نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران

نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران

آثار سیاست قیمتی آب بر دینامیک آب‏های زیرزمینی دشت شهداد

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
علی دهقانی 1
محمدرضا زارع مهرجردی 1
طیبه واعظی زاده 2
محمد ذونعمت کرمانی 3
سمیه امیرتیموری 1
1 گروه اقتصاد کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر، کرمان، ایران
2 گروه ریاضی، دانشکده ریاضی و کامپیوتر، دانشگاه شهید باهنر، کرمان، ایران
3 گروه آب، دنشکده عمران، دانشگاه شهید باهنر، کرمان، ایران
10.22125/iwe.2026.588276.1932
چکیده
با توجه به شتاب گرفتن تغییرات اقلیمی و استفاده بیش از حد از منابع آب زیرزمینی، درک تأثیر این متغیرها بر دینامیک ‏کمیت آب‌های زیرزمینی و اعمال سیاست‏های کارآمد جهت بهبود شرایط کمی آبخوان‏ها ضروری است. یکی از راه‌های ‏پیش‏بینی سطح آب یک آبخوان در بلندمدت، شبیه‏سازی تغییرات سطح آب چاه‌ها در آینده با استفاده از مدل‌های ریاضی ‏است. در این مطالعه، یک مدل دینامیکی بر پایه معادلات دیفرانسیل معرفی شده است که روند خشک شدن چاه‌های آب ‏آبخوان شهداد در شهرستان کرمان را شرح می‌دهد. علاوه بر این آثار سیاست قیمتی آب بر دینامیک آب‏های زیرزمینی بر ‏اساس مدل برنامه‏ریزی ریاضی مثبت، مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج مدل دینامیکی نشان داد که در حال حاضر نرخ احیاء در ‏آبخوان شهداد پایین است. به طوری که 57 درصد از چاه‏های بهره‏برداری در آبخوان مذکور در سال 1402نسبت به سال ‏‏1396، خشک شده‏اند. این امر منجر به کاهش برداشت آب به میزان 25 درصد شده است. نتایج پیش‏بینی مدل نشان داد ‏که ادامه روند فعلی استحصال آب از آبخوان شهداد، باعث خشک شدن اکثر چاه‏های بهره‏برداری در سال 1416 خواهد شد؛ ‏این میزان، معادل کاهش 71 درصدی در استحصال آب خواهد بود که اعمال سیاست قیمتی آب تحت سناریوی 100 درصد ‏افزایش قیمت آب، این میزان کاهش را به 56 درصد می‏رساند. در واقع اعمال سیاست قیمتی آب باعث کاهش 15 درصدی ‏مصرف آب تا سال 1416 می‏شود.‏
کلیدواژه‌ها
آبخوان
آب‏های زیرزمینی
برنامه‏ریزی ریاضی مثبت
مدل دینامیکی
شهداد
موضوعات

عنوان مقاله English

The effects of water pricing policy on groundwater ‎dynamics of Shahdad ‎Plain

نویسندگان English

Ali Dehghani 1
Mohammad Reza Zare Mehrjerdi 1
Tayebeh Waezizadeh 2
Mohammad Zounemat-Kermani 3
Somayeh Amirtaimoori 1
1 Department of Agricultural Economics, Faculty of Agriculture, Shahid Bahonar University of Kerman,Iran
2 Department of Pure Mathematics, Faculty of Mathematics and Computer, Shahid Bahonar University of ‎Kerman, Kerman, Iran‎
3 Department of civil engineering, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran‎
چکیده English

