Применение гидрологического и эконометрического моделирования для поиска социально приемлемых решений при управлении дефицитными водными ресурсами

Анхелос Аламанос^*1, Цинмин Зенг²

¹Исследовательский центр пресной воды и окружающей среды, Водный форум, Дандолкский технологический институт, ул. Маршез Аппер,  г. Дандолк, графство Лаут, A91K584, Ирландия;

² Колледж государственного управления, Нанкинский сельскохозяйственный университет, г. Нанкин, пров. Цзянсу, 210095, Китай

для корреспонденции: angelos.alamanos@dkit.ie

Цинмин Зенг: zeng@njau.edu.cn

18 марта, 2021

https://doi.org/10.29258/CAJWR/2021-R1.v7-1/84-101.eng

Аннотация

Одной из наиболее сложных проблем в области управления водными ресурсами (УВР) становится удовлетворение растущего спроса на воду конкурирующих между собой типов водопользования в условиях ограниченности ресурсов.  Соответствующие последствия наиболее очевидны в засушливых районах, где возможность возникновения «водной» конкуренции более высокая как, например, в районе вокруг г. Урумчи, Китай, где основным источников воды является река Урумчи.  С целью балансировки сельскохозяйственного спроса на поливную воду в верхних течениях и муниципального спроса в нижних течениях реки правительством было введено требование о паровой системе земледелия.  Регион традиционно является сельскохозяйственным с высокими производственными ожиданиями, однако на протяжении последних десятилетий спрос на воду в городах постоянно растет, следуя трендам роста населения и урбанизации.  Оросительные нужды покрываются за счет забора воды из реки, что во время  летнего периода приводит к сезонному пиковому росту спроса.   Внедрение системы парования направлено на поддержание сельского хозяйства.  Каждый год правительство определяет фермеров, которые обязаны оставить свои наделы для парования.  В рамках настоящего исследования был проведен опрос для изучения готовности фермеров к парованию и его предпочтительной продолжительности.  На настоящий момент оба этих вопроса подверглись изучению впервые.  Движущие факторы использовались в качестве переменных для анализа и описания предпочтений на основе регрессионных моделей.  Существенная часть фермеров в значительной степени зависит от сельского хозяйства и хочет продолжать работать.  Возможности удовлетворения их потребностей за счет более эффективного управления водными ресурсами анализировались на базе комбинированной модели по оценке и планированию водных ресурсов (англ. WaterEvaluationAndPlanning,WEAP).  Объединение эконометрических и гидрологических инструментов является новаторским решением.  Результаты исследования обнадеживают поскольку дают обширные сведения о текущей политике в сфере УВР, потенциале применения диверсифицированных схем парования, а также путях обеспечения устойчивого и социально приемлемого планирования.

Download the article (eng)

Для цитирования: Alamanos, A., & Zeng, Q. (2021). Managing Scarce water resources for socially acceptable solutions , through hydrological and econometric modeling. Central Asian Journal of Water Research 7, 84–101. https://doi.org/10.29258/CAJWR/2021-R1.v7-1/84-101.eng

Список литературы

Alamanos, A., Latinopoulos, D., Loukas, A., & Mylopoulos, N. (2020). Comparing Two Hydro-Economic Approaches for Multi-Objective Agricultural Water Resources Planning. Water Resources Management, 34(14), 4511–4526. https://doi.org/10.1007/s11269-020-02690-6

Alamanos, A., Latinopoulos, D., Papaioannou, G., & Mylopoulos, N. (2019). Integrated Hydro-Economic Modeling for Sustainable Water Resources Management in Data-Scarce Areas: The Case of Lake Karla Watershed in Greece. Water Resources Management, 33(8), 2775–2790. https://doi.org/10.1007/s11269-019-02241-8

Alamanos, A., Xenarios, S., Mylopoulos, N., & Stålnacke, P. (2016). Hydro-economic modeling and management with limited data: The case of Lake Karla Basin, Greece. 14.

