آب و توسعه پایدار
سال:1403 | دوره:11 | شماره:2 |تعداد مقالات:14

طی یک دهه گذشته افزایش جمعیت، آلودگی منابع آبی، تغییراقلیم، برداشت بی رویه از آب های زیرزمینی به افت توان منابع آبی دامن زده است و استان همدان شرایط سخت ناامنی آبی را تجربه کرده است. از همین رو پژوهش حاضر با هدف واکاوی نشانگرهای ظرفیت سازگاری واحدهای بهره برداری کشاورزی در شرایط ناامنی آبی در استان همدان و به روش دلفی انجام شد. جامعه آماری پژوهش را کارشناسان حوزه مدیریت آب کشاورزی در سطح دانشگاهی تشکیل دادند. با بهره گیری از روش نمونه گیری هدفمند و زنجیره ای 16 نفر از کارشناسان و متخصصان مجرب از دانشگاه های تهران (3 متخصص)، تربیت مدرس (8 متخصص)، بوعلی سینا (3 متخصص)، شهرکرد (1 متخصص)، پیام نور همدان (1 متخصص) به عنوان نمونه انتخاب شدند و این انتخاب براساس تخصص و شناخت نسبت به منطقه آنها انجام شد. نتایج نشان داد که 17مقوله به عنوان مهمترین شاخص مورد توافق متخصصان این حوزه هستند که در 5 مولفه اجتماعی، زراعی، اقتصادی-مالی، فنی-زیرساختی و نهادی دسته بندی شدند. براساس نتایج بدست آمده از تحلیل مولفه اصلی به ترتیب  مولفه های اجتماعی (0/473)، زراعی (0/236)، نهادی (0/127)، اقتصادی (0/088) و فنی-زیرساختی (0/077) به عنوان اولین تا پنجمین مولفه مهم در ظرفیت سازگاری اهمیت و وزن بالایی داشتند. بکارگیری دانش بعنوان یک زیرمولفه اجتماعی نقش مهمی در سازگاری با کم آبی ایفا می کند. یعنی کشاورزانی که درک و دانش بیشتری از بحران کم آبی داشته باشند، توانایی سازگاری بیشتری دارند. براساس یافته های پژوهش، پیشنهاداتی برای ارتقای ظرفیت سازگاری با ناامنی آبی در واحدهای بهره برداری کشاورزی ارائه شد.

مقیاس کاهی روشی برای برآورد اقلیمی با تفکیک افقی بالا از برونداد مدل های گردش کلی (GCM) با تفکیک نسبتاً پایین است. مقیاس کاهی آماری، روابط آماری بین متغیرهای مشاهداتی در مقیاس کوچک (اغلب در سطح ایستگاه) و برونداد مستقیم مدل ها در مقیاس بزرگتر را با استفاده از سه رویکرد پیش آگاهی کامل (PP)، آماره های برونداد مدل (MOS) و مولدهای جوی (WGs) استخراج می کند. تصحیح اریبی که به شکل گسترده در مطالعات تغییر اقلیم استفاده می شود رویکرد MOS از مقیاس کاهی آماری است. باید توجه داشت که ارزش افزوده ای که در مقیاس کاهی ها به دست می آید، توسط روش های تصحیح اریبی به دست نمی آید. فارغ از عدم قطعیت ذاتی مدل ها، به کارگیری یک روش و یا یک نرم افزار نامناسب نیز ممکن است باعث افزایش اریبی در برونداد مدل ها شود. در پژوهش حاضر برونداد مدل EC-Earth3-CC برای دو متغیر دمای کمینه و بیشینه با نرم افزار CMhyd و زبان برنامه نویسی R مقایسه شد. بررسی نتایج نشان داد نرم افزار CMhyd چه در استخراج برونداد مستقیم و چه پس از انجام فرایند تصحیح اریبی، خطای قابل توجهی دارد. برای نمونه درصد اریبی برونداد مستقیم دمای بیشینه در آبادان 2/10 درصد بوده است درحالی که در نرم افزارCMhyd ،ا 5/10 درصد به دست آمد. نتیجه این پژوهش لزوم به کارگیری صحیح روش ها و نرم افزارهای پردازش برونداد GCMs را نشان می دهد.

