راهكارهاي حفاظت از منابع آب زيرزميني در مناطق خشك و سازگاري با كم‌آبي؛ مطالعه موردي دشت بيرجند

Conservation Practices of Groundwater Resources in Arid Region and Water Scarcity Adaptation; Case Study of Birjand Plain

اهداف و زمينه‌ها: حفاظت از منابع آب دربرگيرنده كليه اقداماتي است كه بر مصرف بهينه تأكيد نموده و كاهش تنش‌ بر منابع آب را فراهم مي‌نمايد و نتيجه نهايي آن ذخيره منابع مالي و انرژي است. هدف از اين پژوهش، ارزيابي پيامدهاي پياده‌سازي حفاظت از منابع آب زيرزميني دشت بيرجند از منظر اقتصادي و مديريت منابع آب بود. روش‌شناسي: به‌منظور ارزيابي تغيير شرايط تخصيص از محيط نرم‌افزار WEAP استفاده شد. بهينه‌سازي الگوي كشت نيز با استفاده از الگوريتم‌ فراابتكاري PSO و در محيط برنامه‌نويسي MATLAB پياده‌سازي شد. ظرفيت بهره‌برداري از پساب واحد تصفيه‌خانه فاضلاب شهري نيز به‌عنوان منبع آب نامتعارف مورد ارزيابي قرار گرفت. همچنين استفاده از سامانه‌هاي آبگير باران نيز با هدف جبران آب غيرشرب مناطق مسكوني و با استفاده از آمار درازمدت بارندگي منطقه مورد ارزيابي قرار گرفت. يافته‌ها: با تغيير شرايط تخصيص سالانه (افزايش سهم صنعت تا 25/8% و كاهش سهم كشاورزي تا 49%)، مي‌توان تا سقف 10 ميليون مترمكعب در مصرف آب صرفه‌جويي نمود. براساس نتايج الگوريتم PSO، حتي با كاهش تخصيص مصارف كشاورزي، اين ظرفيت وجود دارد كه ميزان درآمد تا 10 برابر هزينه‌هاي جاري افزايش يابد. پياده‌سازي گسترده سامانه‌هاي آبگير آب باران مي‌تواند موجب ذخيره‌نمودن سالانه 2ميليون متر مكعب آب باران شود. استفاده مجدد از پساب تصفيه‌خانه‌ فاضلاب، سالانه 5/6 ميليون مترمكعب از كسري مخزن را كاهش مي‌دهد. نتيجه‌گيري: با پياده‌سازي مدل‌سازي تخصيص منابع آب زيرزميني، بهينه‌سازي الگوي كشت محصولات كشاورزي، ظرفيت استفاده از پساب تصفيه‌خانه فاضلاب شهري و بهره‌گيري از سامانه‌هاي جمع‌آوري آب باران، مي‌توان فشار واردشده بر آب زيرزميني را تا حد قابل توجهي كاهش داد.

Aims & Backgrounds The water resources conservation includes all measurements focusing on optimal consumption and reduction of stress on water resources and its final consequence is energy and financial resources saving. Aim of this study was to examine economically consequences of conservation practices and their impacts on groundwater resources management. Methodology Examination of allocation conditions was carried out through WEAP Software. Optimization of agriculture cultivation pattern also has been performed using PSO algorithm in MATLAB. The examination of sewage potential of urban wastewater treatment were assessed to supply the fraction of the unconventional water resources. Also, the use of Rain Water Harvesting Systems (RHSs) with the aim of compensation of non-drinking water in residential areas and with using long term precipitation statistics of region were assessed. Findings Change of annual allocation situation (industry share is raised to 25.8 percent and agriculture share is down to 49 percent) can save 10 billion cubic meter annualy. Consequence of PSO algorithm revealed that there is a potential to increase income of selling crops to 10 times of current expenses. The implementation results of RHSs showed that widespread utilization of them for all subscribes can save 2 billion cubic meter annualy. Assessment of the sewage reuse of the wastewater treatment showed that, it could improve 5.6 billion cubic meter of groundwater depletion annualy. Conclusion It can be inferred from results that groundwater stress can be reduced considerably through implementation of modelling ground water resource allocation, optimization of agriculture cultivation pattern, capacity to use sewage potential of urban wastewater treatment and rainwater harvesting system.