پایان نامه ارشد عمران: ارائه‏ ی یک روش تحلیلی جدید برای تعیین رفتار پی‏ های سطحی مستقر بر خاک مسلح

پایان‏نامه‏ کارشناسی ارشد مهندسی عمران

گرایش مهندسی خاک و پی

عنوان :

ارائه‏ ی یک روش تحلیلی جدید برای تعیین رفتار پی‏ های سطحی مستقر بر خاک مسلح

با فرمت قابل ویرایش word

تعداد صفحات:  120  صفحه

تکه های از متن به عنوان نمونه :

چکیده

در این پایان‏نامه به منظور تحلیل رفتار پی‏های سطحی مستقر بر خاک مسلح از یک روش ساده‏ی فیزیکی مبتنی بر مقاومت مصالح به نام «روش مخروط» استفاده شده است که در واقع به عنوان جایگزینی برای روش‏های حل دقیق که مبتنی بر تئوری الاستودینامیک سه‏بعدی هستند، به‏کار می‏رود. روش مخروط توانایی ترکیب پیچیدگی شرایط خاک‏های لایه‏ای و بررسی چگونگی انتشار امواج در این محیط‏ها را دارا می‏باشد و از دقت مهندسی قابل قبولی برخوردار است.

به منظور مدل‏سازی خاک مسلح با ژئوسل با استفاده از روش مخروط، هر لایه ژئوسل و خاک پرکننده‏ی آن، با استفاده از یک مدل تجربی مرکب مبتنی بر تئوری تنش حلقه مدل‏سازی شد. در این مدل مرکب، خصوصیات ژئوسل و خاک پر‏کننده‏ی آن در نظر گرفته شد و لایه‏ی ژئوسل به صورت یک لایه‏ی همگن مدل‏سازی شد. همچنین تاثیر چند پارامتر روی سختی دینامیکی پی سطحی واقع بر خاک مسلح بررسی شد، از قبیل: خصوصیات هندسی ژئوسل، تعداد لایه‏های آن، تراکم خاک پر‎کننده‏ و همچنین عمق قرارگیری لایه‏ی ژئوسل. متعاقبا ضرایب مربوط به سختی دینامیکی برای درجه‏ی آزادی قائم به ازای هر یک به دست آمد. به طور کلی هر چه بالشتک ژئوسل دارای دیواره‏ی بلند‏تر، حفرات کوچک‏تر و مدول سکانت بیش‏تر باشد نتایج بهتری را به دست می‏دهد. . با افزایش تعداد لایه‏های ژئوسل میزان ضریب سختی فنر و ضریب میرایی و در نتیجه ضریب سختی دینامیکی افزایش می‏یابد. از طرفی هرچه عمق قرارگیری ژئوسل به سطح خاک نزدیک‏تر باشد سختی فنر بیش‏تر و ضریب میرایی کم‏تر خواهد شد. به طور کلی از بین این دو پارامتر‏ مربوط به سختی دینامیکی، نقش ضریب میرایی در بررسی پی مستقر بر خاک مسلح پر‏رنگ‏تر و تعیین‏کننده‏تر بوده است. چرا که یکی از بارز‏ترین ویژگی‏های مصالح ژئوسنتتیکی در خاک، صرف نظر از سختی بیش‏تری که به خاک می‏دهد، درصد میرایی مصالح تشکیل دهنده آن است.

کلیدواژه‏ها: روش فیزیکی، مدل مخروط، انتشار امواج، پی سطحی، خاک مسلح

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                               صفحه

فهرست علائم و نشانه‌ها ث‌

فهرست شکل‌‌ها ح‌

فهرست نمودار‏ها.........................................................................................................................................................د

فهرست جدول‌‌ها ر‌

فصل 1-    کلیات و مقدمه. 1

1-1-    پیشگفتار 1

1-2-    بیان موضوع. 2

1-3-    ضرورت تحقیق.. 3

1-4-    هدف پژوهش.... 4

1-5-    قلمرو پژوهش.... 4

1-6-    روش انجام پژوهش.... 5

1-7-    ساختار پایان نامه. 5

فصل 2-   مروری بر تاریخچه‏ی موضوع.. 7

2-1-    مقدمه….. 7

2-2-    مروری بر تاریخچه و مطالعات انجام شده در زمینه‏ی کاربرد ژئوسل.. 7

2-2-1-     سیستم‏‏های ژئوسل و کاربرد‏ها 7

2-2-2-     مطالعات انجام شده روی ژئوسل.. 8

2-2-3-     مطالعات انجام شده در زمینه‏ی اندرکنش غشا و پرکننده 16

2-3-    مروری بر تاریخچه‏ی توسعه‏ی روش مخروط.. 19

2-4-    خلاصه و جمع‏بندی.. 25

فصل 3-    معرفی مبانی مدل مخروط.. 27

3-1-    مقدمه……  27

3-2-    فرضیات در مدل مخروط.. 27

3-3-    تعیین سختی دینامیکی پی سطحی.. 29

3-3-1-     مدل تک مخروطی.. 30

3-3-2-     مدل دو مخروطی.. 30

3-3-3-     پی سطحی واقع بر محیط نیمه بی‏نهایت همگن.. 31

3-3-3-1-  مدل مخروط انتقالی   32

3-3-4-     اصلاحات مدل مخروط.. 36

3-3-4-1-  سرعت موج……………  37

3-3-4-2-  جرم محبوس………………  38

3-3-4-3-  ضرایب سختی دینامیکی.. 40

3-3-5-     در نظر گرفتن میرایی.. 42

3-3-6-      انعکاس و انکسار موج در ناپیوستگی مصالح در یک مخروط.. 43

3-3-6-1-   ضریب انعکاس………….. 43

3-3-7-     پی سطحی واقع بر لایه‏ی مستقر بر نیم‏فضای همگن.. 46

3-3-8-     پی سطحی واقع بر لایه‏ی مستقر بر بستر صلب... 48

3-3-9-     پی سطحی واقع بر نیم فضای چندلایه. 50

3-4-    خلاصه……….. 51

فصل 4-    تحلیل پی سطحی واقع بر خاک مسلح با استفاده از روش مخروط.. 52

4-1-    مقدمه…………  52

4-2-    ارائه‏ی روش تحلیل با استفاده از توده‏ی مخروطی.. 53

4-2-1-     دیسک مجازی واقع بر سطح مشترک... 55

4-2-2-     تشکیل ماتریس سختی دینامیکی.. 56

4-2-2-1-  حرکت انتقالی………….. 57

4-2-3-     ارزیابی دقت روش مخروط.. 62

4-3-    لایه‏ی مسلح‏کننده 64

4-3-1-     مصالح سازنده‏ی ژئوسل.. 65

4-4-    مدل‏سازی لایه‏ی ژئوسل به‏صورت خاک معادل.. 66

4-4-1-     در نظر گرفتن میرایی مصالح ژئوسل در مدل‏سازی.. 68

4-5-    طرح مسئله و ارزیابی آن.. 68

4-5-1-     حالت خاک غیرمسلح.. 68

4-5-2-     حالت خاک مسلح با یک لایه‏ ژئوسل.. 69

4-5-3-     مقایسه و ارزیابی.. 70

4-6-    خلاصه……. 72

فصل 5-    مطالعات پارامتریک.... 74

5-1-    مقدمه……. 74

5-2-    تعیین عمق بهینه‏ی قرارگیری اولین لایه‏ی ژئوسل.. 75

5-3-    بررسی اثر ارتفاع ژئوسل.. 77

5-4-    بررسی اثر نسبت ابعادی ژئوسل.. 79

5-5-    بررسی اثر میرایی مصالح ژئوسل.. 81

5-6-    بررسی اثر سختی مصالح ژئوسل.. 83

5-7-    بررسی اثر تراکم خاک پر‏کننده 85

5-8-    تعیین حد فاصل بهینه بین لایه‏های ژئوسل در خاک... 87

5-9-    بررسی اثر افزایش تعداد لایه‏های ژئوسل.. 90

5-10-  خلاصه‏…….. 92

فصل 6-    جمع‏بندی، نتیجه‏گیری و پیشنهادات... 93

6-1-    جمع‏بندی  93

6-2-    نتیجه‏گیری.. 94

6-3-    پیشنهادات برای کارهای آینده 95

فهرست مراجع.. 96

واژه‏نامه فارسی به انگلیسی.. 100

واژه‏نامه انگلیسی به فارسی.. 102

فهرست علائم و نشانه‌ها

عنوان                                                                                                              علامت اختصاری