Given the acceleration of climate change and the overuse of groundwater resources, it is ‎essential to understand the impact of these changes on the dynamics of groundwater quantity ‎and to implement efficient policies to improve the quantitative conditions of aquifers. One way ‎to predict the water level of an aquifer in the long term is to simulate changes in the water level ‎of wells in the future using mathematical models. In this study, a dynamic model based on ‎differential equations is introduced that describes the drying process of water wells in the ‎Shahdad aquifer in Kerman city. In addition, the effects of water pricing policy on groundwater ‎dynamics were analyzed based on a positive mathematical programming model. The results of ‎the dynamic model showed that the current recharge rate in the Shahdad aquifer is low. So that ‎‎57 percent of the wells being exploited in the aforementioned aquifer have dried up in 2024 ‎compared to 2015. This has led to a 25 percent reduction in water extraction. The model's ‎prediction results showed that continuing the current trend of water extraction from the Shahdad ‎aquifer will cause most of the wells being exploited to dry up in 2036; This amount would be ‎equivalent to a 71 percent reduction in water extraction, which would reduce this reduction to 56 ‎percent if the water pricing policy were implemented under a 100 percent water price increase ‎scenario. In fact, implementing a water pricing policy will reduce water consumption by 15% by ‎‎2036.‎

کلیدواژه‌ها English

Aquifer
groundwater
positive mathematical programming
dynamic model
Shahdad
الهی، مهدی؛ وکیل پور، محمدحسن و نجفی علمدارلو، حامد. (1397). تأثیر قیمت و سهمیه‏بندی آب در راستای مدیریت منابع آب زیرزمینی دشت کبودر آهنگ. نشریه پژوهش آب در کشاورزی، دوره 32، شماره 2، صص 283-267.
باقری، علی(1392). مقدمه‌ای بر اصول هیدرولوژی در چارچوب مدیریت یکپارچه منابع آب. کارگاه حقوق آب، دانشگاه تربیت مدرس.
پناهی، علی و فلسفیان، آزاده. (1400). بهینه‏سازی الگوی کشت محصولات کشاورزی در دشت شبستر تحت شرایط محدودیت آب. نشریه حفاظت منابع آب و خاک، دوره دهم، شماره 4، صص 47-35.
پناهی، مهدی، میثاقی، فرهاد و عسگری، پریسا (1397). شبیه‏سازی و تخمین نوسانات سطح آب زیرزمینی با استفاده از GMS (بررسی موردی دشت زنجان). فصلنامه علوم محیطی. دوره 16، شماره 1، صص 14-1.
دهقانی، علی؛ امیرتیموری، سمیه و زارع مهرجردی، محمدرضا. (1398). آثار سیاست‏های افزایش قیمت آب آبیاری و کاهش آب در دسترس بر بهره‏وری آب محصولات کشاورزی (مطالعه موردی: بخش شهداد، شهرستان کرمان). نشریه آبیاری و زهکشی ایران، شماره 6، جلد 13، صص 1671-1661.
دهقانی، علی؛ امیرتیموری، سمیه و زارع مهرجردی، محمدرضا. (1398). کاربرد الگوریتم جامعه مورچگان در بهینه‏سازی الگوی کشت (شهداد، شهرستان کرمان). نشریه اقتصاد کشاورزی، شماره 4، جلد 13، صص 103-87.
رهنما، محمدباقر، سهرابی پور، ندا و بارانی، غلامعباس. (1399). بررسی نوسانات سطح آب زیرزمینی آبخوان شهداد. نشریه آبیاری و زهکشی ایران. دوره 14، شماره 5، صص 1663-1650.
زارع مهرجردی، محمدرضا (1387). ارزش‌گذاری آب‌های زیرزمینی در بخش کشاورزی: ​​مطالعه موردی شهر کرمان. رساله دکتری اقتصاد کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس.
شیرزادی لسکوکلایه، سمیه؛ مردانی نجف‏آبادی، مصطفی و شاهنظری، علی. (1398). مدیریت مصرف و توزیع آب در اراضی شبکه آبیاری و زهکشی تجن با تأکید بر پایداری منابع آب. نشریه پژوهش آب در کشاورزی، جلد 33، شماره4.
