مدل‌سازی هیدرولوژی اجتماعی با تغییر اولویت‌های جامعه در حوضه آبریز طشک- بختگان

الموضوعات :

بهزاد رهنما ¹ , نیلوفر نجفی توه‌خشکه ² , فرزین نصیری صالح ³ , مجید کوششی ⁴ , رضا رفیعی آتانی ⁵

1 - دانشجوی دکتری مهندسی و مدیریت منابع آب، دانشکده مهندسی عمران و محیط‌زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
2 - دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی و مدیریت منابع آب، دانشکده مهندسی عمران و محیط‌زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
3 - استادیار گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی عمران و محیط‌زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
4 - استادیار گروه جمعیت‌شناسی، دانشکده علوم اجتماعی، دانشگاه تهران، تهران، ایران
5 - دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی و مدیریت منابع آب، دانشکده مهندسی عمران و محیط‌زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

تاريخ الإرسال : 03 الأربعاء , ربيع الثاني, 1442 تاريخ التأكيد : 16 الأربعاء , جمادى الثانية, 1443 تاريخ الإصدار : 18 الجمعة , جمادى الثانية, 1443

الکلمات المفتاحية: هیدرولوژی اجتماعی, متغیر حساسیت جامعه, پاسخ رفتاری, حوضه آبریز طشک- بختگان,

ملخص المقالة :

مقدمه: توسعه کشاورزی در بالادست دریاچه‌های طشک و بختگان همراه با خشکسالی‌های رخداده در دهه 1380، منجر به کاهش شدید سطح آب دریاچه‌ها شده است. این مطالعه پتانسیل مدل‌سازی هیدرولوژی اجتماعی برای توصیف سیستم‌های درهم‌تنیده آب-انسان را با مفاهیم و ‌روابط ساده نشان می‌دهد.
روش­: تمرکز این مطالعه روی توسعه مدل مفهومی هیدرولوژی اجتماعی به‌منظور شبیه‌سازی اندرکنش‌های پاسخ جامعه با هیدرولوژی در حوضه آبریز دریاچه‌های طشک و بختگان است. برای بخش اجتماعی مدل از متغیرهای حساسیت جامعه و پاسخ رفتاری و برای بخش هیدرولوژی از مدل بیلان آبی توسعه ‌داده‌شده برای حوضه‌های خشک استفاده‌شده است. به‌دلیل گسترده ‌بودن حوضه و تفاوت‌های مناطق مختلف آن فرض شده­است که تغییر در اولویت‌های انسانی و حساسیت‌های جامعه برای ساکنین بالادست و پایین‌دست حوضه می‌تواند متفاوت باشد. محدوده زمانی این تحقیق سال‌های آبی 76-1375 تا 92-1391 است.
یافته­ها: یافته­های پژوهش نشان داد که با توجه به میانگین خطای کمتر از 10% در شبیه‌سازی سطوح زیرکشت، انتخاب عوامل مؤثر بر حساسیت جامعه، انتخاب مناسبی بوده است. نتایج مدل‌سازی هیدرولوژی حوضه با درنظر گرفتن دو لایه خاک با ورودی سطح زیرکشت محاسباتی، نشان از دقت قابل‌قبول مدل در توانایی شبیه‌سازی جریان رواناب در حوضه‌آبریز طشک-بختگان داشت.  
نتیجه­گیری: نتایج تحقیق نشان داد در نواحی بالادست حوضه که دارای بارش و منابع آب بیش‌تری است، درک جامعه از تهدید کیفیت زندگیشان پایین بوده و اولویت ساکنان آن تمایل به استفاده بیشتر از منابع آب و زمین است. اما در نواحی پایین‌دست حوضه با مشکلات زیست‌محیطی و کمبود منابع آب، مردم با درک بالایی از تهدید کیفیت زندگیِ خود، اولویت خود را به استفاده کمتر از منابع آب و زمین تغییر داده‌اند.

