حوضه های رودخانه شانون و بخش ها

چکیده

برنامه ریزی، مدیریت و پیش بینی نیازها و استفاده از آب باید قبل از تجزیه و تحلیل تغییرات درازمدت برای پارامترهای مرتبط با آن، به منظور بهبود روند توسعه سناریوهای جدید، برای منابع آب سطحی یا آب های زیرزمینی صورت پذیرد. هدف از این مقاله ارائه یک روش مناسب برای پیش بینی طولانی مدت جریان آب و پارامترهای آب رودخانه "شانون" در ایرلند طی یک دوره 30 ساله از سال های 1983 تا 2013 و از طریق چارچوبی است که از سه مرحله تشکیل شده است: مقیاس گسترده تجزیه و تحلیل شهری، داده های تلفیقی، و مرحله حدود علم تحلیل داده ها که تمرکز اصلی مقاله است که با استفاده از یک مدل یادگیری ماشین بر اساس شبکه های عصبی پیچیده عمیق (DeepCNNs) بکار برده می شود. مدل یادگیری عمیق پیشنهاد شده را در سه ایستگاه مختلف آب در رودخانه شانون تست می کنیم و نشان می دهیم که چهار مدل پیش بینی سری زمانی شناخته شده است. ما در نهایت مدل پیشنهادی شبیه سازی جریان آب و سطح آب پیش بینی شده از سال های 2013 تا 2080 را نمایش می دهیم. راه حل پیشنهادی ما می تواند برای مقامات علوم آب بسیار مفید باشد. بخصوص برای برنامه ریزی بهتر تخصیص منابع آب در میان کاربران رقابتی مانند کشاورزان. علاوه بر این، می توان آن را برای تطابق ناهنجاری ها با تنظیم و مقایسه آستانه ها با جریان آب پیش بینی شده و سطح آب مورد استفاده قرار داد.

قدیمی ترین و بزرگترین منطقه مدیریت آب در فلوریدا یک استراتژی برای بهبود دقت موقعیت مکانی مرزهای مجوز در نظر دارد که در GIS نگهداری و توسعه داده شده است. با استفاده از مرزهای بسته، که دارای دقت افقی بوده و با استانداردهای دقت ملی نقشه ها را برابری می کند، اداره ناحیه مجبور به انجام معامله ای بزرگ برای بهبود قابل توجه در دقت مکانی نیست.

بر اساس مطالعه جدید متخصصان هیدرولوژی در دانشگاه پنسیلوانیا و کلمبیا، تغییرات در اقلیم می‌تواند به سرعت تأثیر خود را نشان دهد، حتی روی ژرف‌ترین آبخوان‌های آب شیرین.

پژوهشگران دریافتند که پاسخ‌ها به نوسانات اقلیم در سفره‌های آب زیرزمینی ژرف، سریع‌تر آنچه انتظار می‌رفت قابل ثبت است؛ در بسیاری موارد ظرف یک سال. چون آب باران ممکن است چندین سال طول بکشد تا با نفوذ طبیعی به آبخوان‌های ژرف برسد، این یافته‌ها حاکی از آن است که عامل دیگری، مانند پمپاژ آبخوان‌ها برای کشاورزی دخالت دارد.

ریسک در مبحث کشاورزی یکی از مهم‌ترین موضوعاتی است که بررسی‌های علمی متعددی روی آن صورت گرفته است. ریسک‌های بخش کشاورزی عبارتند از: عدم اطمینان آب و هوا، عدم اطمینان قیمت‌ها، سیاست‌های دولتی، بازارهای جهانی و سایر عوامل همچون تولید، خطر مالی و مخاطرات شخصی است که بر بخش کشاورزی اثرگذار هستند.

مدیریت ریسک شامل انتخاب گزینه‌هایی است که می‌تواند عدم قطعیت‌ها را کاهش دهد. بررسی‌ها نشان می‌دهند این نوع مخاطرات در آینده بر رشد کسب و کارهای این بخش اثرگذار خواهد بود. به‌عنوان یک نمونه در سال‌های اخیر تغییرات نرخ‌های بهره و سود در اقتصادهای مختلف دنیا بر بخش کشاورزی نیز اثر گذاشته است. شاید این نوع موضوعات بر سایر بخش‌های صنعتی نیز اثرگذار بوده باشد اما برخی کارهای تحقیقاتی حکایت از اثرپذیری بالای بخش کشاورزی دارد، یا در بخش دیگر تغییرات مداوم قیمت محصولات کشاورزی مساله دیگری بوده که به‌شدت بر بازار محصولات کشاورزی اثر گذاشته است.

نظام‌های کنونی حکمرانی آب نشان داده‌اند که در مدیریت کمیابی آب، اثربخش نیستند. در نتیجه، جامعه و اقتصاد را با مشکلات جدی روبرو می‌سازند. بازار آب، از جمله ابزارهای نسبتاً جدید برای مقابله با کمیابی رو به رشد آب به شمار می‌آید و به طور فزاینده‌ای مورد توجه قرار می‌گیرند. بازارهای آب، مبادله غیر اجباری حقابه‌ها را میان خریداران و فروشندگان امکان‌پذیر می‌سازند. در این نوشتار شواهد مستقیم از تجربه هفت بازار آب از سراسر جهان برای شناخت مستند چالش‌های کلیدی اقتصادی و اکولوژیکی و دستاوردهای بازارهای آب درباره کمیابی آب بررسی می‌شود. به ویژه بازارهای آب را در قالب نظام‌ «مبادله در چارچوب سقف برداشت» مورد توجه قرار می‌دهد. بدین منظور، موضوعاتی از این دست بررسی می‌شود: آیا مصرف آب در حدود تعیین‌شده در مجوزها باقی می‌ماند؟ بازارهای آب تا چه اندازه به حفاظت سلامت اکوسیستم‌ها کمک می‌کند؟ و آیا (مطابق پیش‌بینی نظریه اقتصادی) نرخ‌گذاری آب در بازارها، بهبود کارآیی را در پی دارد؟

به گواه اسناد تاریخی، ایران از نظر جغرافیایی همواره در معرض خشکسالی قرار داشته است؛ البته این امر در طول قرن‌های گذشته همواره با مدیریت مناسب و استفاده بهینه مردم از داشته‌های آبی کشورمان حل می‌شد. بنا بر این گزارش، خشکسالی در سال‌های اخیر به نحو خاصی اکثر استان‌های کشورمان را درگیر خودش کرده است و این امر با مروری بر میزان آب سطح دریاچه‌ها و رود‌های بزرگ کشورمان به خوبی دیده می‌شود. کارشناسان معتقدند برداشت بیش از حد از آب‌های سطحی و زیرزمینی، رشد سریع و الگوی نامناسب استقرار جمعیت، کشاورزی ناکارآمد و عطش توسعه از دلایل تشدید خشکسالی‌های چند سال اخیر کشورمان به حساب می‌آیند.

یک شرکت مشاوره علم و فناوری در کارولینای جنوبی از تجزیه و تحلیل مکانی برای شناسایی صاحبخانه هایی استفاده می کند که شیوه های استفاده آب آنها ممکن است باعث آسیب رساندن به آبهای موجود در حوضه رودخانه Catawba شود. هنگامی که این صاحبخانه ها شناسایی شدند، یک برنامه رسمی مشارکت یک برنامه هزینه ای را تشویق می کند که کمک می کند تا چاه های آبرسانی صحیح، لوله آبرسانی، موانع را از بین برده و سایر امکانات را نصب کنند.

آب مهم ترین منبع طبیعی است که بر توسعه ی منطقه ی آسیا- پاسیفیک در 50 سال آینده تأثیر خواهد گذاشت. آب نهاده ای حیاتی در کشاورزی و صنعت و شهرنشینی به شمار می آید که برای بهزیستی خانوارها اهمیت اساسی دارد. در برخی کشورهای آسیا- پاسیفیک، تأمین آب در دوره ی کوتاهی امکان پذیر است. تخصیص و مدیریت منابع آب معمولاً منشأ تعارض میان کشورها، میان گروه های اجتماعی شهری و روستایی و ه مچنین میان مناطق مختلف (برای نمونه میان مناطق پرآب و کم آب، و میان مناطق صنعتی و مناطق روستایی تر یا دارای پتانسیل گردشگری) است.

