چارچوبی برای شناسایی مناطق اولویت دار از طریق ارزیابی ریسک یکپارچه زیست محیطی برای یک رویکرد مدیریت کل نگر حوزه آبخیز

A framework for identifying priority areas through integrated eco-environmental risk assessment for a holistic watershed management approach

چکیده
1 مقدمه
۲ مواد و روش ها
3 نتایج
4 بحث
5 نتیجه گیری
پیوست A داده های تکمیلی
منابع

چکیده
درراستای مدیریت جامع حوزه های آبخیز (IWM) ، شناسایی کردن مناطق پرتراکمی که برای اجرای برنامه های مدیریتی در اولویت هستند(PMAs) امری حیاتی به شمار می رود این امر از طریق ارزیابی مخاطرات زیست محیطی در حوضه های آبخیز (IER) انجام میشود .با این حال برای حمایت از ارزیابی مخاطرات زیست محیطی در حوضه های آبخیز با کمبود ابزار مواجه هستیم .یک چارچوب جدید، وجود دارد که فرآیند تحلیل شبکه ایی را با روش تصمیم گیری میانگین مربع انحراف ها(میزان انحراف متداول) ترکیب میکند تا امکان سنجش ارتباط متقابل بین اکوسیستم ها و سیستم های اجتماعی-اقتصادی برای ارزیابی مخاطرات زیست محیطی را ایجاد کند. یک مطالعه موردی در حوزه آبخیز رودخانه بییون چین انجام شد که هدف آن شناسایی مناطقی بود برای اجرای برنامه های مدیریتی در اولویت هستند،در این مطالعه مخاطرات زیست محیطی از طریق این چهارچوب جدید مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان دادکه آلودگی آب، منابع آب، فرسایش خاک، خطرات بالقوه (یعنی سیل، تجمع زباله، ریزش و رانش زمین) و تخریب پوشش گیاهی از مشکلات زیست محیطی قابل توجه در حوزه آبخیز هستند.خطر آلودگی آب، سیل و تخریب پوشش گیاهی در مناطق دشتی جنوب شرقی زیاد و در مناطق کوهستانی شمال غربی حوزه آبخیز کم بود .فرسایش خاک عمدتاً در یک طبقه با میانگین ناچیز یعنی 87/10 قرار گرفت (تن بر کیلومتر مربع 2-بر سال -1).میانگین وزنی ریسک آلودگی آب و شاخص اجتماعی-اقتصادی برای ارزیابی مخاطرات زیست محیطی به ترتیب 0.2906 و 0.1837 بود .این نتایج نشان می دهد که کنترل آلودگی آب برای مدیریت جامع حوزه آبخیزامری بسیار مهم است و سیستم های اجتماعی-اقتصادی نیز تأثیر قابل توجهی بر ارزیابی مخاطرات زیست محیطی در حوضه های آبخیز دارند.مناطق نیازمند به مدیریت که به عنوان مناطقی با مقادیر بسیار بالایی از مخاطرات زیست محیطی در حوضه های آبخیز مشخص می شوند، میزان 6.46٪ (72.91 کیلومتر مربع) از حوزه آبخیز را تشکیل می دهند.این قسمتها به طور مشخص در مناطق جنوب شرقی توزیع شده بودند که در این مناطق میزان بالایی از خطر آلودگی آب و تخریب پوشش گیاهی ناشی از تراکم جمعیت وجود دارد .در این مطالعه مشخص شد که این چارچوب ابزار موثری برای ارزیابی مخاطرات زیست محیطی در حوضه های آبخیز و شناسایی مناطقی است که برای اجرای برنامه های مدیریتی در اولویت هستند .

۲- مواد و روش ها
۲-۱ توسعه چارچوب
مخاطرات زیست محیطی به پیامدهای ناشی از علل طبیعی و عوامل انسانی اشاره دارد که اثرات نامطلوبی بر محیط های اکولوژیکی دارند. به منظور شناسایی کمی مناطق مدیریتی اولویت دار ،از طریق بررسی عوامل آسیب پذیر زیست محیطی در حوضه های آبخیز، یک چارچوب ارزیابی مخاطرات جامع زیست محیطی مورد اجرا قرار گرفت . همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، مراحل چارچوب به شرح زیر است: برای تشخیص مخاطرات زیست محیطی احتمالی در حوزه های آبخیز 1-داده های محیط زیست طبیعی و داده های اجتماعی-اقتصادی جمع آوری شد 2-یک سیستم شاخص شامل مخاطرات زیست محیطی و عوامل اجتماعی-اقتصادی ایجاد شد3- وزن دهی مخاطرات بالقوه زیست محیطی و عوامل اجتماعی-اقتصادی برای ارزیابی مخاطرات زیست محیطی در حوضه های آبخیز تعیین شد4-درراستای مدیریت جامع حوزه های آبخیز، شناسایی کردن مناطق پرتراکمی که برای اجرای برنامه های مدیریتی در اولویت هستند، مخاطرات زیست محیطی در حوضه های آبخیز به سطوح مختلف طبقه بندی شد.5-سیستم های اندازه گیری منسجم در مناطق پرتراکمی که برای اجرای برنامه های مدیریتی در اولویت بودند انتخاب و ساختاربندی شدند. این چارچوب همچنین می تواند برای شناسایی مناطق پرتراکمی که برای اجرای برنامه های مدیریتی در اولویت هستند،برای یک ریسک زیست محیطی منفرد (به عنوان مثال، آلودگی آب)، و برای کمک به انتخاب اقدامات لازم برای کنترل این ریسک زیست محیطی خاص مورد استفاده قرار گیرد.

2-1-1- مرحله 1- تجزیه و تحلیل ویژگی های کیفی حوزه آبخیز
ویژگی های حوزه های آبخیز مختلف بسیار با یکدیگر متفاوت است زیرا تحت تأثیر عوامل زیادی مانند آب و هوا، فعالیت های انسانی، هیدرولوژی، زمین شناسی، خاک و ویژگی های پوشش گیاهی قرار دارند. (المز و پرایس، 2019؛ کیو و همکاران، 2021). بنابراین، بر اساس داده های جمع آوری شده (مانند، بارندگی، خاک، کیفیت آب، پوشش گیاهی، توپوگرافی، سنگ شناسی و کاربری اراضی) یک حوضه آبخیز، برای تشخیص مخاطرات احتمالی زیست محیطی، مانند آلودگی آب، خطرات، بیابان زایی، منابع آب، تخریب پوشش گیاهی و فرسایش خاک، ویژگی های حوضه باید تجزیه و تحلیل شوند. علاوه بر این مخاطرات زیست محیطی، سیستم اجتماعی-اقتصادی نیز باید مورد توجه قرار گیرد زیرا بین اکوسیستم ها و سیستم های اقتصادی اجتماعی ارتباطی قوی وجود دارد. (نگوین و همکاران، 2016؛ وایتهد و همکاران، 2018). برای مثال، مناطقی که ظرفیت درآمد زایی بالایی دارند توانایی بیشتری در کنترل مخاطرات زیست محیطی دارند، این در حالیست که رشد سریع جمعیت در این مناطق میزان فشاری که برروی اکوسیستم هاست را افزایش می دهد (لوپس و همکاران، 2022؛ مصفائی و همکاران، 2021).

ارزیابی فواصل زمانی مناسب گونه ها برای ادغام داده های تله متری GPS در مدل های محدوده اکولوژیکی

Assessment of appropriate species-specific time intervals to integrate GPS telemetry data in ecological niche models

چکیده

1. مقدمه

2. مواد و روش ها

3. نتایج

4. بحث

5. نتیجه گیری

فهرست منابع

چکیده

     مدل های آشیان اکولوژیکی از داده های وجود صرف استفاده می کنند که غالباً تحت تاثیر فقدان عدم حضور واقعی منجر به سوگیری در نمونه برداری می شود. در دهه گذشته، در ادغام داده های رخداد حاصل از داده های دورسنجی سامانه های موقعیت یابی جهانی در مدل های آشیان اکولوژیکی و یا مدل های توزیع گونه ها روند افزایشی وجود داشته است. این نوع داده ها ممکن است تحت تاثیر خودهمبستگی پیاپی با فراوانی جابجایی بالا باشند، با این حال در مدل های آشیان اکولوژیکی با استفاده از فیلترهای جغرافیایی و تکنیک های زیرنمونه برداری به کار می روند. با این حال، تا امروز هیچ مطالعه ای در راستای نعیین روش شناسایی بازه زمانی مناسب برای یک گونه خاص در صورت تلفیق داده های رخداد دورسنجی GPS در چارچوب MaxEnt انجام نشده است. ما تکنیک مکانی دقیقی را با استفاده از مجموعه داده های معاصر قدرتمند مربوط به اوسلوت ها (Leopardus pardalis) برای ارزیابی بازه های زمانی مناسب جهت استفاده در مدل آشیان اکولوژیکی مختص گونه ها معرفی نمودیم. در این مطالعه، ما طیفی از بازه های زمانی روزانه (هر 0.5، 1 الی ۴، 6، ۸ و ۱۲ ساعت) را که معمولاً در مطالعات پستانداران گوشتخوار خشکی زی مورد استفاده قرار می گیرند ارزیابی نمودیم. ما مشاهده نمودیم که عملکرد پیشگویانه بازه های زمانی کوتاه تر ۲ ساعته با بازه های زمانی طولانی تر ۱۲ ساعته قابل مقایسه بود. این بازه های زمانی کوتاه تر حداقل مقدار داده ها را در مقایسه با 12 ساعت کمنر / بیشتر برآورد کزده بودند. این مطالعه نشان می دهد که با محاسبه خودهمبستگی پیاپی و انجام تحلیل های دقیق مکانی، دانشمندان می توانند بازه زمانی مناسب را برای ادغام داده های دورسنجی GPS در مدل های آشیان اکولوژیکی در MaxEnt شناسایی کنند. از این نتایج می توان در میان گونه های پرتحرک خشکی زی در مقیاس های مکانی مختلف استفاده نمود که به آگاهی افزایی درباره راهبردهای مدیریت گونه ها و یا حفاظت از گونه ها کمک خواهد نمود.

