فصلنامه علمی کارافن

فصلنامه علمی کارافن

تأثیر بهبود بهسازی بر بهبود شاخص مطلوبیت شبکه با قید بهبود شاخص نکسوس بر اساس تحلیل پویایی سیستم (مطالعۀ موردی: شبکۀ آبیاری قزوین)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی (کاربردی)

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی و مدیریت آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران.
2 استاد، گروه مهندسی و مدیریت آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران.
3 دانشیار، گروه مهندسی و مدیریت آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران.
چکیده
دخالت بسیاری از عوامل در یک مدل پیچیده همانند بهسازی شبکه‌­های آبیاری و رابطۀ تعاملی پیچیده آنها بر عملکرد سیستم آب، غذا و انرژی (نکسوس) در بلندمدت، استفاده از رویکرد پویایی سیستم را ناگزیر می‌گرداند و استفاده از رویکرد مورد اشاره می‌بایست علاوه بر جامع‌نگری، شبیه­‌سازی سیستم را به‌صورت واقع­‌بینانه­‌ای تبیین نماید. این مقاله با استفاده از راهبرد تفکر سیستمی، پویایی حاکم بر اقدامات سازه‌­ای و غیرسازه‌­ای در راستای بهسازی شبکه‌های آبیاری با هدف بهبود مطلوبیت شبکه و با تأمین شاخص نکسوس را مدل می‌کند. برای این کار زیرسیستم‌­های «بهبود بهره­‌وری آب»، «تعریف شاخص مطلوبیت شبکه» و «توصیف نکسوس در شبکه­‌ها»، با استفاده از ابزار پویایی سیستم‌­ها بر اساس سال­‌های 1385 تا 1395 تدوین و مفهوم­‌سازی شد. مدل مفهومی توسعه‌­یافته بر اساس مستندات موجود، مدل کمّی توسعه یافت و در سال‌های 1395 تا 1402 مورد صحت‌سنجی قرار گرفت. به عنوان نتیجه تحقیق، به‌کارگیری راه­کارهای سازه‌­ای و غیرسازه‌­ای نسبت به استفاده از هر کدام از راه‌کارها به صورت مجزا، بیشترین میزان اثربخشی را در شاخص نکسوس و شاخص مطلوبیت شبکه داشته است؛ به طوری که به ازای سناریوهای 25، 50 و 75 درصدی در افزایش راه­کارهای سازه­‌ای و غیرسازه‌‌ای به صورت توامان، میزان شاخص نکسوس به ترتیب 17.37، 23.83 و 26.89 درصد بهبود نشان داده است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

The Effect of Improvement of Rehabilitation on the Improvement of the Network Utility Index with the Constrain of Improvement in the NEXUS Index based on System Dynamic Analysis (Case Study: Qazvin Irrigation Network)

نویسندگان English

Mostafa Aslani 1
Mohammadjavad Monem 2
Ali Bagheri 3
1 Phd Student, Water Engineering Department, Agriculture Faculty, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran.
2 Professor, Water Engineering Department, Agriculture Faculty, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran.
3 Associate Professor, Water Engineering Department, Agriculture Faculty, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran.
چکیده English

The involvement of many factors in a complex model such as the improvement of irrigation networks and their complex interactive relationship on the performance of the water, food and energy system (Nexus) in the long term makes the use of the system dynamics approach inevitable. The aforementioned approach in addition to being holistic, explains the system simulation realistically. The present research modelled the dynamics governing structural and non-structural actions for rehabilitation of irrigation networks to improve the utility of the network, and by supplying the Nexus index, using the strategy of systemic thinking. For this purpose, subsystems of "water productivity improvement", "definition of network utility index" and "description of Nexus in networks" were compiled and conceptualized using system dynamics tools based on the years 2006 to 2016. A quantitative model was developed and validated in 2016-2023 based on the developed conceptual model. According to the results of the research, the use of structural and non-structural solutions had the greatest effectiveness in the Nexus index and the network utility index, compared to the use of each of the solutions separately; thus, for the scenarios of increasing 25, 50 and 75% of structural and non-structural solutions together, the amount of Nexus index improved by 17.37, 23.83 and 26.89%, respectively.