Blaney, H.F., & Criddle, W.D. (1962). Determining consumptive use and irrigation water requirements. USDA Technical Bulletin, 1275.

Chen, Y., Zhang, Q., Liu, W., & Yu, Z. (2017). Analyzing Farmers’ Perceptions of Ecosystem Services and PES Schemes within Agricultural Landscapes in Mengyin County, China: Transforming Trade-Offs into Synergies. Sustainability, 9(8), 1459. https://doi.org/10.3390/su9081459

Deng, M., Zhang, H., Mao, W., & Wang, Y. (2011). Public Perceptions of Cryosphere Change and the Selection of Adaptation Measures in the Ürümqi River Basin. Advances in Climate Change Research, 2(3), 149–158. https://doi.org/10.3724/SP.J.1248.2011.00149

Du, T., Kang, S., Zhang, X., & Zhang, J. (2014). China’s food security is threatened by the unsustainable use of water resources in North and Northwest China. Food and Energy Security, 3(1), 7–18. https://doi.org/10.1002/fes3.40

Fu, B.H., Guo, Q., Yan, F., Zhang, J., Shi, P.L., Ayinuer, M., & Xue, G.L. (2017). Glacier retreat of the Tian Shan and its impact on the urban growth and environment evaluated from satellite remote sensing data. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 74, 012022. https://doi.org/10.1088/1755-1315/74/1/012022

Haan, P., & Uhlendorff, A. (2006). Estimation of Multinomial Logit Models with Unobserved Heterogeneity using Maximum Simulated Likelihood. The Stata Journal: Promoting Communications on Statistics and Stata, 6(2), 229–245. https://doi.org/10.1177/1536867X0600600205

Lei, M.,Zhou, J. L.,Wei, X.,Zhang, J., Fan,W. (2020). Assessment of Comprehensive Control of Groundwater Over-exploitation Areas of Oasis City in Arid. Yellow River, 1–6.

Li, X. (2003). Pressure of water shortage on agriculture in arid region of China. Chinese Geographical Science, 13(2), 124–129. https://doi.org/10.1007/s11769-003-0005-8

Li, Y., Wang, H., Chen,Y., Deng, M., Li,Q., Wufu,A., Wang,D., & Ma,L. (2020). Estimation of regional irrigation water requirements and water balance in Xinjiang, China during 1995–2017. PeerJ, 8, e8243. https://doi.org/10.7717/peerj.8243

MacEwan, D., Cayar, M., Taghavi, A., Mitchell, D., Hatchett, S., & Howitt, R. (2017). Hydroeconomic modeling of sustainable groundwater management: SUSTAINABLE GROUNDWATER MANAGEMENT. Water Resources Research, 53(3), 2384–2403. https://doi.org/10.1002/2016WR019639

Martey, E.,Etwire, P.M., Wiredu, A.N., & Dogbe, W. (2014). Factors influencing willingness to participate in multi-stakeholder platform by smallholder farmers in Northern Ghana: Implication for research and development. Agricultural and Food Economics, 2(1), 11. https://doi.org/10.1186/s40100-014-0011-4

Niyazmetov, D., Soliev, I., & Rudenko, I. (2019). State-facilitated bottom up in agricultural water governance and sustainability of solutions to recurring water stress: a case study from smallholders’ perspective in Uzbekistan. Central Asian Journal of Water Research, 5(1), 42–57. https://doi.org/10.29258/cajwr/2019-r1.v5-1/42-57.eng

Ojo, M.A., Nmadu, J.N., Tanko,L., & Olaleye, R.S. (2013). Multinomial Logit Analysis of Factors Affecting the Choice of Enterprise Among Small-holder Yam and Cassava Farmers in Niger State, Nigeria. Journal of Agricultural Sciences, 4(1), 7–12. https://doi.org/10.1080/09766898.2013.11884695

