SUPERVISOR
Mohammad Hossein Golmohammadi,Mohamad Shayannejad,Jahangir Abedi-Koupai
محمدحسین گل محمدی (استاد مشاور) محمد شایان نژاد (استاد مشاور) جهانگیر عابدی کوپائی (استاد راهنما)
STUDENT
AFSANE SARDANI
افسانه سردانی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394
TITLE
Integrative exploitation of Gamasiab surface and groundwater resoures basin to keep aquifers balance using WEAP software
Gamasyab Basin which is located in the western part of Iran, is one of the main sub basins of the Karkheh basin. The basin has an area of 11459 km 2 . The largest part of the Gamasiab basin area is located in Kermanshah province and partly in Hamadan. The basin has an area of 11459 km 2 . Due to the fact that the level of aquifers has decreased and the Gamasiab River has been subjected to seasonal drying in the recent years, some actions are required to prevent the extinction of water resources and to deal with a water deficit or drought crisis. In this research, using WEAP software in Gamasiab basin, water resources and catchment consumption were simulated in order to assess the status of the basin and utilize and allocate optimal resources and uses of the basin. It also tries to maintain surface water and underground water resources through exploitative policies. In this research, in addition to the reference scenario, four scenarios were used to optimize harvesting and consumption in the basin including sprinkler irrigation scenarios, drip irrigation, irrigation based on water requirement and water deficit irrigation scenarios including three scenarios 15%, 30% and 45% of water deficit irrigation. Meanwhile, according to the results of WEAP software, the optimum result was obtained from the drip irrigation scenario which has the lowest non-supply requirements (average 0.5 million cubic meters for all sub basins) and the largest volume of aquifers (318 million cubic meters for the Sahne sub basin, 841 million cubic meters for the Harsin sub-basin and 3003 million cubic meters for the Kermanshah sub basin). After that, the optimum result was obtained from the irrigation scenario (The average of 0.5 million cubic meters of unmet demands for all sub basins) and the largest volume of aquifers (308 million cubic meters for the Sahne sub basin, 803 million cubic meters for the Harsin sub-basin and 2967 million cubic meters for the Kermanshah sub basin). Then, 15%, 30% and 45% water deficit irrigation have the least unmet demand and the largest increase in aquifer volume. In the 15% water deficit irrigation scenario, if we assume that the production function is linear and coefficient of yield reduction (Ky) is constant, for 85% water deficit irrigation rather than full irrigation, there is a 15.8% reduction in product yield, but this reduction is more tolerable than yield reduction in two scenarios of 30% water deficit irrigation and 45% water deficit irrigation, which The yield reduction rate is 32.1% and 48%, respectively. In the 45% water deficit irrigation scenario, the results are similar to the drip irrigation scenario, but with the assumption of the linearity of the production function, it reduces the yield by 48% and decreases the farmers' income, so it can not be a good policy for the basin. In the surface irrigation scenario based on water demand, the amount of water required for irrigation is determined by the