ارزیابی عملکرد فرآیند توزیع آب سطحی با بهره گیری از شاخصهای بومی سازی شده پیوند آب-غذا-انرژی: مطالعه موردی شبکه آبیاری نکوآباد اصفهان

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 فارغ التحصیل کارشناسی ارشد، گروه مهندسی آب، دانشکده فناوری کشاورزی (ابوریحان)، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران

2 دانشیار، گروه مهندسی آب، دانشکده فناوری کشاورزی ابوریحان، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران

3 دانشیار، گروه مهندسی آب، دانشکده فناوری کشاورزی (ابوریحان)، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

موضوع: مطالعۀ حاضر به ارزیابی عملکرد سامانۀ بهره‌برداری شبکۀ آبیاری نکوآباد اصفهان پرداخته است، با تمرکز بر شاخص‌های بومی‌سازی پیوند آب-غذا-انرژی.
هدف: هدف اصلی این مطالعه ارزیابی و تحلیل عملکرد سامانه‌ی بهره‌برداری موجود تحت سناریوهای مختلف بهره‌برداری و بررسی وضعیت بهره‌وری آب و انرژی در واحدهای زراعی است.
روش تحقیق: در گام اول، شبیه‌سازی توزیع آب سطحی با استفاده از سامانه‌ی بهره‌برداری موجود تحت سناریوهای بهره‌برداری مختلف انجام شد. سپس، ارزیابی مکانی توزیع آب سطحی و محاسبه میزان آب زیرزمینی برداشت‌شده به تفکیک 459 واحد زراعی صورت گرفت. در نهایت، عملکرد فرایند توزیع آب سطحی با تفکیک شاخص‌های بومی‌سازی‌شده مورد بررسی قرار گرفت.
یافته‌ها:  نتایج به‌دست‌آمده نشان داد که در وضعیت بهره‌برداری نرمال، تنها در 43 واحد زراعی (9 درصد سطح شبکه) بهره‌وری آب سطحی در کلاس خوب قرار دارد. در حالی که در 436 واحد زراعی (94 درصد سطح شبکه) بهره‌وری انرژی پایین بود. همچنین، شاخص تولید کربن در 292 واحد زراعی حاکی از انتشار بالای کربن بود.
نتیجه‌گیری: نتایج تحقیق نشان داد که با تشدید کم‌آبی در سناریوی بهره‌برداری دوم، وضعیت به‌طور چشمگیری در تمامی شاخص‌ها بدتر شده است. این نتایج حاکی از نیاز مبرم به بهبود و ارتقای کارایی سامانۀ بهره‌برداری و شیوه‌های جایگزین توزیع آب سطحی در محدوده‌ی این واحدهاست.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


Allam, M. M., & Eltahir, E. A. (2019). Water-energy-food nexus sustainability in the Upper Blue Nile (UBN) Basin. Frontiers in Environmental Science, 7, 5.
Bayat, F., Roozbahani, A., & Hashemy Shahdany, S. M. (2022). Performance evaluation of agricultural surface water distribution systems based on water-food-energy nexus and using AHP-Entropy-WASPAS technique. Water Resources Management, 36(12), 4697-4720.
Campana, P. E., Zhang, J., Yao, T., Andersson, S., Landelius, T., Melton, F., & Yan, J. (2018). Managing agricultural drought in Sweden using a novel spatially-explicit model from the perspective of water-food-energy nexus. Journal of Cleaner Production, 197, 1382-1393.
Culas, R. J., & Baig, I. A. (2020). Impacts of irrigation water user allocations on water quality and crop productivity: The LCC irrigation system in Pakistan. Irrigation and Drainage, 69(1), 38-51.
Dejen, Z.A. (2015). Hydraulic and operational performance of irrigation schemes in view of water saving and sustainability: sugar estates and community managed schemes In Ethiopia. Wageningen University and Research.
Del Borghi, A., Tacchino, V., Moreschi, L., Matarazzo, A., Gallo, M., & Vazquez, D. A. (2022). Environmental assessment of vegetable crops towards the water-energy-food nexus: A combination of precision agriculture and life cycle assessment. Ecological Indicators, 140, 109015.
El-Gafy, I. (2017). Water–food–energy nexus index: analysis of water–energy–food nexus of crop’s production system applying the indicators approach. Applied Water Science, 7(6), 2857-2868.
Fabiani, S., Vanino, S., Napoli, R., & Nino, P. (2020). Water energy food nexus approach for sustainability assessment at farm level: An experience from an intensive agricultural area in central Italy. Environmental Science & Policy, 104, 1-12.
Gómez-Limón, J. A., Gutiérrez-Martín, C., & Montilla-López, N. M. (2021). Priority water rights. Are they useful for improving water-use efficiency at the irrigation district level?. Agricultural Water Management, 257, 107145.
Kaghazchi, A., Shahdany, S. M. H., & Roozbahani, A. (2021). Simulation and evaluation of agricultural water distribution and delivery systems with a Hybrid Bayesian network model. Agricultural Water Management, 245, 106578.
Kamrani, K., Roozbahani, A., & Shahdany, S. M. H. (2020). Using Bayesian networks to evaluate how agricultural water distribution systems handle the water-food-energy nexus. Agricultural Water Management, 239, 106265.
Karanisa, T., Achour, Y., Ouammi, A., & Sayadi, S. (2022). Smart greenhouses as the path towards precision agriculture in the food-energy and water nexus: Case study of Qatar. Environment Systems and Decisions, 42(4), 521-546.
Karimi, P., Qureshi, A. S., Bahramloo, R., & Molden, D. (2012). Reducing carbon emissions through improved irrigation and groundwater management: A case study from Iran. Agricultural water management, 108, 52-60.
Liu, C., Zhang, Z., Liu, S., Liu, Q., Feng, B., & Tanzer, J. (2019). Evaluating agricultural sustainability based on the water–energy–food nexus in the Chenmengquan irrigation district of China. Sustainability, 11(19), 5350.
McGrane, S. J., Acuto, M., Artioli, F., Chen, P. Y., Comber, R., Cottee, J., ... & Yan, X. (2019). Scaling the nexus: Towards integrated frameworks for analysing water, energy and food. The Geographical Journal, 185(4), 419-431.
Namany, S., Al-Ansari, T., & Govindan, R. (2019). Optimisation of the energy, water, and food nexus for food security scenarios. Computers & Chemical Engineering, 129, 106513.
Parihar, C. M., Meena, B. R., Nayak, H. S., Patra, K., Sena, D. R., Singh, R., ... & Abdallah, A. M. (2022). Co-implementation of precision nutrient management in long-term conservation agriculture-based systems: A step towards sustainable energy-water-food nexus. Energy, 254, 124243.
Sharu, E. H., & Ab Razak, M. S. (2020). Hydraulic performance and modelling of pressurized drip irrigation system. Water, 12(8), 2295.
Siciliano, G., Rulli, M. C., & D’odorico, P. (2017). European large-scale farmland investments and the land-water-energy-food nexus. Advances in water resources, 110, 579-590.
Soler, J., Gamazo, P., Rodellar, J., & Gómez, M. (2015). Operation of an irrigation canal by means of the passive canal control. Irrigation science, 33, 95-106.
دوره 11، شماره 4
دی 1403
صفحه 495-510
  • تاریخ دریافت: 25 شهریور 1403
  • تاریخ بازنگری: 12 مهر 1403
  • تاریخ پذیرش: 23 آذر 1403
  • تاریخ اولین انتشار: 01 دی 1403
  • تاریخ انتشار: 01 دی 1403