مدل سازی یکپارچه فیزیکی- اقتصادی- اجتماعی سیستم‏های منابع آب در مقیاس حوضه آبریز (مطالعه موردی؛ سیستم منابع آب حوضه گرگانرود- قره سو)

عمده مدل سازی های یکپارچه در سطح حوضه به بیان مسائل هیدرولوژیکی و طبیعی بسنده کرده‏اند. به دنبال ضرورت در نظر گرفتن تعاملات بخش هیدرولوژی با سایر بخش ها در یک حوضه، گرایش به سمت استفاده از رویکرد سیستمیک به وجود آمده است. روابط و اثرات بخش‏های مختلف (منابع آب، اقتصاد، اجتماع، محیط زیست و ...) بر یکدیگر و ارزیابی مسایل به صورت یکپارچه، چالش اصلی برنامه‏ریزی و مدیریت یکپارچه منابع آب می‏باشد. این پایان‏نامه در پی آن است تا به این سوال پاسخ گوید که چگونه می‏توان در تحلیل مسایل در مقیاس یک حوضه آبریز بخش‏های مختلف اقتصادی- اجتماعی آن را با مولفه های طبیعی و محیطی پیوند داد؟ به عبارتی دیگر هدف از انجام این پایان‏نامه تهیه یک مدل یکپارچه از یک حوضه آبریز به صورت نمونه با درگیر کردن ابعاد مختلف طبیعی، اقتصادی و اجتماعی آن می‏باشد. جهت انجام این امر با معرفی مفهوم پیش ارزیابی و انجام آن در قالب چارچوب علت و معلولی dpsir در حوضه آبریز گرگان‏رود-قره سو (که بخش اعظم آن در استان گلستان قرار می‏گیرد)، مدل مفهومی حوضه تشکیل شد که نشان دهنده چارچوب کلی گام ارزیابی می‏باشد. در گام پیش ارزیابی عوامل موثر بر وضعیت حوضه و مسائل آن شناسایی شد و سپس محرک‏ها، فشارها، حالات و اثرات مسائل حوضه در چارچوب dpsir شناسایی گردید. سپس ارزیابی وضع موجود مولفه‏های مختلف حوضه با رویکرد دینامیک سیستم‏ها و با شناسایی الگوهای حاکم بر حوضه شامل الگوی محدودیت رشد در زیرسیستم اقتصاد منطقه، سیلاب و منابع آب، الگوی راه حل‏هایی که شکست می‏خورند در زیرسیستم منابع آب و الگوی انتقال فشار در سیلاب صورت پذیرفت. رویکرد دینامیک سیستم‏ها روش‏شناسی است که می‏تواند ضمن شبیه‏سازی‏های لازم، دینامیک رفتارهای حال و آینده و مکانیزم‏های حاکم بر سیستم را نیز مورد ارزیابی قرار دهد. با انجام گام ارزیابی مشخص شد در حوضه گرگانرود-قره سو که بهره‏وری اقتصادی آب در بخش‏های صنعت و خدمات به ترتیب 47 و 28 برابر بهره‏وری آب در بخش کشاورزی در سال 1385 می‏باشد و همچنین روند مثبت اشتغال‏زایی در این دو بخش در برابر روند منفی بخش کشاورزی می‏باشد، به نظر می‏رسد در برنامه‏ریزی‏های منابع آب تأمین آب جهت بخش‏های خدمات و صنعت در اولویت بیشتری نسبت به کشاورزی باید قرار گیرد. همچنین تغییر کاربری اراضی، سیل و رسوب سه مسئله زنجیره‏ای در این حوضه می‏باشند که جهت حل آن‏ها نیاز به برنامه‏ریزی و مدیریت روی محرک‏های اصلی آن می‏باشد که طبق مکانیزم‏های شناسایی شده تغییر در ترکیب اقتصادی حوضه از کشاورزی به صنعت و خدمات و افزایش شهرنشینی از این عوامل است. در مدل‏سازی انجام یافته در این پایان‏نامه از نرم افزار vensim استفاده شد که توانایی شبیه‏سازی اجزاء متفاوت یک مدل یکپارچه مانند بعد اقتصاد، منابع آب، جمعیت و ... را دارا می‏باشد. در نهایت مدل یکپارچه و پویای مدیریت حوضه آبریز گرگان رود ساخته و سپس صحت‏سنجی شد. این مدل در گام ارزیابی و سپس سیاست‏گذاری و برنامه‏ریزی حوضه مورد استفاده قرار گرفت و از نتایج آن در تحلیل سیاست‏ها و سناریوهای مختلف کمک گرفته شد. نتایج این تحقیق نشان داد که چارچوب تحلیلی dpsir جهت انجام پیش ارزیابی و رویکرد دینامیک سیستم‏ها به منظور انجام گام ارزیابی و شبیه‏سازی سیاست‏های مختلف در حوضه مفید و کارآمد هستند. همچنین توصیه می شود در برنامه‏ریزی‏های کلان آب به روندها و تغییرات صورت گرفته در بخش‏های اقتصادی و اجتماعی به عنوان مصرف کنندگان آب توجه لازم مبذول شود. همچنین شبیه‏سازی سناریوی ادامه وضع موجود نشان داد که سطح جنگل‏ها و مراتع از 109×5/6 در سال 1385 به 109×8/5 در سال 1400 کاهش خواهد یافت و ادامه روند کنونی به افزایش کاربری شهری از 109×2/1 در سال 1385 به 109×3/1 منجر خواهد شد. نسبت کفایت آب کشاورزی در سناریوی ادامه وضع موجود برخلاف تصور نه تنها ثابت نخواهد ماند بلکه از 8/0 در سال 1385 به 56/0 در سال 1400 کاهش خواهد یافت. این نسبت در سناریوی افزایش حجم تأمین آب به 93/0 در سال 1400 افزایش خواهد یافت.