Modifying Water Allocation Pattern to Increase Water Productivity in Agricultural Sector in Zayandehrud Basin

Document Type : Research Paper

Authors

1 MSc in Water Resources Engineering and Management, Faculty of Civil Engineering and Transportation University of Isfahan, Isfahan, Iran.

2 Associate Professor, Faculty of Civil Engineering and Transportation, University of Isfahan, Isfahan, Iran.

3 Assistant Prof., Faculty of Administrative Sciences and Economics, University of Isfahan, Isfahan, Iran.

Abstract

Zayandehrud River, the largest river in the central plateau of Iran, has suffered water management crisis due to the continued drought and increased consumption in various sectors, including drinking, agricultural, and industrial sectors. To achieve logical compatibility, and taking into account the multiple economic and social goals, optimum reallocation of water resources of Zayandehrud according to the capacity of the existing resources is inevitable. In this article, the modification plan of Zayandehrud water allocation between seven irrigation networks is presented. To increase the productivity of the agricultural sector, some measures are presented in the form of intervention levels and applied in the allocation plans and the results are compared with each other and with the allocation in the current situation. These measures include changing the distribution of water between the networks under the current cultivation conditions, modifying the cultivation pattern, increasing the irrigation efficiency, and increasing the added value with the export of agricultural products. The results reveal that the current pattern of allocation between irrigation networks is not optimal in terms of economics and employment. Different levels of intervention in ideal conditions (combining all levels together) increase the value of water in the agricultural sector up to 30 times,  among which export of the products abroad and modification of the cultivation pattern increase the value of agricultural water by 9 and 3.7 times, respectively.
 