المصادر:

1.       Bagheri, M.H., Bagheri, A., and Sohooli, Gh. A. 2016. Analysis of changes in the Bakhtegan lake water body under the influence of natural and human factors. Iran-Water Resources Research, 12(3): 1-11. [In Persian].

2.       Jalali, A. (2017) Evaluation of water resources management system at the catchment scale Case study: Tashk - Bakhtegan Basin). M.Sc. Thesis, Faculty of Agriculture Sciences, Tarbiat Modares University (TMU) [In Persian].

3.       Rahnama, B. (2013) Optimization of monthly water balance model structure via multi-evaluation criteria. M.Sc. Thesis, School of Civil Engineering, University of Tehran [In Persian].

4.       Abbasi, H., Delavar, M., and Bigdeli Naalbandan, R. 2020. Evaluation of climate change impacts on water resource sustainability in river basins using the water footprint scarcity indicators. Iran-Water Resources Research, 15(4): 259-272. [In Persian].

5.       Moghimi Benhangi, S., Bagheri, A., and Abolhasani, L. 2018. Assessment of social learning capacity of water institution in the Tashk-Bakhtegan basin.  Iran-Water Resources Research, 14(2): 100-118. [In Persian].

6.       Mianabadi, A., Jarkeh, M.R., Mianabadi, H., and Kolahi, M. 2018. Socio-hydrology. The Socio-Cultural Research Journal of Rahbord, 7(27): 47-78. [In Persian].

7.       Mianabadi, A., Mianabadi, H., and Alizadeh, A. 2017. A Novel Attitude on Classical Hydrology. Iranian Journal of Irrigation and Drainage, 4(11): 539-551. [In Persian].

8.       AghaKouchak A, Norouzi H, Madani K, Mirchi A, Azarderakhsh M, Nazemi A, Nasrollahi N, Farahmand A, Mehran A and Hasanzadeh E. 2015. Aral Seasyndrome desiccates Lake Urmia: call for action. J. Great Lakes Res. 41(1):307–311.

9.       Allan J A. 1996. Policy responses to the closure of water resources: Regional and global issues, in: Water policy: Allocation and management in practice. edited by Howsam P, Carter R C, CRC Press, London, UK:228–234.

10.   Armitage C and Christian J. 2003. From attitudes to behaviour: Basic and applied research on the theory of planned behavior. Current Psychology.  22:187–195.

11.   Arthington A H and Pusey B J. 2003. Flow restoration and protection in Australian rivers. River Research and Applications, 19:377–395.

 

12.   Baldassarre G D, Viglione A, Carr G, Kuil L, Salinas J and Blöschl G. 2013. Socio-hydrology: conceptualising human-flood interactions. HESS. 17(8):3295-3303.

13.   Blair P and Buytaert W. 2016. Socio-hydrological modeling: a review asking "why, what and how?" HESS. 20(1):443-478.

14.   Briguglio L, Cordina G, Farrugia N, and Vella S. 2009. Economic vulnerability and resilience: Concepts and measurements. Oxford Development Studies. 37: 229–247.

15.   Broderick K. 2007. Getting a handle on social-ecological systems in catchments: the nature and importance of environmental perception. Aust Geogr. 38:297–308.

16.   Bunch M J, Morrison K E, Parkes, M W, and Venema H D. 2011. Promoting Health and Well-Being by Managing for Social Ecological Resilience: the potential of integrating ecohealth and water resources management Approaches. Ecology and Society. 16:6–23.

17.   Bunn S E and Arthington AH. 2002. Basic principles and ecological consequences of altered flow regimes for aquatic biodiversity. Environmental Management. 30:492–507.

18.   Carpenter S R, Stanley E H and Vander Zanden M J. 2011. State of the world’s freshwater ecosystems: Physical, chemical, and biological changes. Annu. Rev. Env. Resour. 36:75–99.

19.   Chen X, Wang D, Tian F, and Sivapalan M. 2016. From channelization to restoration: Sociohydrologic modeling with changing community preferences in the Kissimmee River Basin, Florida. Water Resources Research 52(2):1227-1244.

20.   Daily G C. 1997. Nature’s services: societal dependence on natural ecosystems. Island Press, Washington DC.

21.   Elshafei Y, Coletti J, Sivapalan M and Hipsey M. 2015. A model of the socio-hydrologic dynamics in a semiarid catchment: Isolating feedbacks in the coupled human-hydrology system. Water Resour. Res. 51(8):6442-6471.

22.   Elshafei Y, Sivapalan M, Tonts M and Hipsey M. 2014. A prototype framework for models of socio-hydrology: identification of key feedback loops and parameterisation approach. HESS. 18(6):2141-2166.

23.   Enteshari S, Safavi H R, van der Zaag P. 2020. Simulating the interactions between the water and the socio-economic system in a stressed endorheic basin. Hydrological Sciences Journal, 65(13):2159-2174.

24.   Ertsen M, Murphy J, Purdue L and Zhu T. 2014. A journey of a thousand miles begins with one small step–human agency, hydrological processes and time in socio-hydrology. HESS. 18(4):1369-1382.

25.   Falkenmark M. 1979. Main problems of water use and transfer of technology. GeoJournal. 3(5):435-443.

26.   Folke C. 2003. Freshwater for Resilience: A Shift in Thinking. Philosophical Transactions of the Royal Society, B. 358:2027–2036.

27.   Forbes B C, Fresco N, Shvidenko A, Danell K, and Chapin F S. 2004. Geographic variations in anthropogenic drivers that influence the vulnerability and resilience of social–ecological systems. Ambio. 33:377–382.

28.   Grizzetti B, Lanzanova D, Liquete C, Reynaud A, Cardoso A C. 2016. Assessing water ecosystem services for water resource management. Environmental Science & Policy. 61: 194-203.

29.   Jazim A A. 2006. A Monthly Six-parameter Water Balance Model and Its Application at Arid and Semiarid Low Yielding Catchments. Journal of King Saud University-Engineering Sciences 19(1):65-81.

30.   Kandasamy J, Sounthararajah D, Sivabalan P, Chanan A, Vigneswaran S and Sivapalan M. 2014. Socio-hydrologic drivers of the pendulum swing between agricultural development and environmental health: a case study from Murrumbidgee River basin, Australia. HESS.  18:1027-1041.

31.   Kinzig A P, Ehrlich P R, Alston L J, Arrow K, Barrett S, Buchman T G, Daily G C, Levin B, Levin S, and Oppenheimer M. 2013. Social norms and global environmental challenges: The complex interaction of behaviors, values, and policy. BioScience. 63:164–175.

32.   Kuil L, Carr G, Viglione A, Prskawetz A and Blöschl G. 2016. Conceptualizing socio‐hydrological drought processes: The case of the Maya collapse. Water Resour. Res. 52(8):6222-6242.

33.   Liu D, Tian F, Lin M, and Sivapalan M. 2015. A conceptual socio-hydrological model of the co-evolution of humans and water: case study of the Tarim River basin, western China, Hydrol. Earth Syst. Sci, 19.1035–1054.

34.   Liu Y, Tian F, Hu H and Sivapalan M. 2014. Socio-hydrologic perspectives of the co-evolution of humans and water in the Tarim River basin, Western China: the Taiji–Tire model. HESS. 18(4):1289-1303.

35.   Mankad A. 2012. Decentralised water systems: Emotional influences on resource decision making. Environment International. 44:128–140.

36.   Mirchi A, Watkins D W, Huckins C J, Madani K, and Hjorth P. 2014. Water resources management in a homogenizing world: averting the Growth and Underinvestment trajectory. Water Resour. Res. 50(9): 7515–7526.

37.   Molle F. 2003. Development trajectories of river basins: a conceptual framework. Research Report, International Water Management Institute, 72, Colombo, SriLanka.