حسن‏وند، مریم؛ جولایی، رامتین؛ کرامت‏زاده، علی و اشراقی، فرشید (1397). کاربرد مدل برنامه‏ریزی ریاضی مثبت به منظور تحلیل اثر سیاست تغییر قیمت و مقدار آب کشاورزی بر الگوی کشت محصولات زراعی شهرستان نکا. نشریه اقتصاد کشاورزی، جلد12، شماره 3، صص 73-9.
صبوحی، محمود و پرهیزکاری، ابوذر. (1392). تحلیل اثرات اقتصادی و رفاهی تشکیل بازار آب آبیاری در اسان قزوین. مجله اقتصاد و توسعه کشاورزی. دوره 27، شماره 4، صص 350-338.
محمدجانی، اسماعیل و یزدانیان، نازنین. (1393). تحلیل وضعیت بحران کشور و الزامات مدیریت آن. نشریه روند (روند پژوهش‏های اقتصادی). دوره 21، شماره 66-65، صص 144-117.
   Dehghani, A., Zare Mehrjerdi, M. R., Waezizadeh, T., Amirtaimoori, S., & Zounemat-Kermani, M. (2026). Graoundwater Dynamics Modeling (case study: Shahdad Aquifer; Kerman Province), preprint.
   Arribas, I., Louhichi, K., Perni, A., Vila, J., & Gomez-y-Paloma, S. (2020). Modelling agricultural risk in a large scale positive mathematical programming model. International Journal of Computational Economics and Econometrics, 10(1), 2-32.
Afrifa, S., Zhang, T., Appiahene, P., Zhao, X., Varadarajan, V., Darkwah, T., Geng, Y., Gramfi, D., & Owusuaa, O. (2025). Impact of Climate Change on Groundwater Level Changes: An Evaluation Based on Deep Neural Networks, H2Open Journal, 7(2), 199–221.
Boczon, A., Wrobel, M., & Kowalska, A. (2025). Long-Term Changes in Groundwater Levels in the Białowieża Forest, Poland, Under Climate Change. Environmental and Earth Sciences journal 20(1), 220-2232.
   Brown, A., & Matlock, M. (2011). Areview of Water Scarcity Indices and Methodologies. University of Arkansas, the Sustainability Consortium.
Brauer, F. (2008). Mathematical epidemiology. Springer.
Driessche, P. V. D. (2017). Reproduction numbers of infectious disease models, Infect Dis Model. 2(3):288-303. doi: 10.1016/j.idm.06.002.
Development, 27(4), 338-350.
He,L., Tyner,W.E., Doukkali, R. and Siam, G. (2006). Policy options to improve water allocation efficiency: analysis on Egypt and morocco. Water international. 31: 320-337.
   Howitt, RE., Medellin-Azuara, J., MacEwan, D. andLund, R. (2012). Calibrating disaggregates economic models of agricultural production and water management. Science of the Environmental Modeling and Software. 38: 244-258.
https://doi.org/10.1186/s12874-024-02209-2.
https://www.irimo.ir
Izadi, M., & Waezizadeh, T. (2024). Stability analysis and numerical evaluations of a COVID-19 model with vaccination. BMC Medical Research Methodology, 24(97), 1-19.
   Moulogianni, C,. (2022). Comparison of Selected Mathematical Programming Models Used for Sustainable Land and Farm Management, Land 2022, 11, 1293.
Omidinia, T., Mirabbasi, R., Tabatabaee, S.H. (2017). Studying groundwater level fluctuations in the Barkhar Plain of Isfahan using GMS software, 3rd International conference on Reserch in Science and Technology, Berlin, Germany.
Shalodegi, A,. & Byzed, M. (2021). Predicting the groundwater level of Chahardoli aquifer in Qorveh city using artificial neural network and support vector machine, New Findings in Applied Geology, 16(31), 163-175.
Sumriti, P., & Hon-Jay, C. (2025). Long-term projections of global groundwater storage under future climate change scenarios using deep learning. Scince of The Total Environment. 10(9),  Page 1810-43.
Waezizadeh, T., & Ebrahimi, N. (2022). Dynamical model for COVID-19 in a population, J. Mahani Math. Res. Cent. 11(1), 25-34.