کاهش نزولات جوی و افزایش تقاضا برای منابع محدود آب، ضرورت تامین آب از منابع نامتعارف را بیش از پیش نشان می دهد. در این پژوهش امکان استحصال آب از مه در منطقه آبی بیگلو که محل اصلی ورود بادهای حاوی رطوبت دریای خزر به دشت اردبیل می باشد بررسی شد. ابتدا با بررسی مشاهدات محلی و پارامترهای هواشناسی، امکان استحصال آب مه از نظر عوامل مختلف جغرافیایی و اقلیمی بررسی و سپس با نصب جمع کننده مه استاندارد، مقادیر آب استحصال شده به‏صورت روزانه اندازه گیری شد. نتایج بررسی پارامترهای هواشناسی نشان داد شرایط اجرای سامانه استحصال آب از مه در منطقه مناسب می باشد. بالا بودن میانگین رطوبت نسبی (بیش از 70 درصد) در طول سال، بالا بودن تعداد روزهای مه آلود (بیش از یک سوم سال) و همچنین سرعت مناسب باد (به طور میانگین 4/6 متر بر ثانیه) و فراوانی بالای آن نشان داد پتانسیل زیادی در جمع آوری مه ورودی به منطقه وجود دارد. میانگین روزانه آب جمع شده در دوره وقوع مه برابر با 3/6 لیتر در متر مربع به دست آمد که در مقایسه با نتایج پروژه های مشابه مقدار قابل قبولی را نشان می دهد. به‏طور کلی باتوجه به نتایج کمی و کیفی آب جمع آوری شده، اجرای طرح های استحصال آب از مه در منطقه توجیه پذیر بوده و می توان برای تامین بخشی از نیازهای آبی منطقه مورد توجه قرار داد.

مدیریت آب در کشاورزی از طریق فناوری ها و نوآوری های جدید قابل ارتقا است. از جمله فناوری های رو به رشد، علم داده و یادگیری ماشین است. علم داده یک حوزه رو به رشد در دنیای فناوری اطلاعات است که به تحلیل، استخراج اطلاعات، و فهم الگوها و روابط در داده های بزرگ کمک می کند. این حوزه در صنایع مختلف و بخصوص در زمینه های کشاورزی و محیط زیست نقش مهمی ایفا می کند. یکی از زمینه هایی که علم داده در آن تأثیر بسزایی دارد، زمینه علوم و مهندسی آب است. هدف این پژوهش ارائه یک تعریف جامع از علم داده و بررسی مطالعات انجام شده در این زمینه است. بر اساس نتایج به دست آمده، 10 درصد مطالعات انجام شده این حوزه در کشاورزی، به موضوع مدیریت آب اختصاص یافته اند. همچنین در بین کل مطالعات انجام شده در این حوزه بین سال های 2018 تا 2020، ایران سهم 5/62 درصدی بین این مطالعات داشته است. تمرکز پژوهشگران نیز، بیشتر در موضوعات تعیین تبخیر-تعرق گیاه، پیش بینی عملکرد و تعیین کیفیت آب بوده است. با این حال با توجه به نوظهور بودن این فناوری، هنوز خلاء های مطالعاتی در این حوزه وجود دارد که انتظار می رود در آینده نظر محققین به آن ها جلب شود. از طرف دیگر، همانند سایر فناوری های جدید، مشکلاتی در زمینه اجرا و پیاده سازی آن وجود دارد که برای حل این مشکلات، لازم است تا سیاستمداران، محققین، و کشاورزان با همکاری یکدیگر، راهکارهایی را ارائه کنند که بتوانند از مزایای علم داده به شکل بهینه استفاده کنند و در عین حال به چالش ها و مشکلات موجود پاسخ دهند.

تأمین آب در شرایط بحرانی به‏ویژه در ماه های گرم سال بسیار بحرانی و نیازمند استفاده بهینه از تمام ظرفیت های آبی می باشد. در این پژوهش رویکرد مطالعاتی و اجرایی ساخت ایستگاه پمپاژ شناور در مخزن سد دوستی برای آبگیری از سطح مخزن و با هدف ارتقا شرایط کیفی و کمی در آبگیری از مخزن این سد در تابستان 1402 بیان شده است. با استفاده از ایستگاه پمپاژ شناور با وزن تقریبی 100 تن، امکان تأمین آب با ظرفیت 2/25 تا 3 مترمکعب بر ثانیه از مخزن سد دوستی و با کدورت بین 4 تا 5 NTU فراهم شد؛ درحالی‏که بدون استفاده از این ایستگاه پمپاژ شناور، حداکثر 2 متر مکعب بر ثانیه آب با کدورت بین 17 تا 19 NTU از سد قابل برداشت بوده است. یکی از مهمترین ویژگی های این پروژه، انتقال حجم قابل توجه آب در کمترین زمان ممکن با صرف کمترین تجهیزات و مستحدثات از مخزن سد به برج آبگیر بود که با در مدار قرار گرفتن آن، توانست نقش مهمی در تأمین آب شرب شهر مشهد در تابستان 1402 بیافریند. نتایج این پژوهش می تواند در دیگر سدهای کشور و در برنامه ریزی های توسعه منابع آب با هدف پوشش نیازهای آبی لحظه ای و یا افزایش کیفیت آب در بهره برداری از سدها استفاده شود.

سپتاژ فاضلابی است که پس از ماندگاری در چاه های جذبی و در سپتیک تانک ها تغلیظ شده و کیفیت آن بدلیل ماندگاری و ذخیره شدن تا حدودی نسبت به فاضلاب ورودی به تصفیه خانه های فاضلاب متفاوت می باشد. نحوه ی امحا این نوع فاضلاب از گذشته بصورت تخلیه مستقیم در نواحی غیر مسکونی و یا حتی در مزارع صیفی جات بوده است. سپتاژ را نمی توان معادل فاضلاب خام قلمداد نمود، زیرا درجه تغلیظ و تثبیت آن برحسب منشأ، زمان و شرایط ماندگاری متفاوت است. لذا باید در مورد نحوه مدیریت تخلیه آن در طبیعت بررسی های لازم صورت گیرد. در این تحقیق جهت بررسی روش های مدیریت سپتاژ شهر مشهد، ابتدا مبانی کیفی و کمی مورد مطالعه قرار گرفت و با استاندارهای موجود مقایسه گردید. بررسی ها از نگاه کیفی به موضوع سپتاژ نشان داد مطالعاتی در خصوص کیفیت سپتاژ و مواد موجود در آن در سایر نقاط کشور صورت گرفته است. استانداردها و ضوابط مربوط به دفع و تصفیه سپتاژ و نیز فرآیند تصفیه مورد بررسی قرار گرفت. از طرفی با توجه به شباهت سپتاژ و لجن تصفیه خانه های فاضلاب، فرآیندهای قابل قبول در این زمینه مشابه فرآیندهای تصفیه لجن هستند که این فرآیند به طور مفصل بررسی شد. ماحصل بررسی ها نشان داد در بخش مایع، فرآیند منتخب، تصفیه مستقل جهت تخلیه به آب های سطحی و در بخش لجن نیز کمپوست کردن مناسب ترین رویکرد می باشد.