مواد و روش ها

سیستم مطالعه

     این مطالعه موردی بر روی موزاییکی > 250000 جریب اراضی شخصی و زمین های کشاورزی در شمال شرقی شهرستان ویلاسی و شرق شهرستان کندی در تگزاس (شکل 1) متمرکز می باشد که به طور خاص در تلاقی مناطق زیستی دشت ساحلی شنی، دره پایین ریو گراند و جزایر سدی لاگونا مادره و مرداب های ساحلی تگزاس واقع شده است (لئونارد و همکاران، ۲۰۲۰؛ لومباردی و همکاران، ۲۰۲۱). بخش کار میدانی مطالعه موردی در مزرعه السوز بنیاد شرق (1۱۳ کیلومتر مربع) در جنوب شرقی کندی و شمال شرقی شهرستان ویلاسی تگزاس آمریکا صورت گرفت. موازئیک پیرامونی اراضی شخصی از زمین های زراعی فعال، مزارع گاو، عملیات شکار با حصار کم، و شهرهای کوچک سان پرلیتا و بندر منسفیلد تشکیل شده بود. اقلیم منطقه نیمه خشک و نیمه گرمسیری (10 الی ۳۶ درجه سانتیگراد) با بارندگی بسیار نامنظم و خشکسالی های دوره ای بود (نوروین و کوروویلا، 2007). رخنمون های طبیعی این منطقه شامل تپه های شنی درون خشکی، تالاب های باتلاقی و ساحلی، کانال های آبیاری، چمنزارهای ساحلی، علفزارها و مناطق بزرگی از جوامع گیاهی چوبی متراکم است (لئونارد و همکاران، ۲۰۲۰، لومباردی و همکاران، 2021).

گردآوری داده های دورسنجی

     ما از مجموعه داده های دورسنجی معاصر حاصل از مطالعات قبلی درباره اوسلوت های بالغ دارای گردنبند (تعداد = ۸، 4 نر؛ ۴ ماده، جدول 1) استفاده نمودیم که از ژانویه ۲۰۱۴ تا جولای ۲۰۱۷ گردآوری شدند (لئونارد و همکاران، 2020؛ لومباردی و همکاران، 2021؛ ویلز و همکاران، 2022). ما حیوانات زنده را برای این مطالعه نگرفتیم، لطفاً برای مشاهده جزئیات خاص مربوط به پروتکل های نگهداری و جابجایی به لئونارد و همکاران (2020) و لومباردی و همکاران (2021) مراجعه نمایید. داده ها با استفاده از سامانه های موقعیت یابی جهانی (GPS) Minitrack و Litetrack لوتک (Lotek) و گردنبندهای GPS ماهواره ای ایریدیوم (Iridium) گردآوری شدند که از انواع بازه های زمانی بر اساس اهداف اولیه پروژه (یعنی هر 30 دقیقه الی 12 ساعت) استفاده گردید. دامنه زمانی داده های GPS به طور متوسط ۱۴۱ روز (بین ۷۰ الی ۲۸۰ روز) بوده و در تمام فصول سال می باشد.

درک الگوهای تحرک و فعالیت های کاربر از داده های شبکه های اجتماعی دارای برچسب جغرافیایی

Understanding mobility patterns and user activities from geo-tagged social networks data

چکیده

1. متن اصلی

2. حالت پیشرفته

3. روش شناسی

3.1. روش های جمع آوری داده ها

3.2. منابع اطلاعات

3.3. فرآیند دستکاری داده ها

3.4. داده کاوی

4. بحث و نتیجه گیری

4.1 نتایج بدست آمده

4.2 تجزیه و تحلیل مکانی – زمانی

4.3 کووید -19

4.4 تمام نقشه ها

5. نتیجه گیری و پژوهش های آینده

منابع

چکیده

شبکه های اجتماعی در زندگی روزمره جامعه مدرن حضور پرقدرتی دارند. اغلب افراد از این شبکه های اجتماعی به منظور به اشتراک گذاشتن اطلاعاتی در مورد زندگی شخصی خود، نظرات خود، مکان هایی که بازدید می کنند و وضعیت روحی خود استفاده می کنند. به صورت کلی، این پست ها از اطلاعات مختلفی تشکیل شده اند، زیرا موقعیت مکانی کاربران بخشی از داده ها است. هدف از این تحقیق جمع آوری موقعیت پست ها و مشاهده الگوی تحرک کاربران در شهر پورتو، پرتغال است. در این مقاله فن آوری های موجود مربوط به جمع آوری داده ها، شبکه های اجتماعی که در حال حاضر ارزش مطالعه دارند و محدودیت های مربوط به آنها مورد بحث قرار می گیرد. همچنین با رعایت تمام محدودیت هایی که در حال حاضر اعمال می شود، رویکردهای جدیدی را مربوط به جمع آوری داده ها از شبکه های اجتماعی مورد نظر بررسی می کند. راه حل های مختلف نرم افزاری ایجاد شده مربوط به تعاملات شبکه های اجتماعی به طور عمیق بررسی و توصیف شده است. پس از آن، نرم افزار لازم مربوط به شبکه های اجتماعی بررسی می شود، الگوریتم های احتمالی داده کاوی مورد بحث قرار می گیرد و اجرای آن ارائه می شود. سرانجام، نتایج بدست آمده مطابق با ویژگی های شهر، ترویج گردشگری و مسیرهای حمل و نقل تفسیر و مطالعه می شود.

1. متن اصلی

با رشد جمعیت در سراسر جهان به صورت تصاعدی، اغلب متدولوژی های برنامه ریزی شهری نیز مجبور به تکامل فن آوری های پیشرفته و اطمینان از منسوخ نشدن فرایندها شده اند. برنامه ریزی شهری موضوعی است که مسئول طراحی، ساخت و توسعه منابع زمین ، هوا و آب مربوط به خدمات بهتر به مردم است. همچنین مسئول مواردی مانند زیرساخت ها ، ارتباطات ، توزیع و حمل و نقل عمومی است. در مطالعه ای مک گیل تحرک مردم اطلاعاتی را در مورد زیرساخت ها و مسیرهای حمل و نقل عمومی، توزیع پلیس و توسعه راه ها بیان می کند. تا این اواخر، این مطالعات پر هزینه و طولانی بودند. با این حال ، امروزه افراد تمایل دارند اطلاعات شخصی خود را از طریق برنامه های تلفن های هوشمند به اشتراک بگذارند.

5. نتیجه گیری و پژوهش های آینده

ابتدا، این پژوهش ثابت کرد که استفاده از شبکه های اجتماعی مبتنی بر مکان مربوط به جمع آوری داده در حالی که به دلیل GDPR تحت محدودیت های زیادی قرار دارد ، امکان پذیر است. سپس ، داده های جمع آوری شده اطلاعات و جزئیات کافی را به منظور نتیجه گیری معنی دار در مورد الگوهای تحرک کاربران فراهم آورد.

Abstract

Social networks are strongly present in the daily life of modern society. Most people use these social networks to share information about their lives, their opinions, places they visit and their state of mind. Generally, these posts are composed of various information, being the location of the users location part of the data. The purpose of this work is to obtain the location of the posts and observe the users mobility pattern in the city of Porto, Portugal. This paper discusses the technologies available for obtaining the data, the social networks currently worth studying and their respective restrictions. It also explores new approaches to collect the data from the desired social networks, respecting all restrictions currently applied. The different software solutions developed for the social networks interactions are explored and described in depth. Subsequently, the necessary software for social networks is reviewed, the possible algorithms for data mining are discussed and its implementation is presented. Finally, the results obtained are interpreted and studied according to the characteristics of the city, tourism promotions and transport routes.

1. Main Text

As the population grows exponentially around the world, most urban planning methodologies have also had to evolve to integrate the latest technologies and ensure that processes do not become obsolete. Urban planning is the subject responsible for designing, building and developing the land, air and water resources to better serve the population. It is also responsible for subjects like infrastructure, communications, distribution and public transportation. McGill The study of people’s mobility provides information on public transport infrastructure and routes, police distribution and road development. Not so long ago, these studies were expensive and long. However, nowadays people are willing to share personal information through smartphone apps.

5. Conclusions And Future Work

First of all, this research proved to be possible to still use location based social networks for collecting data while being subject to many restrictions due to GDPR. Then, the data collected provided enough information and details for drawing meaningful conclusions about users mobility patterns.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

درک الگوهای تحرک و فعالیت های کاربر از داده های شبکه های اجتماعی دارای برچسب جغرافیایی

Understanding mobility patterns and user activities from geo-tagged social networks data

خشکسالی و امنیت غذایی در خاورمیانه: یک چارچوب تحلیلی

Drought and food security in the middle east: An analytical framework

چکیده
1- مقدمه
2- منطقه و داده های تحقیق
3-روش شناسی
3-1- تجزیه و تحلیل خشکسالی
3-2- آزمون مان-کندال و شیب سِن
3-3- تجزیه و تحلیل امنیت غذایی
4-نتایج
4-1- خصوصیات خشکسالی
4-2-تجزیه و تحلیل مولفه اصلی (PCA)
4-3-تحلیل رگرسیون خطی بیزی
5- بحث
6-خلاصه و نتیجه گیری

چکیده

بلایای طبیعی ممکن است به عنوان عوامل موثر بر ناامنی غذایی در خاورمیانه عمل کنند. رخداد های مکرر خشکسالی، کمبود آب، و عملیات ناپایدار متمرکز کشاورزی ممکن است امنیت غذایی را در این ناحیه تحت تاثیر قرار دهند. این مقاله یک رابطه علّی بین خشکسالی و امنیت غذایی را در سراسر خاورمیانه مورد بررسی قرار می‌دهد. خشکسالیهای هواشناسی، کشاورزی و هیدرولوژیکی در چند بازه زمانی در سراسر این ناحیه در طی ۷ دهه در طول دوره سال‌های ۱۹۴۸ تا ۲۰۱۷ تحلیل می شوند. ما امنیت غذایی را در خاورمیانه به عنوان تابعی از خشکسالی (نشان دهنده یک ضریب تنش) و همچنین چندین عامل دیگر اقتصادی اجتماعی شبیه سازی می کنیم. یک رویکرد بیزی برای یکپارچه کردن این عوامل اجرا می شود تا به صورت دقیقی امنیت غذایی را در این ناحیه پیش‌بینی کند. نتایج نشان می دهند که خشکسالی هیدرولوژیکی شدیدترین نوع خشکسالی در طول مطالعه سراسر منطقه به ویژه در مصر است. علاوه بر این، این نتایج تاثیرات قابل توجه دام و طیور، رشد جمعیت، محصولات کشاورزی، و خشکسالی را بر امنیت غذایی در خاورمیانه نشان می‌دهند. علاوه بر این یافته های ما نشان می دهند که به دنبال خشکسالی های اخیر در سال 2010، محصولات کشاورزی در خاورمیانه کاهش یافتند.

