مدل‌سازی اثر الگوی مصرف بر سرانه آب شهری با استفاده از رویکرد سیستمی (مطالعه موردی: شهر بیرجند)

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند

2 گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه بیرجند

چکیده

امروزه با توجه به کمبود منابع آب و رشد روزافزون جمعیت و تقاضای آب، مدیریت این منابع امری ضروری تلقی می‌گردد. یکی از راه‌های مدیریتی برای مقابله با بحران کم‌آبی و حفظ منابع آبی موجود، مدیریت تقاضا و مصرف آب در بخش شهری می‌باشد. این مطالعه با هدف تعیین نقش الگوی مصرف بر کمیت منبع آب شهر بیرجند در استان خراسان جنوبی انجام گردید. در این مطالعه با در نظر گرفتن پارامترهای مؤثر بر تقاضای آب مانند جمعیت، درجه‌ حرارت، بارندگی، روزهای تعطیل، قیمت آب، قطعات کاهنده‌ مصرف و زمان استحمام و همچنین با استفاده از نگرش سیستمی و نرم‌افزار VENSIM، به بررسی اثر این پارامترها بر مصرف آب شهری و اثر آن‌ها بر منبع آب زیرزمینی شهر بیرجند تحت سناریوهایی با شرایط دمایی متفاوت ترسالی، خشکسالی و نرمال و نیز نرخ رشد موجود منطقه و نرخ رشد پیش ­بینی­ شده به ­ترتیب معادل 12/2 و 5/1 درصد و همچنین تعریف سیاست‌هایی براساس پارامترهای مؤثر بر تقاضا برای حفظ و صیانت از منبع تأمین‌کننده آب این شهر پرداخته ‌شد. نتایج نشان می‌دهد که با ادامه‌ شرایط موجود در منطقه و بدون تغییر در الگوی مصرف آب شهری در شهر بیرجند، سرانه‌ آب مصرفی شهروندان روند روبه­ رشدی خواهد داشت و همین امر سبب برداشت مقدار قابل توجهی از آبخوان می‌گردد به­‌طوری ‌که پیش‌بینی می‌شود که این شهر در سال 1420 نسبت به سال 1392 در شش سناریوی تعریف ‌شده به ­ترتیب به­ میزان 85/231، 33/233، 33/233، 27/220، 26/239 و 25/239 میلیون مترمکعب با کسری مخزن مواجه گردد. بنابراین لازم است که با اتخاذ سیاست‌های مختلف در دو بخش دولت و مصرف کننده و اعمال روش‌های مدیریتی صحیح و کارآمد، کاهش سالانه‌ آب زیرزمینی این شهر را به حداقل ممکن رساند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Modeling the Effect of Consumption Pattern on Per Capita of Urban Water with System Thinking (Case Study: City of Birjand)

نویسندگان [English]

  • Fatemeh Poursalehi 1
  • Aboalfazl Akbarpour 2
  • Seyyed reza Hashemi 1
  • Hadigheh Mohammadi 1
1 Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture, Birjand University, Birjand, Iran
2 Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Birjand University, Birjand, Iran.
چکیده [English]

