شماره مدرك :
17477
شماره راهنما :
15296
پديد آورنده :
مسائلي، حوريه
عنوان :

توسعه هم‌بست آب-غذا-انرژي براي مديريت سيستم‌هاي پيچيده منابع آب با استفاده از الگوي تركيبي پوياي سيستم‌ها-تئوري بازي

مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
منابع آب
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع :
1400
صفحه شمار :
شانزده، 144ص. :مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
عليرضا گوهري
استاد مشاور :
محمد شايان نژاد
توصيفگر ها :
همبست آب غذا و انرژي , محيط زيست , اجتماعي و اقتصادي , پويايي سيستم‌ها , نظريه بازي‌ها , توسعه شاخص , حوضه زاينده رود
استاد داور :
سعيد اسلاميان، عليرضا علي پور
تاريخ ورود اطلاعات :
1401/02/07
كتابنامه :
كتابنامه
رشته تحصيلي :
مهندسي كشاورزي
دانشكده :
مهندسي كشاورزي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1401/02/07
كد ايرانداك :
2825285
چكيده فارسي :
در اين مطالعه با استفاده از مفهوم همبست آب، انرژي و غذا (WEF) به¬عنوان الگويي كارآمد در مديريت پايدار سيستم¬هاي طبيعي، به شناسايي تبادل بين بخش‌هاي مختلف، برنامه ‌ريزي و مديريت راهبرد‌ها در حوضه زاينده رود براي دوره‌ي 99-1385 پرداخته شد. تاريخچه توسعه منابع آب، افت شديد آب‌هاي زيرزميني، كاهش قابل توجه ذخيره آب سد و خشك شدن تالاب گاوخوني نشان مي‌دهد كه اين حوضه طي سال‌هاي اخير پيوسته با بحران آب مواجه بوده است. همچنين با توجه به رشد جمعيت و توسعه حوضه، مصرف انرژي و نياز به غذا نيز روند صعودي را طي كرده كه همگي تبعاتي بر محيط زيست داشته است. به منظور مديريت شرايط موجود، الگويي با لحاظ كردن موضوعات تاثير پذير از رويكرد همبست WEF از جمله اقتصاد، شرايط اجتماعي و محيط زيست ارائه شد. همچنين براي ارزيابي و مقايسه سياست‌هاي ارائه شده علاوه بر تحليل روند متغيرها، شاخصي تحت عنوان شاخص همبست آب، انرژي، غذا و محيط زيست (WEFE) ارائه شد. كه با در نظر گرفتن تمامي ابعاد همبست، هر سناريو را بررسي مي‌كند. بخش عمده مصارف آب سطحي و زيرزميني(%79) مربوط به بخش توليد غذا و به خصوص كشاورزي است. حال آنكه ارزش افزوده اين بخش(%6) از ساير بخش‌هاي صنعت و خدمات كمتر بوده اما در عين حال توليد غذا لازمه حفظ امنيت غذايي مي‌باشد بنابراين با تعريف سناريوهايي از جمله تغيير روش‌ آبياري و تغيير رژيم غذايي مردم به منظور كاهش تقاضا و مديريت سود و ضرر كشاورز به بررسي اين مسئله پرداخته شد. نتايج نشان مي‌دهد با تغيير روش آبياري و بهبود شبكه توزيع و انتقال، بهره‌وري آب در بخش كشاورزي 27 درصد افزايش يافته و در صورت همكاري كشاورزان در طول دوره شبيه سازي در مجموع 5/4545 ميليون مترمكعب آب براي تالاب گاوخوني آزاد مي‌شود، اما اجراي اين سياست در صورت گسترش زمين‌هاي زيركشت و كشاورزي با آب آزاد شده نه تنها موجب بهبود وضعيت حوضه نمي‌شود بلكه آثاري منفي نيز خواهد داشت. بنابراين لازم است همراه با اين تغيير، با تنظيم قيمت آب و خريداري آن توسط دولت به كنترل شرايط حوضه پرداخته شود. در اين راستا برخي از مفاهيم نظريه بازي‌ها براي بررسي دقيق‌تر اين موضوع و پيش بيني حوادث پيش رو استفاده گرديد.در اثر تغيير رژيم غذايي به رژيم غذايي مطلوب وزارت بهداشت مشاهده شد كه كاهش امنيت غذايي (5/%6) سبب شده جمعيت نيز 97/11 درصد كاهش يابد، كاهش جمعيت سبب شده مصارف وآلودگي زيست محيطي نيز كاهش يابد. بنابراين رژيم غذايي مذكور از نظر شاخص WEFE با امتياز 62/52 درصد، مناسب‌ترين رژيم غذايي براي حوضه شناخته شد. در صورت كاهش 10% ضايعات توليد در رژيم غذايي مطلوب، امنيت غذايي به ميزان 62/3% افزايش مي‌يابد. همچنين تعويض پمپ‌هاي ديزل با پمپ‌هاي برقي با افزايش 15 درصدي راندمان براي استخراج آب زيرزميني باعث به صفر رسيدن مصرف سوخت فسيلي براي برداشت آب زيرزميني وكاهش سه درصدي مصرف برق وكاهش 78/20 درصدي آلودگي ناشي از استخراج آب شده است. به منظور ارائه راهكاري موثر و با مد نظر قراردادن تمامي ابعاد، سعي شد تاثير اجراي همزمان سناريوها در قالب سناريوهاي تركيبي دوتايي و بسته‌هاي سياستي بررسي گردد. در نهايت سناريو تركيبي ارائه شده كه شامل تغيير رژيم غذايي به رژيم غذايي مطلوب، كاهش 10 درصدي ضايعات توليد غذا، تعويض پمپ‌هاي برداشت آب زيرزميني با پمپ‌هايي با راندمان بالا و بهبود شبكه انتقال و توزيع و استفاده از روش آبياري قطره‌اي با ارائه قيمتي مناسب براي آب به منظور همكاري كشاورزان مي‌باشد، به عنوان موثرترين سناريو براي بهبود وضعيت حوضه انتخاب شد. امتياز اين سناريو در شاخص WEFE برابر 35/76 درصد مي‌باشد كه نسبت به وضعيت كنوني 27 درصد افزايش يافته است.
چكيده انگليسي :