6- خلاصه و نتیجه گیری

این تحقیق، خشکسالی و امنیت غذایی در سراسر خاورمیانه را ارزیابی کرده است. در ابتدا، شرایط خشکسالی در سراسر منطقه با استفاده از بازه های زمانی کوتاه و طولانی از داده‌های هیدرو-هواشناسی در طول دوره 1948-2017 مشخص می شوند. سپس، امنیت مواد غذایی در خاورمیانه بر اساس خشکسالی و عوامل اقتصادی اجتماعی مدل سازی می شود. بارش ماهانه سیستم تحلیل و شبیه سازی زمین در پوشش جهانی (GLDAS)، رطوبت خاک، و داده های رواناب در وضوح مکانی 0.25 درجه استفاده می شوند تا خشکسالی های هواشناسی، کشاورزی، و هیدرولوژیکی را در چندین مقیاس زمانی در طول ۷ دهه گذشته به دست آورند. علاوه بر این، داده ها از منابع مختلف از جمله IEA، FAO، بانک جهانی دریافت می شوند تا عوامل اقتصادی اجتماعی مرتبط با امنیت غذایی در خاورمیانه را بررسی کنند. تغییرات زمانی و روند های طولانی مدت خشکسالی های هواشناسی، کشاورزی، و هیدرولوژیکی در سراسر این منطقه بررسی می شوند و یافته های اصلی تحقیق به صورت زیر هستند: • خشکسالی هیدرولوژیکی، شدیدترین نوع خشکسالی در منطقه مخصوصاً در مصر است.

Abstract

Natural disasters may act as harmful causes of food insecurity in the Middle East. Frequent drought events, water scarcity, and unsustainable intensive agricultural practices may impact food security in the region. This paper investigates a causal relationship between drought and food security across the Middle East. Meteorological, agricultural, and hydrological droughts are analyzed at multiple timescales over the region for seven decades during the period of 1948–2017. We simulate food security in the Middle East as a function of drought (representing a water stress factor) as well as several other socio-economic drivers. A Bayesian approach is implemented to integrate these drivers in order to accurately predict food security in the region. Results reveal that hydrological drought is the most intensified drought type over the region, especially in Egypt, during the study period. Moreover, the results demonstrate the significant impacts of livestock, population growth, agricultural products, and drought on food security in the Middle East. Our findings further indicate that the agricultural products decreased in the Middle East following the recent drought event that happened in 2010.

6- Summary and conclusion

This study assessed drought and food security across the Middle East. At first, drought conditions were characterized over the region using short and long timescales of hydro-meteorological data during the period of 1948–2017. Then, food security was modeled in the Middle East based on drought and socio-economic factors. The Global Land Data Assimilation System (GLDAS) monthly precipitation, soil moisture, and runoff data at a 0.25° spatial resolution were utilized to derive meteorological, agricultural, and hydrological droughts at multiple timescales during the past seven decades. Moreover, data from different sources including the IEA, FAO, and the World Bank were employed to investigate the socio-economic factors related to food security in the Middle East. The temporal variations and long-term trends of meteorological, agricultural, and hydrological droughts over the region were investigated, and the main findings of the study are as follows: • Hydrological drought is the most intensified drought type over the region, especially in Egypt.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

خشکسالی و امنیت غذایی در خاورمیانه: یک چارچوب تحلیلی

Drought and food security in the middle east: An analytical framework

تغییر طراحی شهری شهرها برای سلامت: مدل فوق العاده بلوک

Changing the urban design of cities for health: The superblock model

چکیده
1- مقدمه
2- مواد و روشها
2-1 مدل سوپر بلوک بارسلونا
2-2 ارزیابی تاثیر سلامت
2-3 اطلاعات تقابل
2-4 تحلیل جدول زندگی و تاثیر اقتصادی
3- نتایج
4- بحث
4-1 محدودیت ها و نقاط قوت
4-2 سایر کاربردها
5- نتیجه گیری ها

چکیده

پیش زمینه: طراحی شهری وابسته به خودرو در سطح شهرهای پرجمعیت منجر به آلودگی، شیوه زندگی ساکن و افزایش آسیب پذیری در برابر تغییرات آب و هوایی شده است. مدل سوپر بلوک بارسلونا یکی از راهکارها و استراتژی های ابتکاری در برنامه ریزی شهری و حمل و نقل است که هدف آن اصلاح فضاهای عمومی مردم – کاهش حمل و نقل موتوری – ارتقای تحرک پایدار و شیوه زندگی فعال و همچنین ایجاد فضاهای سبز و کاهش تاثیرات تغییرات آب و هوا می باشد. ما در این تحقیق تاثیرات سلامت استفاده از این مدل را در بارسلونا ارزیابی کرده ایم.
روش ها: ما در این تحقیق یک ارزیابی کمیتی از تاثیرات سلامت (HU) در ساکنان بیش از 20 سال بارسلونا انجام دادیم (N=1301827) و از تحقیق انجام شده در سطح منطقه سوپر بلوک (N=503) و ارزش ارزیابی قیاسی برای برآورد ریسک استفاده کرده ایم. در این تحقیق 1- تغییرات مورد انتظار در (a) فعالیت فیزیکی حمل و نقل (PA) – (b) آلودگی هوا (NO2) – (c) صدای حاصل از آلودگی صوتی جاده ای – (d) فضای سبز- (e) کاهش تاثیر جزیره گرمای شهری (UHI) از طریق کاهش گرما 2- معیار بندی ارزیابی های ریسک و 3- محاسبه حجم تاثیرات سلامت را انجام داده ایم. اهداف ارزیابی شده قابل پیشگیری عبارتند از: مرگ و میر پیش از بلوغ – تغییر در امید به زندگی و تاثیرات اقتصادی.
نتایج: ما برآورد کردیم که 667 مرگ پیش از بلوغ (235-1098:95y.CI) می تواند بصورت سالانه و از طریق استفاده از سوپر بلوک 503 پیشگیری شود. بیشترین تعداد مرگ و میر قابل پیشگیری می تواند با کاهش NO2 (291.95%-PI=0-83) در ارتباط باشد و بعد از آن عواملی چون صدا) (163- 95%CI 83-246 – گرما (117.95%-CI101-137) و توسعه فضای سبز (60.95%CI:0-119) قرار می گیرد. افزایش PA برای تعداد 65 هزار نفر که سفرهای ماشینی – موتوری را به حمل و نقل عمومی و فعال تغییر داده اند منجر به افزایش میانگین امید به زندگی برای نوجوانان بارسلونا در 200 روز (95%CI-99-297) و تاثیرات اقتصادی سالانه 1.7 بیلیون یورو شده است (95%CI:0.6-2.8) .
بحث: سوپر بلوک های بارسلونا به کاهش تاثیرات مضر محیطی (مثل آلودگی هوا – صدا و گرما) کمک می کند در حالی که همزمان سطح PA و دسترسی به فضای سبز را افزایش می دهد و مزایای سلامت را فراهم می آورد. برای توزیع یکنواخت مزایای سلامت این سوپر بلوک ها باید به طور منسجم در شهرها استفاده شوند. مزایای مشابهی نیز برای سایر شهرهای مواجه با چالش هایی از جمله آلودگی محیطی، آسیب پذیری در برابر تغییرات آب و هوا و کاهش سطح PA با استفاده از مدل سوپر بلوک بارسلونا انتظار می رود.

5- نتیجه گیری ها

مدل سوپر بلوک یک مدل جدید در طراحی شهری و یک راهکار سلامت عمومی است که برای اصلاح فضای عمومی و کمک به تمیز تر شدن و سبز تر شدن شهر، فعالیت فیزیکی بیشتر و اصلاح تغییرات آب و هوایی از طریق ایجاد ساختار جدید در طراحی شهری و سیستم حمل و نقل کمک می کند. ما نشان دادیم که این مدل ها دارای پتانسیل کاهش میزان مرگ و میر و افزایش قابل توجه LE از طریق کاهش آلودگی هوا، صدا و گرما و افزایش دسترسی به فضاهای سبز و عملکرد PA حمل و نقل محور می باشد. حجم تاثیرات سلامتی ارزیابی شده باید با کاربرد سریع در بارسلونا و معیار بندی سایر فاکتورها همراه باشند، که مزایای کمتری برای آن انتظار می رود. برای توزیع کامل و برابر مزایا، مدل سوپر بلوک باید در تمام شهر استفاده شود.