Keywords

References

  1. آقازاده اردبیلی، شیما، کانونی، امین، حسن پور کاشانی، مهسا و برمکی، مرتضی،1397. بهینه سازی تخصیص آب بین محصولات مختلف در شرایط تنش آبی در شبکه آبیاری یامچی، اردبیل. سیزدهمین همایش ملی علوم و مهندسی آبخیزداری و سومین همایش ملی صیانت از منابع طبیعی و محیط زیست با محوریت آبخیزداری و صیانت از منابع طبیعی و محیط زیست،اردبیل.https://civilica.com/doc/827419
  2. اسماعیلی موخر فردویی، محمد علی، ابراهیمی، کیومرث، عراقی‌نژاد، شهاب، فضل الهی، هاجر. 1397. تعیین ارزش اقتصادی آب کشاورزی با رویکرد قیمت گذاری بر اساس نوع محصول در استان مرکزی. مدیریت آب و آبیاری, 8(1). صص149-163. doi: 10.22059/jwim.2018.254828.602
  3. اکبری، نعمت‌اله و زاهدی، کیوان، 1387. کاربرد مدل‌های برنامه‌ریزی در اقتصاد و مدیریت. فصل پنجم: برنامه‌ریزی بر اساس چندین هدف. انتشارات جهاد دانشگاهی واحد اصفهان، ص 93 و ص 228.
  4. اکبری، ندا ، نیک سخن، محمد حسین و اردستانی، مجتبی،1393. تخصیص بهینه آب با استفاده از تئوری بازی های همکارانه مطالعه موردی: حوضه آبریز زاینده رود. https://civilica.com/doc/1578363
  5. اکبری، ندا ، نیک سخن، محمد حسین و اردستانی، مجتبی،1394. بهینه سازی تخصیص ازمخزن سد با استفاده از الگوریتم ژنتیک وتاکید برتامین جریان زیستی رودخانه (مطالعه موردی: زاینده رود). کنفرانس بین المللی علوم، مهندسی و فناوری های محیط زیست،تهران.https://civilica.com/doc/407697
  6. امینی نژاد، سیدرامین، صمدی، محسن و رحمتی، مراحم،1393. بحران کم آب زاینده رود، پیامدها و راهکارها. همایش ملی آب، انسان و زمین ،اصفهان.https://civilica.com/doc/319026
  7. انصاری، حسین، بوستانی، آرمین، طباطبایی، علیرضا و فروزش، مجید، 1396. بررسی مدیریت مصرف و برآورد میزان تقاضای آب شرب شهری مشهد در افق 1420 (یادداشت فنی). آب و توسعه پایدار, 4(1). صص 125-132. doi: 10.22067/jwsd.v4i1.50409
  8. پورکاظمی، محمد حسین و والی، معصومه،1393. مدیریت منابع آبی زاینده رود بین بخش های صنعت و کشاورزی استان اصفهان با استفاده از نظریه بازی ها. https://civilica.com/doc/790364
  9. درزی نفت چالی، عبداله، رفیعی راد، ساره، خوش‌روش، مجتبی، عسگری، احمد، بابایی، محمدرضا و زیردست رستمی، حسینعلی، 1398. رابطه ارزش‌افزود-ه بخش آب با ارزش‌افزوده بخش‌های کشاورزی، صنعت و برق در استان مازندران. علوم آب‌وخاک.۲۳ (۱) :۵۷-۶۶ .
  10. سالمی، حمیدرضا و حیدری، نادر، 1385. ارزیابی منابع و مصارف آب در حوزه آبریز زاینده رود، تحقیقات منابع آب ایران، 2(1)، 72-76.
  11. شاه ولی کوه شوری، سحر، غضنفری مقدم، محمد صادق و خانجانی، محمد جواد، 1397. بهینه سازی مدیریت منابع آب با اعمال سناریوهای مختلف تخصیص (مطالعه موردی: حوضه آبریز دز)، علوم و مهندسی آبیاری، 41(1)، صص.45-55 . . doi: 10.22055/jise.2018.13452
  12. صفاری، بابک، 1396. طرح تهیه و تدوین اسناد توسعه شهرستان‌های استان اصفهان با الگوی اقتصاد مقاومتی. سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی استان اصفهان، دانشکده علوم اداری و اقتصاد دانشگاه اصفهان.
  13. صفوی، حمیدرضا و راست قلم، مهدی، 1395. راهکار برون رفت از بحران آب در حوضه آبریز زاینده رود: مدیریت توامان تامین و مصرف آب، تحقیقات منابع آب ایران. 12(4), صص 12-22.
  14. طباطبائی، سید مصطفی و شهیدی، علی،1396. بررسی افزایش بهره وری اقتصادی آب با تغییر الگوی کشت در روستای مزرعه نو در اردکان-یزد. پژوهش آب در کشاورزی، 31 (1). صص 119-128. .https://civilica.com/doc/1477871
  15. عسگری، سعید، شانه ساززاده، احمد و صفاری، بابک، 1401. برنامه‌ریزی تخصیص بهینه آب زاینده‌رود به بخش‌های کشاورزی و صنعت با استفاده از تحلیل اهداف اقتصادی و اجتماعی، سیزدهمین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی اصفهان.
  16. علیجانیان، محمدعلی و صفوی، حمیدرضا و ابریشمچی، احمد،1387. ارتباط بین مدل های شبیه سازی و بهینه سازی در مدیریت تلفیقی منابع آب سطحی و زیر زمینی با استفاده از منطق فازی، چهارمین کنگره ملی مهندسی عمران،تهران.https://civilica.com/doc/37728
  17. علیزاده، امین، 1394. نیاز خالص آبیاری محصولات زراعی و باغی ایران، پروژه بهینه‌سازی الگوی مصرف آب کشاورزی ایران.
  18. فضل الهی، هاجر و ابراهیمی، کیومرث و فتاحی، روح اله، 1398. تاثیر انتقال آب بین حوضه ای بر ارزش اقتصادی منابع آب کشاورزی (مطالعه موردی: دشت اراک)، نشریه آبیاری و زهکشی ایران، 13(5)، صص 1363-1373.
  19. فهیمی، الهه ، فتاحی اردکانی، احمد و فهرستی، مسعود،1397. ارزش گذاری اقتصادی خدمات بوم نظام منابع آب مطالعه موردی: رودخانه زاینده رود.https://civilica.com/doc/763387
  20. کیانی، غلامحسین، خوش اخلاق، رحمان و کمال، محمد مهدی، 1398. تخصیص بهینه منابع آب زاینده‌رود بین استان‌های چهارمحال بختیاری، اصفهان و یزد با استفاده از نظریه بازی‌ها، نظریه های کاربردی اقتصاد، 6(3)، صص .165-188.
  21. محمدی، حمید، بوستانی، فردین و کفیل‌زاده، فرشید، 1391. تعیین الگوی کشت بهینه با استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی چندهدفه غیرخطی فازی: مطالعه موردی، مجله آب و فاضلاب، 23(4), صص 43-55.
  22. محمدی، حمید، سرگزی، علی رضا و دهباشی، وحید و پودینه، محمد،1394. بهینه سازی الگوی کشت با تاکید بر منافع اجتماعی در بهره برداری منطقی آب در تولید محصولات زراعی: مورد استان فارس،https://civilica.com/doc/1289193