z0	ارتفاع راس مخروط
h	ارتفاع ژئوسل
deq	اندازه‏ی معادل حفره‏ی ژئوسل
T	پارامتر زمان رفت و برگشت موج در لایه
Ke	پارامتر بدون بعد مدول
Tj,j(ω)	تابع انتقال
u	تغییرمکان
σ3	تنش افقی متوسط
Δσ3	تنش محصورکننده
EjF	ثابت اکو
λ	ثابت لامه
ΔM	جرم محبوس افزوده
ρ	جرم حجمی
H	حد فاصل دو لایه‏ی ژئوسل در خاک
T(ω)	دامنه‏ی لنگر پیچشی
M(ω)	دامنه‏ی لنگر چرخشی
g	دامنه‏ی موج انعکاسی
f	دامنه‎‏ی موج برخوردی
V(ω)	دامنه‏ی نیروی برشی
N(ω)	دامنه‏ی نیروی قائم
J	دوران
S	سختی دینامیکی
Kr	سختی معادل لایه‏ی ژئوسل
Eg	سختی معادل لایه‏ی ژئوسل
CLa	سرعت ظاهری لایسمر
Cs	سرعت موج برشی
CL	سرعت موج برگشتی
Cp	سرعت موج فشاری
r0	شعاع پی سطحی
d	ضخامت لایه‎ی خاک
k	ضریب بدون بعد لایه
K	ضریب استاتیکی فنر
α	ضریب انعکاس
μ	ضریب جرم محبوس
C	ضریب میرایی
Z	عمق خاک
U	عمق مدفون بالاترین لایه‏ی ژئوسل
a0	فرکانس بدون بعد
ω	فرکانس زاویه ای
d0	قطر اولیه معادل تک سلول ژئوسل
D	قطر پی سطحی
εa	کرنش محوری شکست
E	مدول الاستیسیته‏ی خاک
G	مدول برشی
Ec	مدول مقید شده
M	مدون سکانت ژئوسل
Ag	مساحت حفره ژئوسل
A	مساحت قاعده مخروط روی سطح مشترک
ΔMJ	ممان اینرسی دورانی اضافه شده
I0	ممان اینرسی قطبی
ξ	میرایی مصالح خاک
ν	نسبت پواسون
Q(ω)	نیروی خارجی
P	نیروی قائم

فهرست شکل‌‌ها

عنوان                                                                                                                               صفحه

شکل ‏1‑1: انتشار امواج در مخروط [2] 3

شکل ‏2‑1: سیستم ژئوسل ساخته شده از نوارهایی از ورق‏های پلیمری جوش شده به هم.. 8

شکل ‏2‑2: سیستم ژئوسل ساخته شده از ژئوگرید؛ الف) شکل نمونه‏ی ژئوسل.ب)اتصال ژئوگرید‏ها [7] 8

شکل ‏2‑3: تصویر شماتیک پیکربندی آزمایش توسط رئا و میشل [8] 9

شکل ‏2‑4: نحوه‏ی قرارگیری صفحه‏ی بار در آزمایش‏های رئا و میشل [8] 9

شکل ‏2‑5: تصویر شماتیک مدل آزمایشگاهی مهایسکار و ماندال [10] 11

شکل ‏2‑6: تصویر شماتیک مدل آزمایشگاهی باتهرست و کرو برای تست مقاومت برشی بین لایه‏های مسلح [5] 11

شکل ‏2‑7: تصویر شماتیک مدل آزمایشگاهی کریشناسوامی و همکاران [12] 12

شکل ‏2‑8: الگو‏های استفاده شده در ساخت ژئوسل از ژئوگرید. 12

شکل ‏2‑9: تصویر شماتیک نحوه‏ی انجام آزمایش توسط دش و همکاران [13] 13

شکل ‏2‑10: تصویر شماتیک از مکانیزم شکست و نیرو‏های موثر بر شیب مسلح با ژئوسل [22] 15

شکل ‏2‑11: نحوه‏ی انجام آزمایش‏های سه‏محوری روی ژئوسل توسط راجاگوپال و همکاران [27] 18

شکل‏2‑12: انتشار امواج برای دیسک مدفون در خاک لایه‏ای.. 22

شکل‏2‑13:پی متقارن محوری با شکل دلخواه. الف)پی‏کاملا مدفون درخاک‏لایه‏ای نیم‏فضا؛‏ب)پی ‏مدفون در خاک‏لایه‏ای‏بر بستر صلب [42] 22

شکل‏2‑14: تقسیم‏بندی ناحیه‏ی خاک بستر زیر دو پی مجاور هم [43] 23

شکل‏2‑15: کاربرد مدل مخروط در آنالیز لرزه‏ای هتل آزادی [44] 24

شکل ‏2‑16: تحلیل گروه شمع در خاک لایه‏ای توسط یزدانی [46] 25

شکل ‏3‑1: انتشار امواج در مخروط ناقص. الف) مخروط اولیه؛ ب) امواج انعکاس یافته و انکسار ‏یافته [28] 28

شکل ‏3‑2: مخروط یک‏طرفه. 30

شکل ‏3‑3: مخروط دو‏طرفه [49] 31

شکل ‏3‑4: مخروط‏ها برای درجات آزادی مختلف [28] 32

شکل ‏3‑5: دیسک واقع بر سطح نیمه بی‏نهایت همگن. الف) مخروط ناقص نیمه بی‏نهایت برای حرکت قائم ب) مدل پارامتر متمرکز [28] 33

شکل ‏3‑6: مدل خاک-سازه به وسیله جرم متمرکز-فنر-میراگر [49] 35

شکل ‏3‑7: جرم محبوس ΔM برای درجه آزادی عمودی [42] 38

شکل ‏3‑8: مدل مخروط و مدل‏ گسسته برای پی واقع بر سطح نیم‏فضای همگن. الف) مخروط نیمه نامحدود ناقص؛ ب) مدل گسسته برای درجه آزادی انتقالی؛ پ) مدل گسسته برای درجه آزادی دورانی [28]. 39

شکل ‏3‑9: انتشار موج در مخروط‏ها. الف)موج برخوردی به سطح مشترک ؛ب)موج انکسار‏یافته؛پ) موج انعکاس‏یافته [48] 44

شکل ‏3‑10: پی واقع بر لایه‏ی خاک مستقر بر نیم‏فضای ویسکوالاستیک و انعکاس و انکسار امواج در فصل مشترک لایه‏ها 46

شکل ‏3‑11: انتشار موج در مخروط‏ها برای لایه‏ی مستقر بر بستر صلب [3] 48

شکل ‏3‑12: نمایش الگوی انکسار و انعکاس موج در مرز ناپیوستگی ها [28] 50

شکل ‏3‑13: دیسک واقع بر نیم‏فضای چندلایه. الف) تقسیم‏بندی با 20 لایه‏ی متکی بر نیم‏فضای همگن؛ ب) مدول برشی افزایشی با عمق به صورت خطی [28] 51

شکل ‏4‑1: لایه ی خاکی بین دو سطح مشترک به عنوان یک مخروط ناقص.... 53

شکل ‏4‑2: توده مخروطی متشکل از مخروط‏های ناقص برای یک محیط خاکی با لایه‏بندی افقی تحت بارگذاری قائم [48] 54

شکل ‏4‑3: مدل‏سازی نیم‏فضای زیرین. الف) مخروط ناقص تکی برای مدل سازی نیم فضای الاستیک؛ ب) دو نوع مخروط اولیه، موج های بالا رونده و موج های پایین رونده 55

شکل ‏4‑4: دیسک قرارگرفته در عمق یک نیم‏فضا [49] 55

شکل ‏4‑5: شرایط تقارن برای دیسک مجازی اصلی و تصویر آن در مدل مخروط دو سویه [49] 56

شکل ‏4‑6: الف) امواج پایین رونده؛ ب) امواج بالا رونده [48] 57

شکل ‏4‑7: دیسک های صلب و تصویر آنها در فضای کامل [48] 58

شکل ‏4‑8: دیسک واقع بر دو لایه‏ی قرار گرفته بر یک نیم‏فضای انعطاف‏پذیر [28] 62

شکل ‏4‑9: بستر خاکی مسلح نشده با ژئوسل.. 69

شکل ‏4‑10: بستر خاکی مسلح شده با ژئوسل.. 70

شکل ‏5‑1: هندسه و نحوه قرارگیری ژئوسل در خاک ماسه‏ای واقع بر محیط نیمه‏ بی‏نهایت... 74

شکل ‏5‑2: پی سطحی مستقر بر خاک مسلح با دو لایه‏ی ژئوسل.. 88

فهرست نمودار‌‌ها

عنوان                                                                                                                               صفحه