Abstract

Background
Car-dependent city planning has resulted in high levels of environmental pollution, sedentary lifestyles and increased vulnerability to the effects of climate change. The Barcelona Superblock model is an innovative urban and transport planning strategy that aims to reclaim public space for people, reduce motorized transport, promote sustainable mobility and active lifestyles, provide urban greening and mitigate effects of climate change. We estimated the health impacts of implementing this urban model across Barcelona.
Methods
We carried out a quantitative health impact assessment (HIA) study for Barcelona residents ≥20 years (N = 1,301,827) on the projected Superblock area level (N = 503), following the comparative risk assessment methodology. We 1) estimated expected changes in (a) transport-related physical activity (PA), (b) air pollution (NO2), (c) road traffic noise, (d) green space, and (e) reduction of the urban heat island (UHI) effect through heat reductions; 2) scaled available risk estimates; and 3) calculated attributable health impact fractions. Estimated endpoints were preventable premature mortality, changes in life expectancy and economic impacts.
Results
We estimated that 667 premature deaths (95% CI: 235–1,098) could be prevented annually through implementing the 503 Superblocks. The greatest number of preventable deaths could be attributed to reductions in NO2 (291, 95% PI: 0–838), followed by noise (163, 95% CI: 83–246), heat (117, 95% CI: 101–137), and green space development (60, 95% CI: 0–119). Increased PA for an estimated 65,000 persons shifting car/motorcycle trips to public and active transport resulted in 36 preventable deaths (95% CI: 26–50). The Superblocks were estimated to result in an average increase in life expectancy for the Barcelona adult population of almost 200 days (95% CI: 99–297), and result in an annual economic impact of 1.7 billion EUR (95% CI: 0.6–2.8).
Discussion
The Barcelona Superblocks were estimated to help reduce harmful environmental exposures (i.e. air pollution, noise, and heat) while simultaneously increase PA levels and access to green space, and thereby provide substantial health benefits. For an equitable distribution of health benefits, the Superblocks should be implemented consistently across the entire city. Similar health benefits are expected for other cities that face similar challenges of environmental pollution, climate change vulnerability and low PA levels, by adopting the Barcelona Superblock model.

5- Conclusions

The Barcelona Superblock model is a promising urban model as well as public health strategy to reclaim public space for people and help the city become cleaner, greener, more physically active and climate change resilient through the reconfiguration of urban and transport structures. We showed that the Superblocks have the potential to reduce the premature mortality burden and increase LE considerably through reductions in air pollution, noise and heat and increased access to green space and transport-related PA performance. The magnitude of estimated health impacts should make a case for the rapid implementation in Barcelona and the scale-up to other cities, where similar health benefits can be expected. For full and equitable distribution of health benefits, the Superblock model should consistently be implemented across the entire city

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

تغییر طراحی شهری شهرها برای سلامت: مدل فوق العاده بلوک

Changing the urban design of cities for health: The superblock model

مدل های زمانی و مکانی دوره کم آبی در زامبیا

Spatial and temporal patterns of drought in Zambia

چکیده
1- مقدمه
2- مواد و روش ها
2-1- منطقه مورد مطالعه
2-2- منابع داده
2-3- تحلیل داده ها
3- نتایج
3-1- چرخه فصلی بارندگی
3-2- شاخص بارش استاندارد شده (SPI)
3-3- تکامل روزهای خشک متوالی (CDD)
3-4- الگوهای گردش جوی
4- بحث
5 نتیجه گیری
منابع

چکیده

خشکسالی به واقع بخش های اقتصادی، زیستگاه های طبیعی و جوامع را تحت تأثیر قرار می دهد. شناخت الگوهای مکانی و زمانی سابق خشکسالی بسیار حائز اهمیت می باشد زیرا پیش بینی وقوع خشکسالی در آینده را تسهیل نموده و فرایندهای تصمیم گیری برای اقدامات سازگارانه احتمالی را آگاهانه می سازد. این مسئله بخصوص از دیدگاه یک اقلیم درحال تغییر حائز اهمیت است. در این مطالعه از شاخص بارندگی استاندارد (SPI) توصیه شده توسط سازمان جهانی هواشناسی (WMO) برای بررسی الگوهای مکانی و زمانی خشکسالی در زامبیا از 1960 تا 2016 استفاده گردید. رابطه بین وقوع روزهای خشک متوالی (CDD؛ روزهای متوالی با کمتر از 1 میلی متر بارندگی) و SPI نیز بررسی شد. بردارهای افقی باد در hPa 850 طی مرکز فصل بارانی (دسامبر-فوریه) برای اطمینان از الگوهای جریان حین سال های خشکسالی شدید، بررسی گردیدند؛ و از اینرو با الگوهای جریان در سال 2007 که یک سال بارانی محسوب می شود، مقایسه شدند. سرعت عمودی فشار نیز بررسی شد. براساس توزیع گاما، SPI با موفقیت سال های فوق العاده خشک (با شاخص SPI کمتر یا برابر با 0/2-) در زامبیا یعنی سال های 1992 و 2015، یک سال شدیداً خشک (9/1- تا 5/1-) یعنی 1995، سال های نسبتاً خشک (4/1- تا 0/1-) یعنی سال های 1972، 1980، 1987، 1999 و 2005، و 26 سال تقریباً معمولی (9/0- تا 9/0) را طبقه بندی نمود. مشخص شد که وقوع CDD همبستگی قوی و منفی با SPI با ضریبی برابر با 6/0- دارد. نتایج دیگر نیز نشان دادند که حین سال های بارانی، زامبیا تحت تأثیر یک ناحیه کم فشار ساعتگرد بر فراز جنوب شرق آنگولا، یک ناحیه مشابه دیگر بر فراز قسمت های شمالی و شرقی، و یک ناحیه دیگر مشابه بر فراز اقیانوس هند می باشد. بطور کاملاً عکس، سال های خشک با یک ناحیه پرفشار پادساعتگرد بر فراز قسمت های جنوب غربی زامبیا مشخص شدند که مغایر فعالیت های بارندگی بر فراز کشور بود. علاو بر این، مشخصه سال های بارانی، ناهنجاری های سرعت عمودی فشار منفی بود که دال بر حرکت صعودی می باشد؛ درحالیکه سال های خشک با غلبه ناهنجاری های مثبت همراه بودند که حاکی از حرکت نزولی و ممانعت از بارندگی می باشند. این الگوها را می توان برای پیش بینی خشکسالی در زامبیا و کمک به برنامه ریزی راهبردی جهت محدود کردن آسیب بالقوه خشکسالی مورد استفاده قرار داد.

5- نتیجه گیری

این مطالعه، تغییرپذیری مکانی-زمانی خشکسالی در زامبیا را مورد بررسی قرار داد. شاخص بارندگی استاندارد شده (SPI) برای بررسی وقوع خشکسالی در دوره 1960 تا 2016 استفاده شد. SPI با موفقیت سال های فوق العاده خشک (مقدار SPI ≥ 2/0-) که سال های 2015 و 1992 باشند، یک سال شدیداً خشک (9/1- تا 5/1-) یعنی سال 1995، سال های نسبتاً خشک (4/1- تا 0/1-) یعنی سال های 1972، 1980، 1987، 1999 و 2005 و 26 سال تقریباً عادی (9/0- تا 9/0) را طبقه بندی نمود. وقوع روزهای خشک متوالی بررسی شد و مشخص گردید که همبستگی بشدت منفی با SPI با ضریب همبستگی 6/0- دارد. بردارهای افقی باد در hPa 850 در طول مرکز فصل بارانی (دسامبر-فوریه، DJF) برای مشخص نمودن الگوهای جریان طی سال های خشکسالی فوق العاده و شدید مورد بررسی قرار گرفتند. این بردارها با الگوهای جریان در سال 2007 که سالی عموماً بارانی در زامبیا بود، مقایسه شدند. طی سال های بارانی، زامبیا تحت تأثیر نواحی کم فشار بزرگ مقیاسی بوده است که باعث وقوع بارندگی می شدند اما طی سال های خشکی ناپدید می شدند. الگوهای مشابه (افزایش در سال های بارانی و کاهش طی سال های خشک) برای اومگا (سرعت عمودی فشار) و رطوبت نسبی نیز مشاهده گردیدند. این الگوها درصورت تدام می توانند پیش بینی خشکسالی در زامبیا را امکانپذیر ساخته و به برنامه ریزی و مدیریت راهبردی جهت محدود کردن آسیب بالقوه ایجاد شده توسط خشکسالی، کمک می نمایند.

Abstract

Drought acutely affects economic sectors, natural habitats and communities. Understanding the past spatial and temporal patterns of drought is crucial because it facilitates the forecasting of future drought occurrences and informs decision-making processes for possible adaptive measures. This is especially important in view of a changing climate. This study employed the World Meteorological Organization (WMO)-recommended standardized precipitation index (SPI) to investigate the spatial and temporal patterns of drought in Zambia from 1960 to 2016. The relationship between the occurrence of consecutive dry days (CDD; consecutive days with less than 1 mm of precipitation) and SPI was also investigated. Horizontal wind vectors at 850 hPa during the core of the rainy season (December–February) were examined to ascertain the patterns of flow during years of extreme and severe drought; and these were contrasted with the patterns of flow in 2007, which was a generally wet year. Pressure vertical velocity was also investigated. Based on the gamma distribution, SPI successfully categorized extremely dry (with a SPI value less than or equal to –2.0) years over Zambia as 1992 and 2015, a severely dry (–1.9 to –1.5) year as 1995, moderately dry (–1.4 to –1.0) years as 1972, 1980, 1987, 1999 and 2005, and 26 near normal years (–0.9 to 0.9). The occurrence of CDD was found to be strongly negatively correlated with SPI with a coefficient of –0.6. Further results suggest that, during wet years, Zambia is influenced by a clockwise circulating low-pressure zone over the south-eastern Angola, a second such zone over the northern and eastern parts, and a third over the Indian Ocean. In stark contrast, years of drought were characterized by an anti-clockwise circulating high-pressure zone over the south-western parts of Zambia, constraining precipitation activities over the country. Further, wet years were characterized by negative pressure vertical velocity anomalies, signifying ascending motion; while drought years were dominated by positive anomalies, signifying descending motion, which suppresses precipitation. These patterns can be used to forecast drought over Zambia and aid in strategic planning to limit the potential damage of drought.

