فهرست مطالب

نشریه آب و توسعه پایدار
سال هفتم شماره 1 (پیاپی 15، بهار 1399)

  • حکمرانی خوب و مدیریت آب
  • تاریخ انتشار: 1399/04/27
  • تعداد عناوین: 9
|
  • علی باقری، حسین اسماعیلیان صفحه 0
  • سمانه عابدی* صفحات 1-12

    امنیت آب و غذا از اساسی ترین مباحث در همه کشورهای جهان محسوب می شود. از طرفی کمبود آب در ایران در حال تبدیل شدن به یک بحران ملی است و صاحب نظران منشا آن را در دو بعد تغییرات اقلیمی و مدیریت غیر بهینه منابع آب در کشور عنوان می کنند. به طوری که در آینده با افزایش تنش های آبی، تولید داخلی با چالش بزرگ تری مواجه خواهد شد که می تواند منجر به وابستگی بیشتر به واردات مواد غذایی گردد. اما این نکته قابل تامل است که کم آبی در آینده اساسا به دلیل کمبود آب نخواهد بود، بلکه به دلیل ضعف در قوانین، سیاست گذاری های نامطلوب و استفاده بدون برنامه ریزی از منابع آب است. بر این اساس، حکمروایی آب در ایران به یک نگرانی کلیدی در زمینه افزایش کمبود آب، تعارضات آب محلی و مرزی و تغییرات آب و هوایی جهانی، تبدیل شده است. خشکیدن حوضه های آبی و افت سفره های زیرزمینی دستاورد این حکمروایی است. درمجموع در شرایط فعلی ایران جهت تضمین تولید مواد غذایی پایدار تحت وضعیت کمبود آبی رو به رشد، لازم است تا همراه با توانمندسازی جوامع بومی و احیای دانش آن ها در زمینه های مرتبط با حفاظت و بهره برداری بهینه از منابع آبی، حکمروایی خوب آب نیز، مورد توجه قرار گیرد. بنابراین در این مطالعه، ضمن پرداختن به ابعاد مختلف حکمروایی آب و نقش آن در امنیت آب و امنیت غذایی، به بیان روش های ابتکاری حکمروایی در زمینه امنیت آب نسبت به روش های مرسوم مدیریت یکپارچه منابع آب، پرداخته می شود.

    کلیدواژگان: حکمروایی آب، امنیت آب، امنیت غذایی، مدیریت یکپارچه منابع آب
  • مرضیه پایسته، مهدی کلاهی*، حمید عمرانیان خراسانی صفحات 13-22

    در دهه های اخیر موضوع «حکمرانی خوب»، توجه مجامع علمی بسیاری را به خود معطوف کرده است. هر یک از محققان، حکمرانی خوب را با ابعاد و اهداف مختلفی تعریف نموده اند. تعدد دیدگاه در خصوص حکمرانی خوب موجب پیچیدگی تبیین معیار و شاخص های مربوطه شده است. در حال حاضر سردرگمی در خصوص انتخاب معیارهای حکمرانی خوب، به ویژه در زمینه منابع طبیعی به یک مشکل اساسی برای محققان تبدیل شده است. دلیل اصلی ایجاد این چالش، مواجه منابع طبیعی با دو بعد طبیعی و اجتماعی می باشد. در حقیقت تقابل این دو بعد، باعث می شود عدم یکپارچه نگری، عدم مشارکت گروداران و عدم جامع نگری های مدیریتی در زمینه منابع طبیعی، افزایش یابد. در این پژوهش، از طریق مطالعات کتابخانه ای و به کمک روش توصیفی-تحلیلی، معیارهای حکمرانی خوب احصاء شده؛ سپس، معیارهای حکمرانی خوب در مدیریت منابع طبیعی پیشنهاد شده است. آنچه مسلم است، شناخت، بکارگیری و ارزیابی معیارها و شاخص های حکمرانی خوب، موجب بهبود وضعیت مدیریت منابع طبیعی خواهد شد.