Nowadays considering to a scarcity of water resources and increasing growth of population and water demand, Water resource management be deemed to be essential. One way of managerial to deal with the crisis of water scarcity and protect existing water resources, is management of the Demand and water use in the urban sector. Iran, with an average annual rainfall of 250 mm, is one of the dry countries in the world. The rapid growth of the population over the past few decades and the lack of attention to its control over the country's planning priorities and the inappropriate pattern of energy and water consumption have faced Iran with serious challenges in this regard. Considering the significant reduction in water resources available on a global scale and the importance of achieving sustainable development goals, the study of factors affecting water resource management has been considered more than ever. In order to compare the country's situation in the region, comprehensive information is needed on the amount of per capita consumption and the minimum amount of water needed to achieve a human development pattern.
So far in Iran, a study has not been conducted to establish a systemic relationship between the parameters affecting the consumption pattern in the urban sector and modeling the interaction between the pattern of consumption and per capita water as well as the sources of urban water supply using a dynamic system approach.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Management of the Demand
  • System Thinking
  • Vensim software
  • Groundwater
آقاحسینعلی­ شیرازی م، اکبرپور ا، "برآورد تقاضای روزانه آب شهری با استفاده از آستانه‌های بارندگی و درجه حرارت برای تعیین مصرف پایه (مطالعه موردی: شهر بیرجند در استان خراسان جنوبی)"، چهارمین کنفرانس مدیریت منابع آب ایران، 13 و 14 اردیبهشت 1390، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران.
بهجت س، ضرغامی م، "شبیه­ سازی عرضه و تقاضای آب شهری تبریز به­ روش پویایی سیستم"، هشتمین کنفرانس بین­ المللی مهندسی صنایع، ایران، تهران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، 1390.
حسین­ زاده م، "توانایی­ های ژئومرفولوژیکی توسعه شهری بیرجند"، دانشگاه تهران، دانشکده جغرافیا، گروه جغرافیای طبیعی، 1384.
خبرگذاری ایمنا، "آب شرب، بحران امروز، فاجعه فردا/ ۲"، 1393 ]برخط[. http://imna.ir/vdcc44qs02bq0x8. تاریخ آخرین دسترسی 8/6/1393.
صلوی­ تبار ع ر، ضرغامی م، ابریشم­چی ا، "مدل پویایی سیستم در مدیریت آب شهری تهران"، مجله آب و فاضلاب، 1385، 59، 28-12.
فرتوک­زاده ح ر، قجاوند س رجبی­ نهوجی م، "الگوسازی پویای سیستم آب منطقه تهران با هدف مدیریت مؤثر"، مجله آب و فاضلاب، 1394، (2)، 23-36.
محمدی ح، "رویکرد منطقه‌ای در تحلیل آسیب‌پذیری سیستم منابع آب دشت بیرجند به کمبود آب"، پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند، 1392.
ملکی‌نسب ا، تابش م، قالیباف­ سرشوری م، "بررسی میدانی تأثیر نصب تجهیزات و شیرآلات کم‌مصرف در کاهش مصرف آب خانگی"، مجله تحقیقات منابع آب ایران، 1389، 6 (2)، 45-36.
مومنی ا، "مدل­سازی بهره ­برداری از مخزن چندمنظوره با استفاده از روش پویایی سیستم"، پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شریف، 1383.
ناصری ح، آدینه­ وند ر، صلوی­تبار ع، "مد‌‌ل‌سازی پویای سیستم در مدیریت بهره‌برداری آبخوان دشت تبریز"، مجموعه مقالات سی­امین گردهمایی علوم زمین، اسفند 1390.
واعظ­ تهرانی م، منعم م ج، باقری ع، "توسعه مدل به­سازی شبکه­ های آبیاری با رویکرد دینامیک سیستم­ ها"، مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی، 1389، 11 (4)، 56-35.
Chang UT, Liu H L, Bao AM, Chen X, Wang L, “Evaluation of urban water resource security under urban expansion using a system dynamics model”, Water Science & Technology: Water Supply, 2015, 1259-1274.
Fletcher EJ, ‘‘The use of system dynamics as a decision support tool for the management of surface water resources”, Proceedings of the 1st International Conference on New Information Technology for Decision-Making in Civil Engineering, University of Quebec, Montreal, Canada, 1998, 909-920.
Forrester JW, “Industrial dynamics, productivity press”, Portland Oreg, 1961.
Nassery HR, Adinehvand R, Salavitabar A, Barati R, “Water management using system dynamics modeling in semi-arid regions”, Civil Engineering Journal, 2017, 3 (9), 766-778.
Qiang F, Tianxiao L, Dong L, He D, “Simulation study of the sustainable utilization of urban water resources based on system dynamics: a case study of Jiamusi”, Water Science & Technology: Water Supply, 2016, 980-991.
Sterman JD, “Business dynamics: Systems thinking and modeling for a complex world”, Boston: Irwin/McGraw-Hill Higher Education, published by Jeffrey J. Shelstad, 2000.
Vlachos D, Georgiadis P, Iakovou E, “A System dynamics model for dynamic capacity  planning of remanufacturing in closed-loop supply chains”, Computers & Operations Research, 2007, 34 (2), 367-394.
Wei T, Lou I, Yang Z, Li Y, “A system dynamics urban water management model for Macau, china”, Journal of Environmental Sciences, 2016, 117-126.
Xi X, Poh KL, “Using system dynamics for sustainable water resources management in singapore”, Procedia Computer Science, 2017, 16, 157-166.