ارزیابی یکپارچه پایداری منابع آب و آب‌های زیرزمینی استان البرز با استفاده از شاخص پایداری آبریز (WSI) و چارچوب فشار–وضعیت–پاسخ (PSR)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه علوم و مهندسی آب، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.

2 استاد، گروه علوم و مهندسی آب، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.

3 استادیار، گروه علوم و مهندسی آب، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.

چکیده

مدیریت پایدار منابع آب در مناطق خشک و نیمه‌خشک به‌دلیل رشد جمعیت، شهرنشینی، گسترش صنعت و کشاورزی، تغییر اقلیم و برداشت بی‌رویه از آب زیرزمینی به چالشی اساسی تبدیل شده است. استان البرز نیز با رشد سریع جمعیت، تمرکز فعالیت‌های اقتصادی و وابستگی زیاد به آبخوان‌های هشتگرد، کرج و اشتهارد با تنش آبی جدی روبه‌روست. این پژوهش با هدف ارزیابی یکپارچه پایداری منابع آب استان البرز انجام شد. برای این منظور از شاخص پایداری آبریز (WSI) و چارچوب فشار-وضعیت-پاسخ (PSR) استفاده شد و چهار مؤلفه هیدرولوژی، محیط زیست، کیفیت زندگی و سیاست‌گذاری-حکمرانی به‌صورت هم‌زمان تحلیل شدند. داده‌های هیدرولوژیکی، اقلیمی، اجتماعی-اقتصادی، کاربری اراضی و مدیریتی از منابع رسمی، شرکت آب منطقه‌ای، آمار، سنجش از دور و اسناد سیاستی گردآوری شد. پس از استانداردسازی شاخص‌ها در مقیاس صفر تا یک، WSI نهایی از میانگین چهار مؤلفه محاسبه و در پنج سطح پایداری طبقه‌بندی شد. نتایج نشان داد که ابعاد هیدرولوژی و محیط زیست بیشترین نقش را در کاهش پایداری دارند؛ کاهش بارندگی، افزایش دما، افت مستمر سطح آب زیرزمینی، کاهش تغذیه طبیعی، افزایش نسبت برداشت به تغذیه، کاهش کیفیت آب و ضعف جریان‌های زیست‌محیطی از عوامل اصلی هستند. در مقابل، ابعاد کیفیت زندگی و سیاست‌گذاری وضعیت نسبتاً بهتری داشتند، اما پراکندگی نهادی، ضعف هماهنگی، محدودیت مالی و نبود سامانه یکپارچه داده، اثربخشی اقدامات را کاهش داده است. یافته‌ها بر ضرورت مدیریت تقاضا، تغذیه مصنوعی آبخوان‌ها، بازچرخانی پساب، افزایش بهره‌وری، حکمرانی یکپارچه و پایش هوشمند تأکید می‌کنند. چارچوب تلفیقی WSI-PSR می‌تواند الگویی کاربردی برای ارزیابی پایداری منابع آب در سایر حوضه‌های آبریز کشور باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Integrated Assessment of Water Resources and Groundwater Sustainability in Alborz Province Using the Watershed Sustainability Index (WSI) and the Pressure–State–Response (PSR) Framework

نویسندگان [English]

  • Behzad Parsa 1
  • Hossein Babazadeh 2
  • Ali Saremi 3
1 Ph.D. Candidate, Department of Water Science and Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.
2 Professor, Department of Water Science and Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.
3 Assistant Professor, Department of Water Science and Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.
چکیده [English]

Sustainable water resources management in arid and semi-arid regions has become a major challenge due to population growth, urbanization, industrial and agricultural expansion, climate change, and excessive groundwater abstraction. Alborz Province is facing severe water stress as a result of rapid population growth, the concentration of economic activities, and a high dependence on the Hashtgerd, Karaj, and Eshtehard aquifers. This study aimed to conduct an integrated assessment of water resources sustainability in Alborz Province. To this end, the Water Sustainability Index (WSI) and the Pressure–State–Response (PSR) framework were employed, with four dimensions—hydrology, environment, quality of life, and policy and governance—analyzed simultaneously. Hydrological, climatic, socioeconomic, land-use, and management data were collected from official sources, the Regional Water Company, statistical records, remote sensing products, and policy documents. Following the standardization of indicators on a scale from zero to one, the final WSI was calculated as the arithmetic mean of the four dimensions and classified into five sustainability levels. The results indicated that the hydrological and environmental dimensions contributed most strongly to the decline in overall sustainability. Key factors included decreasing precipitation, rising temperatures, persistent groundwater-level decline, reduced natural recharge, an increasing abstraction-to-recharge ratio, deteriorating water quality, and insufficient environmental flows. In contrast, the quality-of-life and policy dimensions showed relatively better conditions; however, institutional fragmentation, weak coordination, financial constraints, and the absence of an integrated data management system have limited the effectiveness of management interventions. The findings highlight the need for demand management, artificial aquifer recharge, wastewater reuse, improved water-use efficiency, integrated governance, and smart monitoring. The integrated WSI–PSR framework can provide a practical approach for assessing water resources sustainability in other river basins across Iran.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Alborz Province
  • Groundwater
  • Integrated Water Resources Management (IWRM)
  • Pressure–State Response (PSR) Framework
  • Water Resources Sustainability
  • Water Sustainability Index (WSI)