    کلیدواژگان: یکپارچه نگری، مشارکت، گروداران، جامع نگری
  • مدیریت منابع آب
  • نادر حیدری صفحات 23-36

    تولید محصولات دامی در شرایط کمبودآب و به دلیل بالابودن محتوی آب مجازی آنها، همواره موردمناقشه محافل علمی بوده است. برخی منابع علمی معتقدند که تولید محصولات دامی به دلیل نیاز زیاد آنها به تولید محصولات علوفه ای، به منابع آب کشورهای کم آب، آسیب می زند؛ درحالیکه منابع علمی دیگری براین عقیده اند که در نیاز به آب زیاد برای تولید محصولات دامی اغراق شده و در موارد زیادی «بهره وری آب دامی» با بهره وری آب بعضی محصولات زراعی، به خصوص وقتی که پروتئین حاصله و ارزش تغذیه ای محصولات و یا سایر خدمات دام ملاک قرارگیرند، قابل مقایسه هستند. به هرحال همانند بحث بهره وری آب کشاورزی، حل مسئله تولید دام از منابع آب محدود، درگرو بهبود بهره وری آب دامی است. برحسب تعریف، بهره وری آب دامی عبارت است از نسبت منافع خالص حاصل از محصولات و خدمات مرتبط با دام به میزان آب مصرفی در تولید محصولات دامی. دربحث بهره وری آب دامی هدف، افزایش تعداد دام و یا افزایش میزان تولیدات دامی نیست؛ بلکه هدف اصلی ایجاد فرصت های لازم با همان منافع و با تعداد دام کمتر و تقاضای کمتر آب کشاورزی برای تولید علوفه می باشد. در این مقاله ضمن بررسی دیدگاه های علمی مختلف درخصوص مزیت تولید محصولات دامی در شرایط کمبود منابع آب با درنظرگرفتن بهره وری آب محصولات زراعی و دامی، مفهوم شاخص بهره وری آب دامی و نحوه محاسبه آن، تشریح شده است. سپس مقادیر کمی و ظاهری این شاخص براساس منابع مختلف، ارایه گردیده و منابع خطا، مسایل و چالش های اندازه گیری واقعی آن، تشریح شده است. به طورکلی تولیدات دامی می توانند به عنوان یک روش موثر و یا بالعکس ناکارآمد در تولید غذا برای مردم-بسته به انتخاب مقیاس و سیستمی که دام در آن تولید می شود- تلقی شوند. بررسی ها نشان می دهد که در ایران، ارتباطات لازم در بحث تولید دام با آب مصرفی، به خصوص در سیستم های ترکیبی زراعت-دام و در مقیاس حوضه آبریز، هنوز ایجاد نشده است.

    کلیدواژگان: بهره وری، دام، منابع آب، استفاده بهینه، کشاورزی، راهکار
  • معصومه بهروز، سعید علیمحمدی*، امیرمحمد کشوری فرد صفحات 37-48

    پژوهش حاضر به طرح بهینه یکی از روش‏ های سازه‏ای کنترل سیلاب (گوره ‏ها) بر مبنای برنامه ‏ریزی پویا (DP) پرداخته است. به ‏منظور تسریع زمان محاسبات، مدلی بر اساس ترکیب برنامه‏ ریزی پویای گسسته دیفرانسیلی و الگوریتم ژنتیک (GA-DDDP) ایجاد شد. تابع هدف این مدل کمینه کردن هزینه کل شامل هزینه احداث سازه و خسارت باقیمانده می‏ باشد. به‏ این‏ منظور، طول رودخانه مورد مطالعه به سه بازه تقسیم شد و ابعاد بهینه چهار مقطع آب‏گذری به‏ عنوان نتایج خروجی به‏دست آمد. مدل‏ سازی و اجرای آن با کدنویسی در نرم‏ افزار متلب انجام شد و نتایج نشان داد زمان اجرای مدل ترکیبی GA-DDDP تنها 11 درصد زمان اجرای مدل برنامه‏ ریزی پویای کلاسیک می‏باشد. همچنین در این مطالعه، نتایج مدل چهارمقطعی با مدل ساده ‏تر تک‏ مقطعی (مقطع معادل) مقایسه شد. نتایج حاکی از آن است که ساده‏ سازی مسئله به حالت تک مقطعی، افزایش هزینه ‏ها (حدود 20 درصد) را به دنبال دارد.

    کلیدواژگان: کنترل سیلاب، گوره، بهینه‏ سازی، برنامه‏ ریزی پویای گسسته دیفرانسیلی، الگوریتم ژنتیک
  • منابع آب زیرزمینی
  • سعیده سامانی*، رضا روزبهانی، علیرضا کاوسی حیدری، حمید کاردان مقدم صفحات 49-60

    به منظور حفظ و بقای آبخوان‏ ها، ارزیابی پایداری آن‏ها در برابر وقایع و تنش های کنونی و آینده، ضروری است. بدین منظور شاخص‏ های پایداری منابع آب زیرزمینی به عنوان متغیرهای قابل اندازه‏ گیری جهت ارایه اطلاعات مربوط به وضعیت سیستم‏ آب زیرزمینی به صورت قابل درک، معرفی می گردند. لازم به ذکر است که شاخص ‏های پایداری ابزار بسیار مفید برای پایش و ارزیابی پایداری منابع آب زیرزمینی در طول زمان (دوره بهره برداری) هستند و برای حل مشکل ناپایداری به کار نمی ‏روند. هر کدام از شاخص ‏های پایداری آب زیرزمینی یک جنبه خاص از سیستم ‏های آب زیرزمینی را توصیف می‏کند. این شاخص‏ ها، در ارزیابی پایداری آب زیرزمینی بر اساس داده‏ های قابل اندازه‏ گیری و قابل مشاهده، اطلاعاتی در مورد کمیت و کیفیت منابع آب‏ زیرزمینی (وضعیت و روند موجود) را ارایه می ‏دهند و بر روی مسایل اجتماعی (دسترسی آب زیرزمینی، بهره برداری و استفاده)، محیط زیست (آسیب پذیری و آلودگی) و جنبه‏ های سیاسی و اقتصادی مدیریت منابع آب زیرزمینی تمرکز دارند. هدف اصلی از این مقاله ارایه چارچوبی جهت ارزیابی پایداری منابع آب زیرزمینی در راستای اطمینان از اجرای مدیریت پایدار آب زیرزمینی در سراسر کشور و مطلع کردن تصمیم‏ گیرندگان و توسعه دهندگان سیاست در مورد وضعیت پایداری آب‎های زیرزمینی می باشد. در این راستا 21 شاخص در 6 بخش کمی آب زیرزمینی، کیفی آب زیرزمینی، محیط زیستی، اجتماعی، اقتصادی و سیاسی در قالب چارچوب DPSIR ارایه شده است. جهت یکسان سازی نتایج شاخص ‏ها و ادغام شاخص‏ ها برای رسیدن به عدد نهایی پایداری، از روش مقیاس طبقه‏ بندی با حداقل امتیاز صفر (کمترین پایداری) و حداکثر امتیاز صد (بیشترین پایداری) استفاده گردیده است و هر شاخص به پنج دسته طبقه‏ بندی شده است.

    کلیدواژگان: ارزیابی پایداری، شاخص، توسعه و بهره برداری، منابع آب زیرزمینی
  • مدیریت منابع آب
  • آمنه میان آبادی، کامران داوری* صفحات 61-70

    سازگاری با کم‎آبی مبحثی است که اخیرا توسط وزارت نیرو و متخصصان بخش آب مورد توجه زیادی قرار گرفته است. ارایه راهکارهای مناسب در این زمینه و برنامه‎ریزی بلندمدت و کارآمد برای آن نیازمند گفتگو و اجماع نظر پیرامون موضوع مورد بحث است. یکی از مسایلی که باعث می‎شود، در مباحث مختلف علمی نتوان به اجماع رسید، درک ناصحیح از مفاهیم و نداشتن فرهنگ لغت مشترک است. برای ارایه راهکارهای مناسب سازگاری با کم‎آبی باید ابتدا درک درستی از دو واژه "سازگاری" و "کم‎آبی" داشت. مفاهیم مختلفی مرتبط با این دو واژه وجود دارد که باید ارتباط آنها با همدیگر بررسی شده و با شناخت دقیق این مفاهیم، از کاربرد آن‏ها به‏جای یکدیگر اجتناب شود. در این مقاله برخی از این مفاهیم بررسی می‎‏شود.

    کلیدواژگان: مفاهیم پایه، سازگاری، سازش، تسکین، کمیابی آب، کمبود آب
  • کیفیت آب و فاضلاب
  • الهام موحد*، آپتین راهنورد صفحات 71-78

    امروزه با توجه‏ به قوانین سخت‏گیرانه جلوگیری از آلودگی محیط‏زیست و همچنین اهمیت بازچرخانی و استفاده مجدد از پساب، استفاده از فرآیندهایی که قادر باشند فاضلاب را با کارایی بالا تصفیه نمایند، مورد توجه ویژه‏ای قرار گرفته است. یکی از مکانیسم ‏های بیولوژیکی و پر کاربرد تصفیه فاضلاب خانگی و صنعتی، لجن فعال است. میکروارگانیزم ها ضمن مصرف اکسیژن، مواد آلی موجود در فاضلاب را تجزیه می نمایند. از مزایای این روش طراحی آسان، راهبری ساده، راندمان مطلوب در حذف مواد آلی و حساسیت کمتر در برابر تغییرات دمایی فصلی است. پس از اثبات کارایی مناسب لجن فعال در تصفیه انواع فاضلاب‏ ها برای سازگار کردن این فرآیند با نیازمندی ‏های متفاوت، اصلاحات و تغییرات مختلفی بر روی آن انجام شد. از معایب روش لجن فعال متعارف، نیاز به تجهیزات برقی و مکانیکی نسبتا زیاد، مشکلات بهره برداری، نیاز به فضای نسبتا زیاد برای احداث تصفیه ‏خانه و راندمان پایین در جداسازی تمام مواد آلی معلق معمولی می ‏باشد. روش بیوراکتور غشایی (MBR)، روشی برای رفع مشکلات لجن فعال به‏ویژه کاهش مراحل فرایند تصفیه (حذف ته ‏نشینی و گندزدایی) و افزایش راندمان کاهش آلاینده آلی است که علی‏رغم استفاده از راکتور لجن فعال، مرحله جداسازی لجن از آب توسط یک سیستم میکروفیلتراسیون غشایی انجام می‏‏ شود. این سیستم برای تصفیه فاضلاب‏ های خانگی و صنعتی کارایی بالایی داشته و سال‏ های اخیر توجه ویژه ‏ای به آن شده است.

    کلیدواژگان: میکروفیلتراسیون، اولترافیلتراسیون، فرآیند غشایی
  • الهام قنبری عدیوی، پریسا مهرابی نیا، جلیل کرمان نژاد صفحات 79-90

    امروزه معضل آلودگی منابع آب و خاک به عنوان یک موضوع اساسی و تاثیرگذار برای زندگی سالم انسان ها و موجودات زنده مطرح می باشد. نیترات به عنوان یکی از منابع غیرمتمرکز آلودگی محیط زیست در پساب و یا زه آب های کشاورزی ناشی از مصرف بیش از حد کود، می باشد. نفوذ و نشت این آب ها به منابع آب های سطحی و آب های زیرزمینی باعث آلوده شدن این آب ها به نیترات می گردد. نیترات به دلیل بار منفی و عدم جذب برروی سطوح خاک، به راحتی در پروفیل خاک حرکت می کند و باعث آلودگی آب های سطحی و زیرزمینی می شود. جهت جذب نیترات از پساب های مختلف شهری، صنعتی و کشاورزی، معمولا از روش های مختلف فیزیکی و شیمیایی استفاده می شود که در مقیاس های صنعتی پیچیده و پرهزینه می باشند. در این تحقیق انواع روش های جذب نیترات بیان شده و تمرکز اصلی مطالعه به فرآیند جذب سطحی توسط زغال زیستی (بیوچار) ارزان قیمت، به عنوان یک فرایند موثر و یک روش مناسب در تصفیه نهایی آب های آلوده به نیترات، قرار گرفته است.

    کلیدواژگان: آلودگی، بیوچار، تصفیه، جذب، نیترات
|
  • S.Abedi* Pages 1-12

    Food and water security are one of the most critical subjects in all countries. Water deficiency is turning to a national crisis in Iran, due to climate change and non-optimal management of water resources. Due to the increase in water tensions, the national production will encounter major challenges which will lead to more dependency on importing foodstuff. It is notable that in the future, water deficiency will not be due to water shortage, but could be the consequence of the weakness in the regulations, inappropriate policies, and unplanned use of water resources. Accordingly, water governance in Iran has become a crucial concern in the context of increasing water deficiency, local and border water conflict, and global climate changes. Drying of water basins and the decline of groundwater is the result of the aforementioned regulations. Altogether, in the current situation of Iran, in order to guarantee the production of sustainable food products, considering the worsening state of water shortage, it is necessary to notice good governance, along with the empowerment of indigenous communities and the revival of their knowledge in areas related to the conservation and optimal utilisation of water resources. In this study, while addressing different dimensions of water governance and its role in water and food security, the innovative water governance methods have been described in the field of water security compared to conventional methods of integrated water resources management.