amount of water demand from CropWat software. The results of this scenario are better than the current situation of the catchment. It saves about 70 million cubic meters of water per year for the Kermanshah sub-basin, 50 million cubic meters per year for the Harsin sub-basin and 10 million cubic meters per year for the sub-basin. However, in this scenario, the amount of water demand is in deficit, but overall, the deficit for the whole year is less than the reference scenario. Keywords WEAP, CropWat, Simulation, Scenario , Allocation
حوضه گاماسیاب واقع در غرب کشور، یکی از زیرحوضه های اصلی حوضه کرخه است. این حوضه دارای مساحت 11459 کیلومتر می باشد. سهم بیشتر حوضه آبریز گاماسیاب در استان کرمانشاه و بخشی از آن در همدان واقع است. با توجه به این که در سال های اخیر سطح آبخوان ها با نزول و رودخانه گاماسیاب با خشک شدن فصلی مواجه شده است، لذا لازم است جهت پیشگیری از اتمام منابع آب و مواجهه شدن با بحران کم آبی یا بی آبی تمهیدات و اقدامات لازم صورت گیرد. در این تحقیق با به کارگیری نرم افزار WEAP حوضه آبریز گاماسیاب، منابع آب و مصارف حوضه به منظور بررسی وضعیت حوضه و بهره برداری و تخصیص بهینه منابع و مصارف حوضه شبیه سازی شد. همچنین با استفاده از سیاست های بهره برداری سعی در حفظ منابع آب سطحی و زیرزمینی شد. در این تحقیق علاوه بر سناریوی مرجع از چهار سناریو جهت بهینه سازی برداشت و مصرف در حوضه استفاده شد که شامل سناریوهای آبیاری بارانی، آبیاری قطره ای، آبیاری سطحی براساس نیازآبی و سناریوی کم آبیاری که خود شامل سه سناریوی 15درصد کم آبیاری، 30درصد کم آبیاری و 45درصد کم آبیاری می باشد. در این بین باتوجه به نتایج حاصله از نرم افزار WEAP، بهینه ترین نتیجه از سناریوی آبیاری قطره ای حاصل شد که دارای کمترین میزان عدم تأمین نیازها (به طور متوسط برای همه زیرحوضه ها 5/0 میلیون مترمکعب) و بیشترین حجم آبخوان ها(318 میلیون مترمکعب برای زیرحوضه صحنه، 841 میلیون مترمکعب برای زیرحوضه هرسین و 3003 میلیون مترمکعب برای زیرحوضه کرمانشاه) را دارد. بعد از آن بهینه ترین نتیجه از سناریوی آبیاری بارانی حاصل شد (میزان عدم تأمین نیازها به طور متوسط برای همه زیرحوضه ها 5/0 میلیون مترمکعب) و بیشترین حجم آبخوان ها(308 میلیون مترمکعب برای زیرحوضه صحنه، 803 میلیون مترمکعب برای زیرحوضه هرسین و 2967 میلیون مترمکعب برای زیرحوضه کرمانشاه) را دارد. سپس سناریوی 15درصد کم آبیاری، 30درصد کم آبیاری و 45 درصد کم آبیاری دارای کمترین عدم تأمبن نیاز و بیشترین افزایش حجم آبخوان را به دنبال دارند. در سناریوی 15درصد کم آبیاری، اگر تابع تولید را خطی و ضریب کاهش عملکرد(Ky) را ثابت در نظر بگیریم به ازای 85درصد آبیاری نسبت به آبیاری کامل، 8/15 درصد کاهش عملکرد محصول وجود دارد اما این میزان کاهش قابل تحمل تر از کاهش عملکرد در دو سناریوی30درصد کم آبیاری و 45درصد کم آبیاری است که میزان کاهش عملکرد 1/32 و48 درصدی را به دنبال دارند. در سناریوی 45 درصد کم آبیاری، نتایجی مشابه سناریوی آبیاری قطره ای دارد اما با فرض خطی بودن تابع تولید، باعث کاهش 48 درصدی عملکرد محصولات و کاهش درآمد کشاورزان می گردد پس نمی تواند سیاست مناسبی برای حوضه باشد. در سناریوی آبیاری سطحی براساس نیاز آبی، با تعیین میزان نیاز آبی توسط نرم افزارCropWat میزان برداشت آب به اندازه نیاز آبی گیاهان تعیین می شود. نتایج این سناریو از نتایج سناریوی مرجع بهتر است زیرا موجب صرفه جویی در برداشت آب به اندازه 70 میلیون مترمکعب در سال برای زیرحوضه کرمانشاه، 50میلیون مترمکعب برای زیرحوضه هرسین و10 میلیون مترمکعب برای زیرحوضه صحنه می شود. اگرچه در این سناریو میزان نیاز آبی تأمین شده با کمبود مواجه می شود اما در مجموع میزان این کمبود برای کل سال کمتر از سناریوی مرجع می باشد. کلمات کلیدی : CropWat،WEAP ، شبیه سازی، سناریو، تخصیص ...