نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• مینو جعفری ¹
• جابر سلطانی ²
• سیدمهدی هاشمی شاهدانی ²
• محمدجواد منعم ³

¹ گروه مهندسی آب، دانشکده فناوری کشاورزی (ابوریحان)، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

² دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده فناوری کشاورزی (ابوریحان)، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی،دانشگاه تهران، تهران، ایران

³ استاد گروه مهندسی و مدیریت آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

چکیده

پژوهش حاضر با هدف اصلی معرفی یک روش ارزیابی زیست محیطی جهت مقایسه گزینه های بهسازی بهره برداری سامانه های توزیع آب سطحی در شبکه های آبیاری و زهکشی انجام شده است. بررسی مطالعات پیشین حاکی از تمرکز روش های ارزیابی عملکرد، مدل های تصمیمگیری و توسعه سیستم های پشتیبانی تصمیم مبتنی بر مدل سازی های هیدرولیکی، ارزیابی فنی محور و گاها ارزیابی های زیست محیطی شاخص محور برای منطقه مورد مطالعه بوده است. در این تحقیق، برای اولین بار با به‌کارگیری روش شناخته شده ارزیابی چرخه عمر (LCA) به عنوان یک روش اصولی و پرکاربرد در ارزیابی های زیست محیطی پروژه های مهندسی آب، اقدام به بررسی زیست محیطی گزینه‌های منتخب بهسازی بهره برداری شبکه‌های آبیاری شد. گزینه های بهسازی این تحقیق از بین روش های ارائه شده در مطالعات مختلف، در قالب دو سناریوی سازه ای و غیرسازه ای انتخاب شدند و عملکرد آنها در راستای بهبود بهره برداری، با سناریوی وضع موجود در عمر مفید 30 ساله مقایسه شد. برای بکارگیری روش ارزیابی چرخه عمر، مدل محیط زیستی هریک از گزینه‌ها در نرم‌افزار SimaPro v.9 توسعه داده شد. نتایج نشان داد بیشترین بارهای محیط زیستی در هر سه سناریو به‌ترتیب مربوط به پتانسیل گرمایش جهانی، تشکیل ذرات معلق و سمیت انسان می‌باشد. همچنین مشخص شد اثرات محیط زیستی در سناریو سازه‌ای نسبت به وضع موجود کاهش می یابد و در سناریو غیرسازه‌ای کاهش بیشتری نیز خواهد داشت. همچنین با بررسی بیشتر شاخص پتانسیل گرمایش جهانی مشخص شد انتشار کربن دی‌اکسید معادل، در سناریو سازه ای، نسبت به وضع موجود به میزان 9 درصد کاهش یافته‌است. بنابراین چنانچه از روش بهسازی سازه ای طی عمر مفید بهره گرفته شود، به سبب کاهش مصرف برق ناشی از پمپاژ چاه ها توسط کشاورزان، آلایندگی محیط زیستی کاهش خواهد یافت؛ زیرا بیش از 99 درصد تولید کربن دی اکسید ناشی از مصرف برق است. همچنین بهره گیری از روش غیرسازه ای ،کاهش انتشار دی اکسید کربن تا 22 درصد را در پی خواهد داشت. بنابراین از میان سناریوهای مورد بررسی در این مطالعه، سناریو بهسازی سامانه توزیع آب غیرسازه ای، سناریو منتخب در جهت کاهش انتشارات به محیط زیست خواهد بود.

کلیدواژه‌ها

• ارزیابی چرخه عمر
• مدیریت بهره‌برداری
• توزیع آب کشاورزی
• LCA
• SimaPro

موضوعات

• مهندسی عمران-محیط زیست

عنوان مقاله [English]

Application of life cycle assessment method in environmental comparison of agricultural water distribution system modernization options (case study: Nekoabad)

نویسندگان [English]

• Minoo Jafari ¹
• Jaber Soltani ²
• Seied Mehdy Hashemy Shahdany ²
• Mohammad Javad Monem ³

¹ Department of Water Engineering, University of Tehran , Tehran, Iran

² Associate Professor, Department. Water Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran

³ Professor, Department of Water Engineering and Management, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran

چکیده [English]

This study explores the impact of modernizing water distribution systems on the efficiency of agricultural water distribution from surface water resources. While previous studies have focused on technical and hydraulic evaluations of modernization options for irrigation networks, this research uses the life cycle assessment (LCA) method to compare selected modernization options regarding environmental performance. This is crucial given the increasing global focus on the environment and the importance of addressing environmental issues related to irrigation. The modernization options in this study were selected from structural and non-structural methods proposed in previous studies and were evaluated in terms of environmental impact over a 30-year lifespan. The environmental model of each option was developed in SimaPro v.9 software to use the LCA method. The results showed that the highest environmental impacts in all three scenarios were related to global warming potential, particulate matter formation, and human toxicity, respectively. However, environmental emissions were found to be lower in the structural scenario than in the current situation, while the non-structural scenario showed greater reduction. Further analysis revealed that carbon dioxide emissions equivalent had decreased by 9% in the structural scenario compared to the current situation. This is due to the decrease in electricity consumption caused by pumping wells by farmers. Over 99% of carbon dioxide production is due to electricity consumption, so using the structural modernization method during its service life could significantly reduce environmental pollution. Using non-structural methods could also reduce carbon dioxide emissions by up to 22%. Given these findings, the non-structural modernization scenario was found to be the most environmentally friendly among the scenarios examined in this study. The authors recommend that future research use the life cycle sustainability assessment (LCSA) method, which includes evaluating LCA as an environmental criterion, LCC as an economic criterion, and social life cycle assessment (S-LCA) as a social criterion.

کلیدواژه‌ها [English]

• Life cycle assessment
• Operation management
• Agricultural water distribution
• LCA
• SimaPro