ارزیابی تخصیص آب به شهر مشهد با استفاده از مدل WEAP: نقش طرح انتقال آب سد چهچهه و قره‌تیکان در تعامل با معاهدات فرامرزی

فصلنامه علمی مهندسی منابع آب

مقاله 5، دوره 17، شماره 62، آبان 1403، صفحه 54-70   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.30495/wej.2024.32494.2397

نویسندگان

محمدحسین احمدی^{* 1}؛ محمدرضا زاغیان²؛ روزبه آقامجیدی³؛ غلامرضا سعیدی فر⁴

¹استادیار گروه عمران، واحد بیضا، دانشگاه آزاد اسلامی، بیضا، ایران.

²دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی منابع آب دانشگاه تربیت مدرس

³استادیاردانشگاه آزاد اسلامی واحد سپیدان، شیراز.

⁴گروه مهندسی عمران، واحد بیضا، دانشگاه آزاد اسلامی، بیضا، ایران

تاریخ دریافت: 03 مهر 1402،  تاریخ بازنگری: 31 فروردین 1403،  تاریخ پذیرش: 01 مهر 1403 

چکیده

چکیده
مقدمه: در سال‌های اخیر، تامین آب شرب و بهداشت ساکنان کلان شهر مشهد مقدس، به اصلی ترین دغدغه تصمیم‌گیرندگان این حوضه تبدیل شده است. در این راستا، یکی از راه های پیشنهادی برای جبران بخشی از کسری آب مورد نیاز شرب و بهداشت شهر مشهد، طرح انتقال آب از سدهای چهچهه و قره‌تیکان با احداث سازه‌های آبگیر در پایین‌دست این سدها و انتقال آب به سمت تونل انتقال آب سد دوستی و سپس شهر مشهد می‌باشد.
روش­: در این مطالعه ابتدا به ارزیابی تغییرات تخصیص آب از محل این دو سد، در بازه زمانی 24 ساله از 1375-76 الی 1400-1399 با در نظرگرفتن نیازهای شرب، کشاورزی، زیست‌محطی و معاهده آبی میان ایران و ترکمنستان با استفاده از مدل تخصیص آب WEAP پرداخته شد. سپس در مرحله دوم ارزیابی تامین نیازهای فوق‌الذکر با استفاده از شاخص درصد تامین‌شدگی مورد بررسی قرار گرفت.
یافته ­ها: مطابق با نتایج بدست آمده، انتقال آب مطابق با حدآستانه حجم قابل انتقال عملی و امکان‌پذیر است. اما بایستی توجه نمود تا در طی سال‌های ترسالی نیز هیچگونه بارگذاری اضافی نسبت به شرایط موجود درنظر گرفته نشود تا تامین پایدار آب شرب شهر مشهد از طریق دو سد، صورت گیرد.
نتیجه­ گیری: مطابق با نتایج بدست آمده از این تحقیق تحت سناریوهای مورد بررسی و دو برش زمانی پیش و پس از بهره‌برداری از سدها، تامین نیازهای کشاورزی، زیست‌محیطی، پروتکل مرزی و خط انتقال آب شرب به خوبی انجام شده است. همچنین متوسط حجم تحویلی توسط هر دو سد به محل خط انتقال آب، در محدوده حجم قابل انتقال می‌باشد. به‌عبارت دیگر، نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد، انتقال آب مطابق با حدآستانه حجم قابل انتقال عملی و امکان‌پذیر می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

تامین آب شهر مشهد؛ سد چهچهه-قره‌تیکان؛ مدل WEAP؛ انتقال آب؛ پروتکل مرزی

عنوان مقاله [English]

Assessing Water Allocation to Mashhad City Using WEAP Model: The Role of Chehchehe and Qaretikan Dam Water Transfer Project Along with Transboundary Treaties

نویسندگان [English]

Mohamadhossein Ahmadi¹؛ MohammadReza Zaghian²؛ Rozbeh Aghamajidi³؛ Gholamreza Saeedifar⁴

¹Department of Civil Engineering, Beyza branch, Islamic Azad University, Beyza, Iran.

²Master's student in Water Resources Engineering, Tarbiat Modares University

³Sepidan

⁴Department of Civil Engineering, Beyza Branch, Islamic Azad University, Beyza, Iran

چکیده [English]

Abstract
Introduction: In recent years, the issue of providing drinking water and ensuring public health for the residents of the city of Mashhad has emerged as a top priority for the authorities in charge. As part of addressing this concern, a proposed solution involves the transfer of water from Chehchehe and Qaretikan dams through the construction of water catchment structures downstream of these dams. The water would then be channeled to the water transfer tunnel of Dosti Dam for eventual delivery to the city of Mashhad.
Methods: In this study, an evaluation was conducted on the alterations in water allocation stemming from the presence of two dams over a 24-year span from 1997 to 2020. Factors such as potable water requirements, agricultural demands, ecological considerations, and the water agreement between Iran and Turkmenistan were taken into account using WEAP model. Subsequently, the second phase of the study involved an assessment of the fulfillment of the aforementioned needs, utilizing the percentage of meeting index.
Findings: Based on the findings, it is evident that the transfer of water within the allowable volume limit is both feasible and viable. It is imperative to emphasize that maintaining current loading levels, without any additional burden, is crucial for sustaining a reliable water supply for the city of Mashhad via the two dams.