5- Conclusions

This study examined the spatio-temporal variability of drought over Zambia. The standardized precipitation index (SPI) was used to explore drought occurrence during the period 1960–2016. SPI successfully classified extremely dry (SPI value of ≤–2.0) years as 2015 and 1992, a severely dry (–1.9 to –1.5) year as 1995, moderately dry (–1.4 to –1.0) years as 1972, 1980, 1987, 1999 and 2005, and 26 near normal years (–0.9 to 0.9). The occurrence of consecutive dry days was explored and it was found to be strongly negatively correlated with SPI with a correlation coefficient of –0.6. Horizontal wind vectors at 850 hPa were investigated during the core of the rainy season (December–February, DJF) to ascertain the patterns of flow during years of extreme and severe drought. These were contrasted with the patterns of flow in 2007, a generally wet year over Zambia. During wet years, Zambia is influenced by large-scale low-pressure zones which boost precipitation but tend to be indiscernible during years of dryness. Similar patterns (enhancement during wet years and reduction during drought years) were observed for omega (pressure vertical velocity) and relative humidity. If followed, these patterns may enable forecasting drought over Zambia and aid in strategic planning and management to limit the potential damage caused by drought.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

مدل های زمانی و مکانی دوره کم آبی در زامبیا

Spatial and temporal patterns of drought in Zambia

تغییر کاربری زمین های شهری: نقش برنامه ریزی فضایی استراتژیک

Urban land-use change: The role of strategic spatial planning

Abstract

To date land-change science has devoted little attention to spatial policy and planning in urban landscapes despite the widely accepted premise that planning affects urban land change. This is primarily due to lack of relevant data and an underdeveloped theoretical understanding regarding the impact of spatial planning on urban land change. To be able to better analyse the role of spatial planning in urban development we need to distinguish: 1) the intentions expressed in the plans; 2) the means of implementation of the plans through governance processes and 3) the role of external conditions influencing implementation. Based on a synthesis of the current literature on how spatial planning is implemented in land-change models, and drawing from the literature on planning evaluation, we sketch a research agenda to further develop the understanding of these three components and their interconnections as well as their application in quantitative land-change modelling approaches for urban regions.

1 Introduction

Land change is one of the key processes of global environmental change (Magliocca et al., 2015; Turner II et al., 2007; Verburg et al., 2015). The studies on the topic have gradually advanced from a focus on patterns of land-use and land-cover change to an analysis of dynamic interactions within socio-ecological systems and the resulting impacts on, for example, ecosystem services and biodiversity (Rindfuss et al., 2004; Rounsevell et al., 2012). In this context, land change is understood as the result of interacting political/institutional, economic, cultural, technological and natural/spatial driving forces and the respective actors (Bürgi et al., 2004; Hersperger et al., 2010). Whereas data on economic and natural conditions have a long tradition in being used to explain land changes, researchers only recently started to pay attention to policies, plans, and regulations on land use, within their specific institutional and governmental contexts. Meta-analytical studies have emphasized the role of land-use policies and spatial planning as a major underlying driving factor for many different land-use change processes (van Vliet et al., 2016).

Compared with forest and agricultural related research, studies on land change in urban regions are so far a small part of land-system research (Geist et al., 2006; Magliocca et al., 2015; Seto et al., 2011). However, urban regions, which are also broadly defined as cities or metropolitan regions, are some of the most dynamic land-change systems worldwide. With strong further urbanization expected over the coming decades they will cover increasing areas of the earth surface and host the majority of the human population (Seto et al., 2012). At the same time, urban land change is not restricted to the core city, but includes many new urban-rural spaces functionally tied to the city (Brenner and Schmid, 2015) and has many impacts on rural hinterlands (Bren d’Amour et al., 2016) and hence deserves more attention in landchange science (Müller and Munroe, 2014).

A widely accepted premise is that, especially in urban regions, spatial planning – a multifaceted activity with many purposes, including project planning, master planning, land-use planning and strategic planning – influences patterns of land use and land cover (Couclelis, 2005). Amongst the many purposes of spatial planning, spatial planners and governments have been trying to steer urbanization processes with the aim of developing sustainable cities and regions (Albrechts et al., 2017; Collier et al., 2013). However, conceptualizing the role of planning in guiding land change is a great challenge (McNeill et al., 2014). This is partly due to the fact that research on the contribution of planning to land change is at the interface of two paradigms (Briassoulis, 2008; Hillier, 2007): planning scholars tend to stress contextuality and social construction of space; whereas land-change scientists incline to assume the existence of realities that can be objectively described and measured and lend themselves to generalizations. The difference between the two paradigms can be illustrated through how they position themselves in respect to the concepts of space and uncertainty. Many urban geographers and planning theoreticians conceive space as a social construct (Harvey, 2006; Lefebvre, 1991) and expect future urban development to be open ended. Uncertainty is inherent; to be expected and subject to exogenous factors (Graham and Healey, 1999). Land-change scientists quantify and model space by identifying correlation or causality between drivers and outcomes, and strive to identify sources and levels of uncertainty in landcover projections (Alexander et al., 2016). Research to bridge the two paradigms is sparse. Consequently, planning is not well integrated in quantitative land-change assessments.

ژئوپلتیک: مروری بر مفاهیم و نمونه های تجربی روابط بین الملل

Geopolitics: An Overview Of Concepts And Empirical Examples From International Relations

خلاصه

مقدمه

سیاست جغرافیایی در گذشته

• حلقه مرواریدهای چین

• دیپلماسی سکوت آفریقای جنوبی در قبال زیمبابوه

سیاست جغرافیایی در عصر حاضر

• راهبرد ایران در زمینه جنگ دریایی نامتقارن

• اتحاد ضعیف کلمبیا و آمریکای جنوبی

سه ستون سیاست جغرافیایی

خلاصه 

اغلب اوقات تحقیق در “سیاست جغرافیایی” به شکل یک بن بست تصویر می شود. برای برخی از منتقدین بنظر می رسد که سیاست جغرافیایی در قرن بیست و یکم تا حدود زیادی صحنه سازی است و به اکثر موضوعات مهم مطرح در راهبردهای اساسی نامربوط است. 

هدف از این مقاله فنی احیای سیاست جغرافیایی از طریق بازنمایی نقدِ موضوع و تقویت کردن آن توجه به این موضوع به همان صورتی است که برای بیش از یک قرن شناخته شده است. استدلال شده است که شرایط سیاست جغرافیایی متشکل از گروهی از فرصت ها و محدودیت ها سازه ای را شکل می دهد است که مستقل از هر عاملی است. الگوهای عمومی و یا فرآیندهای طولانی مدت می توانند به زیرکی توضیح داده شوند اما سیاست جغرافیایی نظریه ای در خصوص رفتار دولت یا سیاست خارجه نیست.

بنابراین درک کردن پدیده ویژه ای که در روابط بین الملل اتفاق می افتد نیازمند توجه به عوامل غیرجغرافیایی است.   ترکیبی از عوامل جغرافیایی و غیرجغرافیایی توضیحات معقولی را فراهم می آورند چنانکه برخی از نمونه ها نیز نشان می‌دهند: مانور قدرتِ چین در اقیانوس هند، رویکرد آفریقای جنوبی در قبال بحران سیاسی در زیمبابوه در سال 2008، راهبرد دریایی ایران و اتحاد ضعیف کلمبیا و آمریکای جنوبی.  

مقدمه (1)

نیکولاس اسپایکمن زمانی نوشت که “وزرا می آیند و می روند حتی دیکتاتورها می میرند اما رشته کوه ها بدون تغییر باقی می مانند”. (2) اسپایکمن به دلیل ثبات شرایط جغرافیایی- واقعیت فیزیکی است که چهره را شکل می دهد- این شرایط را در روابط بین الملل سرنوشت ساز می داند. در این اواخر این نحوه تفکر در سیاست جغرافیایی توسط ساختارگرایانی نظیر جان آگنو، سایمون دالبی و جرائوید او تاتهیل (3) و برای دهه ها توسط واقع گرایان به شدت مورد انتقاد قرار گرفته است. اخیراً در مقاله ای که در مجله اوربیس منتشر شده، کریستوفر فتویس استدلال می-کند که سیاست جغرافیایی از نقایص توصیفی، پیشنهادی و پیش بینی  کننده ای رنج می برد. بر اساس نظر فتویس بر اساس دلایل ذکرشده، سیاست جغرافیایی نمی تواند کار فکری معناداری را سامان دهد (4). چنانکه او در مقاله-ای پیشتر در مجله “راهبرد تطبیقی” اشاره می کند، سیاست جغرافیایی منسوخ شده است (5).

SUMMARY

Geopolitical research is frequently portrayed as a dead end. To some scholars it appears that in the 21st century geography is largely scenery, all but irrelevant to the most important issues of grand strategy.

This working paper aims to revitalise geopolitics, reflecting both on the critique of the subject and the strengths that have characterised it for more than a century. It is argued that geographical conditions constitute a set of opportunities and constraints, a structure that is independent of agency. General patterns and long-term processes can be aptly explained by this structure but geopolitics is not a theory of state behaviour or foreign policy.

Understanding specific phenomena that occur in international relations therefore requires taking into consideration non-geographical factors. Such a combination of geographical and non-geographical factors provides sound explanations, as several examples demonstrate: China’s projection of power into the Indian Ocean, South Africa’s approach to the political crisis in Zimbabwe in 2008, Iran’s maritime strategy and the poor integration of Colombia and South America.

INTRODUCTION1

Nicholas Spykman once wrote that ‘ministers come and go, even dictators die, but mountain ranges stand unperturbed’.2 Due to their persistence, Spykman regarded geographical conditions – the physical reality that states face – as being decisive for international relations. This type of geopolitical thinking has been strongly criticised, more recently by constructivists such as John Agnew, Simon Dalby and Gearóid Ó Tuathail,3 and for decades by realists. In an article recently published in the journal Orbis, Christopher Fettweis argues that geopolitics suffers from major descriptive, prescriptive and predictive deficiencies. According to Fettweis, geopolitics is therefore unable to produce meaningful scholarly work.4 It has become obsolete, as he claims in an article published earlier in Comparative Strategy.5

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

ژئوپلتیک: مروری بر مفاهیم و نمونه های تجربی روابط بین الملل

Geopolitics: An Overview Of Concepts And Empirical Examples From International Relations

مدلسازی مبتنی بر GIS پتانسیل انرژی زمین گرمایی کم عمق برای کاهش صدورات CO2 در نواحی شهری

GIS-based modelling of shallow geothermal energy potential for CO2 emission mitigation in urban areas

چکیده
2-انرژی زمین گرمایی کم عمق
1-2-فرایندها، تکنیک ها و تعاریف
3-داده ها و روش اجرا
1-3-مطالعه موردی: شهر Ludwigsburg
2-3-روش اجرا
4-نتایج و بحث
1-4-تقاضای انرژی حرارتی و گرمایی
2-4-انرژی پتانسیل زمین گرمایی
3-4-تقاضایی که با انرژی زمین گرمایی در هر قطعه زمین رفع شده است.
4-4 کاهش احتمالی در صدورات CO2
5-نتیجه گیری

چکیده
به دلیل درصد به سرعت در حال افزایش جمعیت ساکن مراکز شهری، نیازی به تاکید بر تقاضای انرژی در این شهرها و استفاده از انرژی های تجدیدپذیر به جای سوخت های فسیلی وجود دارد. در این مقاله، ما یک مدل فضایی را برای تعیین پتانسیل در هر قواره زمین برای استفاده از انرژی زمین گرمایی کم عمق برای گرمسازی فضا و آب گرم ایجاد کرده ایم. این روش براساس گرمسازی فضا و تقاضای انرژی برای گرمسازی فضا و آب گرم در هر ساختمان و پتانسیل استخراج گرمای ویژه سطح زیرین در هر قواره زمین می باشد. با این اطلاعات، همراه با فضای موجود در هر قواره زمین برای سوراخ های گمانه زنی درصد تقاضای انرژی که می تواند توسط انرژی زمین گرمایی تامین شود، محاسبه می شود. کاهش پتانسیل در صدورات CO2 باید همگی انرژی زمین گرمایی استفاده شده ممکنی باشد که نیز محاسبه می شود. روش مزبور در شهر لودویگزبرگ المان بکار بسته شده و مشخص گردید که صدورات CO2 می تواند احیانا تا 29.7% کاهش یابد اگر کلیه الزامات فضا و گرمسازی آب توسط انرژی زمین گرمایی فراهم شود که در قابلیت پایداری یک شهر نقش دارد. روش اجرای ساده ای دارد و می تواند در سایر شهرها بکار بسته شود چرا که داده های استفاده شده باید به سهولت در دسترس باشد. مزیت دیگری همان اجرا روی پلتفورم انرژی شهری هوشمند مبتنی بر وب است که به بهره برداری تعاملی از راه حل ها درون یک شهر امکان می دهد.
1. مقدمه
تا سال 2030 پیش بینی شده است که تقریبا 60 درصد از جمعیت جهان در مناطق شهری زندگی خواهند کرد. در اتحادیه اروپا EU تعداد 74 درصد از کل جمعیت در نواحی طبقه بندی شده طبق دفاتر آمار ملی به عنوان مناطق شهری زندگی می کنند. با چنین رشدی در شهرهای نواحی شهری، قابلیت پایداری یک مفهوم کلیدی هنگام برنامه ریزی برای آینده شده است. از زمان گزارش Brundtland مسائل قابلیت پایداری بویژه صدورات CO2 و تمام شدن سوختهای فسیلی از طریق افزایش مصرف سوخت در شهرهای رو به رشد در برنامه سیاسی بوده است. اتحادیه اروپا این نیاز را در راهکار رشد EU2020 خود تایید کرده است که هدفش کاهش صدورات CO2 تا 20 درصد با افزایش سهم منابع انرژی تجدیدپذیر در تولید انرژی تا 20 درصد و بهبود کارایی انرژی تا 20 درصد تا سال 2020می باشد. بعلاوه یک هدف طولانی مدت EU تا سال 2050 کاهش صدورات گاز گلخانه ای تا دست کم 80 درصد در مقایسه با سطوح 1990 می باشد.نیاز به رهیافت به برنامه ریزی شهری با یک دیدگاه به عدم قرارگیری بار زیادی روی زمین و منابع اکنون همه جا پذیرفته شده است. ولیکن برای اینکه شهرها قابلیت پایداری کاهش انرژی و استفاده از آن را تضمین کنند، منابع انرژی تجدیدپذیر باید در برنامه های رشد شهری گنجانده شوند. در نتیجه، پروژه اروپایی MUSIC راه اندازی گردید تا کاهش CO2 را بوسیله پتانسیل های انرژی تجدیدپذیر درون پنج شهر ابردین و گنت و لودویگزبرگ و مونتریل و روتردام مطرح سازد. یک سیستم پشتیبانی تصمیمات مبتنی بر وب به نام پلتفورم انرژی شهر هوشمند ایجاد گردید تا قابلیت بررسی راه حل های پایدار براساس پتانسیل های انرژی تجدیدپذیر را در کل شهر با یک درجه تفکیک بالای تصویر برای کاربران متعدد فراهم سازد.
ضروری است تقاضای انرژی را در مقیاس شهری، و پتانسیل استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر مختلف را برای انجام این تقاضا ارزیابی کنیم. فرد باید تعیین کند که کدام نوع انرژی تجدیدپذیر یا ترکیبی از آن برای یک شهر بهترین گزینه می باشد و نیز اثری که روی کاهش صدورات CO2 دارد باید تعیین شود. انرژی زمین گرمایی کم عمق یک راهی است که تاکید کمتری نسبت به پتانسیل های انرژی باد و خوشید برای شهرها دریافت کرده است. ما این کمبود را با تاکید خاصی بر اینکه چگونه تراکم و اشکال الگوی شهری بر پتانسیل انرژی و ظرفیت آن برای رفع تقاضای مصرف اثر دارند، مطرح کرده ایم.
انرژی خورشید و باد هدف اصلی مطالعات در زمینه پتانسیل برای استفاده از این منابع انرژی تجدیدپذیر می باشد. سیستم های اطلاعات جغرافیایی GIS برای متناظرسازی قابلیت تناسب رده های پوشش زمین با پتانسیل انرژی خورشیدی و باد بالا استفاده شده است. اغلب مطالعات در یک سطح منطقه ای متمرکز بوده اند. Voivontas و همکارانش برای مثال به محاسبه تقاضای گرمسازی آب برای یک ناحیه مسکونی و نیز پتانسیل استفاده از انرژی خورشیدی برای رفع این تقاضاها پرداخته اند. ارزیابی های پتانسیل انرژی خورشیدی نیز در مقیاس شهری توسط Bergamasco & Asinari اجرا شده است که یک روش ساده ای را برای ارزیابی قابلیت سقفی صفحات خورشیدی برای شهر تورین ابداع کرده اند درحالیکه Brito و همکارانش یک روشی را برای تخمین پتانسیل فوتوولتاژی یک ناحیه شهری با استفاده از داده های LiDAR و بسط تحلیلگر خورشیدی برای ArcGIS ی ESRI ابداع کرده اند. Mastrucci و همکارانش در سال 2015 یک پلتفورم انرژی شهری هوشمند را برای ارزیابی ترکیبی مصرف برق خانوار و پتانسیل PV در مقیاس شهری برای شهر روتردام بکار بستند.
در مقایسه با باد و خورشید، انرژی زمین گرمایی کم عمق علی رغم اینکه یک انتخاب احتمالا خوبی به دلیل موجودیت نامحدود آن است، کمتر به خوبی مطالعه شده است. این انرژی می تواند انرژی سالیانه را فراهم سازد و به عوامل خارجی مانند پوشش ابری همانند صفحات خورشیدی یا باد برای توربین های بادی بستگی ندارد. استفاده از انرژی زمین گرمایی به طور روزافزونی متداول شده است که یک نیروی حرارتی نصب شده تخمین زده شده برای استفاده مستقیم سال 2009 مععدل 48493 Mwt بوده است که نشان دهنده رشد سالیانه از 2005 تا 2010 به اندازاه 11.4 درصد است. این مقدار معادل یک صرفه جویی در انرژی به اندازه 250 میلیون بشکه نفت سالیانه می باشد و یک کاهش در CO2 به اندازه 107 میلیون تن می باشد. کشورهای پیشرو در واحدهای نصب شده برای استفاده مستقیم همان امریکا، و چین و سوئد و المان و هلند می باشند. ولیکن یک پیشرفت آهسته این منبع انرژی به دلیل هزینه پایین نصب و صرف بودجه تاخیری اقتصادی کنونی وجود داشته است.
سوال مطرح شده در این مقاله این است که چگونه به سهولت قابلیت جایگزینی سوخت های فسیلی را با انرژی زمین گرمایی کم عمق برای رفع تقاضای گرمسازی فضا و آب گرم یک شهر ارزیابی نماییم. ما از یک روش جغرافیایی استفاده کرده ایم چرا که در مقیاس شهر، الگوی شهری به تقاضا و فضای موجود برای نصب مبدلهای حرارتی سوراخ گمانه زنی مربوط می شود. محاسبه پتانسیل روی یک قواره زمین براساس قواره زمین ارزیابی می شود و در این مقیاس خیلی زمانبر است و از اینرو یک روش GIS ساده (سیستم اطلاعات جغرافیایی) لازم است که اینکار را انجام دهد. ما از یک روش نمونه گیری برای تعیین اینکه چه تعداد سوراخ گمانه زنی را می توان در هر قواره زمین قرار داد استفاده می کنیم و تعیین می کنیم که چه درصدی از تقاضای انرژی را می توان انگاه با انرژی زمین گرمایی تامین نمود. بعد از آن تعیین می کنیم که کاهش پتانسیل در صدورات CO2 چقدر می شود اگر کلیه نصب های زمین گرمایی ممکنه در محل در ون شهر باشند. نتایج چنین تحلیلی را می توان به عنوان بوسیله برنامه ریزان شهری درون پروژه MUSIC هنگام ابداع برنامه های اصلی پایدارتری برای آن شهر مطابق با راهکار EU2020 استفاده نمود. داده های قابل دسترسی آسان در روش اجرا برای تضمین این امر استفاده می شود که فرایند در هر شهری از پروژه MUSIC قابل تکرار است و فراتر از دسترسی به داده های پایه یکسان می باشد.
به دلیل پایگاه داده هایی که به سهولت موجودند، شهر Ludwigsburg به عنوان یک مطالعه موردی استفاده شده است. روش ابداعی پایه ای برای یک محاسبه کننده انلاین مبتنی بر وب درون پلتفورم انرژی شهری هوشمند است که برپایه چارچوب نرم افزاری iGUESS می باشد. مقاله به ترتیب ذیل سازماندهی شده است . در بخش 2 ما به معرفی تکنولوژی انرژی زمین گرمایی کم عمق می پردازیم و متون علمی موجود درباره ارزیابی پتانسیل آن را به عنوان یک منبع انرژی تجدیدپذیر مرور می کنیم. در بخش 3 ما به معرفی داده ها و حیطه مطالعه موردی شهر Ludwigsburg می پردازیم. بعد از آن، ما یک توالی از روشهای محاسباتی را ارائه کرده ایم که نامش محاسبه تقاضای انرژی، قابلیت زمین گرمایی و درصد تقاضای انرژی فراهم شده توسط انرژی زمین گرمایی در سطح قواره زمین می باشد. بعد ما کاهش پتانسیل در صدورات CO2 را در مقیاس شهری محاسبه می کنیم. در بخش 4 ما نتایج هر زیرمدل را ارائه می کنیم. در بخش 5 ما نتیجه گیری می کنیم که روش تعیین پتانسیل زمین گرمایی یک شهر ساده و موثر بوده و اینکه یک کاهش معنی دار در صدورات CO2 می تواند از طریق انرژی زمین گرمایی برای گرمسازی فضا و آب گرم استفاده شود. نیز نتیجه گیری می کنیم که قسمتهای مسکونی به بهترین نحوی مناسب این نوع انرژی تجدیدپذیر هستند چرا که تقاضای انرژی تقریبا پایین است و فضای کافی موجود برای نصب یک سوراخ گمانه زنی روی قواره زمین برای رفع آن تقاضا وجود دارد. این امر طراحی محله های مسکونی پایدار را از لحاظ فشردگی برنامه ریزی تراکم (در برخی موارد که در آن انرژی زمین گرمایی کم عمقی را می توان استفاده کرد، یک الگوی شهری با فشردگی کمتری به طور پایدارتری درنظر گرفته می شود.) به زیر سوال می برد.