نمودار ‏3‑1: ضریب سختی فنر دیسک واقع بر نیم‏فضای همگن برای درجه‏ی آزادی عمودی به ازای نسبت‏های پواسون مختلف   41

نمودار ‏3‑2: ضریب میرایی دیسک واقع بر نیم‏فضای همگن برای درجه‏ی آزادی عمودی به ازای نسبت‏های پواسون مختلف   42

نمودار ‏4‑1: ضریب سختی فنر دیسک واقع بر دو لایه‏ی مستقر بر نیم‏فضای انعطاف‏پذیر برای درجه آزادی عمودی  63

نمودار ‏4‑2: ضریب میرایی دیسک واقع بر دو لایه‏ی مستقر بر نیم‏فضای انعطاف‏پذیر برای درجه آزادی عمودی  63

نمودار ‏4‑3: ضرایب سختی دینامیکی دیسک واقع بر دو لایه‏ی مستقر بر نیم‏فضای انعطاف‏پذیر برای درجه آزادی عمودی  64

نمودار ‏4‑4 : مقایسه‏ی ضریب فنر به‏دست آمده از روش مخروط برای خاک غیر مسلح و خاک مسلح.. 71

نمودار ‏4‑5 : مقایسه‏ی ضریب میرایی به‏دست آمده از روش مخروط برای خاک غیر مسلح و خاک مسلح.. 71

نمودار ‏4‑6 : مقایسه‏ی بزرگی سختی دینامیکی به‏دست آمده از روش مخروط برای خاک غیر مسلح و خاک مسلح  72

نمودار ‏5‑1 : اثر عمق‏های مختلف قرار‏گیری لایه‏ی ژئوسل بر ضریب فنر. 76

نمودار ‏5‑2 : اثر عمق‏های مختلف قرار‏گیری ژئوسل بر ضریب میرایی.. 76

نمودار ‏5‑3 : بزرگی سختی دینامیکی به‏ازای عمق‏های مختلف قرار‏گیری ژئوسل.. 77

نمودار ‏5‑4 : اثر ارتفاع ژئوسل بر ضریب فنر. 78

نمودار ‏5‑5 : اثر ارتفاع ژئوسل بر ضریب میرایی.. 78

نمودار ‏5‑6 : اثر ارتفاع ژئوسل بر بزرگی سختی دینامیکی.. 79

نمودار ‏5‑7 : اثر اندازه‏‏ی حفرات ژئوسل بر ضریب فنر. 80

نمودار ‏5‑8 : اثر اندازه‏‏ی حفرات ژئوسل بر ضریب میرایی.. 80

نمودار ‏5‑9 : اثر اندازه‏‏ی حفرات ژئوسل بر بزرگی سختی دینامیکی.. 81

نمودار ‏5‑10 : اثر درصد میرایی ژئوسل بر ضریب فنر. 82

نمودار ‏5‑11 : اثر درصد میرایی ژئوسل بر ضریب میرایی.. 82

نمودار ‏5‑12 : اثر درصد میرایی ژئوسل بر بزرگی سختی دینامیکی.. 83

نمودار ‏5‑13 : اثر سختی مصالح ژئوسل بر ضریب فنر. 84

نمودار ‏5‑14 : اثر سختی مصالح ژئوسل بر ضریب میرایی.. 84

نمودار ‏5‑15 : اثر سختی مصالح ژئوسل بر بزرگی سختی دینامیکی.. 85

نمودار ‏5‑16 : اثر تراکم خاک پرکننده بر ضریب فنر. 86

نمودار ‏5‑17 : اثر تراکم خاک پرکننده بر ضریب میرایی.. 86

نمودار ‏5‑18 : اثر تراکم خاک پرکننده بر بزرگی سختی دینامیکی.. 87

نمودار ‏5‑19 : فاصله‏ی مناسب بین لایه‏های ژئوسل براساس بیش‏ترین مقدار ضریب فنر. 88

نمودار ‏5‑20 : فاصله‏ی مناسب بین لایه‏های ژئوسل براساس بیش‏ترین مقدار ضریب میرایی.. 89

نمودار ‏5‑21 : فاصله‏ی مناسب بین لایه‏های ژئوسل براساس بیش‏ترین مقدار سختی دینامیکی.. 89

نمودار ‏5‑22 : اثر افزایش تعداد لایه‏های ژئوسل بر ضریب فنر. 90

نمودار ‏5‑23 : اثر افزایش تعداد لایه‏های ژئوسل بر ضریب میرایی.. 91

نمودار ‏5‑24 : اثر افزایش تعداد لایه‏های ژئوسل بر بزرگی سختی دینامیکی.. 91

فهرست جدول‌‌ها

عنوان                                                                                                                               صفحه

جدول ‏3‑1: ضرایب فنر، میراگر و جرم مدل مخروط و مدل گسسته برای یک پی سطحی.. 37

جدول ‏4‑1: خصوصیات ژئوگریدها 65

جدول ‏4‑2: مشخصات بستر خاکی زیر پی سطحی.. 69

جدول ‏4‑3: مشخصات مسلح‏کننده (ژئوسل) و خاک پرکننده‏ی آن.. 70

جدول ‏5‑1: جزئیات مدل‏سازی مربوط به تاثیر پارامترهای مختلف... 75

جدول ‏5‑2: مشخصات مدل‏سازی جهت بررسی اثر افزایش تعداد لایه‏های ژئوسل  90

و......

پایان نامه ارشد عمران آب - ارائه الگوی بهینه مدیریت منابع آب براساس دیدگاه تجارت آب مجازی

پایان‏ نامۀ کارشناسی ارشد

در رشتۀ مهندسی عمران، گرایش مهندسی آب

عنوان:

ارائۀ الگوی بهینۀ مدیریت منابع آب براساس دیدگاه تجارت آب مجازی

با فرمت قابل ویرایش word

تعداد صفحات:  235  صفحه

تکه های از متن به عنوان نمونه :

چکیده

آبی که در مراحل گوناگون تولید هر کالا استفاده می‌شود، آب مجازی[1] ذخیره‌شده در کالا نامیده می‌شود. بسیاری از کشورهای واقع در مناطق خشک و نیمه‏خشک، با واردات مواد غذایی، بخشی از آبی را که برای تولید داخلی محصولات نیاز است، برای استفاده در سایر مصارف حفظ می‌کنند.

در این پایان‏نامه، پس از تعیین سناریوهای گوناگون و بررسی همه‌جانبۀ آن‌ها، درنهایت این نتیجه به‌دست آمد که در برنامه‌ریزی منابع آب، ضمن خودکفایی نسبی در تولید محصول کشاورزی، می‌باید کالاهای آب‌بر نظیر غلات را از سایر کشورها، ازجمله تایلند وارد کرد؛ زیرا این کشور مشخصاتی ازقبیل بُعد مسافتی کم، دسترسی ازطریق دریا، رابطۀ مناسب سیاسی، هزینه‌های تأمین آب کمتر و منابع آبی فراوان‌تری دارد. همچنین به‌منظور حضور در بازار‌های جهانی ضمن کشف نیازمندی‌های کشورهای همسایه، برای نمونه کشور امارات و نیاز این کشور به محصولاتی نظیر سیب‌زمینی و شیر، با برنامه‌ریزی‌های مقتضی برای تأمین نیازهای درون، این محصولات را می‌توان صادر کرد. با این رویه، ضمن کاهش فشار بر منابع آبی داخلی می‌توان با کاهش قیمت تمام‌شده در محصولاتی که ایران در تولید آن‌ها مزیت نسبی دارد، فرصت‌های شغلی جدیدی نیز فراهم آورد.

همچنین قیمت تمام‌شدۀ کمتر برخی محصولات وارداتی به کشور نیز موجب کاهش فشارهای اقتصادی بر مردم می‌شود. کاهش فشار بر سفره‌های آب زیر‌زمینی، افزایش بازده آبیاری و کشت محصولات منطبق بر وضعیت آب‌وهوایی هر منطقه، ازجمله آثار مثبت زیست‌محیطی این طرح است.