مراجع

رحمانی، ح.، صارمی، ع.، عراقی نژاد، ش.، و بابازاده،  ح.، 1403. تحلیل سناریوهای مختلف به‌کارگیری کنتور هوشمند حجمی برای افزایش اثربخشی طرح احیا و تعادل بخشی آب‌های زیرزمینی با استفاده از مدل عامل‌بنیان در دشت قزوین. هیدروژئولوژی، 9(1): 57-70.
علویانی، ف.، صدقی، ح.، اصغری مقدم، ا.، بابازاده، ح.، 1398. بهینه‌سازی بهره‌برداری تلفیقی از منابع آب‌های سطحی، زیرزمینی و نامتعارف دشت هشتگرد. هیدروژئولوژی 4(2): 48-62.
Alaviany, F., Sedghi, H.  Asghari moghaddam, A. and Babazadeh, H. 2020. Optimization of Conjunctive Use of Surface Water, Groundwater and Wastewater Resources in Hashtgerd Plain. Hydrogeology, 4(2), 48-62. doi: 10.22034/hydro.2020.10436[In Persian]
Chaves, H. M. L., Alipaz, S. 2007. An integrated indicator for basin hydrology, environment, life, and policy: The Watershed Sustainability Index. Water Resources Management, 21(5):883–895. https://doi.org/10.1007/s11269-006-9107-2
Gohari, A., Eslamian, S., Mirchi, A., Abedi-Koupaei, J., Massah Bavani, A., and Madani, K., 2013. Water transfer as a solution to water shortage: A fix that can backfire. Journal of Hydrology, 491:23–39. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2013.03.021
Gupta, A., Boas, I., Oosterveer, P. 2020. Transparency in global sustainability governance: To what effect? Journal of Environmental Policy and Planning, 22(1): 84–97. https://doi.org/10.1080/1523908X.2019.1703652
IPCC. 2023. Climate change 2023: Synthesis report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. IPCC. https://doi.org/10.59327/IPCC/AR6-9789291691647
Jarzebski, M. P., Karthe, D., Chapagain, S. K., Setiawati, M. D., Wadumestrige Dona, C. G., Pu, J., and Fukushi, K. 2024. Comparative analysis of water sustainability indices: A systematic review. Water, 16(7): 961. https://doi.org/10.3390/w16070961
Jasechko, S., and Perrone, D. 2021. Global groundwater wells at risk of running dry. Science, 372(6540):418–421. https://doi.org/10.1126/science.abc2755
Karandish, F., and Hoekstra, A. Y. 2017. Informing national food and water security policy through water footprint assessment: The case of Iran. Water, 9(11): 831. https://doi.org/10.3390/w9110831
Karandish, F., Liu, S., and de Graaf, I. 2025. Global groundwater sustainability: A critical review of strategies and future pathways. Journal of Hydrology, 657, 133060. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2025.133060
Madani, K., 2014. Water management in Iran: What is causing the looming crisis? Journal of Environmental Studies and Sciences, 4(4):315–328. https://doi.org/10.1007/s13412-014-0182-z
OECD. 2015. OECD principles on water governance. OECD Publishing. https://doi.org/10.1787/9789264237605-en
Rahmani, H., Saremi, A., Iraqi nejad, S. and Babazadeh, H. 2024. Analysis of different scenarios of using smart meter to increase the effectiveness of Groundwater Restoration and Balancing Plan using the Agent Base Model in Qazvin Plain. Hydrogeology, 9(1), 57-70. doi: 10.22034/hydro.2023.55317.1282[In Persian]
Scanlon, B. R., Fakhreddine, S., Rateb, A., de Graaf, I., Famiglietti, J., Gleeson, T., Grafton, R. Q., Jia, X., Jiao, J., Jolly, I., Konikow, L., Kroll, S., Li, Q., Liu, J., Mekonnen, M. M., Moosdorf, N., Müller Schmied, H., Perrone, D., Roderick, M. L., ... Zheng, C. 2023. Global water resources and the role of groundwater in a resilient water future. Nature Reviews Earth and Environment, 4(2), 87–101. https://doi.org/10.1038/s43017-022-00378-6
UNESCO. 2023. The United Nations World Water Development Report 2023: Partnerships and cooperation for water. UNESCO. https://doi.org/10.54677/MNYW2555
هیدروژئولوژی
دوره 10، شماره 2
اسفند 1404
صفحه 82-94

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار