توسعه مدل بهسازي شبكه‌هاي آبياري با رويكرد ديناميك سيستمها

Systems Dynamics Model to Assess Irrigation Networks

قدمت اغلب شبكه‌هاي آبياري دنيا ضرورت توجه به بهسازي آنها را ايجاب مي‌كند. ارزيابي سيستم‌هاي متداول آبياري نشان مي دهد كه مطلوبيت اغلب آنها به علت نقص در طراحي و اجرا، نگهداري نشدن، تعميرات نامناسب، و فقدان مديريت شايسته پايين‌تر از حد انتظار است. پيچيدگي مسئلة بهسازي شبكه‌هاي آبياري نيازمند تصميم‌گيريهاي همه‌جانبه و آينده‌نگر است. يكي از ابزارهاي مديريتي براي اين منظور علم ديناميك سيستمها(System Dynamics) است. به كمك اين علم پيامدهاي تصميم‌گيري‌ها آشكار و يادگيري رفتار سيستم‌ها در شرايط فعلي و آينده تسريع و تسهيل مي‌شود. هدف از اين پژوهش، ارائه روشي نو و مؤثر با توسعه مدلي براي بهسازي شبكه‌هاي آبياري با رويكرد ديناميك سيستمهاست. شناخت بهتر شبكه‌هاي آبياري و آزمايش سياست‌هاي بهره‌برداري مورد نظر تحت سناريوهاي متفاوت و تعيين سياست مناسب در تأمين نيازهاي اساسي شبكه‌ها از مهمترين اهداف ساخت مدل است. در اين مدل، شرايط مختلف براي بهسازي شبكه‌ها با افزايش كفايت، راندمان، عدالت و پايداري، كه مي‌تواند منجر به افزايش تأمين آب و سطح زيركشت شود مورد آزمون قرار مي‌گيرد. با استفاده از رويكرد سيستمي در بهسازي شبكه‌ها مي‌توان با توجه به تأثيرات دراز مدت آنها در آينده سياستهاي مناسب را اتخاذ كرد. براي نشان دادن كارايي مدل تهيه شده، شبكة آبياري قزوين به عنوان مطالعه موردي انتخاب شد و با استفاده از رويكرد ديناميك سيستمها تأثير بهبود راندمان شبكه در اثر بهسازي در سه گزينه مختلف شامل ثابت نگه داشتن سطح زيركشت، كاهش برداشت از آب زيرزميني، و سرمايه‌گذاري در جهت اجراي طرح‌هاي بهسازي بر مطلوبيت سيستم مورد بررسي قرار گرفت. نتايج به دست آمده نشان ميدهد كه هر سه گزينه موجب بهبود مطلوبيت سيستم ميشوند اما اين بهبود در گزينة ثابت نگه داشتن سطح زير كشت از همه بيشتر است.

An assessment of irrigation networks shows that their utility is less than expected because of poor design and operation, lack of sufficient maintenance and poor management. Poor performance of irrigation networks is partly because of old components that require rehabilitation. Rehabilitation of irrigation systems are done case-by-case, which lacks integration and a systemic approach and has not led to appreciable improvement. The involvement of so many components in irrigation rehabilitation and their complex interactive relation on system performance requires a system dynamics approach. Simulation techniques must be explored that represent complex dynamic systems in a realistic way. System dynamics, a feedback-based object-oriented simulation approach, was used to model the rehabilitation of irrigation networks. The ease of model modification in response to changes in the system and the ability to perform sensitivity analysis make this approach attractive for modeling the rehabilitation. In this paper, the proposed approach was applied to rehabilitate irrigation networks where the main elements affecting the network utility were efficiency, adequacy, equity, flexibility and stability in water delivery. Several rehabilitation scenarios were considered and their effects on the performance element (efficiency) were investigated. The long-term impact of the system utility was determined using system dynamics modeling and the appropriate policies were selected. The Qazvin Irrigation Network was selected as a case study. The three scenarios for network rehabilitation were fixing the area under cultivation, decreasing drawdown of groundwater and increasing investment in rehabilitation projects. The effect of the scenarios on the efficiency of the system was calculated and the final impact on the system utility was determined. The results showed that all three scenarios improved system utility, however, fixing the area under cultivation showed the best improvement. Key Words: Irrigation Networks Rehabilitation, System Dynamics, Simulation, Technical and Management Reform, Qazvin Irrigation Network