    Keywords: Water governance, Water security, Food security, Integrated water resources management
  • Marzieh Payste, Mahdi Kolahi*, Hamid Omranian khorasani Pages 13-22

    In recent decades, "good governance" has attracted the attention of many scientific communities. Each researcher has defined good governance with different dimensions and goals. Different views on good governance have complicated the explanation of criteria and related indicators. Confusion over the selection of good governance criteria, especially in the field of natural resources, has become a major problem for researchers. The main reason for this challenge is to confront of natural resources with both natural and social dimensions. In fact, the contrast between these two dimensions increases the lack of integration, Disaffiliation of the Stakeholders and the lack of managerial holism in the field of natural resources. In this study, good governance criteria have been summarized through library studies using descriptive-analytical method. Then, good governance criteria in natural resource management have been proposed. Understandably, recognizing, applying and evaluating good governance criteria and indicators will improve the state of natural resource management.

    Keywords: Integration, Participation, Stakeholders, Holistic
  • N Heydari Pages 23-36

    Under water scarcity conditions livestock production, because of its high content virtual water, has been one of the challenging issues in the scientific literature in this regard.A few scientific references believe that forage crops production, because of their high water requirements, make pressure on water resources of scarce-water countries.Other references are on this idea that there is to somehow exaggeration on the high water requirements of the livestock productions.Therefore, in most cases the livestock water productivity(LWP), especially when the protein content and nutritional values of livestock products and other services are considered, is comparable with the water productivity(WP) of agricultural crops. However, similar to the issues of improvement of WP in agriculture, the key point of livestock production from limited water resources is the improvement of LWP.LWP is defined as the ratio of the net benefit obtained from livestock products and other services to the water used for such productions and services. Livestock water productivity does not seek to maximise the number of livestock or the production of animal products and services. Rather, it opens opportunities to produce the same benefits with fewer animals and less demand for agricultural water. This paper reviews different views on livestock production under water scarcity circumstances considering WP and LWP improvement issues.It then deals with the definition and concepts of LWP and its methods of estimation and calculations.The paper provides some apparent values of LWP measured in different studies and elaborates the issues, difficulties, and sources of errors in this regard. Livestock production could be indicative of an efficient or inefficient use of water resources depending to the method of estimates,calculation approach, and or selected scale. Paper concludes that for the required links between livestock production and use of water resources, especially in the mixed livestock-farming systems and in basin-scale are not established well.

    Keywords: Productivity, Livestock, Water resources, Optimum use, Agriculture, Measure
  • Masoume Behrouz, AmirMohammad Keshvarifard, S. Alimohammadi* Pages 37-48

    The present study is aimed to optimum design the one of the structural methods of flood control (Levees) based on dynamic programming (DP). In order to accelerate computing time, a model was created based on the combination of discrete differential dynamic programming and genetic algorithm (GA-DDDP). The objective function of this model is to minimize the total costs, including the cost of constructing the structure and residual damage cost. For this purpose, the length of the studied river was divided into three reaches and the optimal dimensions of the four sections were obtained as output results. Modeling and running was done by coding in MATLAB software and the results showed that the running time of GA-DDDP combined model is just 11% of the time to running the classic dynamic planning model. Also in this study, the results of the four-section model were compared with the simpler single-section model (equivalent section). The results show that the simplification of model to one section causes the increasing costs to about 20%.

