تعیین آستانه خشکسالی ابزار مدیریت واقع‌بینانه منابع آب در حوضه دریاچه ارومیه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری مهندسی عمران-آب/ واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشگاه آزاد اسلامی

2 استاد/ گروه مهندسی عمران-آب/ واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشگاه آزاد اسلامی

3 استادیار / گروه مهندسی آبیاری و آبادانی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران

چکیده

رشد جمعیت و به‌تبع آن نیاز به منابع آب بیشتر برای مصارف شرب و بهداشت، کشاورزی و صنعت، مدیریت آب را با چالش توزیع عادلانه منابع آب کشور و تأمین به موقع نیازها روبرو نموده است. محدودیت منابع آب در مقابل نیازهای روز افزون در حوضه‌های با اقلیم خشک و نیمه‌خشک موجب گردیده تضادهایی بین ذی‌نفعان در مناطق مختلف حوضه آبریز بوجود آید که نتیجه آن، رقابتی منفی برای در اختیار گرفتن هر چه بیشتر منابع آب بدون توجه به اثرات زیست محیطی پایین‌دست، به‌خصوص نیاز آبی تالاب‌ها و دریاچه‌ها، است. دریاچه ارومیه در شمال‌غرب ایران به عنوان دومین دریاچه آب شور دنیا، نمونه بارزی از بی‌توجهی در تأمین الزامات زیست محیطی است. تداوم شرایط خشکسالی در این حوضه موجب کاهش میزان بارندگی و جریانات سطحی ورودی به دریاچه، ادامه روند کاهش تراز سطح آب دریاچه و ایجاد بحران زیست محیطی در منطقه گردیده است. جهت مدیریت واقع‌بینانه در چنین شرایطی اولین و مهم‌ترین اقدام تعیین آستانه وقوع هر سطح خشکسالی بر مبنای جریان ورودی به دریاچه می‌باشد. در این تحقیق ابتدا حداقل ورودی تجربه شده دریاچه به عنوان حداقل نیاز زیست محیطی دریاچه با ارائه روشی جدید مبتنی بر تحلیل سری تاریخی جریانات ورودی به دریاچه در سطوح مختلف خشکسالی به عنوان مقادیر آستانه جهت تصمیم‌گیری در شرایط آتی برآورد شد. شرایط فعلی دریاچه (ورودی‌های فعلی با توجه به طرح‌های بهره‌برداری موجود در حوضه و برداشت‌های سنتی فعلی) با روش پویایی سیستم تحلیل شد و جریان ورودی به دریاچه در سناریوهای مختلف برآورد گردید. سپس مقادیر جریان ورودی به دریاچه با آستانه‌های خشکسالی تعیین شده، مقایسه شد. نتایج حاصل از مدل‌سازی دریاچه تحت تاثیر طرح‌های بهره‌برداری و برداشت‌های فعلی بیانگر آن است که در صورت تغییر نکردن شرایط ورودی دریاچه و ادامه روند برداشت‌های فعلی حتی بدون توسعه برداشت و یا احداث سد جدید، متوسط میزان ورودی به دریاچه تقریباً معادل ورودی تاریخی در شرایط خشکسالی متوسط است. به عبارت دیگر در صورت ساماندهی ننمودن برداشت‌های فعلی، دریاچه از شرایط خشکسالی هیدرولوژیکی در دراز مدت خارج نخواهد شد. بنابراین بین حفظ توسعه فعلی ناشی از برداشت‌های سنتی کشاورزی و طرح‌های توسعه منابع آب و حفظ ورودی مورد نیاز برای ادامه حیات دریاچه، نیاز به انجام مصالحه وجود دارد.  

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Drought Threshold, a Realistic Water Resources Management Measure for Urmia Lake Basin

نویسندگان [English]

  • F. Ghobadi 1
  • B. Saghafian 2
  • Sh. Araghinejad 3
1 PhD Student, Civil Engineering Faculty, The Science and Research Branch, Azad University
2 Professor, Civil Engineering Faculty, The Science and Research Branch, Azad University
3 Assistant Professor, Department of Irrigation and Reclamation, University of Tehran, Karadj, Iran.
چکیده [English]