Abstract

Due to the rapidly increasing percentage of the population living in urban centres, there is a need to focus on the energy demand of these cities and the use of renewable energies instead of fossil fuels. In this paper, we develop a spatial model to determine the potential per parcel for using shallow geothermal energy, for space heating and hot water. The method is based on the space heating and hot water energy demand of each building and the specific heat extraction potential of the subsurface per parcel. With this information, along with the available space per parcel for boreholes, the percentage of the energy demand that could be supplied by geothermal energy is calculated. The potential reduction in CO2 emissions should all possible geothermal energy be utilised, is also calculated. The method is applied to Ludwigsburg, Germany. It was found that CO2 emissions could potentially be reduced by 29.7% if all space heating and hot water requirements were provided by geothermal energy, which would contribute to the sustainability of a city. The method is simple in execution and could be applied to other cities as the data used should be readily available. Another advantage is the implementation into the web based Smart City Energy platform which allows interactive exploration of solutions across the city.

1. Introduction

By 2030 it is predicted that almost 60% of the world’s population will live in urban areas. In the European Union (EU) 74% of the total population lives in areas classified by national statistical offices as urban.2 With such growth in urban centres, sustainability has become a key concept when planning for the future. Since the Brundtland report [30] sustainability issues are on the political agenda, particularly CO2 emissions and the depletion of fossil fuels through rising fuel consumption of growing cities. The EU has recognised this need in their EU2020 growth strategy [12] which aims at reducing CO2 emissions by 20%, increasing the share of renewable energy sources in energy production to 20% and improving energy efficiency by 20% by the year 2020. Furthermore, a long-term target of the EU, to the year 2050, is to reduce the greenhouse gas emissions by at least 80% as compared to 1990 levels. The need to approach urban planning with a view to not placing excess strain on land and resources is now widely accepted. However, in order for cities to ensure the sustainability of their energy production and use, renewable energy sources need to be included in urban growth plans. As a consequence, the European project MUSIC3 was launched to address CO2 reduction by renewable energy potentials within the five cities Aberdeen, Ghent, Ludwigsburg, Montreuil and Rotterdam. A web based decisions support system, the Smart City Energy Platform, was developed to enable multiple end users to explore sustainable solutions based on renewable energy potentials across the entire city at a high resolution.

It has become necessary to assess the energy demand at urban scale, and the potential for using different renewable energy sources to fulfil this demand. One should determine which renewable energy type, or mix, would be best suited to a city, as well as the impact this would have on reducing CO2 emissions. Shallow geothermal energy is one alternative that has received less focus than wind and solar energy potentials for cities. We address this gap with a particular focus on how the density and forms of urban pattern impact on energy potential and capacity to meet consumption demand.

Solar and wind energy have been the main focus of attention of studies into the potential for using these renewable energy sources. Geographical information systems (GIS) have been used for suitability mapping of land cover classes with high solar and wind energy potential [3,15,24,29]. Most studies are focused at a regional scale. Voivontas et al. [29], for example, calculated the water heating demand for a residential region, as well as the potential for using solar energy to meet these demands. Assessments of solar energy potential have also been performed at urban scale by Bergamasco and Asinari [4], who developed a simple methodology for assessing the roof-top potential for solar panels for the city of Turin, while Brito, Gomes, Santos, and Tenedo’rio [8] developed a procedure to estimate the photovoltaic potential of an urban region using LiDAR data and the Solar Analyst extension for ESRI’s ArcGIS. Mastrucci et al. (2015) [20] applied the Smart City Energy Platform for the combined assessment of housing electricity consumption and PV potential at the urban scale for the City of Rotterdam.

Compared to wind and sun, shallow geothermal energy is much less well studied despite it being a potentially good choice due to its unlimited availability. It is able to provide energy year round and is not dependent on outside factors such as cloud cover as for solar panels, or wind for wind turbines. The use of geothermal energy is becoming increasingly popular, with an estimated installed thermal power for direct utilisation in 2009 of 48,493 MWt, showing an annual growth from 2005 to 2010 of 11.4%. This equates to an energy saving of 250 million barrels of oil, annually, and a reduction in CO2 of 107 million tonnes [18]. The leading countries in installed units for direct use are the US, China, Sweden, Germany and the Netherlands. However, there is slow development of this energy resource due to the high cost of installation and the current economic downturn hampering spending [19].

The question addressed in this paper is how to easily assess the potential for replacing fossil fuels with shallow geothermal energy in order to satisfy the space heating and hot water demand of a city. We use a geographical approach as, at city scale, the urban pattern is relevant to the demand and the space available for the installation of borehole heat exchangers. The potential calculation is assessed on a parcel by parcel basis, which is intensive at this scale and therefore a simple GIS (geographical information system) method was required to carry this out. We use a sampling method to determine how many boreholes could fit onto each parcel and determine what percentage of the energy demand can then be supplied by geothermal energy. Following this, we determine the potential reduction in CO2 emissions if all possible geothermal installations are put in place within the city. The outcomes of such an analysis can be used by urban planners within the MUSIC project when developing more sustainable master plans for the city, in accordance with the EU2020 strategy. Easily obtainable data have been used in the methodology to ensure that the process is replicable in any city of the MUSIC project and beyond with access to the same basic data.

Due to the readily available dataset, the city of Ludwigsburg was used as a case study. The developed methodology will be the basis for a web based online calculator within the Smart City Energy Platform4 which is based on the software framework iGUESS [1]. The article is organised as follows. In Section 2, we introduce shallow geothermal energy technology and review the literature on the assessment of its potential as a renewable energy source. In Section 3, we introduce the data and the case study area of Ludwigsburg. Following this, we present a sequence of computational methods, namely the calculation of energy demand, the geothermal potential and the percentage of the energy demand satisfied by geothermal energy at parcel level. We then calculate the potential reduction in CO2 emissions at city scale. In Section 4, we present the results for each submodel. In Section 5, we conclude that the methodology for determining the geothermal potential of a city is simple and effective and that a significant reduction in CO2 emissions can be achieved through using geothermal energy for space heating and hot water. We also conclude that residential dwellings are best suited to this type of renewable energy as the energy demand is relatively low and there is enough space available for the installation of a borehole on the parcel to cover this demand. This questions the design of sustainable residential neighbourhoods in terms of compactness or density planning e in certain cases, where shallow geothermal energy can be utilised, a less dense urban pattern would be considered more sustainable..

