One of the key issues in managing water and energy systems is to incorporate the links between these systems to ensure security of resources. In this research, using system dynamics (SD) approach for simulating water–energy (WE) nexus, SD-WE model was developed for 16 sub-basins of Gavkhuni basin in central Iran. Various water- and energy-saving policies were simulated and their effectiveness in improving resource security was evaluated using water- (WSI) and energy-saving (ESI) indices. The results indicated that the share of water-related energy consumption (20%, 6%, and 2% of total electricity, crude oil, and natural gas consumption) is higher than the energy-related water withdrawal (17% of industrial water withdrawal) in the basin-wide resource usage. The water-saving policies had a significant impact on both the basin’s energy and water resources. In contrast, energy-saving policies had a negligible influence on the basin’s water resources but a notable impact on the water resources used in the energy sector outside of the basin. In addition, SD-WE model simulations showed that agriculture was the most effective end-user on resource saving, by improving WSI and ESI as much as 22% and 5.7%, respectively. Finally, the results of this study indicated that SD-WE model can be used as a tool to illustrate the inter-linkages, synergies, and trade-offs between water and energy systems, where limited water and energy data are available and also can be used as a platform for water–energy nexus modeling in other basins.

管理水和能源系统的关键问题之一是合并这些系统之间的链接以确保资源安全。在这项研究中，使用系统动力学（SD）方法来模拟水-能源（WE）的联系，为伊朗中部Gavkhuni盆地的16个子流域开发了SD-WE模型。模拟了各种节水和节能政策，并使用节水（WSI）和节能（ESI）指标评估了其在改善资源安全方面的有效性。结果表明，与水有关的能源消耗的比例（分别占电力，原油和天然气总消耗的20％，6％和2％）高于与能源有关的取水量（占工业用水的17％） ）在流域范围内的资源使用情况。节水政策对流域的能源和水资源都产生了重大影响。相反，节能政策对流域水资源的影响可忽略不计，但对流域以外能源部门使用的水资源的影响却显着。此外，SD-WE模型仿真表明，通过将WSI和ESI分别提高22％和5.7％，农业是节约资源最有效的最终用户。最后，这项研究的结果表明，SD-WE模型可以用作说明水和能源系统之间相互联系，协同作用和权衡的工具，在这些系统中，有限的水和能源数据是可用的，并且可以用作其他盆地水能源关系建模的平台。节能政策对流域水资源的影响可忽略不计，但对流域以外能源部门使用的水资源的影响却显着。此外，SD-WE模型仿真表明，通过将WSI和ESI分别提高22％和5.7％，农业是节约资源最有效的最终用户。最后，这项研究的结果表明，SD-WE模型可以用作说明水和能源系统之间的相互联系，协同作用和权衡的工具，在这些系统中，有限的水和能源数据是可用的，并且可以用作其他盆地水能源关系建模的平台。节能政策对流域水资源的影响可忽略不计，但对流域以外能源部门使用的水资源的影响却显着。此外，SD-WE模型仿真表明，通过将WSI和ESI分别提高22％和5.7％，农业是节约资源最有效的最终用户。最后，这项研究的结果表明，SD-WE模型可以用作说明水和能源系统之间相互联系，协同作用和权衡的工具，在这些系统中，有限的水和能源数据是可用的，并且可以用作其他盆地水能源关系建模的平台。SD-WE模型仿真表明，通过将WSI和ESI分别提高22％和5.7％，农业是节约资源最有效的最终用户。最后，这项研究的结果表明，SD-WE模型可以用作说明水和能源系统之间相互联系，协同作用和权衡的工具，在这些系统中，有限的水和能源数据是可用的，并且可以用作其他盆地水能源关系建模的平台。SD-WE模型仿真表明，通过将WSI和ESI分别提高22％和5.7％，农业是节约资源最有效的最终用户。最后，这项研究的结果表明，SD-WE模型可以用作说明水和能源系统之间相互联系，协同作用和权衡的工具，在这些系统中，有限的水和能源数据是可用的，并且可以用作其他盆地水能源关系建模的平台。