کلیدواژه‌ها English

Irrigation Network
Rehabilitation
Nexus
System Dynamic
[1] Renault, D., Facon, T., & Wahaj, R. (2007, October 3-6). Mapping system and services for canal operation techniques: the MASSCOTE approach. Fourth International Conference on Irrigation and Drainage, Sacramento, California. https://hdl.handle.net/10217/20 8275
[2] Monem, M., Gaheri, A., Badzahr, A. A., & Garavi, H. (2000, November 15). Performance assessment of Qazvin irrigation networks using PSIAC model. Proceedings of The 10th Congress of Iranian National Committee of Irrigation and Drainage, Tehran, Iran. https://civilica.com/doc/10052/
[3] Siahi, M. (2007, April). Rehabilitation of Qazvin irrigation networ. Technical Workshop on Rehabilitation, Modernization and Performance Improvement of Irrigation Networks.
[4] Wulandari, L. K. (2021). Rehabilitation and Development of Irrigation System in Lokoliku Village, West Nusa Tenggara. dimensions, 5(11), 93-97. https://paper.researchbib.c om/view/paper/342629
[5] ElGamal, T., ElFetyany, M., & ElKassar, G. (2019). Effect of irrigation network rehabilitation on water management-case study: Tanta Navigation canal – Egypt. Alexandria Engineering Journal, 58(4), 1215-1227. https://doi.org/10.1016/j.aej.2019.10.005
[6] Vaez Tehrani, M., Monem, M. J., & Bagheri, A. (2013). A system dynamics approach to model rehabilitation of irrigation networks case study: qazvin irrigation network, Iran. Irrigation and Drainage, 62(2), 193-207. https://doi.org/10.1002/ird.1729
[7] Plusquellec, H. (2002). How design, management and policy affect the performance of irrigation projects. Food and Agriculture Organization. https://www.fao.org/3/ac79 9e/ac799e00.htm
[8] Ihlen, Ø., Toledano, M., & Just, S. N. (2021). Using rhetorical situations to examine and improve vaccination communication. Frontiers in Communication, 6, 697383. https ://doi.org/10.3389/fcomm.2021.697383
[9] Penning-Rowsell, E., Johnson, C., & Tunstall, S. (2006). ‘Signals’ from pre-crisis discourse: Lessons from UK flooding for global environmental policy change? Global Environmental Change, 16(4), 323-339. https://doi.org/10.1016/j.gloenvcha.2006.01.006
[10] Purseglove, J. (1988). Taming the flood: a history and natural history of rivers and wetlands. Oxford University Press. https://books.google.com/books/about/Taming_the_Flood .html?id=P3zwAAAAMAAJ&source=kp_book_description
[11] Tehrani, M. V., Bagheri, A., Monem, M. J., & Khan, S. (2012). Analysing Structural And Non-Structural Options To Improve Utility Of Irrigation Areas Using A System Dynamics Approach. Irrigation and Drainage, 61(5), 604-621. https://doi.org/10.10 02/ird.1697
[12] Wheater, H., & Evans, E. (2009). Land use, water management and future flood risk. Land Use Policy, 26(3), S251-S264. https://doi.org/10.1016/j.landusepol.2009.08.019
[13] Waughray, D. (Ed.). (2011). Water security, the water-food-energy-climate nexus: the World Economic Forum Water Initiative. World Economic Forum. https://doi.org/10.5822 /978-1-61091-026-2
[14] Smajgl, A., Ward, J., & Pluschke, L. (2016). The water–food–energy Nexus – Realising a new paradigm. Journal of Hydrology, 533, 533-540. https://doi.org/10.1016/j.jhyd rol.2015.12.033
[15] Gozini, H., Zahraie, B., & Ravar, Z. (2021). System Dynamics Modeling of Water–Energy Nexus for Resource-Saving Policy Assessment. International Journal of Environmental Research, 15(2), 349-367. https://doi.org/10.1007/s41742-021-00321-5
[16] Ravar, Z., Zahraie, B., Sharifinejad, A., Gozini, H., & Jafari, S. (2020). System dynamics modeling for assessment of water–food–energy resources security and nexus in Gavkhuni basin in Iran. Ecological Indicators, 108, 105682. https://doi.org/10.1016/j.ecolind. 2019.105682
[17] Sharifinejad, A., Zahraie, B., Majed, V., Ravar, Z., & Hassani, Y. (2020). Economic analysis of Water-Food-Energy Nexus in Gavkhuni basin in Iran. Journal of Hydro-environment Research, 31, 14-25. https://doi.org/10.1016/j.jher.2020.03.001
[18] Bayat, F., Roozbahani, A., & Hashemy Shahdany, M. (2022). Improving the Performance of Agricultural Water Distribution Systems in Irrigation Networks Using Water-Food-Energy Nexus. Water and Irrigation Management, 11(4), 949-965. https://doi.org/1 0.22059/jwim.2022.333328.938
[19] Monem, M. J., Delavar, M., & Hoseini, S. M. (2020). Application and Evaluation of Water, Food and Energy (NEXUS) in Irrigation Networks Management Case Study of Zayandehrud Irrigation Network. Iranian Journal of Irrigation & Drainage, 14(1), 275-285. https://idj.iaid.ir/article_107678.html?lang=en
[20] Ghorbani, E., Monem, M. J., & Vaez Tehrani, M. (2020). Development of Water, Energy and Food Nexus Model in Irrigation Networks Based on Water Adequacy and Stability Indicators (Qazvin Irrigation Network Case Study). Irrigation and Drainage Structures Engineering Research, 21(80), 61-80. https://doi.org/10.22092/idser.2020.343189. 1432
[21] Naeini, M. S., Nazari, B., & Sotoodehnia, A. (2022). Strategic Analysis of Water Productivity and Providing Water Supply and Demand Management Solutions in the Irrigation Network with the Method of Drawing Strategic Map. Iranian Journal of Irrigation & Drainage, 16(4), 697-711. https://idj.iaid.ir/article_155365_en.html
دوره 20، شماره 4 - شماره پیاپی 65
هنر و معماری / کشاورزی
زمستان 1402
صفحه 365-390

  • تاریخ دریافت 18 مهر 1402
  • تاریخ بازنگری 13 آذر 1402
  • تاریخ پذیرش 01 اردیبهشت 1403