مدلسازی مبتنی بر GIS پتانسیل انرژی زمین گرمایی کم عمق برای کاهش صدورات CO2 در نواحی شهری

GIS-based modelling of shallow geothermal energy potential for CO2 emission mitigation in urban areas

تاثیرات تغییرات آب و هوا و توسعه منابع آبی بر روند نزولی جریان ورودی در دریاچه ارومیه ایران

Impacts of Climate Change and Water Resources Development on the Declining Inflow into Iran’s Urmia Lake

چکیده

مقدمه

حوزه مطالعه

روش ها

مدیریت داده ها

مدل آب شناسی

داده های وادارنده

کالیبراسیون مدل

شبیه سازی ها و محاسبات

نتایج

اعتبار سنجی داده های وادارنده

کالیبراسیون مدل آب شناسی

تغییرات جوی اخیر و تاثیر بر روی جریان ورودی دریاچه

تاثیر توسعه سد ها

تاثیر توسعه آبیاری ها

تاثیر توسعه منابع آبی : ترکیب تاثیر سد ها و آبیاری

تاثیر نسبی تغییرات جوی و توسعه منابع آبی بر روی کاهش جریان ورودی دریاچه

مباحث

جمع بندی

چکیده

دریاچه ارومیه، دومین دریاچه بزرگ اشباع از نمک در جهان، در طول دهه های اخیر با کاهش اندازه محسوسی رو به رو شده است که این کاهش اندازه، در اصل به دلیل کاهش جریان ورودی به این دریاچه بوده است. این موضوع منجر به شکل گیری تاثیرات اجتماعی -زیست محیطی جدی مشابه با فاجعه دریاچه آرال داشته است. با استفاده از مدل ظرفیت نفوذ متغیر (VIC) ، در این مطالعه تلاش می کنیم تا تاثیر نسبی تغییرات جوی و توسعه منابع آبی – که شامل ساخت سد و توسعه نواحی آبیاری می باشد – را بر روی تغییرات در جریان ورودی دریاچه ارومیه در دوره بین سال های 1960 تا 2010 ، بررسی کنیم. نتایج این مدل نشان می دهد که کاهش جریان ورودی به دریاچه عموما بعد از کاهش در میزان بارش ها دیده شده است، اگرچه که تغییر در جریان ورودی نسبت به تغییر در میزان بارش، تاثیر بیشتری دارد. نتایج همچنین نشان می دهد که میزان استفاده از آب برای آبیاری نیز باعث شده است که فشار بر روی دسترسی آب در حوزه رودخانه بیشتر شود و در نتیجه جریان ورودی به دریاچه به مقدار 40% در سال های خشک، کاهش پیدا کند. در طرف دیگر، حضور سد به صورت مثبت باعث افزایش دسترسی در طول سال های نسبتا خشک شده و به صورت محسوس منجر به کاهش جریان ورودی به دریاچه نشده است. با افزایش شتاب در توسعه آبیاری ها در حوزه آبخیز، مخزن ها و سد ها به صورت غیر مستقیم باعث کاهش جریان ورودی به رودخانه شده اند. نتایج ما نشان می دهد که جریان ورودی سالانه به دریاچه ارومیه به مقدار 48% در دوره مطالعه کاهش یافته است. حدود سه پنجم از این تغییر به دلیل تغییرات جوی بوده است و حدود دو پنجم از این تغییرات نیز به خاطر توسعه منابع آبی بوده است. نتایج این مطالعه نشان می دهد که برای پیش گیری از کاهش اندازه دریاچه ارومیه، ما باید برنامه های ملی و برنامه های بین المللی داشته باشیم تا میزان استفاده از آب برای آبیاری و تغییر جوی را کاهش دهیم.

مقدمه

تغییرات جوی به صورت محسوس بر روی چرخه های آبی طبیعی تاثیر دارد که می تواند بر روی کمبود آب تاثیر داشته باشد ( Haddeland et al., 2014; IPCC, 2014). برای تامین آب و مواد غذایی برای رشد جمعیت، انسان ها سد ایجاد می کنند، آب را برای آبیاری استخراج می کنند و کاربرد های زمین را اصلاح می کنند. این فعالیت ها مرتبط با افزایش تعداد دریاچه های در حال خشک شدن در نواحی کم آب و نسبتا کم آب می شود ( IPCC ، 2014). اما، تنها تعداد محدودی از مطالعه ها نقش تغییرات جوی و توسعه منابع آبی بر روی خشک شدن دریاچه ها را به صورت مجزا یا ترکیبی، بررسی کرده اند. این خلا تحقیقاتی، باعث می شود که ما نتوانیم استراتژی های کافی و موثر برای بازیابی و حفظ دریاچه های در معرض خطر داشته باشیم. در میان تمام دریاچه های آسیب پذیر، دریاچه های نمکی و یا دریاچه های اشباع شده از نمک نیازمند توجه ویژه ای هستند که این موضوع به دلیل اکوسیستم های به شدت آسیب پذیر آن ها و تاثیرات اجتماعی – زیست محیطی غیر قابل بازگشت در اثر از بین رفتن آن ها می باشد. در این مقاله، ما تاثیر تغییرات جوی و توسعه منابع آبی را بر روی از بین رفتن دومین دریاچه بزرگ با اشباع نمکی ، یعنی دریاچه ارومیه را بررسی می کنیم (Karbassi et al., 2010).

جمع بندی

نتایج ما نشان می دهد که کاهش سایز دریاچه ارومیه احتمالا به دلیل کاهش در میزان جریان ورودی رودخانه ها به دریاچه به دلیل ترکیب تغییرات جوی و توسعه منابع آبی می باشد . تغییرات حجمی مهم ترین عامل کاهش جریان ورودی می باشد. اما، توسعه منابع آبی به خصوص استفاده از آب برای آبیاری ها، یکی از نقش های مهم را داشته است. نتایج این مطالعه نشان می دهد که باید فوری فعالیت هایی صورت بگیرد تا دریاچه ارومیه بازیابی و حفظ شود. این فعالیت های فوری باید شامل فعالیت های بین المللی برای کاهش تاثیر تغییرات جوی باشد و همچنین باید فعالیت های ملی برای بهبود مدیریت آب انجام شود، به خصوص برای کاهش استفاده مصرفی از آب برای آبیاری. همچنین پیشنهاد شده است که مطالعه های بیشتری برای افزایش درک ما نسبت به الزام های جریان های زیست محیطی، تاثیر تغییرات ريخت‌شناسى‌ كره‌ى زمين‌ ، و تاثیر استخراج آب های زیر زمینی مورد نیاز می باشد زیرا موارد می تواند تا حدی زیادی بر روی یافتن یک راه حل موثر برای جلوگیری از فاجعه زیست محیطی دریاچه ارومیه، اهمیت داشته باشد.

Abstract

Urmia Lake, the world’s second largest hypersaline lake, has decreased in size over recent decades primarily because inflow has diminished. This has caused serious socio-environmental consequences similar to those of the Aral Sea disaster. By using the variable infiltration capacity (VIC) model, this study estimates the relative contributions of climate change and water resources development, which includes the construction of reservoirs and expansion of irrigated areas, to changes in Urmia Lake inflow over the period 1960–2010. The model results show that decreases in inflow generally follow observed decreases in precipitation, although the variability in inflow is more pronounced than the variability in precipitation. The results also suggest that water use for irrigation has increased pressure on the basin’s water availability and has caused flows to decrease by as much as 40% during dry years. On the other hand, the presence of reservoirs positively contributed to water availability during relatively dry years and did not significantly reduce lake inflow. By accelerating irrigation expansion in the basin, reservoirs have, however indirectly, contributed to inflow reduction. Our results show that annual inflow to Urmia Lake has dropped by 48% over the study period. About three fifths of this change was caused by climate change and about two fifths was caused by water resource development. The results of this study show that, to prevent further desiccation of Urmia Lake, it will be necessary both to develop national plans to reduce irrigation water use and to develop international plans to address climate change.

Introduction

Climate change1 significantly influences the natural hydrological cycle which can contribute to water scarcity (Haddeland et al., 2014; IPCC, 2014). To safeguard water and food supplies for growing population, humans construct reservoirs, extract water for irrigation, and modify land use. These actions have been associated with an increasing number of drying lakes in arid and semi-arid areas (IPCC, 2014). However, only a limited number of studies have assessed the role of climate change and water resources development, individually and combined, on the desiccation of lakes. This knowledge gap hampers our ability to develop adequate and effective adaptation strategies to rehabilitate and preserve endangered lakes. Among all vulnerable lakes, the saline and hypersaline lakes need particular attention due to their highly vulnerable ecosystems and the irreversible socio-environmental impacts of their desiccation. Here, we evaluate the impact of climate change and water resources development on the desiccation of the world’s second largest permanent hypersaline lake, Urmia Lake (Karbassi et al., 2010).

Conclusions

Our results show that the recent Urmia Lake degradation was probably caused by reductions in river inflow into the lake due to a combination of changes in the climate and water resources development. Climate change was the main contributor to this inflow reduction. However, water resources development, particularly water use for irrigation, has played a substantial role as well. The results of this study show that urgent action is needed to rehabilitate and preserve the Urmia Lake. This urgent action should include both international action to mitigate climate change impact, and national action to improve water management, in particular to lower the consumptive water use for irrigation. It is also recommended that further studies are conducted for increasing our understanding on environmental flow requirement, the effect of the changing lake geomorphology, and the effect of groundwater extraction, as these can importantly contribute to finding a realistic solution for the Urmia Lake socioenvironmental disaster.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

تاثیرات تغییرات آب و هوا و توسعه منابع آبی بر روند نزولی جریان ورودی در دریاچه ارومیه ایران

Impacts of Climate Change and Water Resources Development on the Declining Inflow into Iran’s Urmia Lake