38.   Penny G and Goddard J J. 2018. Resilience principles in socio-hydrology: A case-study review. Water Security. 4-5: 37-43.

39.   Pouladi P, Afshar A, Afshar M H, Molajou A, Farahmand H. 2019. Agent-based socio-hydrological modeling for restoration of Urmia Lake: Application of theory of planned behavior. J. Hydrol. 576: 736-748.

40.   Ross A and Chang H. 2020. Socio-hydrology with hydrosocial theory: two sides of the same coin? Hydrological Sciences Journal. 65(9):1443-1457.

41.   Roobavannan M, Kandasamy j, Pande S, Vigneswaran s, and Sivapalan M. 2020. Sustainability of agricultural basin development under uncertain future Climate and economic conditions: A socio-hydrologic alanalysis. Ecological Economics. 174.

42.   Roobavannan M, Kandasamy j, Pande S, Vigneswaran s, and Sivapalan M. 2017. Role of Sectoral Transformation in the Evolution of Water Management Norms in Agricultural Catchments: A Sociohydrologic Modeling Analysis. Water Resour. Res. 53: 8344–8365.

43.   Scott C A, Vicuña S, Blanco-Gutiérrez I, Meza F and Varela-Ortega C. 2014. Irrigation efficiency and water-policy implications for river basin resilience. HESS. 18(4):1339-1348.

44.   Seymour E, Curtis A, Pannell D, Allan C, and Roberts A. 2010. Understanding the role of assigned values in natural resource management. Australasian Journal of Environmental, 17:142–153.

45.   Sherrieb K, Norris F H, and Galea S. 2010. Measuring Capacities for Community Resilience. Social Indicators Research. 99:227–247.

46.   Sivapalan M, Savenije H H, and Blöschl G. 2012. Socio‐hydrology: A new science of people and water. Hydrol. Processes, 26(8):1270-1276.

47.   Smith J, Moore R, Anderson D, and Siderelis C. 2012. Community Resilience in Southern Appalachia: A Theoretical Framework and Three Case Studies. Human Ecology. 40:341–353.

48.   Srinivasan V, Lambin E F, Gorelick S M, Thompson B H and Rozelle S. 2012. The nature and causes of the global water crisis: Syndromes from a meta‐analysis of coupled human‐water studies. Water Resour. Res. 48:W10516.

49.   Steffen W, Grinevald J, Crutzen P, and McNeill J. 2011. The Anthropocene: conceptual and historical perspectives, Philosophical Transactions of The Royal Society, A. 369:842–867.

50.   Tolun L G, Ergenekon S, Hocaoglu S M, Donertas A S, Cokacar T, Husrevoglu S, Beken C P, and Baban A. 2012. Socioeconomic Response to Water Quality: a First Experience in Science and Policy Integration for the Izmit Bay Coastal System. Ecology and Society. 17:40–53.

51.   Turner B L. 2010. Vulnerability and resilience: Coalescing or paralleling approaches for sustainability science?. Glob. Environ. Change. 20:570–576.

52.   UNDP. 2015. Human Development report 2015. New York. NY 10017.

53.   van Emmerik T H M, Li Z, Sivapalan M, Pande S, Kandasamy J, Savenije H H G., Chanan A, and Vigneswaran S. 2014. Socio-hydrologic modeling to understand and mediate the competition for water between agriculture development and environmental health: Murrumbidgee River basin, Australia, Hydrol. Earth Syst. Sci, 18:4239–4259.

54.   Wei J, Wei Y, Western A. 2017. Evolution of the societal value of water resoutces for economic development versus environmental sustainability in Australia from 1843 to 2011. Glob. Environ. Change. 42:82–92.

55.   Zilberman D, Dinar A, MacDougall N, Khanna M, Brown C, and Castillo F. 2011. Individual and institutional responses to the drought: the case of California agriculture. J. Contemp. Water Res. Educ. 121:17–23.