کلیدواژگان: تجارت آب مجازی، مدیریت منابع آب، اقتصاد آب، امنیت غذایی

فهرست مطالب

فصل نخست: معرفی آب مجازی و تجارت آب مجازی… 1

1-1: معرفی.. 2

1-2: تجارت آب مجازی: ظرفیت‌ها و ملاحظات.. 4

1-3: آب آبی و آب سبز. 6

1-4: معرفی روش‌‌های کمّی.. 9

1-4-1: روش محاسبۀ آب مجازی ذخیره‌شده در محصولات کشاورزی.. 9

1-4-2: روش محاسبۀ دبی آب مجازی درحال جابه‌جایی.. 11

1-5: تجارت آب مجازی و صرفه‌جویی در مصرف آب.. 12

1-5-1: تجارت آب مجازی و حفظ آب در سطح ملی.. 12

1-5-2: تجارت آب مجازی و حفظ آب در سطح جهانی.. 15

فصل دوم: تجارت آب مجازی، ملاحظات اقتصادی و اجتماعی و امنیت غذایی… 17

2-1: مقدمه. 17

2-2: ملاحظات اقتصادی و اجتماعی.. 18

2-2-1: مفهوم اقتصاد آب.. 18

2-2-2: بازدهی اقتصادی آب.. 20

2-2-3: نظریۀ مزیت نسبی و نظریۀ هزینۀ فرصت.. 23

2-2-4: توسعۀ تجارت آب مجازی و توسعۀ زیرساخت‌ها 24

2-2-5: تجارت آب مجازی و ارتقای جایگاه اقتصادی آب.. 25

2-2-6: تحولات اقتصاد آب: قبل و بعد از ظهور واژۀ آب مجازی.. 25

2-3: تجارت آب مجازی و امنیت غذایی.. 26

2-4: بررسی چند نمونه‌پژوهی.. 28

2-4-1: مصر 29

2-4-1-1: تولید محصولات کشاورزی و تجارت بین‌المللی.. 29

2-4-1-2: آب مجازی، نیروی کار، زمین و سرمایه. 29

2-4-1-3: امنیت غذایی.. 34

2-4-2: چین.. 35

2-5: معرفی زمینه‌های مطالعاتی صورت‌گرفته. 35

فصل سوم: سیاست‌‌های مدیریتی منابع آب در کشورهای منتخب آسیایی… 38

3-1: عوامل ملی و منطقه‌ای مؤثر بر منابع آب.. 39

3-1-1: وضعیت آب در جهان. 39

3-1-2: وضعیت آب در منطقۀ خاورمیانه و آسیا 41

3-1-3: استراتژی بحران آب در خاورمیانه و آسیا 42

3-1-4: مروری بر عوامل زمینه‌ساز در سطح ملی.. 44

3-1-4-1: برخی از مشخصه‌ها و روندها از دیدگاه کمیت منابع آب [33] 44

3-1-4-2: برخی شاخص‌ها از دیدگاه مصارف منابع آب[33] 45

3-1-4-3: برخی شاخص‌ها از دیدگاه پیامدهای توسعۀ ناپایدار و جنبه‌های مدیریتی [33] 46

۱. بهره‌وری استفاده از منابع آب.. 46

۲. اجرای طرح‌های مکمل طرح‌های توسعۀ منابع آب.. 46

۳. اقتصادی و مدیریت مالی.. 46

۴. کیفیت منابع آب و مسائل زیست‌محیطی.. 46

۵. حلقه‌های مفقود 46

3-1-4-4: برخی شاخص‌ها از دیدگاه بهره‌برداری از رودخانه‌های مرزی و منابع آب مشترک [33] 47

3-2: خلاصه‌ای از سیاست‌های مدیریتی منابع آب برای بررسی وضعیت آب در کشورهای منتخب… 47

3-2-1: پاکستان [34] 47

3-2-1-1: استراتژی‌های موجود برای مصرف مداوم از منابع آب.. 47

3-2-2: استرالیا [35] 49

3-2-2-1: استراتژی‌های ملی و درون‌کشوری.. 49

3-2-2-2: مدیریت منابع طبیعی.. 50

3-2-3: هند [36] 51

3-2-3-1: آب و توسعۀ پایدار 51

3-2-3-2: سیاست ملی آب.. 51

3-2-3-3: چهارچوب قانون‌گذاری.. 52

3-2-4: سریلانکا [37] 52

3-2-4-1: توسعۀ مداوم منابع آبی در سریلانکا 52

3-2-4-2: سیاست‌های توصیه‌شده 52

۱. تقویت روش‌های مدیریت مشارکتی برای دستیابی به دیرپایی اقتصادی و مالی.. 52

۲. توجه به قوانین موجود آب و ارائۀ قوانین جدید برای مدیریت مؤثر منابع آب سطحی و زیرزمینی برای استفادۀ مداوم  53

۳. بهبود سیستم داده‌های مدیریت.. 53

۴. تقویت مؤسسات مربوط به بخش آب ازطریق اصلاح اصول مدیریتی با تمرکز بر سیاست‌های موجود برای دستیابی به دیرپایی مالی  53

۵. طراحی جامع در آبگیرها 54

۶. برنامۀ هماهنگ‌سازی بخش ملی برای تأمین آب و تعیین بودجۀ بخش فاضلاب.. 54

3-2-4-3: استراتژی آینده برای هماهنگ‌سازی مؤثر 54

3-2-4-4: به کارگیری قوانین دوبلین در استراتژی‌ها و پروژه‌ها 54

3-2-5: چین [38] 54

3-2-5-1: طرح ملّی بررسی آب.. 54

2-2-5-2: قوانین سازمانی برای مدیریت و توسعۀ منابع آبی.. 56

3-2-6: اندونزی [39] 56

3-2-6-1: وضعیت جاری توسعه و مدیریت منابع آبی.. 56

۱. سیاست و استراتژی.. 56

۲. دستیابی به توسعۀ منابع آبی، طی طرح 25ساله. 56

۳. سیاست‌های بخش‌ها برای توسعه و مدیریت منابع آب.. 57

۱. اهداف و استراتژی‌ها برای طرح توسعۀ 25سالۀ دوم. 57

۲. سیاست‌های کلّی.. 58

۳. سیاست‌های ویژه 58

۴. سیاست مدیریت منابع آب.. 58

۵. استراتژی برای مدیریت منابع آب.. 58

۶. مصرف آب در بخش صنعت.. 59

۷. مصرف آب در بخش کشاورزی.. 59

۸. مصرف آب در بخش شهری.. 59

۹. کیفیت آب.. 59

۱۰. کنترل سیل.. 60

3-2-6-2: دغدغه‌ها و مشکلات موجود 60

3-2-7: مالزی [40] 60

3-2-7-1: طرح ملی آب.. 60

3-2-7-2: چهارچوب قانونی و سازمانی.. 60

۱. چهارچوب سازمانی.. 60

۲. چهارچوب قانون‌گذاری.. 60

3-2-7-3: مصرف مداوم منابع آب و حفاظت از آب.. 61

3-2-8: ایران [41] 61

3-2-8-1: مصارف فعلی آب.. 61

3-2-8-2: پیش‌بینی مصارف آب در آینده 62

3-2-8-3: منابع آبی تأمین‌شدنی برای سال 1400. 62

3-2-8-4: پیش‌بینی منابع آب برای تأمین نیازها در سال 1400. 62

3-2-8-5: راهبردهای توسعۀ منابع آب.. 63

۱. آب‌های زیرزمینی.. 63

۲. پساب‌های شهری و کشاورزی.. 64

۳. منابع آب سطحی.. 64

3-2-8-6: راهبردهای مصرف آب.. 64

۱. مصرف آب در بخش کشاورزی.. 64

۲. مصرف شرب و بهداشت و صنعت.. 65

3-2-8-7: راهبردهای حفاظت محیط‌زیست آبی.. 65

فصل چهارم: بازنگری در سیاست‌های مدیریت منابع آب… 67

4-1: تجارت آب مجازی در ایران: ظرفیت‌ها و کاربردها 68

4-2: تجارت آب مجازی از دیدگاه مدیران منابع آب و از دیدگاه کلان کشوری.. 70

4-3: راهکارهای فعلی تأمین آب در مناطق کشور 71

4-4: ضرورت تشکیل بانک آماری به‌منظور مطالعه و شفاف‌سازی.. 73

4-4-1: نیازمندی‌های آماری.. 74

4-4-2: نیاز به شفاف‌سازی صادرات و واردات کالاها از دیدگاه تجارت آب مجازی.. 75

4-5: اقتصاد سیاسی تجارت آب مجازی.. 76

4-6: سیاست‌های امنیت غذایی در کشور و تأثیر آن بر مصرف آب.. 77

4-7: تجارت آب مجازی و روابط بین‌الملل.. 81

4-8: سیاست‌های توسعۀ تجارت آب مجازی و لزوم تمرکززدایی.. 83

4-9: تجارت آب مجازی و بخش‌های کشاورزی و صنعت و خدمات.. 84

4-10: تجارت آب مجازی و سیاست‌های حمایتی دولت در بخش کشاورزی.. 86

4-11: تجارت آب مجازی و تأثیرات زیست‌محیطی.. 88

4-12: تجارت آب مجازی و اصلاح الگوی کشت… 88

4-13: توسعۀ پایدار و تجارت آب مجازی.. 90

4-14: تعمیم موضوع به تجارت درون‌کشوری و بین‌المللی آب مجازی.. 91

4-14-1: طبقه‌بندی مباحث و مطالعات آب مجازی.. 92

1. مباحث و مطالعات اولیه. 92
2. تجارت آب مجازی و شفاف‌سازی تجارت محصولات از منظر آب مجازی جابه‌جاشده 93
3. برنامه‌ریزی و راهبردهای کلان. 93