Paisley, R. K. (2018). International watercourses, international water law and Central Asia. Central Asian Journal of Water Research, 4(2), 1–26. https://doi.org/10.29258/cajwr/2018-ri.v4-2/1-26.eng

Peña-Haro, S., Pulido-Velazquez, M., & Sahuquillo, A. (2009). A hydro-economic modelling framework for optimal management of groundwater nitrate pollution from agriculture. Journal of Hydrology, 373(1–2), 193–203. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2009.04.024

Ramachandran, V. (2017). Redefining China’s Xinjiang policy: Rhetoric or reality? International Area Studies Review, 20(3), 273–290. https://doi.org/10.1177/2233865917703904

Sehring,J.(2015). Bridging gaps and connecting experts: the linkages of water, scientific collaboration and regional security. Central Asian Journal of Water Research, 1(0), 21–26, 2015.

Statistics Bureau of Xinjiang Uygur Autonomous Region. Xinjiang Statistical Yearbook 2018(http://tjj.xinjiang.gov.cn/tjj/tjgb/ist.shtml)

Statistics Bureau of Urumqi County. Urumqi County Statistical Yearbook 2012-2016 (http://tjj.xinjiang.gov.cn/tjj/tjfw/list_tjfw.shtml)StataCorp. (2015).Stata:Release 14. Statistical Software.College Station, TX: StataCorp LLC.

Thevs, N., Rouzi, A., Aliev, K., & Abudushalike, N. (2017). Evapotranspiration of riparian ecosystems and irrigated cotton agriculture at the middle reaches of the Tarim River, Xinjiang, China. Central Asian Journal of Water Research, 3(4), 1–15. https://doi.org/10.29258/cajwr/2017-ri.v3-4/1-15

Wang, X., Zhang, Y., Luo, Y., Sun, L., & Shafeeque, M. (2018). Combined use of volume-area and volume-length scaling relationships in glacio-hydrological simulation. Hydrology Research, 49(6), 1753–1772. https://doi.org/10.2166/nh.2018.137

Xie, H., Cheng, L., & Lv,T. (2017). Factors Influencing Farmer Willingness to Fallow Winter Wheat and Ecological Compensation Standards in a Groundwater Funnel Area in Hengshui, Hebei Province, China. Sustainability, 9(5), 839. https://doi.org/10.3390/su9050839

Yang QY,, Chen ZT., Xin GX(2018). The Historical Evolution of Chinese Cultivation System and Some Thoughts on the Current Land Fallow and Crop Rotation Policy. West Forum:1-8.

Yang, Q., Yang, R., Wang, Y., & Shi, K. (2019). Does Fallowing Cultivated Land Threaten Food Security? Empirical Evidence from Chinese Pilot Provinces. Sustainability, 11(10), 2836. https://doi.org/10.3390/su11102836

Ye, Z., Liu, H., Chen, Y., Shu, S., Wu, Q., & Wang, S. (2017). Analysis of water level variation of lakes and reservoirs in Xinjiang, China using ICESat laser altimetry data (2003–2009). PLOS ONE, 12(9), e0183800. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0183800

Zhang, Y., Luo, Y., & Sun, L. (2016). Quantifying future changes in glacier melt and river runoff in the headwaters of the Urumqi River, China. Environmental Earth Sciences, 75(9), 770. https://doi.org/10.1007/s12665-016-5563-z

Zhang, C., Zhao, M.J., Yao, L.Y., Yan,Y. (2017). Research on Difference of Willingness to Pay for Land Conservation Plan Between Urban and Rural Resident. Journal of Northwest A&F University (Social Science Edition), 17(5): 90-97.

Zeng, L., Yang, Q. Y., Liao, J. R., Chen, Z. T., Chen, Y. D., Yang, R. H.(2018). Fallow compensation based on farmer willingness to accept in Hebei. Resources Science, 40(7), 1375–1386. https://doi.org/10.18402/resci.2018.07.06