Developing Scenarios for the Reallocation of Water Resources in the Agriculture Sector in the Karun-e-Bozorg basin; Application of Water-Food-Energy Nexus

Document Type : Original Article

Authors

1 Ph.D. Student, Department of Agricultural Extension and Education, Agricultural Science and Natural Resources University of Khuzestan, Molasani, Iran

2 Professor, Department of Agricultural Extension and Education, Agricultural Science and Natural Resources University of Khuzestan, Molasani, Iran

3 Associate Professor. Department of agricultural economics, Agricultural Science and Natural Resources University of Khuzestan, Molasani, Iran

4 Master of science, Khuzestan Water and Electricity Association, Ahvaz, Iran

Abstract

Khuzestan province, with its abundant flowing water and fertile lands, is the largest producer of food in the country and plays a decisive role in the country’s food security. However, over the last two decades, the water resources situation in this province has undergone fundamental changes in terms of quantity and quality, similar to other regions of the country. This research aims to present different scenarios for the reallocation of agricultural water resources in relation to the water-food-energy nexus in the Karun-e-Bozorg basin. This applied research uses a mixed methods approach based on the Cross-Impact Balance analysis methodology. The participants in this study included experts in the fields of water, food, and energy, who were selected using a purposeful sampling method. Primary driving forces were identified using expert opinion and a systematic review of authoritative sources. Interaction judgment matrices were designed based on the identified driver forces. After completing and weighing the matrices by a panel of respondents, data was analyzed using MIC-MAC and Scenario Wizard software. In this research, six driving forces were identified as key factors in the reallocation of agricultural water resources based on the water-food-energy nexus in the Karun-e-Bozorg basin. Finally, while presenting three main scenarios, suggestions have been presented for improving the reallocation system of water resources between water, food, and energy sectors in the study area.