چنین وضعیتی ضرورت برنامه ریزی و مدیریت کارآمد سیستم های آب را آشکار می کند . آب استفاده های مختلفی دارد که نقش هر یک از آن ها در توسعه ی اقتصادی و بهزیستی انسان بسیار متفاوت است. حتی در استفاده ای مشخص، بهره وری آب به طور گسترده ای تغییر می کند. برای نمونه، بازدهی آبیاری قطر های می تواند چند برابر بازدهی آبیاری غرقابی باشد.

مقدمه

مدل رقومی ارتفاع (انگلیسی: Digital elevation model) یا DEM مدلی دیجیتال یا نمایشی سه‌بعدی از سطح زمین، ماه یا دیگر سیاره‌ها است که معمولاً برای نمایش ناهمواری‌های زمین و با استفاده از داده‌های ارتفاع از سطح دریا تهیه می‌شود.

توافق یکسانی در سطح دنیا درباره استفاده از اصطلاحات مدل رقومی ارتفاع (digital elevation model) یا DEM، مدل رقومی زمین (digital terrain model) یا (DTM) و مدل رقومی سطح (digital surface model) یا (DSM) وجود ندارد. در بیشتر موارد اصطلاح مدل رقومی سطح (DSM) نشان‌دهنده سطح زمین و تمام عوارض موجود در آن است، در حالی که مدل رقومی زمین (DTM) نشان‌دهنده سطح زمین به تنهایی و بدون عوارض دیگر از قبیل گیاهان و ساختمان‌ها است.

حاج عبدالسلام به عنوان یک کشاورز سال ها به مبارزه با فرسایش خاک پرداخت درحالی که این پدیده زمین های حاصلخیز آنها را از بین برده و درآمد خود را از دست می دادند. در حال حاضر عبدالسلام و بسیاری از کشاورزان مراکش، مانند او، در زمین و منبع غذا و پول خود با استفاده از روش های حفاظت خاک که با کمک علم هسته ای انتخاب شده اند، صرفه جویی می کنند.

آب مجازی میزان آبی است که در فرایند تولید کالا مصرف شده است. اصطلاح آب مجازی برآمده از عبارت تجارت آب مجازی است که منظور از آن،  میزان آب مصرف‌شده در فرایند تولید کالاهایی است که از مرز یک قلمرو سیاسی مستقل، وارد یا صادر می‌شود. از این دیدگاه، آب مجازی به همراه سه منبع آب واقعی که عبارت از آب آبی (سطحی- زیرزمینی)، آب سبز (بخشی از رطوبت خاک که به وسیله ریشه گیاهان جذب می‌شود و آب خاکستری (پساب، آب‌های شور و آب‌های آلوده) هستند، یکی از منابع چهارگانه آب به شمار می‌آید. از دیدگاه بیلان متعارف، منابع آب به طور اساسی مربوط به منابع آب آبی و خاکستری می‌شود و دو منبع دیگر (مجازی و سبز) در چرخه آب در نظر گرفته نمی‌شود. پیوند بین «منابع آب مجازی»با «منابع آب واقعی»، پیوند بحث تجارت آب مجازی با بیلان منابع آب است. از سوی دیگر، بیلان  متعارف، یک چرخه بسته می‌باشد. ولی در پیوند با منابع آب مجازی، دیگر با یک چرخه بسته روبرو نبوده، بلکه با فرآیندها و تبادلات بین منابع آب روبرو هستیم.

در جشن روز جهانی آب در 8th Forum World Water در برازیلیا در تاریخ 22 مارس، فرآیند 'بررسی اجمالی آب های زیرزمینی: تبدیل منابع غیر قابل مشاهده به منابع قابل مشاهده' آغاز شد.

کشف منابع جهانی آب زیرزمینی ناشناخته به دلیل فعالیت های انسانی و تغییرات آب و هوایی در حال افزایش است. پاسخ ما به این فشار اغلب کافی نیست، همچنین به دلیل آگاهی محدود از اهمیت منابع آب زیرزمینی این امر رخ داده است. این اکتشافات آب های زیرزمینی آماده ظهور ملزومات و اعتبارات آبهای زیرزمینی است که در طیف وسیعی از فعالیتهای اعضا و شرکا UN-Water قرار دارد. این هدف به منظور اطلاع رسانی در مورد فعالیت های مربوط به آب های زیرزمینی، ارتقاء دانش و همکاری و افزایش آگاهی در مورد مهم ترین منبع پنهان: آب های زیرزمینی است.

سازمان مشارکت جهانی آب (GWP) اخیرا توسط وبسایت خود، یک نقشه آنلاین و تعاملی تهیه کرده است که نتایج اعمال حاکمیت آب را نشان می دهد.

پشت نقاط بسیاری روی نقشه، داستان هایی است که در آن سیاست های نوین مدیریت آب، یک طرح انطباق ملی، توافقنامه مدیریت فرامرزی، طرح سرمایه گذاری یا استراتژی، چارچوب برنامه ریزی منطقه ای، قانون تقویت شده یا اصلاحات نهادی منجر به حاکمیت قوی آب قرار دارد.

نقشه را می توان از طریق نتایج فیلتر شده - حوضه های رودخانه ای جهانی، منطقه ای و بین مرزی، و ستون های کلیدی IWRM و تم ها جستجو کرد.

در بسیاری از گزارش‌های جهانی، تصویر غم انگیزی از کمیابی جهانی آب و فشارهای فزاینده برای تأمین آب کشاورزی ترسیم می‌شود. همچنین در این گزارش‌ ها اذعان می‌شود که سیاست های طرف تقاضا، اثر بخش تز از رویکردهای عرضه‌گرا هستند، ولی نسبت به بازارهای آب به عنوان ابزاری برای مدیریت تأمین آب در شرایط کمیابی تردید دارند. این نگاه، تمایز آشکاری با نظر برخی دیگر از صاحب‌نظران دارد که پیاده سازی بازارهای آب را در ایالات متحده و کشورهای دیگر، موفق ارزیابی می‌کنند. برای روشن‌ترشدن این بحث، این نوشتار به ارزیابی عملکرد بازارهای استقرار یافته آب می پردازد. همچنین، چالش های بازارهای آب را در کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه مورد توجه قرار میدهد و درباره اینکه کشورها چگونه میتوانند بر این چالش‌ها فایق آیند سخن میگوید.

همواره با فرارسیدن 22 مارس و روز جهانی آب، براساس یک سنت دیرین سازمان ملل متحد با توجه به شرایط و چالش‌های روز دنیا در زمینه منابع آب، نامی را برای این روز مهم انتخاب می‌کند که بر این اساس سال 2018 میلادی به درستی به نام "طبیعت برای آب" و با هدف ارایه راهکارهای طبیعت محور برای حل و بهبود مشکلات امنیت کمی و کیفی آب نامگذاری شده است. بی شک از بین رفتن اکوسیستم‌ها شامل دریاچه‌ها و تالاب‌های طبیعی، رودخانه‌ها، سیلاب دشت‌ها و غیره همزمان با پدیده‌های عمدتا تشدید کننده مانند تغییر اقلیم و خشکسالی منجر به مخاطره افتادن کمیت و کیفیت منابع آب خواهد شد و به تبع آن همین موضوع باعث بکارگیری بیش از حد منابع آب زیرزمینی، منابع خاک، تغییر کاربری زمین و غیره و اثر مخرب آن بر طبیعت می‌گردد.

خشکسالی شدید و بی‌سابقه کنونی در قرن اخیر را باید از تهدیدی بزرگ به فرصتی بی‌نظیر تبدیل کنیم. بپذیریم در سرزمین کم آبی زندگی می‌کنیم که شرط ماندگاری در آن سازگاری با محیط زیست است. توسعه باید پایدار و همخوان با ظرفیت‌های زیست محیطی و به ویژه حجم منابع آب تجدید پذیر در هر حوضه آبریز باشد. ایران، در کمربند خشک شمالی کره زمین قرار گرفته است. از برجسته ترین مشخصات آب و هوایی آن خشکی و کمی بارش، بالا بودن دما و دامنه تغییرات زیاد بارش، دما، تبخیر و تعرق سالیانه آن نسبت به میانگین خشکی‌های کره زمین است.