۱. توسعۀ مدل‌های مفهومی و ریاضی و برنامه‌ریزی.. 93

۲. بررسی موانع و روابط ساختاری.. 93

فصل پنجم: استراتژی ملی مدیریت منابع آب با رویکرد آب مجازی… 96

5-1: مقدمه. 97

5-2: استراتژی‌های نوین مدیریت منابع آب.. 97

5-2-1: تجارت آب مجازی و امنیت غذایی.. 98

5-2-2: تجارت آب مجازی و ملاحظات سیاسی.. 101

5-2-3: تجارت آب مجازی و سیاست‌های بخش کشاورزی.. 104

5-2-4: تجارت آب مجازی و سیاست‌های بخش صنعت.. 107

5-2-5: تجارت آب مجازی و سیاست‌های بخش مدیریت شهری.. 108

5-3: الگوهای مدیریتی پیشنهادی.. 109

5-3-1: خودکفایی کامل محصولات کشاورزی.. 110

5-3-2: تلفیق سیاست خودکفایی نسبی و واردات آب مجازی.. 114

5-3-3: تلفیق سیاست خودکفایی نسبی و صادرات و واردات آب مجازی.. 118

5-4: برابری فنی، اقتصادی، اجتماعی و زیست‌محیطی سناریوها 132

5-5: تکمیل سناریوهای پیشنهادی به‌منظور حفظ منابع آب با رویکرد آب مجازی.. 139

فصل ششم: جمع‌بندی و تحلیل داده‌ها. 143

6-1: مقدمه. 144

6-2: گزینش منطقۀ مدنظر. 144

الف. مشخصات منطقه و بررسی برخی بخشهای متأثر از سیاست‌های توسعۀ تجارت آب مجازی… 146

6-3: کلیات.. 146

6-4: منابع آب.. 148

6-4-1: آب‌های سطحی.. 148

6-4-2: آبهای زیرزمینی.. 149

6-5: طرحهای انتقال بین‌حوضه‌ایِ آب در استان.. 151

6-6: بررسی شاخص‌های اقتصادی و اجتماعی استان اصفهان.. 156

6-7: بررسی وضع موجود برخی زیربخش‌های کشاورزی استان اصفهان.. 158

6-7-1: محصولات زراعی و باغی.. 159

6-7-2: آب و خاک… 160

ب. بررسی جامع مصارف آبی و تحلیل سیاستهای بخش کشاورزی در استان، با استفاده از… . 162

6-8: نگاهی جامع به مصارف بخش کشاورزی در سال‌های ۱۳82 و ۱۳83 و ۱۳84، از دیدگاه آب مجازی.. 163

6-9: بررسی تولید محصولات راهبردی و عمدۀ کشاورزی و دامی در سال‌های آخر برنامۀ چهارم توسعه… 193

6-10: بررسی بازدهی اقتصادی آب در بخشهای کشاورزی و صنعت و در کالاهای راهبردی کشت‌پذیر در استان.. 203

6-11: بررسی سیاست‌های امنیت غذایی و مصرف آب در استان با استفاده از مفهوم آب مجازی تا افق 1400. 207

منابع. 209

فهرست جدول‌ها

جدول 1-1: (منبع [2]) 3

جدول 1-2: (منبع [2]) 3

جدول1-3: میانگین سالانۀ حجم آب مجازی درحال جابه‌جایی در بازۀ زمانی 1977تا۲۰۰۱ به‌تفکیک محصولات (منبع: [2]) 5

جدول 1-4: خصوصیات آب آبی و آب سبز (منبع: [10]) 9

جدول 1-5: بزرگ‌ترین واردکنندگان آب مجازی و میزان حفظ منابع آب میانگین سالیانه. دورۀ زمانی 1997تا۲۰۰۱. (منبع: [14]) 14

جدول 1-6: بزرگ‌ترین صادرکنندگان آب مجازی و میزان کاهش منابع آب میانگین سالیانه. دورۀ زمانی 1997تا۲۰۰۱. (منبع: [14]) 14

جدول 2-1: تخمین نیاز سالانۀ نیروی کار و آب آبیاری برای تولید محصولات عمدۀ کشاورزی در درون مصر در طی سال‌های 1993تا1997. دسته‌بندی محصولات در سه دستۀ واردات و خودکفایی و صادرات، نشان‌دهندۀ مسیرهای آب مجازی است. 31

جدول 2-2: تولید داخلی و واردات گندم و ذرت و تخمین آب و زمین و نیروی کار مجازی موجود در گندم و ذرت وارداتی طی سال‌های 1993تا1997. 32

جدول 2-3: تولید داخلی و صادرات پنبه و برنج و تخمین آب و زمین و نیروی کار مجازی در پنبه و برنج صادراتی، در طی سال‌های 1993تا1997. 34

جدول 3-1: پخش جهانی منابع تجدیدشوندۀ آب (منبع: [33]) 40

جدول 3-2: میزان آب دردسترس و آب قابل‌برداشت طی سال‌های 1960تا۲۰۲۵ (منبع: [26]) 43

جدول 3-3: برآورد سرمایه‌گذاری لازم برای منطقۀ خاورمیانه و آسیا 1996تا۲۰۰۵ (منبع: [33]) 44

جدول 3-4: وضعیت آب در کشور و برنامۀ تأمین نیازهای آبی کشور 61

جدول 3-5: نحوۀ تأمین نیازهای آبی در سال 1400. 63

جدول 3-6: حجم پساب‌های اصلی در سال 1400. 63

جدول 3-7: منابع آب موجود در کشورهای آسیا (منبع: [42]) 66

جدول 4-1: بررسی سیاست‌های امنیت غذایی در کشور از منظر آب آبی موردنیاز و با استفاده از مفهوم آب مجازی برای سال 1385. 79

جدول 4-2: میزان وابستگی اقتصاد ملی به واردات آب مجازی در کشورهای منتخب در طی سال‌های 1995تا۱۹۹۹ (منبع: [46]) 85

جدول 5-1: بزرگ‌ترین واردکنندگان آب مجازی و میزان حفظ منابع آب میانگین سالیانه فاصلۀ زمانی 1997تا2001 (منبع: [57]) 102

جدول 5-2: اندازۀ آب مجازی موجود در تولیدات کشاورزی (منبع: [59]) 105

جدول 5-3: تولیدات گروه‌های گوناگون غذایی در ایران (منبع: www.fao.org) 106

جدول 5-4: تولیدات گروه‌های گوناگون غذایی در ایران (منبع: www.fao.org) 106

جدول 5-5: اندازۀ آب مجازی موجود در تولیدات صنعتی (منبع: [59]) 108

جدول 5-6: نیاز آبی محصولات و فرآورده‌های گوناگون گروه‌های غذایی.. 113

جدول 5-7: میزان مصرف و نیاز به محصولات غذایی و آب موردنیاز کشور ایران، 200۱تا200۳ (منبع: www.fao.org) 113

جدول 5-8: میزان منابع آبی در ایران (منبع: www.fao.org) 114

جدول 5-9: واردات گروه‌های گوناگون غذایی به ایران (منبع: www.fao.org) 117

جدول 5-10: واردات گروه‌های گوناگون غذایی به ایران (منبع: (www.fao.org.. 117

جدول 5-11: میزان مصرف و واردات محصولات غذایی و آب مجازی وارد‌شده به کشور ایران، 200۱تا200۳ (منبع: www.fao.org) 118

جدول 5-12: تولیدات و صادرات و واردات محصولات غذایی کشور چین، 200۱تا200۳ (منبع: www.fao.org) 123

جدول 5-13: تولیدات و صادرات و واردات محصولات غذایی کشور ترکیه، 2001تا۲۰۰۳ (منبع: www.fao.org) 123

جدول 5-14: تولیدات و صادرات و واردات محصولات غذایی کشور بنگلادش، 2001تا۲۰۰۳ (منبع: www.fao.org) 124

جدول 5-15: تولیدات و صادرات و واردات محصولات غذایی کشور قزاقستان، 2001تا۲۰۰۳ (منبع: www.fao.org) 124