  23. مردانی نجف آبادی، مصطفی و نیکویی، علیرضا و ضیایی، سامان و احمدپور برازجانی، محمود، 1395. تدوین الگوی منطقه ای کشت محصولات زراعی و باغی در استان اصفهان: رویکرد برنامه‌ریزی ساختاری چند هدفه، اقتصاد و توسعه کشاورزی، 30(3)، صص 188-206.. doi: 10.22067/jead2.v30i3.53749
  24. معاونت آمار و اطلاعات (سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی استان اصفهان)، 1397. سالنامه آماری استان اصفهان سال 1396، تهران. سازمان برنامه‌وبودجه کشور، مرکز اسناد مدارک و انتشارات.
  25. نصابیان، شهریار و محمدی، حمید و کیخا، علی رضا،1393. تاثیر اصلاح الگوی کشت بر کاهش کود و آب فعالیت های کشاورزی: مطالعه موردی استان فارس.https://civilica.com/doc/1288301
  26. وزارت نیرو، شرکت سهامی آب منطقه‌ای اصفهان، تعیین منابع و مصارف آب حوضه زاینده‌رود – ویرایش دوم، تیر 1387، مطالعات مرحله اول – جلد دهم – سنتز مطالعات. اصفهان، مهندسین مشاور زایندآب.
  27. Ali, M.H., and Talukder, M.S.U., 2008. Increasing water productivity in crop production-A synthesis. Agricultural Water Management, 95(11), 1201-1213.
  28. Braude, E., Hauser, S., Sinuany-Stern, Z., and Oron, G., 2015. Water allocation between the agricultural and the municipal sectors under scarcity: A financial approach analysis. Water Resources Management, 29(10), 3481-3501.
  29. Cai, X., Lasdon, L., and Michelsen, A.M., 2004. Group decision making in water resources planning using multiple objective analysis. Journal of Water Resources Planning and Management, 130(1), 4-14.
  30. Chen, L., McPhee, J., and Yeh, W.W.G., 2007. A diversified multiobjective GA for optimizing reservoir rule curves. Advances in Water Resources, 30(5), 1082-1093.
  31. Habibi Davijani, M., Banihabib, M.E., Nadjafzadeh Anvar, A. and Hashemi, S.R., 2016. Multi-objective optimization model for the allocation of water resources in arid regions based on the maximization of socioeconomic efficiency. Water Resources Management, 30(3), 927-946.
  32. Giordano, M., Scheierling, S.M., Tréguer, D.O., Turral, H. and McCornick, P.G., 2021. Moving beyond ‘more crop per drop’: Insights from two decades of research on agricultural water productivity. International Journal of Water Resources Development, 37(1), 137-161.
  33. Guo, S., Wang, J., Zhang, F., Wang, Y., and Guo, P., 2018. An integrated water-saving and quality-guarantee uncertain programming approach for the optimal irrigation scheduling of seed maize in arid regions. Water, 10(7), 908.
  34. Liu, J., Li, Y., Huang, G. and Chen, L. 2017. A recourse-based type-2 fuzzy programming method for water pollution control under uncertainty. Symmetry, 9(11), 265.
  35. Molden, D., Oweis, T., Steduto, P., Bindraban, P., Hanjra, M.A. and Kijne, J., 2010. Improving agricultural water productivity: Between optimism and caution. Agricultural water management, 97(4), pp.528-535.
  36. Nasiri, G. O., & Marofi, S. 2017. A multi-objective bargaining and Fuzzy programming approaches for optimal water allocation with emphasis on deficit irrigation.
  37. Schrage, L. E. 2006. Optimization modeling with LINGO. Lindo System.
  38. Pandey, V.L., Dev, S.M. and Jayachandran, U., 2016. Impact of agricultural interventions on the nutritional status in South Asia: A review. Food policy, 62, pp.28-40.
  39. Song, W., Liu, Y. Q., Arowolo, A., Zhang, Y., and Xu, Q. 2018. Optimal water allocation scheme in integrated water-ecosystem-economy system. River Basin Management. Springer, 1-28.
  40. Speed, R., Yuanyuan, L., Zhiwei, Z., Le Quesne, T., and Pegram, G. 2013. Basin water allocation planning: Principles, procedures and approaches for basin allocation planning.
  41. Young, R.A. 2005 "Determining the Economic Value of Water; Concepts and Methods," Washington DC: Resources for the Future.
  42. Wang, L. Z., Fang, L. and Hipel, K. W. 2003. Water resources allocation: a cooperative game theoretic approach. Journal of Environmental Informatics, 2(2), 11-22.
  43. Waters, D., and Solutions, E. P. 2017. OECD Studies on Water.
  44. Westermann, O., Förch, W., Thornton, P., Körner, J., Cramer, L. and Campbell, B., 2018. Scaling up agricultural interventions: Case studies of climate-smart agriculture. Agricultural Systems, 165, pp.283-293.
  45. Xevi, E., and Khan, S. 2005. A multi-objective optimisation approach to water management. Journal of environmental management, 77(4), 269-277.
  46. Zhang, F., Guo, P., Engel, B. A., Guo, S., Zhang, C., and Tang, Y. 2019. Planning seasonal irrigation water allocation based on an interval multiobjective multi-stage stochastic programming approach. Agricultural Water Management, 223, 105692.
Journal of Water Research in Agriculture
Volume 38, Issue 4
February 2025
Pages 357-374

Files

Share

How to cite

Statistics