Keywords


ایزدپناه، ز.، بهزاد، م.، و حیدری، ص. (1390). وضعیت بهره­ برداری از سفره­های آب زیرزمینی در استان خوزستان جهت مصارف کشاورزی. مجموعه مقالات پنجمین کنفرانس سراسری آبخیزداری و مدیریت منابع آب و خاک کشور، کرمان، 10 اسفند، صص 11-1.
بانج­ شفیعی، ش.، سیداخلاقی، ج.، سیداخلاقی، ع.، و قاسمی­آریان، ی. (1399). تحلیلی بر کشاورزی خوزستان از نگاه مدیریت مصرف آب. طبیعت ایران، دوره 5، شماره 2، صص 51-45. Doi:10.22092/IRN.2020.121630
بهشتی، م.، بهبودی، د.، زالی، ن.، و احمدزاده ­دلجوان، ف. (1399). سناریوهای مدیریت منابع آب بر مبنای رویکرد آینده ­پژوهی: مطالعه موردی شهرستان تبریز. دوفصلنامه آینده ­پژوهی ایران، سال 5، شماره 2، صص 228-203.  Doi:10.30479/JFS.2020.12446.1150
خاکی ­فیروز، ز.، نیک­نامی، م.، کشاورز، م.، و صبوری، م. (1401). شناسایی عوامل مؤثر بر افزایش تاب­آوری کشاورزان دشت سیستان در مواجهه با خشکسالی. علوم ترویج و آموزش کشاورزی ایران، جلد 18، شماره 1، صص 179-161.  Doi:20.1001.1.20081758.1401.18.1.10.3
خسروی ­پور، ب.، و مهراب ­قوچانی، ا. (1395). تبیین نگرش و نیت رفتاری کشاورزان نسبت به تعاونی آب­ بران منطقه جنوب رودخانه کرخه ­نور. تعاون و کشاورزی، سال 5، شماره 20، صص 111-89.  Doi:20.1001.1.27835464.1395.5.20.4.2
رحمانی ‏پیانی، ش. (1393). تبیین آسیب‏ پذیری گندم‏کاران نسبت به خشکسالی (مورد مطالعه: شهرستان باوی). پایان­ نامه کارشناسی ­ارشد، دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی رامین خوزستان.
زینتی­ فخرآباد، م.، و عسگری­مقدم، م. (1400). آینده ­پژوهی پیامدهای امنیتی بحران منابع آبی در نواحی مرزی ایران. جغرافیا و روابط انسانی، دوره 4، شماره 3، صص 17-1. Doi:10.22034/GAHR.2021.301648.1602
سازمان برنامه و بودجه استان خوزستان. (1394). گزارش اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی استان خوزستان، صص 298-1.
سازمان برنامه و بودجه استان خوزستان. (1395). گزارش رتبه­ بندی شهرستان­های استان خوزستان از منظر برخی شاخص ­های اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی. معاونت هماهنگی برنامه و بودجه، صص 237-1.
شاه­ محمدی، ع.، مفاخری، ص.، ویسی، ه.، و خوشبخت، ک. (1396). رهیافتی برای دست­یابی به توسعه پایدار: پیوند آب، غذا و انرژی. شبکه مطالعات سیاست­گذاری عمومی، دوره 1، صص 6-1.
شریفی­ مقدم، ا.، و صادقی، ح. (1397). کاربرد همبست آب_ انرژی_ غذا در مدیریت منابع آب. مجموعه مقالات اولین همایش ملی راهبردهای مدیریت منابع آب و چالش ­های زیست ­محیطی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، 11-10 اردیبهشت، صص 7-1.
صالحی، س.، چیذری، م.، صدیقی، ح.، و بیژنی، م. (1396). تأثیر باورهای زیست ­محیطی بر رفتار پایدار کشاورزان استان فارس در بهره­ برداری از منابع آب زیرزمینی. علوم ترویج و آموزش کشاورزی ایران، جلد 13، شماره 1، صص 193-175. Doi:20.1001.1.20081758.1396.13.1.12.0
صدیقی، ا.، سلمان­ ماهینی، ع.، دلیری، ح.، دی­فث، ب.، و میرکریمی، ح. (1400). تحلیل جایگاه سناریوپردازی در آینده ­نگاری و ارائه چارچوب آینده ­پژوهی و روش ­های کمی و کیفی آن. مدیریت راهبردی و آینده­ پژوهی، دوره 4، شماره 2، صص 27-1.
صفایی­ پور، م.، و شنبه ­پور، ف. (1398). آینده­ نگاری توسعه شهری مبتنی بر سناریونویسی (مطالعه موردی: کلان­شهر اهواز). جغرافیا و روابط انسانی، دوره 2، شماره 3، صص 475-456. Doi:20.1001.1.26453851.1398.2.3.29.1
طالبی ­اسکندری، س.، و میرنظامی، ج. (1399). بازتخصیص خاموش آب در حوضه زاینده ­رود. تحقیقات منابع آب ایران، سال 16، شماره 2، صص 311-292. Doi:20.1001.1.17352347.1399.16.2.20.6
علی­ بیگی، ج.، جلالیان، ح.، عزیزپور، ف.، و مهدی­ زاده، ح. (1397). شناسایی عوامل کلیدی آینده­ پژوهی اثرات اجرای طرح انتقال آب رودخانه سیروان (طرح سامانه گرمسیری) بر تحولات مکانی- فضایی (مطالعه موردی: شهرستان مهران- استان ایلام). تحقیقات منابع آب ایران، سال 14، شماره 3، صص 132-118.
غزالی، م.، روزبهانی، ع.، هنر، ت.، و محمدی، ف. (1394). اولویت ­بندی سناریوهای تخصیص آب سد زاینده ­رود به مصرف‌کنندگان مختلف؛ با رویکرد مدل­ های خبره ­ی تصمیم­ گیری چند شاخصه. مدیریت آب و آبیاری، دوره 5، شماره 1، صص 113-97. Doi:10.22059/JWIM.2015.55220
غفاری­ مقدم، ز.، مرادی، ا.، هاشمی­ تبار، م.، و سردارشهرکی، ع. (1400). تحلیل بر بحران آب در بخش کشاورزی منطقه سیستان در سناریوهای مختلف: رهیافت آینده ­پژوهی. پژوهش آب در کشاورزی، جلد 35، شماره 2، صص 217-201.  Doi:10.22092/jwra.2021.354315.864
غنیان، م.، و جابری، س. (1395). شاخص ­ها و نشانگرهای حکمرانی خوب در مدیریت منابع آب کشاورزی. دانش غذا و کشاورزی، سال 14، شماره 149، صص 24-20.
مرجانی­ بجستانی، م.، اکبری، م.، قربان پوردشتکی، ع.، و چمانده، م. (1399). اولویت ­بندی پیشران­ های مدیریت فضای سبز مبتنی بر آینده ­پژوهی و برنامه­ ریزی سناریو در شرایط بحران منابع آب. جغرافیا و توسعه­ ی فضای شهری، سال 7، شماره 2، صص 86-65. Doi:10.22067/JGUSD.2021.48275.0
مهراب­ قوچانی، ا.، دبیری، د.، و غنیان، م. (1398). بررسی کلان ­پیشران­ های مدیریت منابع آب در بخش کشاورزی ایران. سیاستگذاری عمومی، دوره 5، شماره 2، صص 78-59.  Doi:10.22059/PPOLICY.2019.72272
مؤمنی، ف.، دشتبانی، س.، و بانوئی، ع. ا. (1396). اهمیت بخش کشاورزی در حفظ تعادل اقتصادی- اجتماعی ساختار شهری و روستایی ایران. اقتصاد فضا و توسعه روستایی، سال 6، شماره 4، صص 46-17.
میرزایی، ش. (1397). معرفی همبست (Nexus) و نقش آن در پایداری منابع. آب و توسعه پایدار، سال 5، شماره 1، صص 146-145.  Doi:10.22067/JWSD.V5I1.75946
 