جدول 5-16: تولیدات و صادرات و واردات محصولات غذایی کشور تایلند، 2001تا۲۰۰۳ (منبع: www.fao.org) 124

جدول 5-17: تولیدات، صادرات و واردات محصولات غذایی کشور امارات، 2001تا۲۰۰۳ (منبع: www.fao.org) 125

جدول 5- 18: صادرات گروه‌های گوناگون غذایی از ایران (منبع: www.fao.org) 125

جدول 5- 19: صادرات گروه‌های گوناگون غذایی از ایران (منبع: www.fao.org) 126

جدول 5-20: تولیدات، صادرات، واردات و مصرف محصولات غذایی کشور ایران، 200۱تا200۳ (منبع: www.fao.org) 127

جدول 5-21: صادرات محصولات غذایی و آب مجازی صادر‌شده از کشور ایران، 200۱تا200۳ (منبع: یافته‌های تحقیق، www.fao.org) 128

جدول 5-22: تولیدات، صادرات، واردات و مصرف محصولات غذایی و آب مجازی کشور ایران، 200۱تا200۳. 134

جدول 5-23: برابری سناریوهای پیشنهادی و جدول امتیازدهی.. 136

جدول 5-24: درصد پیشنهادی دگرگونی‌های تولید و صادرات و واردت در گروه‌های غذایی در سناریوی سوم. 140

جدول 6-1: پروژه‌های بین‌حوضه‌ای انتقال آب در استان اصفهان. 152

جدول 6-2: بررسی تولیدات و مصارف محصولات زراعی و باغی. مصارف آب همۀ محصولات زراعی و باغی و تراز تجارت آب مجازی در استان اصفهان در سال 1387  164

جدول 6-3: وضعیت صرفه‌جویی و مصارف آبی استان در بخش زراعت و باغداری در سال 1387. 168

جدول 6-4: وضعیت تجارت آب مجازی محصولات زراعی و باغی در استان در سال 1387. 168

جدول 6-5: بررسی تولیدات و مصارف محصولات زراعی و باغی. مصارف آب همۀ محصولات زراعی و باغی و تراز تجارت آب مجازی در استان اصفهان در سال 1388  170

جدول 6-6: وضعیت صرفه‌جویی و مصارف آبی استان در بخش زراعت و باغداری در سال 1388. 176

جدول 6-7: وضعیت تجارت آب مجازی محصولات زراعی و باغی در استان در سال 1388. 176

جدول ۶-۸: بررسی تولیدات و مصارف محصولات زراعی و باغی. مصارف آب همۀ محصولات زراعی و باغی و تراز تجارت آب مجازی در استان اصفهان در سال 1388  177

جدول 6-9: وضعیت صرفه‌جویی و مصارف آبی استان در بخش زراعت و باغداری در سال 1389. 182

جدول 6-10: وضعیت تجارت آب مجازی محصولات زراعی و باغی در استان در سال 1389. 182

جدول 6-11: بررسی مصارف آب و وضعیت تجارت آب مجازی محصولات دامی استان در سال 1387. 183

جدول 6-12: بررسی مصارف آب و وضعیت تجارت آب مجازی محصولات دامی استان در سال 1388. 184

جدول 6-13: بررسی مصارف آب و وضعیت تجارت آب مجازی محصولات دامی استان در سال 1389. 186

جدول 6-14: وضعیت تجارت آب مجازی در استان اصفهان در سال‌های 1387تا1389 با احتساب کالاهای کشاورزی و دامی.. 187

جدول 6-15: بررسی میزان مصارف آبی، صرفه‌جویی در مصرف آب آبیاری و وضعیت تجارت آب مجازی با افزایش رفتار تولید محصولات زراعی (میزان تولید ثابت و سطح زیرکشت کاهش می‌یابد) در سال‌های 1387تا1389 در استان اصفهان. 187

جدول 6-16: بررسی اهداف کمّی تولید محصولات راهبردی و عمدۀ زراعی و باغی استان اصفهان در سال 1387 با توجه به برنامۀ چهارم توسعه و از دیدگاه تجارت آب مجازی.. 194

جدول 6-17: بررسی اهداف کمّی تولید محصولات راهبردی و عمدۀ زراعی و باغی استان اصفهان در سال 1387 با توجه به برنامۀ چهارم توسعه و از دیدگاه تجارت آب مجازی.. 196

جدول 6-18: مقایسۀ وضعیت مصارف آبی و تجارت آب مجازی سال‌های ۱۳87 و ۱۳88 با سال‌های 1387تا1389 در تولید محصولات عمده و راهبردی   198

جدول 6-19: بررسی اهداف کمّی تولید محصولات دامی استان اصفهان در سال 1387، با توجه به برنامۀ چهارم توسعه و از دیدگاه تجارت آب مجازی   199

جدول 6-20: بررسی اهداف کمّی تولید محصولات دامی استان اصفهان در سال 1388، با توجه به برنامۀ چهارم توسعه از دیدگاه تجارت آب مجازی   199

جدول 6-21: مقایسۀ وضعیت مصارف آبی و تجارت آب مجازی سال‌های ۱۳87 و ۱۳88 یا سال‌های 1387تا1389 در تولید محصولات دامی  200

جدول 6-22: بررسی میزان مصارف آبی، صرفه‌جویی در مصرف آب آبیاری و وضعیت تجارت آب مجازی با افزایش عملکرد تولید محصولات عمده و راهبردی (میزان تولید ثابت و سطح زیرکشت کاهش می‌یابد) در سال‌های 1387 و 1388 در استان اصفهان. 201

جدول 6-23: محاسبۀ بازدهی اقتصادی آب، بخش‌های زراعت و باغداری، استان اصفهان سال‌های 1387تا1389. 203

جدول 6-24: محاسبۀ بازدهی اقتصادی آب، بخش‌های زراعت و باغداری، استان اصفهان سال‌های 1387تا1389. 203

جدول 6-25: محاسبۀ بازدهی اقتصادی آب در سال‌های 1387تا1389 با استفاده از مفهوم آب ذخیره‌شده در کالا، برای کالاهای راهبردی قابل تولید در استان اصفهان به‌صورت استانی و میانگین کشوری.. 205

جدول 6-26: بررسی سیاست‌های امنیت غذایی کشور در استان از منظر آب آبی و سبز موردنیاز با استفاده از مفهوم آب مجازی برای سال 1386  207

فهرست نمودارها

نمودار 2-1: ارزش کل آب در کشورهای منتخب جهان. منبع: شرکت سهامی مدیریت منابع آب ایران، دفتر اقتصاد آب.. 21

نمودار 2-2: ارزش مصارف غیرکشاورزی آب در چند کشور. (منبع: شرکت سهامی مدیریت منابع آب ایران، دفتر اقتصاد) 22

نمودار 2-3: ارزش مصارف کشاورزی آب در کشورهای منطقه. (منبع: شرکت سهامی مدیریت منابع آب ایران، دفتر اقتصاد آب( 23

نمودار 4-1: میزان آب آبیاری موردنیاز برای خودکفایی در محصولات استراتژیک با رشد جمعیت و در بازده‌های گوناگون. 80

نمودار 4-2: تأثیر بهبود بازده در میزان مصرف آب آبیاری درصورت خودکفایی  در محصولات استراتژیک در سال 1385. 80

نمودار 4-3: تأثیر سرانۀ مصرف گندم در ایران بر میزان مصرف آب آبیاری در صورت خودکفایی در سال 1385 (جدول 4-1) 81

نمودار 5-1: برابری قیمت تمام شدۀ محصولات غذایی در ایران و بازارهای جهانی، 1382 111

نمودار 5-2: پخش منابع در صنعت کشاورزی ایران، کاربری زمین، سال 2004 (منبع: www.fao.org) 115

نمودار 5-3: پخش منابع در صنعت کشاورزی ایران، مصارف آب، 2004 (منبع: www.fao.org) 115

نمودار 5-4: پخش منابع در صنعت کشاورزی ایران، زمین‌های کشت‌پذیر، 2004 (منبع: www.fao.org) 116

نمودار 5-5: تولیدات میوه و سبزیجات در ایران (منبع: (www.fao.org.. 119

نمودار 5-6: درصد سهم ایران در تولیدات جهانی میوه و سبزیجات (منبع: www.fao.org) 120

نمودار 5-7: تولیدات غلات در ایران (منبع: www.fao.org) 120

نمودار 5-8: درصد سهم ایران در تولیدات جهانی غلات (منبع: (www.fao.org.. 121

نمودار 5-9: تولیدات گوشت در ایران (منبع: (www.fao.org.. 121

نمودار 5-10: درصد سهم ایران در تولیدات جهانی گوشت (منبع: www.fao.org) 122

نمودار 5-11: تولیدات، صادرات، واردات و مصرف محصولات غذایی کشور ایران، 200۱تا200۳ (منبع: www.fao.org) 126