پاریس / برازیلیا، 19 مارس، بر اساس گزارش سالانه 2018 سازمان جهانی بهداشت جهانی، راه حل های مبتنی بر طبیعت می تواند نقش مهمی در بهبود عرضه و کیفیت آب و کاهش تاثیرات بلایای طبیعی بازی کند. این مطالعه که توسط ادری آزولای مدیر کل یونسکو، گیلبرت هونگبو، رئیس سازمان آب سازمان ملل متحد در هشتمین انجمن جهانی آب در برزیلیا (برزیل) ارائه خواهد شد، استدلال می کند که مخازن، کانال های آبیاری و تاسیسات تصفیه آب تنها ابزار مدیریت آب در اختیار ما است.

هشتمین اجلاس شورای جهانی آب (WWF8) با شعار “آب برای همه”، از تاریخ ۲۷ اسفندماه جاری تا ۳ فروردین ۹۷، در شهر برازیلیا، پایتخت کشور برزیل برگزار می‌شود. شورای جهانی آب در سال ۱۹۹۶ تأسیس شد و محل دبیرخانه مرکزی این شورا در شهر مارسی کشور فرانسه مستقر بوده و در حال حاضر بیش از ۵۰۰ شخصیت حقوقی از زیر مجموعه‌های سازمان ملل، نمایندگان سازمان‌های بین‌المللی، بخش‌های دولتی، وزارت‌خانه‌ها، مؤسسات علمی و … عضو این شورا هستند.

راه حل هایی که الهام گرفته و توسط طبیعت پشتیبانی می شوند ("راه حل های مبتنی بر طبیعت") از فرایندهای طبیعی استفاده می کنند یا تقلید می کنند تا به چالش های مدیریت آب معاصر برسند، امنیت آب را بهبود بخشیده و منافع مشترک را برای تمامی جنبه های توسعه پایدار فراهم سازند.

نسخه 2018 گزارش جهانی توسعه آب (WWDR 2018) با هدف اطلاع رسانی به سیاستگذاران و تصمیم گیرندگان در داخل و خارج از جامعه آب در مورد پتانسیل راه حل های مبتنی بر طبیعت (NBS) برای حل چالش های مدرن مدیریت آب در تمام بخش ها، و به خصوص در مورد آب برای کشاورزی، شهرهای پایدار، کاهش خطر بلایای طبیعی و بهبود کیفیت آب است.

مخزن Theewaterskloof، آفریقای جنوبی

یک خشکسالی سه ساله که وضعیت منابع آبی را تهدید می کند، مسئولان شهر کیپ تاون در آفریقای جنوبی را به مجبور کرده است تا به توقف تولید آب شیرین بپردازند. در عین حال جمعیت شهر رو به رشد است و تقریبا 4 میلیون نفر و یا بیشتر، به مخازن برای تامین آب نیازمند می باشند. در حالی که خشکسالی بخشی از علل بحران کنونی است، جمعیت رو به افزایشی نیز در حال کاهش و از بین بردن منابع آب است.

روز جهانی آب، هر ساله 22 مارس، درباره تمرکز و توجه به اهمیت آب است. موضوع این سال، "طبیعت برای آب"، به بررسی راه حل های مبتنی بر طبیعت برای چالش های موجود بخش آب است که ما در قرن 21 با آن مواجه هستیم. آسیب زیست محیطی، همراه با تغییرات آب و هوایی، وقوع بحران های مرتبط با آب را در سراسر جهان می بیند. سیل، خشکسالی و آلودگی آب که از حیطه گیاهی، خاک، رودخانه ها و دریاچه ها تشدید می شوند. هنگامی که ما اکوسیستم هایمان را نادیده می گیریم، برای تهیه آب سالم که زنده ماندن و رشد به آن نیاز دارد، دچار سختی ها و مشکلات می شویم.