کلیدواژه‌ها [English]

Mashhad Water Supply, Chehchehe, Qaretikan Dam, WEAP Model, Water Transfer, Border Protocol

مراجع

• 1 Notter, B., Hurni, H., Wiesmann, U., & Abbaspour, K. C. 2012. Modelling water provision as an ecosystem service in a large East African river basin. Hydrology and Earth System Sciences, 16(1): 69–86.

          2          Arnell, N. W. 2004. Climate change and global water resources: SRES emissions and socio-economic scenarios. Global Environmental Change, 14(1): 31–52.

          3          Fu, J., Zhong, P.A., Xu, B., Zhu, F., Chen, J., & Li, J. 2021. Comparison of Transboundary Water Resources Allocation Models Based on Game Theory and Multi-Objective Optimization. Water, 13(10): 14-21.

          4          Davies, B.R., Thoms, M., & Meador, M. 1992. An assessment of the ecological impacts of inter basin water transfers, and their threats to river basin integrity and conservation. Aquatic Conservation: Marine and Freshwater Ecosystems, 2(4): 325–349.

          5          Gupta, J., & van der Zaag, P. 2008. Interbasin water transfers and integrated water resources management: Where engineering, science and politics interlock. Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C, 33(1–2): 28–40.

          6          Mwangi, O. 2007. Hydro politics, ecocide and human security in Lesotho: a case study of the Lesotho Highlands Water project. Journal of Southern African Studies, 33(1): 3–17.

          7          Zeng, Q., Qin, L., & Li, X. 2015. The potential impact of an inter-basin water transfer project on nutrients (nitrogen and phosphorous) and chlorophyll a of the receiving water system. Science of the Total Environment, 536: 675–686.

          8          Zhang, L., Li, S., Loáiciga, H. A., Zhuang, Y., & Du, Y. 2015. Opportunities and challenges of interbasin water transfers: a literature review with bibliometric analysis. Scientometrics, 105(1): 279–294.

          9          Council, N. R. 2005. Water conservation, reuse, and recycling: proceedings of an Iranian-American workshop. National Academies Press.

        10        Butler, B. A., & Ford, R. G. 2018. Evaluating Relationships between Total Dissolved Solids (TDS) and Total Suspended Solids (TSS) in a Mining-Influenced Watershed. Mine Water and the Environment, 37(1), 18–30.

        11        Miller, O. L., Putman, A. L., Alder, J., Miller, M., Jones, D. K., & Wise, D. R. 2021. Changing climate drives future streamflow declines and challenges in meeting water demand across the southwestern United States. Journal of Hydrology X, 11, 100074.

        12        Ahmadi M H, Yousefi H, Farzin S, Rajabpour R. 2018. Management of Water Resources and Demands in Mulla Sadra, Doroodzan and Sivand Dams Located in Bakhtegan-Maharlou Watershed. jwmseir. 12 (42):31-41. [In Persian]

        13        Amini, A., Javan, M., Eghbalzadeh, A., Ghasemi, M. 2017. An Assessment of Water Resources Management using The WEAP Model in The Gamasyab Watershed, The Province of Kermanshah, Iran. Water Resources Engineering, 10(32): 13-18. [In Persian].

        14        Yates, D., Sieber, J., Purkey, D., & Huber-Lee, A. 2005. WEAP21 A demand-, priority-, and preference-driven water planning model: part 1: model characteristics. Water International, 30(4): 487–500.

        15        Goshime, D. W., Haile, A. T., Rientjes, T., Absi, R., Ledésert, B., & Siegfried, T. 2021. Implications of water abstraction on the interconnected Central Rift Valley Lakes sub-basin of Ethiopia using WEAP. Journal of Hydrology: Regional Studies, 38, 100969.

        16        Abrishamchi, A., Ebrahimian, A., Tajrishi, M., Mariño, M. A. 2005. Case study application of multicriteria decision making to urban water supply. Journal of Water Resources Planning and Management, 132, (4).

        17        Davarpanah, A., Vahidnia, M. H. 2022. Optimal route finding of water transmission lines by comparing different MCDM methods and the least-cost path algorithm in a raster (Case study: from Ardak to Mashhad). Water Resources Engineering, 14(51): 39-56.

        18        Ghandehari, A., davari, K., ghahraman, B. 2018. Risk Assessment of Mashhad Water Supply Projects and Priorities. Water Resources Engineering, 11(37): 71-86.

        19        Moshfegh, A., Attari, J. 2019. Water resource planning based on the sovereignty doctrines in sharing of Transboundary water resources. Iran-Water Resources Research, 14(4): 80-91.

        20        Nazari Mejdar, H., Moridi, A., Yazdi, J., KhazaiePoul, A. 2019.  Sustainability Outlook of Domestic and Agricultural Demand of Dusti Dam Considering Climate change Scenarios and Impact of Salma Dam. Iran-Water Resources Research, 15(3): 17-32.

        21        Mehrparvar, M., Ahmadi, A., & Safavi, H. R. 2020. Resolving water allocation conflicts using WEAP simulation model and non-cooperative game theory. Simulation, 96(1): 17–30.

22 Salehpoor, J., Ashrafzadeh, A., & Moussavi, S. A. 2018. Water Resources Allocation Management in the Hablehroud Basin Using a Combination of the SWAT and WEAP Models. Iran-Water Resources Research, 14(3): 239–253.

23 Tennant, D. L. 1976. Instream flow regimens for fish, wildlife, recreation and related environmental resources. Fisheries, 1(4): 6–10.