نمودار 5-12: صادرات غلات کشورهای منتخب آسیایی (منبع: www.fao.org) 129

نمودار 5-13: صادرات روغن نباتی کشورهای منتخب آسیایی (منبع: www.fao.org) 129

نمودار 5-14: صادرات شکر کشورهای منتخب آسیایی (منبع: www.fao.org) 130

نمودار 5-15: صادرات محصولات کشاورزی کشور تایلند (منبع: www.fao.org) 131

نمودار 5-16: واردات محصولات کشاورزی کشور امارات (منبع: www.fao.org) 132

نمودار 5-17: مقایسۀ نموداری شاخص‌های هریک از سناریوهای مطرح‌شده 137

نمودار 5-18: مقایسۀ مجموع امتیاز کسب‌شده با کمک هر سناریو 138

نمودار 5-19: درصد دگرگونی‌ها در میزان منابع آبی.. 141

نمودار 5-20: میزان دگرگونی‌های آب مجازی وارداتی و صادراتی کشور 141

نمودار 6-1: میزان مصرف آب محصولات زراعی با افزایش رفتار و بازده، محاسبات با توجه به آمارهای سال 1387. 189

نمودار 6-2: برابری مصارف آبی کالاهای عمدۀ کشاورزی و دامی در سال‌های 1387تا1389 (با احتساب آب آبی و آب سبز و بدون درنظرگرفتن بازده) 190

نمودار 6-3: برابری میزان صادرات آب مجازی با کمک تولید کالاهای عمدۀ صادرکنندۀ آب مجازی در استان در سالهای 1387تا1389. 192

نمودار 6-4: افزایش مصارف آبی تولید محصولات عمده و راهبردی و دامی در سال‌های نشان‌داده‌شده 200

نمودار 6-5: میزان مصارف آب محصولات عمده و راهبردی با افزایش رفتار و بازده، محاسبات با توجه به آمارهای سال 1387. 202

نمودار 6-6: میزان مصارف آب محصولات عمده و راهبردی با افزایش رفتار و بازده، محاسبات با توجه به آمارهای سال 1388. 202

نمودار 6-7: تغییرات بازدهی اقتصادی آب با توجه به درصد بهبود عملکرد و بازده، با توجه به ارقام سال 1387 در استان اصفهان. 206

نمودار 6-8: بررسی میزان آب موردنیاز برای خودکفایی در محصولات استراتژیک قابل تولید در منطقه با رشد جمعیت و با افزایش میزان عملکرد به میزان درصدهای ذکر‌شده بدون احتساب بازده 208

فهرست شکل‌ها

شکل 1-1: چرخۀ آب آبی و آب سبز (منبع [11]) 8

شکل 1-2: تعادل آب شیرین در جهان (منبع [4]) 8

شکل 1-3: حفظ آب ملی مصر با واردات سالانۀ گندم از کشورهای گوناگون. دورۀ زمانی 1997تا۲۰۰۱. (منبع: [13]) 13

شکل 1-4: کاهش منابع آب ملی ازطریق صادرات برنج از تایلند به سایر کشورها. دورۀ زمانی 1997تا۲۰۰۱. (منبع: [13]) 13

شکل 1-5: حفظ آب جهانی با کمک واردات برنج توسط مکزیک از آمریکا. دورۀ زمانی 1997تا۲۰۰۱. (منبع: [13]) 16

شکل 1-6: کاهش آب جهانی با کمک واردات برنج اندونزی از تایلند. دورۀ زمانی 1997تا۲۰۰۱. (منبع: [13]) 16

شکل 4-1: رابطۀ سیاست‌های توسعۀ تجارت آب مجازی با سایر سیاست‌های کلان در جامعه‌ای ایدئال. 95

شکل 4-2: رابطۀ سیاست‌های توسعۀ تجارت آب مجازی با سایر سیاست‌های کلان در وضعیت فعلی.. 95

شکل 5-1: چهارچوب سیاست‌های مدیریتی بررسی تجارت آب مجازی (منبع: یافته‌های تحقیق) 98

شکل 5-2: نقشۀ پخش گرسنگی در سطح دنیا (منبع: www.fao.org) 100

شکل 5-3: میزان آب مجازی وارداتی به ایران در اثر تجارت محصولات کشاورزی، میانگین واردشدۀ 1997تا2001. 103

شکل 6-1: موقعیت سازه‌های آبی حوزۀ رفتار آب منطقه‌ای استان اصفهان (منبع: شرکت مدیریت منابع آب ایران) 154

معرفی آب مجازی و تجارت آب مجازی

تولید بسیاری از کالاها به آب احتیاج دارد. آبی که در مراحل گوناگون تولید کالا استفاده می‌شود، «آب مجازی[2] ذخیره‌شده در کالا» نامیده می‌شود؛ برای نمونه، برای تولید یک کیلوگرم از غلات که به‌صورت دِیْم و در وضعیت جوّی مطلوب رشد کرده است، بین ۱تا۲ مترمکعب آب نیاز است و برای تولید همین اندازه غله در اوضاع جوی نامطلوب با دما و تبخیر و تعرق زیاد، بین 3تا5 مترمکعب آب مصرف می‌‌شود [1]. برای تولید محصولات دامی درمقایسه‌با محصولات کشاورزی، به‌مراتب، به مصرف آب بیشتری نیاز است؛ برای نمونه، برای تولید ۱ کیلوگرم پنیر، به 5تا۵.۵ مترمکعب آب و برای تولید ۱ کیلوگرم گوشت گاو، تقریباً به 16 مترمکعب آب نیاز است [2]. علاوه‌بر محصولات کشاورزی، در سال‌های اخیر مطالعات اندکی نیز در زمینۀ آب مصرفی برای تولید محصولات صنعتی انجام شده است؛ به‌طور نمونه، نتیجۀ تحقیق ویلیامز و همکاران (2002) نشان می‌دهد که برای تولید چیپ الکترونیکیِ 32 مگابیتی به وزن 2 گرم، 32 متر‌مکعب آب مصرف می‌شود [3].

حدود 74درصد از منابع آبی در دسترس در جهان، در بخش کشاورزی مصرف می‌شود [4]. این عدد برای کشور ایران، حدود 93درصد است. علاوه‌بر مسائلی همچون اقلیم و تکنولوژی در تولید محصولات، فرهنگ تغذیه‌ایِ مردم نیز تأثیر بسیاری در میزان مصرف آب یک کشور دارد؛ برای نمونه، اگر همۀ انسان‌ها رژیم غذایی همانند مردم غرب داشته باشند، برای تولید مواد غذایی موردنیاز، به 75درصد آب بیشتری در جهان نیاز است [2]. دگرگونی رژیم غذایی مردم می‌تواند منابع آبیِ دردسترس را افزایش دهد. مطرح‌کردن این بحث و بحث‌هایی که در بخش‌های آینده مطرح خواهند شد، نشان‌دهندۀ این موضوع است که مفهوم آب مجازی، آب را به‌عنوان موضوعی اساسی و جهانی برجسته‌تر می‌سازد و مدیریت آن را در سطوح خُرد و کلان جامعه و حوزۀ تجارت گسترش می‌دهد.

در جدول زیر، آب مجازی دارای چند محصول و چند رژیم غذایی گوناگون نشان داده شده است.
جدول 1-1: (منبع [2])

5.4	رژیم غذایی 0. )مرجع: آمریکا(
4.8	رژیم غذایی 1. (25درصد کاهش مصرف تولیدات حیوانی)
4.8	رژیم غذایی 2. (گوشت مرغ جایگزین 50درصد گوشت گاو)
4.4	رژیم غذایی 3. (محصولات صیفی جایگزین 50درصد گوشت قرمز)
3.4	رژیم غذایی 4. (50درصد کاهش مصرف تولیدات حیوانی)
2.6	رژیم غذایی 5. (گیاه‌خواری)
1.0	رژیم غذایی 6. (حفظ حیات)

جدول 1-2: (منبع [2])

13500	گوشت گاو
4600	گوشت خوک
4100	گوشت مرغ
2750	سویا
2700	تخم‌مرغ
1400	برنج
1100	گندم
790	شیر

تجارت جهانی کالاها، گردشی بین‌المللی از آب مجازی را به‌وجود می‌آورد که در لغت «تجارت آب مجازی»[3] نامیده می‌شود. هم‌زمان با آغاز تجارت بین‌المللی کالاها، گردش آب مجازی از منطقه‌ای به منطقه دیگر در جهان درحال جابه‌جایی است. واژۀ آب مجازی برای نخستین‌بار با کمک جی. ای. آلن در سال 1993 مطرح شد [5]. با توجه بیشتر دانشمندان و محققان به مفهوم آب مجازی، محاسبات کمّی در این زمینه آغاز شد. محاسبات از جابه‌جایی جریان عظیمی از آب خبر می‌دهد که به‌طور مجازی با تجارت کالاهای آب‌بر جابه‌جا می‌شود. قبل از سال 1993، واژۀ «آب جاسازی‌شده»[4] برای رساندن این مفهوم به‌کار می‌رفت؛ اما نتوانست توجه مدیران منابع آب را به خود جلب کند [5].