با توجه به افزایش جمعیت و توسعه جوامع شهری و روستایی، بررسی کیفیت آب شرب شهری، اهمیت بسیار بالایی دارد. حوزه آبخیز بهارستان تأمین کننده بخش اعظم آب شرب شهرستان آستارا با جمعیت 91257 نفر می باشد. در این تحقیق براساس مطالعات آزمایشگاهی و برنامه ایمنی آب WSP اقدام به بررسی تغییرات ناخواسته کیفیت آب و ارزیابی سیستم آب رسانی این شهرستان شد. برای این منظور پس از بازدید میدانی، نقاط نمونه برداری تعیین شده و در سه فصل بهار، تابستان و پاییز برداشت نمونه با روش انتگراسیون عمقی انجام شد. در نقاط نمونه برداری پارامترهای کیفیت آب شامل سدیم، منیزیم، کلسیم، فسفات، نیترات، نیتریت، بی کربنات، منگنز، آهن، اکسیژن خواهی شیمیایی، اکسیژن خواهی بیولوژیکی، کلی فرم گوارشی، اکسیژن محلول، میزان اسیدیته، هدایت الکتریکی و سختی کل، تعیین شدند. باتوجه به نتایج به دست آمده، شاخص کیفیت آب (IRWQI) منطقه محاسبه شد. نتایج کیفیت سنجی آب در مناطق نمونه برداری نشان داد که آب این رودخانه از لحاظ آب شرب مشکلی ندارد. پارامتر آهن (Fe) با ارزش 6/88 میلی گرم بر لیتر در سرشاخه مشند که دارای بیشترین منابع آلودگی است، بیشتر از حد مجاز بود که نشان دهنده اولویت انجام اقدامات کنترلی و اصلاحی در این سرشاخه است. ارزش شاخص IRWQI برابر با 60/33 به‎ دست آمد که نشان دهنده وضعیت به نسبت خوب آب منطقه می باشد. همچنین بررسی نتایج WSP نشان داد که تشکیل تیم با امتیاز 65 درصد دارای بیشترین امتیاز بوده و امتیاز متوسط این برنامه در شهرستان آستارا 33/64 می باشد که با تکمیل برنامه WSP و ممانعت از ورود آلودگی به آب رودخانه، می توان آب آشامیدنی با کیفیت تر را در اختیار شهروندان قرار داد.

فاضلاب های رنگی که حاوی رنگ های آزو می باشند، منبع مهمی از آلودگی هستند و تخلیه آن ها بدون تصفیه، منجر به بروز مشکلات شدیدی می شود. پیل سوختی میکروبی راهکار جدیدی است که توانایی تصفیه فاضلاب و تولید الکتریسیته را به طور همزمان دارد و از نظر پیکربندی و شرایط عملیاتی، متغیر است. متاآنالیز تکنیکی آماری است که نتایج مطالعات علمی متعدد در مورد یک سوال را ترکیب می کند. در این مطالعه پیکربندی و شرایط بهره برداری مقالاتی که با استفاده از پیل سوختی میکروبی فاضلاب حاوی رنگ آزو را حذف کردند، طبق مقدار نرخ تصفیه حجمی و بازیابی انرژی نرمال شده بر اساس حجم عملیاتی و تغییرات غلظت رنگ، بررسی شد. عواملی مانند تعداد محفظه، شکل الکترود آند، نوع منبع (COD) و زمان ماند هیدرولیکی در نظر گرفته شد. حالت تک محفظه با توجه به فضای در دسترس بیشتر الکترولیت و عدم وجود غشاء تبادل پروتون، عملکرد بهتری نسبت به حالت دو محفظه از خود نشان داد. برخلاف گزارش های قبلی الکترودهای تخت نسبت به حالت برسی، برتری داشتند. گلوکز به دلیل تولید الکترون و یون های هیدروژن بیشتر در حین تجزیه سوبسترا، منبع (COD) بهتری نسبت به استات می باشد. از آنجایی که تجزیه 90 درصد رنگ در 24 ساعت ابتدایی رخ می دهد، زمان ماند هیدرولیکی در حالتی که کمتر یا مساوی 24 ساعت باشد، فرآیند عملکرد بهتری از خود نشان می دهد. همچنین، رابطه بین نرخ بارگذاری آلی حاصل از رنگ آزو و نرخ تصفیه حجمی بدست آمد که رابطه بین زمان ماند هیدرولیکی و تغییرات غلظت رنگ را شامل می شود. در انتها چارچوبی برای گزارش اطلاعات مورد نیاز برای بررسی دقیق تر پیل های سوختی میکروبی ارائه شد.

