فصلنامه آب و توسعه پایدار

چکیده سرمقاله:
بازتخصیص آب در ایران معاصر
انوش نوری اسفندیاری/ مشاور هیئت تحریریه
 
یادداشت کوتاه:
بازتخصیص آب در شرایط آبی امروز ایران
عبدالله فاضلی فارسانی/ معاون حفاظت، بهره برداری و امور اجتماعی حوضه آبریز فلات مرکزی و شرقی 
 
یادداشت کوتاه:
باز تخصیص آب از پنهان تا آشکار
وحید اردکانیان/ عضو شورای مرکزی خانه کشاورز 

چکیده بهره‌‏مندی از مدل‏‌های منابع آب، امکان برنامه‌‏ریزی صحیح و پایدار در مدیریت منابع آب را فراهم می‌‏کند. هدف از انجام پژوهش حاضر، بهینه‌‏سازی بهره‌‏برداری از منابع آبی حوضه آبریز دشت ورامین طی 10 سال تحت سناریوهای مختلف مدیریتی است. برای رسیدن به شرایط بهینه در مقدار حجم منابع آب، حداقل سازی عدم تأمین نیازها و میزان نیاز کاربری‏های مختلف در دشت ورامین بررسی شد. براین اساس وضعیت منابع آب دشت ورامین در سه بخش کشاورزی، صنعت و شرب با استفاده از مدل WEAP تحت دو سناریوی الف- مرجع با اولویت‏‌بندی وزارت نیرو و ب- سناریو کاهش حجم ورودی با تغییر اولویت‌‏بندی در دوره 1395-1405 شمسی ارزیابی شد. اقلیم منطقه براساس مدل سال آبی (دبی، بارش، تبخیر و تعرق، دما) بررسی و وارد مدل شد. نتایج نشان‏ داد براساس سناریوی الف در تأمین آب شرب 30% کمبود آب در منطقه خواهیم داشت و این مورد برای سناریوی کاهش حجم ورودی 37% می‏‌باشد. براساس نتایج، سناریوی مرجع که از نظر تأمین نیازهای مختلف و شاخص اطمینان‏‌پذیری تأمین نیازهای آبی و حداکثر حجم آب تأمین نشده در طول دوره آماری نسبت به سناریوی کاهش حجم ورودی، عملکرد بهتری را برای محدوده دشت ورامین به همراه داشته است، به‏ عنوان سناریوی برگزیده در نظر گرفته شد.

چکیده در استان خراسان جنوبی کمبود آب از عوامل محدود کننده اصلی توسعه فعالیت‏‌های اقتصادی در دهه‌‏های آینده به‏‌شمار می‏‌رود. در این استان مانند سایر نقاط کشور هنوز استفاده مطلوب از آب به شکل یک فرهنگ جایگاه خاص خود را پیدا نکرده است؛ به همین جهت دستیابی به تعادل نسبی در زمینه عرضه و تقاضای آب یک اصل اساسی و ضروری است. این مهم جز با ایجاد یک نظام جامع در مدیریت آب و در نتیجه امنیت آبی میسر نمی‌باشد. به‏‌منظور پیشگیری از وقوع بحران‌های ناشی از عدم امنیت آبی، شناسایی تحولات سریع و روندهای معیوب در مدیریت کنونی آب و آن هم مبتنی بر واقعیت‏‌های اقلیمی، اجتماعی، اقتصادی و غیره در هر منطقه الزامی به نظر می‏رسد. در این راستا با ایجاد مجموعه‏ای از نشانگرها، وضعیت فعلی منابع آب در این استان پایش و ارزیابی شد. سپس با کمک تحلیل خاکستری که یک نوع روش رتبه‌بندی سلسله مراتبی است، دشت‌های استان از نظر امنیت آب رتبه‌بندی شد. نتایج تحلیل خاکستری نشان داد، بالاترین امتیاز سطح امنیت آبی در محدوده‌های ده‌سلم (0/524)، ده‌نو میغان (0/519) و چاهک موسویه (0/504) است. درجه امنیت آنها عمدتاً توسط توانایی آنها در کاهش مخاطرات کم‏آبی و کمیابی آب تفسیر می‌شود، هرچند که تا زمانی‏که خطر کم‏آبی و کمیابی وجود نداشته باشد، محدوده مطالعاتی امن نخواهد بود. محدوده مطالعاتی مهمی همچون دشت بیرجند (با امتیاز 0/462) وجود دارند که در حال حاضر دچار ناامنی آبی هستند. بیشترین سطح ناامنی آبی نیز در استان خراسان جنوبی، محدوده‏‌های در حال توسعه سرایان (0/268) و بشروئیه (0/363) دیده می‌‏شود.