    Keywords: Flood Control, Levee, Optimization, Discrete Differential Dynamic Programming, Genetic Algorithm
  • S .Samani*, R .Roozbahani, A .Kavoosi Heydari, H .Kardan Moghaddam Pages 49-60

    In order to preserve aquifers, their sustainability assessment against current and future stresses is of vital importance. For this purpose, groundwater sustainability indicators are introduced as measurable variables to provide groundwater system information in a comprehensive way. The indicators can be also served as useful tools to assess sustainability of these natural resources. It should be noted that these indicators are applied to identify sustainability over time (exploitation period) and are not designated to resolve the problem. Every sustainability indicator describes a specific aspect of groundwater systems. These indicators assess groundwater resources sustainability, based on the measurable data to provide information on the quantity and quality of the resources (status and current trends), as well as focusing on social (groundwater accessibility, exploitation and utilisation), environmental (vulnerability and pollution), political, economic, and managerial aspects of the resources. The main objective of this paper is to set up a framework to evaluate the sustainability of groundwater resources, in order to ensure the implementation of sustainable groundwater management across the country and to inform the decision and policymakers on the state of sustainability for a specified groundwater resource. In this regard, 21 indicators are presented in the framework of DPSIR in six categories of quantity and quality, environmental, social, economic, and political aspects of groundwater. With the purpose of integrating the indicators to reach the final number of sustainability, the categorical scaling method has been used with a minimum score of zero (least stable) and a maximum score of 100 (maximum sustainability), and each indicator is divided into five categories.

    Keywords: Sustainability assessment, Indicators, Development, exploitation, Groundwater resource
  • A. Mianabadi *, K. Davary Pages 61-70

    Adaptation to water scarcity is a topic that has received more attention recently by the Ministry of Energy as well as water experts. Providing appropriate solutions and long-term and efficient plans for this issue requires discussion and consensus on the subject. One of the issues that causes consensus to fail in various scientific disciplines is misunderstanding of concepts and la ack of common technical reference. To come up with appropriate solutions to water scarcity, it is necessary to understand both “adaptation” and “Scarcity”. There are various meanings associated with these two terms that need to be examined in relation to each other and avoid the use of them interchangeably by providing the correct definition of these concepts. This article discusses some of these concepts.

    Keywords: Basic concepts, Adaptation, Coping, Mitigation, Water Scarcity, Water shortage
  • E. Movahed*, Aptin Rahnavard Pages 71-78

    Nowadays, due to strict laws to prevent environmental pollution as well as the importance of recycling and reuse of effluent, the use of processes that can treat wastewater with high efficiency has received special attention. One of the biological and widely used mechanism of domestic and industrial sewage treatment is activated sludge which microorganisms break down organic matter in the sewage while consuming oxygen. The advantages of this method are simple design, simple guidance, optimal efficiency in organic matter removal and less sensitivity to seasonal variations in temperature. After demonstrating the proper performance of the activated sludge in the treatment of variety of sewages, various adjustments and changes were made to adapt this process to different requirements. The disadvantages of conventional activated sludge method are the need to relatively high electrical and mechanical equipment, operational problems, the need for relatively high space for the construction of the wastewater treatment plant and low efficiency in the separation of all suspended organic matter. Membrane bioreactor (MBR) is a method to solve the problems of activated sludge especially reducing the steps of the purification process (removal of sedimentation and disinfection) and increasing the efficiency of reducing organic pollutants. Despite the use of an active sludge reactor, the separation of sludge from water is done by a membrane microfiltration system. This system has been highly efficient for domestic and industrial wastewater treatment and has received special attention in recent years.

    Keywords: Microfiltration, Ultrafiltration, Membrane process
  • E. Ghanbari Adivi *, P. mehrabinia, J. Kermannezhad Pages 79-90

    Nowadays, the problem of water and soil resources pollution is major and influential issue for the healthy living of humans and living things. Nitrate is one of the decentralized sources of environmental pollution in wastewater or agricultural drainage that caused by excessive use of fertilizer. The infiltration and leakage of these waters into surface water and groundwater sources cause to contaminating these waters with nitrate. Nitrate moves easily into the soil profile due to its negative charge and lack of adsorption on the soil surface that cause to contamination on surface and groundwater. Different physical and chemical methods are commonly used to nitrate adsorption from various municipal, industrial and agricultural wastewaters, which are complex and costly on industrial scales. In this research, various methods of nitrate adsorption have been studied and the main focus of the study is on the process of surface adsorption by cheap biochar as an effective process and a suitable method in the final refining of nitrate-contaminated waters.

    Keywords: Adsorption, BioChar, Contamination, Nitrate, Refining