Domestic, industrial and agricultural water supply has become a formidable challenge in light of population growth. Various water stakeholders, particularly in arid and semiarid basins, compete for profit that brings about severe conflicts in water allocation. Upstream stakeholders usually take their increasing share such that downstream water demands are becoming more difficult to meet. In this respect, environmental demands, such those of lakes and wetlands, are increasingly neglected.Urmia Lake in northwestern Iran, known as the second largest saline lake in the world, is a vivid example of negligence in providing environmental water rights. Urmia Lake is currently under the environmental threat due to prolonged droughts which causes reduction in rainfall, inflow, and water level in the lake. For a realistic water resources management in such situation, the estimation of inflow threshold for each drought severity state is the first and most important step . In this study, based on the analysis of lake’s historical inflow time series, environmental requirement subject to various drought severity conditions was estimated as thresholds for decision making in the future. Then analysis of existing condition (current inflow with regard to in operation dams and water withdrawals) was considered by system dynamic approach and water inflow to the lake was calculated under each scenario and compared by determined thresholds. Results of basin simulation revealed that if the water inflow to the lake remained the same as the current condition and water withdrawals were continued as previous, the lake will remain in moderate hydrological drought condition even with no dam construction or development in the basin. Therefore we need a trade-off between the current development in the basin due to water withdrawals and water resources projects and maintain required lake inflow for surviving it.

احمدزاده کوکیال ب (1383) تعریف معادله پارامترهای اثرگذار در نوسانات سطح و شوری آب دریاچه ارومیه. پروژه تحقیقاتی، AGW-83003، شرکت سهامی آب منطقه‌ای آذربایجان غربی.

جلیلی ش (1389) تحلیل طیفی سری زمانی تراز دریاچه ارومیه و تأثیر متغیرهای اقلیمی و هیدرولوژیکی بر آن. رساله دکتری، دانشگاه تربیت مدرس، تهران.

رزم آرا پ (1392)آنالیز عدم قطعیت تاثیر تغییر اقلیم بــر دریاچه ارومیه با رویکرد مونت کارلو- بیزی. رساله دکتری، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران، تهران.

سیما س (1392) تحلیل دینامیکی-مکانی تغییرات تبخیر و نمک در دریاچه‌های شور (مطالعه موردی دریاچه ارومیه). رساله دکتری، دانشگاه صنعتی شریف، تهران.

فتحیان ف، مرید س و ارشد ص (1392) ارزیابی روند تغییرات کاربری اراضی با استفاده از فن‌آوری سنجش از دور و ارتباط آن با روند جریان رودخانه‌ها (مطالعه موردی: زیر حوضه‌های شرق دریاچه ارومیه). نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی). شماره 27 (3). 655-642.

فراز ا (1387) مدل‌سازی دینامیکی سیستم حوضه آبریز دریاچه ارومیه و بررسی علل نوسانات سطح آب این دریاچه. پایان‌نامه کارشناسی ارشد. دانشگاه تهران، تهران.

Abbaspour M and Nazaridoust A (2007) Determination of environmental water requirements of Lake Urmia, Iran: an ecological approach. Journal of Environmental Studies 64 (2): 161–169.

Aksoy H, Unal NE, Eris E and Yuce MI (2013) Stochastic modeling of Lake Van water level time series with jumps and multiple trends. Journal of Hydrology and Earth System Sciences 17: 2297–2303.

Altunkaynak A, O¨ zger M and Sen Z (2003) Triple diagram model of level fluctuations in Lake Van, Turkey. Journal of Hydrology and Earth System Sciences 7: 235–244.

Alipour S (2006) Hydrogeochemistry of seasonal variation of Urmia Salt Lakle, Iran. Journal of Saline Systems 2 (9): 1-19.

Cimen M and Kisi O (2009) Comparison of two different data-driven techniques in modeling lake level fluctuations in Turkey. Journal of Hydrology 378 (3-4): 253–262.

Dehghani M, Saghafian B, Nasiri Saleh F, Farokhnia A and Noori R (2014) Uncertainty analysis of streamflow drought forecast using Artificial Neural Networks and Monte Carlo Simulation, Int. J. of Climatology 34 (4): 1169-1180.

Kaden H, Peeters A, Lorke A, Kipfer R, Tomonaga Y and Karabiyikoglu M (2010) Impact of lake level change on deep-water renewal and oxic conditions in deep saline Lake Van, Turkey. Journal of Water Resources Research 46, W11508, doi:10.1029/2009WR008555.

Sima S and Tajrishy M (2013) Using satellite data to extract volume–area–elevation relationships for Urmia Lake, Iran. Journal of Great Lakes Research 39(1): 90-99.