Abdullah, L., Mohd Pouzi, H., and Awang, N. A. (2023). Intuitionistic fuzzy DEMATEL for developing causal relationship of water security. International Journal of Intelligent Computing and Cybernetics, 16(3), 520-544. Doi: 10.1108/IJICC-11-2022-0296.
Abroshan, H., Wisnes, T., Michelsen, D., Kishta, A., and Krasniqi, N. (2022). Water management to improve resilience of food production: System dynamics approach for greater Adelaide. 40th International System Dynamics Conference, July 18-22th, Frankfurt, Germany.
Allam, M. M., and Eltahir, E. A. (2019). Water-energy-food nexus sustainability in the upper blue nile (UBN) basin. Frontiers in Environmental Science, 7(5), 1-13. Doi: 10.3389/fenvs.2019.00005.
Babuna, P., Yang, X., Tulcan, R. X. S., Dehui, B., Takase, M., Guba, B. Y., ..., and Li, M. (2023). Modeling water inequality and water security: The role of water governance. Journal of Environmental Management, 326, 116815. Doi: 10.1016/j.jenvman.2022.116815.
Biggs, E. M., Bruce, E., Boruff, B., Duncan, J. M., Horsley, J., Pauli, N., Mc_Neill, K., Neef, A., Van_Ogtrop, F., Curnow, J., Haworth, B., Duce, S., and Imanari, Y. (2015). Sustainable development and the water–energy–food nexus: A perspective on livelihoods. Environmental Science & Policy, 54, 389-397. Doi: 10.1016/j.envsci.2015.08.002.
De Andrade, J. B. S. O., Berchin, I. I., Garcia, J., da Silva Neiva, S., Jonck, A. V., Faraco, R. A., ... and Ribeiro, J. M. P. (2021). A literature-based study on the water–energy–food nexus for sustainable development. Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, 35(1), 95-116. Doi: 10.1007/s00477-020-01772-6.
El-Gafy, I. (2017). Water–food–energy nexus index: Analysis of water–energy–food nexus of crop’s production system applying the indicators approach. Applied Water Science, 7(6), 2857-2868. Doi: 10.1007/s13201-017-0551-3.
Ghanian, M. (2022). Exploring the food, energy, and water governance in South West Iran. Regional Science Policy & Practice, 1-16. Doi: 10.1111/rsp3.12578.
Hoolohan, C., Soutar, I., Suckling, J., Druckman, A., Larkin, A., and McLachlan, C. (2019). Stepping up innovations in the water–energy–food nexus: A case study of anaerobic digestion in the UK. The Geographical Journal, 185(4), 391-405. Doi: 10.1111/geoj.12259.
Hussen, B., Mekonnen, A., and Pingale, S. M. (2018). Integrated water resources management under climate change scenarios in the sub-basin of Abaya-Chamo, Ethiopia. Modeling Earth Systems and Environment, 4(1), 221-240. Doi: 10.1007/s40808-018-0438-9.
Komendantova, N., Marashdeh, L., Ekenberg, L., Danielson, M., Dettner, F., Hilpert, S., Wingenbach, C., Hassouneh, K., and Al-Salaymeh, A. (2020). Water–energy nexus: Addressing stakeholder preferences in Jordan. Sustainability, 12(15), 1-16. Doi: 10.3390/su12156168.
Li, H., Yu, D., Shuang, W., Zhaolong, Z. h., and Musa, A. A. (2021). Goal programming model for optimal water allocation of limited resources under increasing demands. Environment, Development and Sustainability, 23(4), 5956-5984. Doi: 10.1007/s10668-020-00856-1.
Musa, A. A. (2021). Goal programming model for optimal water allocation of limited resources under increasing demands. Environment, Development and Sustainability, 23(4), 5956-5984. Doi: 10.1007/s10668-020-00856-1.
Nicol, A. (2000). Adopting a sustainable livelihoods approach to water projects: implications for policy and practice. UK: Overseas Development Institute.
Rabie, T., and Curtis, V. (2006). Handwashing and risk of respiratory infections: A quantitative systematic review. Tropical medicine & international health, 11(3), 258-267. Doi: 10.1111/j.1365-3156.2006.01568.x.
Ringler, C., Bhaduri, A., and Lawford, R. (2013). The nexus across water, energy, land and food (WELF): potential for improved resource use efficiency?. Current Opinion in Environmental Sustainability, 5(6), 617-624. Doi: 10.1016/j.cosust.2013.11.002.
Shadkam, S., van Oel, P., Kabat, P., Roozbahani, A., and Ludwig, F. (2020). The water-saving strategies assessment (WSSA) framework: An application for the Urmia Lake restoration program. Water, 12(10), 2789. Doi: 10.3390/w12102789.
Tian, H., Lu, C., Pan, S., Yang, J., Miao, R., Ren, W., ..., and Melillo, J. (2018). Optimizing resource use efficiencies in the food–energy–water nexus for sustainable agriculture: From conceptual model to decision support system. Current Opinion in Environmental Sustainability, (33), 104-113. Doi: 10.1016/j.cosust.2018.04.003.
Wong, T. (2023). Tackling climate risks to urban water security in coastal cities in Asia. Climate risks to water security: Framing effective response in Asia and the pacific,  pp. 89-117. Cham: Springer International Publishing. Doi: 10.1007/978-3-031-16648-8_5.