چکیده امروزه مسئله کمبود آب به یک چالش اساسی در کشور ایران تبدیل شده است. از آنجایی‏که بخش کشاورزی در راستای افزایش جمعیت و تأمین مواد غذایی سهم بالایی در مصرف آب به خود اختصاص داده است، لذا بررسی ردپای آب که نشان‌دهنده حجمی از آب است که به‏ طور مستقیم یا غیر مستقیم برای تولید کالا یا ارائه هر گونه خدمات به مصرف می‌رسد پتانسیل قابل توجهی برای کمک به مدیریت آب در بخش کشاورزی دارد. در این پژوهش ردپای آب در تولید محصول خیار از سال 1394 تا 1398 با استفاده از نرم افزار AGWAT در 4 منطقه از شهرستان دره‌شهر، تابع استان ایلام، که بیشترین سطح زیر کشت و صادرات محصول خیار را به خود اختصاص داده است بررسی شد. نتیجه بررسی نشان داد، در اراضی فاریاب چهار بخش مورد مطالعه، دهستان ارمو، دهستان عباس آباد، روستای چمژاب و مرکز دره‌شهر سهم ردپای آب سبز، آبی، خاکستری و سفید به‏ترتیب 16%، 20%،20%، 25% درصد از مجموع ردپای آب در تولید محصول خیار در شهرستان دره‌شهر است. در مطالعه صورت گرفته متوسط مجموع ردپای آب در اراضی فاریاب حدود 684/9 متر مکعب بر تن می‌باشد. ازاین‏رو با توجه‏ به روند ردپای آب مناطق مورد مطالعه، جایگزین کردن روش‌‏های نوین آبیاری از جمله؛ آبیاری قطره‌ای با هدر رفت کم و کارایی بالاتر، به‏ جای آبیاری غرقابی در کشت محصول خیار این مناطق توصیه می‏‌شود.

چکیده نیاز به داده‌های کامل و قابل اطمینان اولین گام در مطالعات اقلیمی است. داده‌های ناکامل، تحلیل‌های اقلیمی را دچار چالش می‌کند. اغلب در آب و هواشناسی داده‌های گمشده (ناکامل) وجود دارد. بنابراین کامل‌کردن داده‌ها (ترمیم) نیاز اولیه تحلیل‌هاست. روش‌های متعددی برای بازسازی داده‌ها وجود دارند که بسته به نوع داده و خصوصیات آب و هوایی هر منطقه متفاوت می‌باشند. بارش و دما از مهم‌ترین متغیرهای هوا و اقلیم‌شناسی هستند. طول دوره آماری اهمیت بسزایی در دقت تحلیل این دو متغیر دارد. دمای ماهانه سه شهر ایران شامل مشهد، بوشهر و جاسک از سال حدود 1890 در کتبی به نام World Weather Records موجود است. این اطلاعات دارای داده‌های گمشده می‌باشد، مخصوصاً همزمان با جنگ جهانی دوم (1941-1949) این داده‌های گمشده‌ مشهودتر هستند. هدف این پژوهش، افزایش دقت برآورد این داده‌های مفقود با معرفی روش کاربردی MICE و ارائه سری کامل دمای ماهانه در طول 130 سال است. بدین منظور، ایستگاه‌هایی از کشورهای مجاور به‌عنوان ایستگاه‌های مبنا انتخاب شدند. ابتدا داده‌های مفقود دمای ماهانه این سه ایستگاه با برازش الگوهای رگرسیونی ترمیم شدند (ریشه میانگین مربعات خطا 0/71 تا 0/94 درجه سانتیگراد). روش‌ کلاسیک رگرسیون نیازمند بررسی فرض‌های زیربنایی و آسیب‌شناسی است. این الگوها با روش MICE نیز برآورد شدند (ریشه میانگین مربعات خطا 0/39 تا 0/82 درجه سانتیگراد). نتایج مطالعه و اجرای این بسته در محیط Rstudio نشان از برتری این روش دارد. این روش برای داده‌های مفقود طراحی شده، مشکلات رگرسیون را نداشته و قابلیت‎های زیادی دارد. لذا برای ترمیم داده‌های گمشده آب و هواشناسی پیشنهاد می‌شود.

چکیده طی سال‌های اخیر جریانات خروجی از حوضه کارون بزرگ به‏ خصوص در محدوه‌ درون استان خوزستان با افت شدیدی رو به ‏رو شده است. هدف از این مطالعه بررسی اثر عوامل اقلیمی و خشکسالی بر روی رواناب ورودی و خروجی حوضه کارون در دو بخش درون استان خوزستان و محدوده حوضه در خارج استان بود. نتایج نشان دهنده شروع تغییرات نامطلوب عوامل اقلیمی طی دو دهه آخر این مطالعه می‌باشد به‌طوری‌که طی این دوره به‏ خصوص ده سال اخیر مطالعه شاهد کاهش زیادی در میزان بارش نسبت به دهه قبل آن در حوضه کارون رخ داده است.. تغییرات دماهای میانگین، حداقل و حداکثر، تبخیر و خشکسالی نیز طی دو دهه اخیر افزایشی بوده است. همچنین نتایج مربوط به میزان اثر پارامترهای اقلیمی بر دبی حوضه کارون بزرگ نشان داد در محدوده داخل استان خوزستان 83 درصد تغییرات دبی خروجی توسط پارامترهای اقلیمی (به‏ترتیب شامل بارش، خشکسالی و دمای حداکثر) تحت تأثیر قرار گرفته است و در محدوده حوضه در خارج استان خوزستان 82 درصد تغییرات دبی، ناشی از پارامترهای اقلیمی (به‏ ترتیب شامل بارش، دمای حداکثر و خشکسالی) می‌باشد. این درحالی‏ است که جریانات سطحی حوضه طی دهه اخیر نسبت به سایر دهه‌ها شرایط بحرانی‌تر داشته است و در خارج استان خوزستان (ورودی به استان) کاهش حدود 27 درصدی و در داخل استان و خروجی حوضه کاهش 44 درصدی داشته است. با توجه ‏به اثر کم و بیش یکسان اقلیم بر هردو محدوده می‌توان این تغییرات و کاهش شدید را به وجود عامل دیگری از جمله مدیریت سرزمین و عوامل انسانی نسبت داد.

چکیده با توجه به اینکه مزارع گندم عمدتاً به دو روش سطحی (غرقابی) و موضعی (تیپ) آبیاری می‌شوند، این پژوهش بر آن شد تا اثر فاکتورهای عملکرد و آب مصرفی بر شاخص بهره‌وری آب (WUE) این دو سامانه را در استان یزد بررسی، مقایسه و تحلیل نماید تا از این طریق، اولویت پرداختن به این فاکتورها به تفکیک نوع سامانه مشخص شود. نتایج نشان داد که در روش غرقابی، کاهش حجم آب مصرفی بیشتر از افزایش عملکرد محصول در ارتقای WUE، نقش داشته است. به عبارتی دیگر برای افزایش WUE گندم در روش‌های غرقابی باید بیشتر سراغ راهکارهای بهینه‌سازی و کاهش مصرف آب در مزرعه رفت و پرداختن به روش‌های افزایش عملکرد محصول در جایگاه بعدی قرار دارند. اما در مورد آبیاری موضعی، شرایط بر عکس بوده و فاکتور عملکرد نقش تعیین‌کننده‌تری در ارتقای WUE ایفا کرده است. در این سامانه مسایل به‌نژادی و به‌زراعی گندم نظیر انتخاب ارقام مناسب، تاریخ و تراکم مناسب کاشت، رعایت دور آبیاری‌ها، عملیات مناسب تغذیه، کنترل آفات و بیماری‌ها نقش قابل توجهی در WUE داشته و مستلزم توجه زیادی از جانب کشاورزان است. همچنین مشاهده شد که علی‌رغم کاهش محتمل حجم آب مصرفی گندم در آبیاری تیپ نسبت به غرقابی و ارتقای عددی WUE، امکان عدم دستیابی بهره‌برداران به عملکرد قابل قبول محصول در واحد سطح وجود دارد که همین مسأله می‌تواند موجب عدم صرفۀ اقتصادی این سامانه در مزارع گندم و در نتیجه، نارضایتی بهره‌برداران شود. حل این مسأله در گرو توجه ویژه به نکات مدیریتی و به‌زراعی در آبیاری موضعی گندم خواهد بود.

چکیده امروزه به علت کاهش منابع سوخت‌های فسیلی، تولید بیوگاز از ضایعات فسادپذیر مورد توجه قرار گرفته است. هاضم‌های بی‌هوازی برای تولید انرژی تجدیدپذیر از ضایعات قابل تجزیه و همچنین مدیریت کردن پسماندها استفاده می‏شوند. به‌طورکلی هاضم‌های بی‌هوازی مواد فسادپذیر را به متان و کربن دی اکسید تبدیل می‌کنند. از عوامل تأثیرگذار بر فرایند هضم بی‌هوازی می‌توان به نوع راکتور، محدوده دمایی راکتور، نوع اختلاط و پسماند مورد استفاده نام برد. در این پژوهش به بررسی استفاده از لجن تولید شده در تصفیه‌خانه‌های فاضلاب با فرایندهای SBR و MLE در هاضم‌های بی‌هوازی پرداخته شده است. به‏این‏منظور، تصفیه‌خانه‌های فاضلاب خین عرب و التیمور در مشهد که فرایندهای آن‌ها به ترتیب از نوع SBR و MLE می‌باشد، به‌عنوان نمونه‌های مورد مطالعه در نظر گرفته شده است. مقایسه نتایج به‌دست‌آمده نشان می‌دهد لجن تولید شده از فرایند SBR (تصفیه‌خانه خین عرب) قابلیت مناسبی برای تولید بیوگاز ندارد، درحالی‌که پتانسیل تولید بیوگاز در تصفیه‌خانه التیمور وجود دارد و می‌توان در آینده بر روی تصفیه‌خانه فاضلاب التیمور سرمایه‌گذاری نمود.

چکیده در گذشته هدف از تصفیه آب، کاهش مواد معلق و از بین بردن عوامل زنده بیماری‌‏زا در آب بود که با روش‏‌های متداول فیلتراسیون و گندزایی به‏ دست می‏‌آمد. اما در حال حاضر با افزایش انواع آلودگی‌‏ها به منابع آب روش‏‌های موجود به ‏طور کامل توانایی تصفیه مناسب آب را ندارند. مطالعات نشان داده است، ضدعفونی آب آشامیدنی می‏تواند باعث افزایش باکتری‏‌های مقاوم به آنتی‏بیوتیک در محیط‏‎‌های آبی شود. تصفیه آب ممکن است مقاومت آنتی‏بیوتیکی باکتری‏‌های زنده مانده را افزایش دهد و سیستم‌‏های توزیع آب ممکن است به‏ عنوان مخزنی مهم برای گسترش مقاومت آنتی‎بیوتیکی به عوامل بیماری‏‌زای فرصت طلب عمل کنند. فرایندهای تصفیه آب آشامیدنی نمی‏‌تواند ARGها را از منابع آب آشامیدنی به ‏طور کامل از بین ببرد، بنابراین، سیستم‌‏های تأمین آب آشامیدنی ممکن است یک مسیر انتشار اولیه ARGها از محیط به میزبان باشد که خطرات احتمالی را برای سلامتی انسان ایجاد می‌‏کند. همچنین مشخص شده است که تعداد بعضی از باکتری‌‏ها با افزایش میزان کلر در آب آشامیدنی افزایش می‌‏یابد و روند تصفیه آب قادر به حذف کامل آنتی بیوتیک‌‏ها از آب آشامیدنی نیست. به همین منظور کسب اطلاعات بیشتر در خصوص میزان و فراوانی باکتری‏‌های دارای جهش‌‏های مقاوم به آنتی بیوتیک‏ها ضروری به نظر می‏‌رسد. در این مقاله مروری کوتاه بر مطالعات صورت گرفته در مورد تصفیه آب آشامیدنی و همچنین ورود آنتی بیوتیک‏‌های استفاده شده در زندگی روزمزه از طریق فاضلاب و پساب‏‌های تولیدی و تاثیر آن بر سلامت جامعه انسانی صورت گرفته است.

چکیده با توجه ‏به اینکه بخش قابل توجهی از آبزیان تجاری کشور در سیستم‌‏های مداربسته پرورش داده می‏‌شوند، ارزیابی و کنترل دقیق روی میزان کیفیت آب در این سیستم‌‏ها ضروری است. با توجه‏ به این مسئله، در پژوهش حاضر کارایی فیلتراسیون غشایی در تصفیه آب حاصل از سیستم‏های آبزی‏پروری مداربسته بررسی شد. در ابتدا اطلاعات کلی از فرآیند فیلتراسیون غشایی شامل انواع آن و مزایای آن‏ها ارائه شد و در ادامه، به اهمیت فیلتراسیون غشایی در حذف مواد آلاینده و تصفیه آب در سیستم‏‌های مداربسته آبزی‏‌پروری پرداخته شد. فیلتراسیون غشایی، طیف وسیعی از فرآیند فیلتراسیون شامل اسمز معکوس (RO)، نانوفیلتراسیون (NF)، اولترافیلتراسیون (UF) و میکروفیلتراسیون (MF) را شامل می‌‏شود. بررسی منابع به‏ دست آمده نشان داد مهم‌ترین مزایای روش فیلتراسیون غشایی کاهش هزینه‌‏های کلی تولید، انعطاف‌‏پذیری بالا و کیفیت بالای محصول می‌‏باشد. براساس مرور منابع، مواد جامد موجود در سیستم پرورش آبزیان از غذای مصرف‏ نشده و مدفوع تولید شده توسط ماهی حاصل می‌‏شود و می‏تواند عامل گسترش عوامل میکروبی و بیماری‏زا در محیط‌‏های آبی باشد. کاربرد روش‌‏های مختلف فیلتراسیون غشایی نشان داد این روش‌‏ها کارایی قابل توجهی در حذف ذرات ریز و مواد آلی از پساب‌‏های آبزی‌‏پروری دارند. از این‏رو، می‏‌توانند در جهت مدیریت پایدار ذخایر آبی و همچنین، تصفیه آب در این بخش استفاده شوند.

چکیده در سال‌های اخیر، ورود مواد رنگ‌زا به منابع آبی به دلیل ایجاد سمیت برای زیست‌مندان سبب برهم زدن نظم طبیعی بوم‌سازگان شده است. در این مطالعه، کربن فعال تهیه شده از کاه برنج، سنتز و با محلول پتاسیم هیدروکسید با نسبت‌های 1:3 و 1:2 در دمای C°800 و C°900 فعال‌سازی و به‌منظور جذب رنگ راکتیو زرد 145 تهیه شده در محیط آزمایشگاهی که خصوصیات مشابه پساب واقعی صنایع نساجی شهر تهران را دارد، استفاده گردید. سپس متغیرهای مهم بر فرآیند جذب مانند pH (8-2)، زمان تماس (120-15دقیقه)، دوز جاذب (60-30 میلی‌گرم)، غلظت رنگ (200-50 میلی‌گرم بر لیتر) و دما (45-15درجه سانتی‌گراد) بررسی شد. نتایج نشان داد که میزان جذب با pH محلول و غلظت اولیه رنگ رابطه عکس و با دوز جاذب، دما، و نسبت اشباع فعال‌ساز رابطۀ مستقیم دارد. از میان مدل‌های هم‌دما، مدل ردلیچ-پیترسون (0/995=R2) با ظرفیت جذب تعادلی  324.6 mg/g.مطابقت بهتری با نتایج تجربی جذب داشته است و مطالعات سینتیکی نشان داد فرآیند جذب از مدل سینتیکی شبه مرتبۀ دوم (0/998= R2) پیروی می‌کند. مطالعات ترمودینامیکی نیز نشان داد که فرآیند جذب خودبه‌خودی است و منفی بودن شیب منحنی وانت‌هوف، بیانگر گرماگیر بودن واکنش است. با توجه به زمان تعادلی 60 دقیقه در مکانیسم جذب، جاذب سنتز شده از سرعت بالایی در جذب رنگ راکتیو زرد 145 برخوردار است. جاذب سنتز شده با داشتن خصوصیاتی همچون سطح ویژه بالا، دوست‌دار محیط‌زیست، در دسترس بودن پیش‌ماده و عملکرد مناسب در جذب رنگ، می‌تواند به نحو موثری در سیستم‌های تصفیه پساب رنگی مورد استفاده قرار گیرد.

چکیده در سال‌های اخیر، آب چالش اساسی کشور شده است و این چالش به محرومیت ذی‌نفعان مختلف از حقِّ آبی که در گذشته در اختیار داشته‌اند گره خورده است. گاهی این حق مربوط به محیط‌زیست و نسل‌های آینده است، گاهی مربوط به کشاورزان به ویژه در پایین‌دست حوضه‌ها است و در مواردی نیز حتی چالش به تأمین آب با کیفیت برای شرب یا کسب‌وکارها در بسیاری از روستاها و شهرها رسیده است. این مسأله تحت عنوان بازتخصیص آب در ادبیات نظری مدیریت آب مطرح شده است. بازتخصیص مربوط به زمانی است که با توسعه مصارف در یک حوضه برای تقاضاهای جدید آبی وجود ندارد و در نتیجه با برداشت‌های جدید، بخشی از حقوق بهره‌برداران قدیمی جابه‌جا می‌شود.