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Local strategies to manage groundwater depletion under climate change scenarios—a case study: Hamedan-Bahar Plain (Iran)
Arabian Journal of Geosciences ( IF 1.827 ) Pub Date : 2021-07-28 , DOI: 10.1007/s12517-021-07773-1
Ali Afruzi 1 , Hamid Zare Abyaneh 1 , Hamid Abdolabadi 2
Affiliation  

Climate changes and the unremitting overexploitation of groundwater in the Hamedan-Bahar Plain have raised concerns about the sustainability of groundwater resources. The current research focused on the development of an integrated system dynamics model to examine the long-term effects of employing five adaptation strategies on groundwater. The model was calibrated and validated using a 21-year historical data set, and the strategies were combined into 21 management and climate change scenarios (seven management scenarios in tandem with three climate change scenarios) to project groundwater levels for the period 2020–2050. Future climatic conditions were projected by downscaling the data of the CanESM2 general circulation model under three representative concentration pathway scenarios (RCP2.6, RCP4.5, and RCP8.5). By applying the business-as-usual management scenario, the groundwater table change rates will be −0.37, −0.45, and −0.44 m/year under the RCP2.6, RCP4.5, and RCP8.5 scenarios, while the corresponding rates for the most efficient management scenario are +0.22, +0.11, and +0.13 m/year, respectively. The strategies have been ranked according to their effectiveness as follows: (i) reducing irrigated agriculture in favor of rainfed agriculture or fallow fields, (ii) applying an adaptive cropping pattern, (iii) developing early-maturing cultivars, (iv) practicing deficit irrigation, and (v) enhancing irrigation efficiency. The findings indicate that the local management strategies will play a greater role in future groundwater sustainability than global climate change.



中文翻译:

在气候变化情景下管理地下水枯竭的地方战略——案例研究:哈马丹-巴哈尔平原(伊朗)

气候变化和哈马丹-巴哈尔平原地下水的持续过度开采引起了人们对地下水资源可持续性的担忧。目前的研究重点是开发一个综合系统动力学模型,以检查采用五种适应策略对地下水的长期影响。该模型使用 21 年的历史数据集进行校准和验证,并将这些策略组合到 21 个管理和气候变化情景中(七个管理情景与三个气候变化情景相结合),以预测 2020-2050 年期间的地下水位。通过在三种代表性浓度路径情景(RCP2.6、RCP4.5 和 RCP8.5)下缩小 CanESM2 总循环模型的数据来预测未来的气候条件。通过应用一切照常管理情景,RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下的地下水位变化率分别为-0.37、-0.45和-0.44 m/年,而相应的变化率对于最有效的管理方案,分别为 +0.22、+0.11 和 +0.13 m/年。这些策略根据其有效性排列如下:(i) 减少灌溉农业以支持雨养农业或休耕地,(ii) 应用适应性种植模式,(iii) 开发早熟品种,(iv) 实践赤字灌溉,以及 (v) 提高灌溉效率。研究结果表明,与全球气候变化相比,地方管理战略在未来地下水可持续性方面将发挥更大的作用。RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下的-0.44 m/年,而最有效管理情景的相应速率分别为+0.22、+0.11和+0.13 m/年。这些策略根据其有效性排列如下:(i) 减少灌溉农业以支持雨养农业或休耕地,(ii) 应用适应性种植模式,(iii) 开发早熟品种,(iv) 实践赤字灌溉,以及 (v) 提高灌溉效率。研究结果表明,与全球气候变化相比,地方管理战略在未来地下水可持续性方面将发挥更大的作用。RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下的-0.44 m/年,而最有效管理情景的相应速率分别为+0.22、+0.11和+0.13 m/年。这些策略根据其有效性排列如下:(i) 减少灌溉农业以支持雨养农业或休耕地,(ii) 应用适应性种植模式,(iii) 开发早熟品种,(iv) 实践赤字灌溉,以及 (v) 提高灌溉效率。研究结果表明,与全球气候变化相比,地方管理战略在未来地下水可持续性方面将发挥更大的作用。这些策略根据其有效性排列如下:(i) 减少灌溉农业以支持雨养农业或休耕地,(ii) 应用适应性种植模式,(iii) 开发早熟品种,(iv) 实践赤字灌溉,以及 (v) 提高灌溉效率。研究结果表明,与全球气候变化相比,地方管理战略在未来地下水可持续性方面将发挥更大的作用。这些策略根据其有效性排列如下:(i) 减少灌溉农业以支持雨养农业或休耕地,(ii) 应用适应性种植模式,(iii) 开发早熟品种,(iv) 实践赤字灌溉,以及 (v) 提高灌溉效率。研究结果表明,与全球气候变化相比,地方管理战略在未来地下水可持续性方面将发挥更大的作用。

更新日期:2021-07-29
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