In this study, using water, energy and food nexus (WEF) as an efficient model in sustainable management of natural systems, to identify the exchange between different sectors, planning and managing strategies in the Zayandehrud basin for the period 2006-2020 paid. The history of water resources development, severe groundwater decline, significant reduction of dam water storage and drying of Gavkhoni wetland show that this basin has been facing a continuous water crisis in recent years. Also, due to population growth and basin development, energy consumption and food needs have increased, all of which have had consequences for the environment. In order to manage the current situation, a model was presented by considering the influential issues of the WEF nexus approach, including economy, social conditions and environment. In addition to analyzing the trend of variables, an index called Water, Energy, Food and Environment Nexus Index (WEFE) was presented to eva‎luate and compare the proposed policies. Which examines each scenario by considering all nexus dimensions. The major part of surface and groundwater consumption (79%) is related to food production, especially agriculture. While the added value of this sector (6%) is lower than other sectors of industry and services, but at the same time food production is necessary to maintain food security, so by defining scenarios such as changing irrigation methods and changing people's diet to reduce demand and profit management and the loss of the farmer was investigated. The results show that by changing the irrigation method and improving the distribution and transmission network, water productivity in the agricultural sector has increased by 27% and if farmers cooperate during the simulation period, a total of 4545.5 million cubic meters of water will be released for Gavkhoni wetland. The policy will not only not improve the situation of the basin, but will also have negative effects if the cultivated and agricultural lands are expanded with the released water. Therefore, along with this change, it is necessary to control the conditions of the basin by regulating the price of water and its purchase by the government. In this regard, some concepts of game theory were used to more accurately investigate this issue and predict the upcoming events. As a result of changing the diet to the desired diet of the Ministry of Health, it was observed that the decrease in food security (6.5%) caused the population to decrease by 11.97%, the decrease in population caused the consumption and environmental pollution to decrease. Therefore, the mentioned diet was recognized as the most suitable diet for the basin according to the WEFE index with a score of 52.62%. If production waste is reduced by 10% in the optimal diet, food security will increase by 3.62%. Also, replacing diesel pumps with electric pumps with a 15% increase in efficiency for groundwater extraction has resulted in zero fossil fuel consumption for groundwater abstraction, a 3% reduction in electricity consumption, and a 20.78% reduction in pollution from water extraction. In order to provide an effective solution and taking into account all dimensions, the effect of simultaneous implementation of scenarios in the form of binary scenarios and policy packages was investigated. Finally, a combined scenario is presented, which includes changing the diet to the optimal diet, reducing feed production wastes by 10%, replacing groundwater pumps with high-efficiency pumps, improving the transmission and distribution network, and using drip irrigation at a reasonable price. Water is for the cooperation of farmers, was selected as the most effective scenario to improve the condition of the basin. The score of this scenario in the WEFE index is 76.35 percent, which is an increase of 27 percent compared to the current situation.
استاد راهنما :
عليرضا گوهري
استاد مشاور :
محمد شايان نژاد
استاد داور :
سعيد اسلاميان، عليرضا علي پور
لينک به اين مدرک :

بازگشت