روز جهانی آب یک رویداد سالانه می باشد که توسط سازمان ملل متحد هر ساله در 22 مارس (دوم یا سوم فروردین) برگزار می شود. عنوان شعار این روز در سال 2024 «آب برای صلح» است و بر اهمیت حیاتی آب در سیستم های انسانی و اجتماعی تأکید دارد، همچنین نیاز به استفاده پایدار از منابع آب را برای حفظ یکپارچگی حاکمیت فرامرزی مورد تأکید قرار می دهد. این رویداد با هدف افزایش آگاهی جامعه جهانی از اهمیت آب برای حفظ صلح و پایداری می پردازد و استفاده بهینه از منابع آب، مدیریت پایدار آن و همکاری بین کشورها برای حل و فصل اختلافات مربوط به آب از جمله هدف های اصلی آن می باشد. این رویداد برای جلب توجه به مسائل محیطی و اجتماعی مرتبط با آب برگزار می شود و تلاش می کند با تبیین اهمیت حفظ و مدیریت منابع آب، بحران های مرتبط با کمبود آب و تأثیرات آن را برای جوامع جهانی روشن نماید و به اشتراک بگذارد. در پژوهش حاضر، به بررسی شعارهای روز جهانی آب از سال 1994 تا 2024 پرداخته شده است. سپس تحلیل نام گذاری روز آب در سال 2024 ارائه گردید.

ایران با مشکلات گسترده ای در حوزه مدیریت منابع آب مواجه است که ناشی از کاهش منابع آب تجدیدپذیر، افزایش تقاضا و مدیریت غیر اصولی می باشد. به علاوه، عواملی همچون تغییرات اقلیمی، خشکسالی های مکرر، بهره برداری بیش از حد از منابع زیرزمینی و عدم توازن در توزیع آب میان بخش های کشاورزی، صنعتی و شهری، نیز منجر به تشدید بحران در تأمین پایدار آب گردیده است. رویکرد مدیریت تقاضای آب (WDM) که دربرگیرنده روش های تنظیم و کاهش مصرف آب از طریق ترکیبی از اصول اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی می باشد، به عنوان یک راهکار کلیدی، در دهه های اخیر اهمیت بیشتری یافته است. هدف از این مطالعه، بررسی اصول و فرآیندهای اجرایی و پیاده سازی مدیریت تقاضا می باشد. بدین منظور، ابتدا مفهوم مدیریت تقاضا و نقش آن در کاهش مصرف آب و بهبود بهره وری منابع تشریح می شود. سپس، ابزارهای اجرایی مختلف، شامل اقدامات تعرفه ای مانند قیمت گذاری پلکانی، و اقدامات غیرتعرفه ای همچون برنامه های آگاهی بخشی عمومی و مقررات اجباری مصرف، معرفی و تحلیل خواهند شد. در نهایت، برای دستیابی به اجرای هرچه مؤثرتر مدیریت تقاضای آب، نیاز به استفاده توأمانِ ترکیبی از ساز و کارهای سیاستی و هماهنگی و هم افزایی بین نهادهای دولتی، خصوصی و جوامع محلی می باشد.

در شرایطی که تقاضای آب بر عرضه آب -در شرایط رهاشدگی مدیریت آب- زمینۀ دست اندازی بهره برداران جدید به حقوق بهره برداران متقدم و بازتخصیص خاموش آب از کشاورزی به مصارف دیگر را فراهم کرده است، یکی از ابزارهایی که برای مدیریت این شرایط توسط سیاستمداران از برنامه پنج ساله چهارم توسعه در دستور کار بخش آب قرار گرفته است، به کارگیری سازوکار مبادله آب با راه اندازی بازارهای محلی آب است. بازار آب با هدفِ فراهم کردن بستر مناسب بازتخصیص آب از بهره برداری های با ارزش کم به بهره برداری های با ارزش بالاتر دنبال می شود. این سیاست بیشتر با رویکرد از بالا به پایین، تمرکزگرایی بالا، تأکید بر کارآیی صرف، عدم توجه به نهاد اجتماعی پشتیبان، درنظرنگرفتن تنوع منطقه ای و اقتصاد سیاسی آب در مناطق مختلف، با شیوه ای واحد و صرفاً بروکراتیک و اداری در کشور پیش رفته است. به همین دلیل در عمل چندان توفیقی به همراه نداشته است.

