رابطه بین آب مجازی و بهره وری آب

استاندارد سرانه مصرف آب در کشور های مختلف جهان با توجه به موقعیت جغرافیایی، فرهنگی و اقتصادی به ندرت از 200 لیتر در روز فراتر می رود. ولی نتایج بررسی های محققین نشان دهنده این واقعیت است که سرانه مصرف آب، بسیار بیشتر از استاندارد های تعیین شده در کشورهاست. انسان ها علاوه بر مصرف مستقیم آب، از طریق تغذیه مواد غذایی، میوه جات و حتی خدمات و کالا آب مصرف می کنند که مقدار آن، به طور متوسط حدود 3400 لیتر در روز به ازای هر نفر در جهان می باشد. بخشی زیادی از این آب که تا کنون در محاسبا ت سرانه مصرف آب، کمتر مورد توجه قرار گرفته را به عنوان آب مجازی می شناسند.

اصطلاح آب مجازی، اولین بار در دهه 90 میلادی توسط "تونی آلن" به صورت زیر معرفی شد:

مجموع آب مصرف شده برای تولید مقدار معینی از محصول (اعم از کالا، فرآورده های کشاورزی یا حتی خدمات) را آب مجازی می نامند.

برای مثال، برای تولید یک کیلو گرم گندم به طور متوسط 1300 لیتر آب مورد نیاز است، که آن را آب مجازی می نامند. به عبارت دیگر، مقدار آب مجازی معادل جمع کل آب مصرف شده در مراحل مختلف زنجیره تولید، از لحظه شروع تا پایان می باشد.

صفت مجازی در تعریف فوق الذکر بدین لحاظ به کار می رود که بخش عمده آب مصرف شده طی فرآیند تولید، در محصول یا کالای نهایی وجود فیزیکی ندارد.

در سال 2003 "آرجن هوکسترا" تعریف کامل تری از آب مجازی را به شرح زیر ارائه کرد:

آب مجازی، جمع کل آب مورد نیاز برای تولید مقدار معینی از محصول (کالا)، با توجه به شرایط اقلیمی، مکانی، زمان تولید و راندمان می باشد.

بر اساس تعریف اخیر، شرایط اقلیمی، مکان و زمان تولید، مدیریت و برنامه ریزی، فرهنگ و عادات مردم در میزان آب مجازی مؤثر می باشد، و قطعاً مقدار آن در مورد یک محصول در مناطق مختلف متفاوت خواهد بود. برای محاسبه مقدار آب مجازی محصولات (کشاورزی، صنعتی و غیره)، لازم است کلیه منابع آبی که به صورت مستقیم یا غیرمستقیم (اعم از باران، آب سطحی یا آب زیرزمینی) در تولید محصول مؤثر بوده اند را در محاسبات مورد توجه قرار داد. با توجه به توضیحات فوق می توان از رابطه زیر برای محاسبه آب مجازی استفاده کرد.

((کل محصول تولید شده) / (کل حجم آب مورد نیاز برای تولید محصول))=آب مجازی

"آب مجازی" و"بهره وری آب" نسبت به هم رابطه معکوس دارند. طبق تعریف، بهره وری آب عبارت از مقدار محصول تو لید شده از واحد حجم آب می باشد (به طور مثال از یک متر مکعب آب چقدر سیب زمینی تولید می شود) و واحد آن معمولا کیلوگرم بر مترمکعب می باشد. در صورتی که آب مجازی، مقدار آب مصرف شده برای تولید مقدار معینی محصول را مورد توجه قرار می دهد، و واحد آن لیتر بر کیلوگرم (یا مترمکعب بر کیلوگرم) است. به عبارت دیگر در بهره وری تأکید بر مقدار تولید از آب، و در آب مجازی بر عکس، تأکید بر مقدار آب (مصرف شده ) در تولید محصول می باشد، بنابراین با افزایش بهره وری آب، مقدار آب مجازی در محصول یا کالای مورد نظر کاهش خواهد یافت و برعکس.

در منابع علمی انگلیسی، برای معادل آب مجازی از اصطلاحاتی نظیر "Embodied Water" ،"Hidden Water" ،"Embeded Water" ،"Virtual Water" و "Shadow Water" استفاده شده است.

در شکل مراحل تولید یک فرآورده کشاورزی یا صنعتی را از مرحله اولیه تولید، تا مرحله عرضه به بازار و دفع مواد و بازیافت آن، و در نهایت افزایش تجمعی آب مصرفی (آب مجازی) را بصورت شماتیک، نشان می دهد.

رابطه تولید محصول کشاورزی یا صنعتی با افزایش تجمعی آب مصرفی

در فرایند تولید یک کالا، یا یک محصول ممکن است منابع مختلف آب، نظیر آب زیرزمینی، آب سطحی، چشمه ها، آب باران، پساب ها و غیره بکار گرفته شده باشد، که در آن صورت نوع منبع تأمین آب می تواند در تحلیل آب مجازی نقش به سزایی داشته «سبز» ،«آبی» باشد. این ایده منجر به معرفی و طبقه بندی آب های مجازی به سه رنگ شده است که شرح هرکدام از مؤلفه های آب های رنگی به قرار زیر «خاکستری» و می باشد:

آب سبز: آبی که به صورت رطوبت در خاک ذخیره شده است را "آب سبز" می گویند. آب سبز اولین بار در سال 1990 توسط مالین فالکن مارک معرفی شده ولی سالیان گذشته کمتر مورد توجه کارشناسان قرار گرفته است. آب سبز یکی از منابع مهم تأمین آب مورد نیاز گیاهان، بالاخص در اراضی دیم، می باشد. مقدار آب سبزی که گیاه برای رشد و نمو مصرف نموده و در بافت گیاه ذخیره یا طی فرایند تعرق از دست می دهد، به عنوان آب سبز مجازی شناخته می شود.

آب آبی: آبی که در رودخانه ها، پشت سدها، دریاچه ها، آب های سطحی و آبخوان های زیرزمینی وجود دارد. "آب آبی" نامیده می شود. بنابراین "آب آبی مجازی" عبارت است از حجم آب سطحی یا زیرزمینی که طی فرایند تولید کالا و یا خدمات، به طور مستقیم یا غیرمستقیم مصرف می شود.

آب خاکستری: آبی که در چرخه تولید یک محصول یا کالا آلوده می شود را آب خاکستری می نامند. برخی از تولیدات صنعتی در چرخه تولید نیازمند

حجم معینی آب برای رقیق کردن مواد شیمیایی، شستشو یا اهداف دیگری هستند. اینگونه آب های آبی که پس از مصرف به پساب های شیمیایی و صنعتی تبدیل می شوند و معمولاً تهدید کننده محیط زیست نیز به شمار می آیند را آب خاکستری می نامند. به تعبیر دیگر، فاضلاب ها و پساب ها را می توان جزو آب های خاکستری طبقه بندی کرد. آن مقدار از آب خاکستری که در بخش کشاورزی به مصرف گیاه می رسد، و یا در بخش صنعتی به عنوان پساب دفع می شود، را "آب خاکستری مجازی" می نامند.

در شکل چرخه تبدیل نزولات جوی به "آب آبی" و "آب سبز" نشان داده شده است. همانطور که در شکل دیده می شود، تقریباً سهم آب سبز در تولید محصولات کشاورزی به مراتب بیشتر از آب آبی است. تولید حدود 85 درصد محصولات کشاورزی مستقیما به آب سبز وابسته می باشد، و این نشان دهنده توان بالقوه و اهمیت آب سبز در تأمین غذای مردم جهان است.

چرخه تبدیل نزولات جوی به آب سبز و آب آبی

"آب سبز" چندان قابل مدیریت نیست، اما از آن طرف "آب آبی" به روش های مختلف قابل کنترل و مدیریت می باشد. برای ارزیابی مقدار آب مجازی یک محصول، نسبت "آب آبی"، "آب سبز" و "آب خاکستری" به کار رفته در فرایند رشد و نمو، و یا حتی مراحل فرآوری تا بازیافت، از اهمیت خاصی برخوردار است.

مدیر سایت: بهزاد سرهادی

شماره تلفن: 09190622992

شناسه تلگرام مدیر سایت: SubBasin@

نشانی ایمیل: behzadsarhadi@gmail.com

(سوالات تخصصی را در گروه تلگرام ارسال کنید)

_______________________________________________________

×

 براي پيوستن به بزرگترين گروه تلگرام علوم و مهندسي آب با امکان تبادل نظر بين اعضاء کليک کنيد

کتاب کاربرد مدل QUAL2KW

کتاب کاربرد GIS در منابع آب

کتاب محاسبه سيل طرح