علوم آب و خاک

پژوهش حاضر با هدف تحلیل کمی و کیفی مصرف آب کشاورزی در استان مرکزی، به محاسبه و بررسی مصرف آب در سطح ۱۸ محصول زراعی و ۱۲ شهرستان با استفاده از ردپای آب به‌عنوان شاخصی جامع پرداخته است. در این راستا، بررسی هم‌زمان سه مؤلفه ردپای آب آبی، سبز و خاکستری به‌عنوان ابزاری تحلیلی برای ارزیابی میزان و نحوه مصرف آب صورت گرفت. در این مطالعه از داده‌های هواشناسی، کشاورزی و مصرف نهاده‌ها در سال زراعی ۱۴۰2–۱۴۰1 استفاده  شده و مقادیر ردپای آب به‌صورت واحد و کل برحسب محصول و شهرستان برآورد شده‌اند. نتایج نشان داد که BWFU به‌شدت تحت‌تأثیر عوامل مکانی (اقلیم و بارش) و ویژگی‌های گیاهی (عملکرد، نوع محصول و دوره رشد) قرار دارد. تفاوت BWFU تا ۹۸% در میان محصولات مختلف و تفاوت بیش از ۹ برابری GWFU در اراضی دیم نسبت به فاریاب دیده شد. همچنین مقادیر GRWFU برای بسیاری از محصولات از BWFU فراتر رفت که بیانگر بار آلاینده قابل‌توجه ناشی از مصرف کودهای شیمیایی است. علاوه بر عوامل مکانی و ویژگی‌های گیاهی، اختلاف  MCM223 بینشهرستان‌های ساوه و آشتیان و اختلافMCM52/7 بین شهرستان‌های شازند و محلات به‌ترتیب در BWF و GWF نشانگر تفاوت مکانی در BWFU و سطح کشت است. همچنین اختلاف  MCM137 بین GRWF شهرستان‌های اراک و آشتیان علاوه بر سطح کشت، تحت تأثیر میزان و نوع کود مصرفی قرار دارد. اقدامات مدیریتی پیشنهادی در کنار بهبود عملکرد، شامل کاهش سطح کشت محصولات پرمصرف، توسعه اراضی دیم در نواحی پربارش، بهینه‌سازی مصرف نهاده‌ها و اصلاح الگوی کشت متناسب با منابع و شرایط اقلیمی به‌منظور حفظ کمیت و کیفیت منابع آب توصیه می‌شود. بر این اساس، نتایج پژوهش قابلیت شاخص ردپای آب را در تحلیل مکان‌محور و محصول‌محور مصرف آب و تدوین واکنش‌های مدیریتی بیان می‌کند.

تغذیه مدیریت‌شده آبخوان (MAR) با فاضلاب تصفیه‌شده، راهکاری برای پایداری منابع آب در مناطق خشک است؛ اما ارزیابی هم‌زمان جنبه‌های هیدروژئولوژیکی و اقتصادی آن چالش‌برانگیز است. هدف این پژوهش، ارزیابی هیدرو - اقتصادی اجرای طرح MAR در دشت قطب‌آباد با تلفیق مدل‌سازی عددی و تحلیل هزینه – فایده بود. بدین منظور، رفتار کمی و کیفی آبخوان با مدل‌های MODFLOW و MT3DMS شبیه‌سازی و تغییرات تراز آب، غلظت نیترات و TDS برآورد شد. منافع اقتصادی شامل صرفه‌جویی در انرژی پمپاژ، ارزش آب ذخیره‌شده و بهبود کیفیت آب، در قالب دو سناریوی کران پایین و بالا در کنار هزینه‌های سرمایه‌گذاری و بهره‌برداری ارزیابی شد. سپس شاخص‌های NPV، BCR، IRR و دوره بازگشت سرمایه محاسبه شدند. نتایج نشان داد اجرای MAR با پساب سالانه 1/898 میلیون مترمکعب، موجب افزایش 4/5 متری سطح آب و کاهش غلظت TDS از 1859 به 1752 و نیترات از 22/2 به 15/4 میلی‌گرم بر لیتر در پایان دوره پنج‌ساله شد. در سناریوی کران بالا، مقدار NPV، BCR و دوره بازگشت سرمایه به‌ترتیب 43/7 میلیارد ریال، 1/36 و 3/23 سال به‌دست آمد، اما سناریوی کران پایین به دلیل BCR کمتر از ۱ فاقد توجیه اقتصادی بود. در مجموع، تلفیق مدل‌سازی عددی و تحلیل هزینه – فایده چارچوبی منسجم برای تصمیم‌گیری‌های مدیریتی فراهم می‌کند.