به‌طور کلی از زمانی‌که آلن، بحث آب مجازی را مطرح کرد و تا زمانی‌که مجامع علمی به آن توجه کردند، نزدیک به ده سال طول کشید [6]. نخستین گردهمایی بین‌المللی درخصوص این موضوع، در دسامبر2002، در دلف هلند برگزار شد. نشستی ویژه هم در سومین اجلاس جهانی آب در کشور ژاپن در مارس2003، به موضوع آب مجازی اختصاص یافت. به‌نظر هونگ و هوکسترا[5] آب مجازی، ابزاری ضروری در محاسبۀ آب واقعی استفاده‌شدۀ هر کشور است که معادل کل آب داخلی مورد استفاده به‌علاوۀ آب مجازی وارداتی، منهای آب مجازی صادراتی یک کشور است. به این تعریف در لغت، «آب مصرفی پایه»[6] گفته می‌شود [6]. آب مصرفی پایۀ هر کشور، شاخصی سودمند برای تقاضای آب بوده و معادل کل آب مجازی محاط‌شده در محصولات و کالاها و خدمات است.

1-2: تجارت آب مجازی: ظرفیت‌ها و ملاحظات

تحقیقات انجام‌شده با کمک هونگ و هوکسترا (2002) نشان می‌دهد که در سال‌های 1995تا۱۹۹۹ میزان میانگین سالانۀ آب مجازیِ درحال جابه‌جایی، با کمک تجارت محصولات کشاورزی 695میلیارد مترمکعب بوده است [1]. کل آب مورد استفاده برای تولید این محصولات در کشورهای تولیدکننده، 5400میلیارد مترمکعب بوده است. این بدین معنی است که 13درصد از کل آب مصرفی برای تولید محصولات به‌صورت مجازی وارد بازار تجارت شده است [1]. تحقیق دیگری با کمک چاپاگین و هوکسترا[7] نشان می‌دهد که حجم آب مجازیِ درحال جابه‌جایی با کمک تجارت دام و فرآورده‌های دامی برای دورۀ زمانی 1995تا۱۹۹۹، 245میلیارد مترمکعب بوده است [7]. اگر تجارت کالاهای کشاورزی را هم به این عدد اضافه کنیم، حجم آب مجازیِ درحال جابه‌جایی با کمک تجارت در این سال‌ها، به 940میلیارد مترمکعب می‌رسد. با درنظرگرفتن تجارت دام و محصولات آن، می‌‌توان گفت که درمجموع 20درصد از آب مصرف‌شده برای تولید محصولات کشاورزی و دامی در جابه‌جایی مجازی آب بین کشورها مشارکت داشته است [7].

جدول زیر، میانگین سالانۀ حجم آب مجازی درحال جابه‌جایی در بازۀ زمانی 1997تا۲۰۰۱ را نشان می‌دهد.

جدول1-3: میانگین سالانۀ حجم آب مجازی درحال جابه‌جایی در بازۀ زمانی 1997تا۲۰۰۱ به‌تفکیک محصولات. (منبع: [2])

عنوان	حجم (میلیارد مترمکعب در سال)	درصد
محصولات کشاورزی	987	61
دام و فرآورده‌های دامی	276	17
محصولات صنعتی	362	22
مجموع	1625	100

16درصد کلّ آب مصرف‌شده در جهان

واژۀ آب مجازی، آب، غذا و تجارت را به یکدیگر پیوند می‌دهد. این اعداد و ارقام نیز به‌خوبی گواه این مطلب در مقیاس جهانی است. کشورهای واقع در مناطق خشک و نیمه‌خشک می‌توانند با واردات کالاهای آب‌بر، نظیر مواد غذایی، آبی را که برای تولید آن نیاز است، برای استفاده در سایر بخش‌ها حفظ کنند. انتقال آب حقیقی در حجم زیاد و در فاصله‌های طولانی برای مشکلات انتقال و هزینه‌های زیاد آن، تقریباً غیرممکن به‌نظر می‌رسد. دراین‌حال تجارت مواد غذایی با انتقال مجازی حجم عظیمی از آب می‌تواند همگون‌سازِ پخش ناهمگون منابع آب باشد.

بخش کشاورزی، به‌عنوان پرمصرف‌ترین بخش، در حدود 74درصد از منابع آب شیرین جهان را مصرف می‌کند [4]. برخی از کشورهای کم‌آب برای تأمین بخشی از این آب، با نادیده‌گرفتن ظرفیت‌های طبیعی، آب‌های زیرزمینی را بیش از حد پمپاژ کرده و بیش از اندازه آب دریا را نمک‌زدایی می‌کنند. نتایج نشان می‌دهد که تولید محصولات در چنین وضعیتی، بیش از پنج برابر گران‌تر است [8]. کشورهای کم‌آب می‌توانند با دخالت‌دادن تجارت آب مجازی در سیاست‌های آبی، علاوه‌بر اینکه میزان دسترسی خود را به منابع آب جهانی افزایش می‌دهند، از افزایش فشار بر منابع محدود خود نیز بکاهند. واردات مواد غذایی به‌منظور استفاده از منبع تجارت آب مجازی، بخش‌های اقتصادی و اجتماعی و محیط‌زیست هر کشور را تحت‌تأثیر قرار می‌دهد و با امنیت غذایی و فرهنگ کشور همبستگی مستقیم دارد. کشورهای کم‌آب می‌توانند با توجه به اوضاع و ظرفیت‌ها و نیازهای داخلی و همچنین ملاحظات امنیت غذایی خود، نقطۀ بهینه‌ای را برای میزان واردات مواد غذایی به کشور بیابند.

سالانه به کانالی پر از آب نیاز است به عمق یک متر و عرض یک کیلومتر و طول هفت میلیون کیلومتر، یعنی 180 برابر محیط کره زمین، تا روزانه 3000 کالری انرژی را برای 1/6میلیارد نفر جمعیت کره زمین تولید کند[4]. در ارقام کوچک‌تر می‌توان گفت به‌ازای تولید هر کالری، یک لیتر آب نیاز است [2]. درحالی‌که کرۀ زمین تا سال 2050 با ۲تا۳میلیارد نفر افزایش جمعیت مواجه خواهد بود [4]. تأمین آب و غذای این جمعیت از هم‌اکنون جای بحث است. بدون شک چالش‌های پیشِ ‌رو در مدیریت منابع آب با 25 سال پیش از این بسیار فرق کرده است و تا 25 سال آینده نیز وضعیت بسیار متفاوت خواهد بود [4]. پخش ناهمگون منابع آبی، تلاش کشورها برای تأمین امنیت غذایی ملت‌های خود، نیاز به توسعۀ زیرساخت‌های آبی و کمبود منابع مالی در این زمینه، مسئلۀ آب برای تولید غذا را به مسئله‌ای بین‌المللی تبدیل کرده است. مفهوم آب مجازی در دهۀ اخیر، به‌خوبی توانسته است بحث آب برای غذا را به‌گونه‌ای شفاف و کمّی به‌تصویر بکشد. ظهور بحث آب مجازی، توجه مدیران منابع آب را به‌سوی شاه‌راه‌های عظیم آب مجازی جلب کرد که می‌توانند به کمک مسیرهای انتقال آب حقیقی بیایند. درحالی‌که توسعۀ هدفمند تجارت آب مجازی توسعۀ پایدار منابع آبی را نشانه رفته است، مشکلات اجتماعی و فرهنگی ناشی از دگرگونی ساختار‌ها و مشکلات حکومتی و سیاسی که تأمین غذای برخی از کشورهای واردکننده را به چالش می‌کشد، مسئلۀ تجارت آب مجازی را به مسئله‌ای کلان و پیچیده تبدیل می‌کند. دراین‌خصوص به‌نظر می‌رسد چاره‌ای نیست مگر حل آن‌ها در آینده‌ای نزدیک.....

و.......