طراحي و توسعة يك ابزار پشتيبان تصميم مبتني بر WebGIS به‌منظور ارزيابي پايداري همبست آب-انرژي-غذا

كارشناسي ارشد

در راستاي تكامل رويكردهاي چندجانبه گرايانه در مديريت محيط‌زيست، نظير تفكر آب-غذا-تجارت (آب مجازي)، مديريت يكپارچه منابع آب (IWRM) يا مديريت يكپارچه منابع طبيعي (INRM)، و تحقق اهداف توسعه پايدار، رويكرد همبست آب-انرژي-غذا، به ‌عنوان جايگزيني جامع، در سال هاي اخير معرفي، به طور گسترده در پژوهش ها استفاده شده و پشتوانه فكري تحليل سامانه هاي پيچيده و درهم تنيده آب، انرژي و غذا را فراهم كرده است. رويكرد (تفكر) همبست، به بياني ساده، به پيوند متقابل هر يك از اين سه منبع با لحاظ هم افزايي ها و بده بستان ها، ارتباط اين منابع با كاربري اراضي و تأثيرات تغييرات اقليمي بر اين سامانه ها و برهم كنششان با يكديگر، مي پردازد. منابع عدم قطعيت بي‌شمار، پيچيدگي ذاتي و مشكلات مربوط به جمع آوري و استفاده از داده ها، عدم اجماع جهاني بر سر چارچوبي معين براي تحليل همبست و همچنين فقدان يك پلتفرم (ابزار آنلاين) قابل‌دسترسي (همگاني) با قابليت تحليل توأمان كمي، كيفي و مكاني، دشواري تصميم گيري در اين حوزه را دوچندان كرده است. يكي از روش هاي متداول و پركاربرد در تحليل سامانه هاي همبست آب، انرژي و غذا، روش تحليل يكپارچه چند مقايسه متابوليسم اكوسيستمي و اجتماعي يا به‌اختصار MuSIASEM است كه از ابتداي سدة (ميلادي) جاري تاكنون در حال تكامل و پوست‌اندازي بوده و در سال 2014 نسخه شماره دو آن تحت عنوان MuSIASEM 2.0 معرفي و در پژوهش هاي همبست، به طور فزاينده، بكار گرفته شده است. نخستين كاربري اين روش در سال 1999 و براي تحليل سامانه هاي كشاورزي با تمركز بر جريان هاي انرژي بوده اما به‌مرور زمان، توانايي تحليل جريان هاي مالي و داده هاي كاربري اراضي، جمعيتي، آب و غذا به اين چارچوب حسابداري افزوده شده است و آن را به يكي از پرطرف‌دارترين چارچوب هاي ارزيابي پايداري به‌ويژه در مسائل پيرامون سامانه هاي همبستي، تبديل كرده است. در اين روش، تحليل پايداري در دو حالت تشخيصي (وضع موجود) و شبيه سازي (سناريوها) قابل انجام است. طبق مرور ادبيات انجام شده در اين پژوهش، تاكنون بيش از صد مقاله، كتاب و گزارش علمي، در بيش از شصت كشور جهان، براي مطالعات پايداري و پروژه هاي زيست‌محيطي خود، از اين روش بهره برده اند. متأسفانه، تا اين لحظه، تنها يك ابزار پشتيبان تصميم بر اساس چارچوب حسابداري MuSIASEM طراحي شده است كه آن ابزار اولاً در دسترس عموم نبوده و ثانياً اختصاصاً براي مديريت پسماند جامد شهري (و نه سامانه همبست آب-انرژي-غذا) طراحي شده و ثالثاً محدود به يكي از استان هاي كشور ايتاليا مي باشد. همچنين، پژوهشگران براي انجام تحليل هاي مكاني مرتبط با مطالعه همبست، مجبور به نصب و يادگيري نرم افزارهايي بدون قابليت مصورسازي و به اشتراك گذاري داده ها و نتايج، هستند. براي غلبه بر اين محدوديت ها، اين پژوهش، به طراحي و توسعه يك ابزار پشتيبان تصميم گيري مكاني تحت وب، با نقشه هاي تعاملي، پرداخته كه در آن، كاربر، مي‌تواند سامانه همبست مورد مطالعه را در چارچوب حسابداري MuSIASEM 2.0 تحليل كرده، سناريوهاي مختلف را شبيه سازي نمايد و به كمك نتايج مصور و نقشه هاي مكاني، بررسي هاي لازم را بر روي امكان سنجي، دوام و مطلوبيت سناريوهاي مختلف، براي رسيدن به بهترين تصميم ممكن، به عمل آورَد. ابزار تحت وبِ بر خط توسعه داده شده اين تحقيق تحت نام NexuSustain مي باشد كه به منظور ارزيابي كارايي اين ابزار، از داده هاي يك مطالعه ي موردي مربوط به سال 2013 در منطقه جزيره موريس استفاده شده كه مشابهت خروجي كار، با خروجي هاي آن مطالعه نشان دهنده صحت قابليت و توانايي اين ابزار مي باشد. بر اساس نتايج تحليلهاي ارائه شده توسط NexuSustain بيشترين مصرف آب، انرژي و غذا به ترتيب در بخشهاي انرژي و معدن، دستمزدي (صنعت و خدمات) و خانگي به ميزان 260 ميليون مترمكعب، 35 پتاژول و 5 پتاژول در سال گزارش گرديده است. با توجه به ويژگيهاي جغرافيايي منطقه موريس و وضعيت منابع آب و خاك آن و نيز نوع فعاليتهاي منطقه، شاخص ارزش افزوده ناخالص به ازاي مصرف يك واحد از جريانات آب، انرژي و غذا، در بخش دستمزدي (صنعت و خدمات) بيش از ساير بخشهاي انرژي و معدن، كشاورزي و خانگي است.

196508

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي عمران گرايش مهندسي محيط زيست

مطهره سعادت پور - ماريو جيامپيترو