 482-493.

Pisinaras, V., Petalas, C., Gikas G. D., Gemitzi, A and Tsihrintzis, V.A. 2010. Hydrological and water quality modeling in a medium-sized basin using the soil and water assessment tool (SWAT). Desalination. 250: 274-286.

Vinukollu, R. K., Wood, E. F., Ferguson, C. R and Fisher, J. B. (2011). Global Estimates of Evapotranspiration for Climate Studies using Multi-Sensor Remote Sensing Data: Evaluation of Three Process-Based Approaches. Remote Sensing of Environment. 115: 801-82.

Yilmaz, M. T., Anderson, M. C., Zaitchik, B., Hain, C. R., Crow, W. T., Ozdogan, M., Chun, J. A  and Evans, J. 2014. Comparison of prognostic and diagnostic surface flux modeling approaches over the Nile River basin, Water Resour. Res., 50, 386–408, doi:10.1002/2013WR014194, 2014.