بازار آب دریچه ای نو برای مدیریت مصرف و تقاضا می باشد. این بازار، محلی است که در آن به تقاضاهای جدید آب پاسخ داده می شود و افراد حقیقی و حقوقی دارای مجوز برداشت از منابع آب زیرزمینی از طریق صرفه جویی یا افزایش راندمان آب، می توانند بخشی از حق آبۀ در اختیار خود را طی مکانیسمی وارد بازار آب نمایند و صنایع و معادن و یا کشاورزانی که نیاز به آب مازاد دارند، این حق آبه را خریداری و به چاه خود منتقل و یا از طریق تانکر به محل مصرف منتقل نمایند.بازار آب در محدوده مطالعاتی خواف در استان خراسان رضوی از سال 1400 به طور رسمی با انعقاد تفاهم نامه ای بین آب منطقه ای و کارگزار بازار آب و تشکل آب بران، برای اولین بار در کشور شروع به کار نمود. محدوده مطالعاتی خواف در حوضه آبریز نمکزار خواف و در جنوب شرق استان خراسان رضوی قرار دارد و هم مرز با کشور افغانستان است. میزان آب ورودی سطحی به محدوده خواف، 5/2 میلیون متر مکعب و از سمت محدوده مطالعاتی زوزن می باشد. جریان سطحی خروجی نیز 1/8 میلیون مترمکعب و به سمت محدوده های زوزن و نمکزار خواف است. جریان زیرزمینی ورودی و خروجی از دشت هم تقریباً صفر است.در سال 1401 با ابلاغ بخشنامۀ ایجاد بازار توسط وزیر محترم نیرو و اجرای آزمایشی بازار در چند استان، استان خراسان رضوی نیز به صورت پایلوت برای راه اندازی بازار آب انتخاب گردید، لذا بر این اساس دستورالعمل ها و فرآیندهای بازار آب اصلاح و دور جدید مبادلات در بازار شکل گرفت که طبق آن مبادلات آب بین کشاورزان و یا از کشاورزی به صنعت و خدمات مجاز می باشد.

برگزاری سلسله کارگاه های تخصصی «روزآمد با فناوری» با هدف رصد فناوری های روز و کاربردی در صنعت آب و فاضلاب و ایجاد زمینه ای برای آشنایی کارکنان و علاقمندان با این فناوری ها، در گروه تحقیقات و فناوری شرکت آب و فاضلاب مشهد برنامه ریزی شده است. در همین راستا، نخستین کارگاه با عنوان «آشنایی با علم داده کاوی و کاربردهای آن در صنعت آب و فاضلاب» با همکاری شرکت آمار پردازان پیشرو مورخ 30 مرداد ماه در شرکت آب و فاضلاب مشهد واقع در سالن شریف واقفی با سخنرانی آقای دکتر سلیمانی فرد، عضو هیات علمی گروه ریاضی دانشگاه فردوسی مشهد برگزار گردید. در این کارگاه 3 ساعته که با استقبال مخاطبین مواجه شد، به موضوع داده کاوی و کاربردهای آن در صنعت آب و فاضلاب پرداخته شد.

بازارهای آب به گونه های مختلفی ظهور یافته اند: برخی به تدریج با توسعه کاربری آب تکامل یافته اند (مانند جنوب شرق استرالیا)، یا در پاسخ به یک رویداد حقوقی مطرح و ایجاد شده اند (مانند اقامه دعوای حقوقی در موضوع حفاظت از گونه های در معرض خطر در تگزاس)، و یا برای کوچک سازی دولت و کاهش بار مالی دولت ایجاد گشته اند (مانند تمرکززدایی در بهره برداری از تأسیسات آبی در پی بحران مالی در مکزیک). اما درهرحال آنچه در بیشتر بازارها مشترک است، شرایط کم آبی است. به عبارت دیگر، وقتی تقاضاهای آب به سقف موجودی آب نزدیک می شود، بازارها ظهور می یابند.بدیهی است ظرفیت موجود آب (در دسترس و قابل برداشت) تابع تجدیدپذیری منابع آب (محدودیت طبیعی)، توسعه زیرساخت های استحصال (محدودیت اقتصادی)، و نیز محدودیت های اجتماعی ـ فرهنگی (اعم از رسمی یا عرفی) است. برای مثال هرگاه که حکمرانی آب تصمیم می گیرد به دلیل فراهم ساختن تفریحات رودخانه ای، در برداشت آب محدودیت و سقف تعیین کند، در واقع یک محدودیت اجتماعی ـ فرهنگی شکل گرفته است.