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Assessment of the agricultural water use in Jericho governorate using sefficiency under climate change uncertainty

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Main Author: Tuqan, Nasser A. S.
Publication Date: 2020
Language: eng
Source: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
Download full: http://hdl.handle.net/1822/77057
Summary: Doctoral Thesis (Doctoral Programme in Civil Engineering)
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spelling Assessment of the agricultural water use in Jericho governorate using sefficiency under climate change uncertaintyEastern Aquifer Basinirrigation managementSefficiencywater crisis in Palestinewater use efficiencyEastern Aquifer Basineficiência do uso da águaescassez da água na Palestinagestão de irrigaçãoSefficiencyEngenharia e Tecnologia::Engenharia CivilDoctoral Thesis (Doctoral Programme in Civil Engineering)Addressing water use efficiency in the Middle East is challenging due to the limited water resources availability, geopolitical complexity, climatic conditions, and a variety of managerial issues. Groundwater is the dominant water resource for Palestinians amid their inability to access other natural water resources. Jericho Governorate constitutes most of the Palestinian part of the Jordan Valley and represents a high economic significance for the nation, especially in agriculture. This made the agricultural water use in Jericho as the main user of the Eastern Aquifer Basin (EAB). The objective of this doctoral work is to assess the efficiency of the agricultural water use in Jericho, which we defined as the Water Use System (WUS), and its interaction with the main source, the Eastern Aquifer Basin (EAB), using the Sustainable Efficiency (Sefficiency) method. In addition, we aim, through developing scenarios, to understand the impacts of the uncertainty associated with climate change on our WUS’s performance and its water variables. Sefficiency is a composite multi-level efficiency indicator that is based on water balance and considers the usefulness criterion of the WUS’s variables. As Sefficiency requires, the analysis was not limited to the quantities of the different water path types within our WUS, but it also considered their quality and beneficial weights. We surveyed local farmers, interviewed a water manager, and collected an extensive dataset to achieve an understanding of the water paths dynamics and conclude our water balance schematic. Besides, we simulated six different scenarios under two representative concentration pathways (RCPs), namely RCP2.6 and RCP6.0, corresponding to the projected changes in temperature and precipitation in three intervals (years 2025, 2055, and 2090) to assess the impact of climate change on water use efficiency. The results demonstrated that: 1. Improving the quality of returns has a great positive impact. 2. Increasing water abstractions is not beneficial if it is not linked to an increase in yield production. 3. Precipitation rates can influence water use efficiency. 4. More careful treatment of the unwanted plants and a selection of high socio-economic value crops would enhance Sefficiency. Finally, the results of the developed scenarios under climate change projections indicated a minor impact on the efficiency itself, since the system is already operating under scarce water conditions; however, it showed an anticipated significant impact on the sustainability of the main source, EAB.Avaliar a eficiência do uso da água no Médio Oriente constitui um desafio importante uma vez que a disponibilidade de água é muito limitada, a situação geopolítica é muito complexa, as condições climáticas são desfavoráveis e a gestão de recursos hídricos apresenta diversas fragilidades. A água subterrânea constitui o recurso hídrico dominante para os Palestinianos, não sendo possível o acesso a outras massas de água. A província de Jericó é a maior área da Palestina no vale do rio Jordão e apresenta um papel económico importante, especialmente no sector da agricultura. Assim, o uso agrícola em Jericó é responsável pelas captações mais intensas no aquífero leste (Eastern Aquifer Basin - EAB). O objetivo deste trabalho é avaliar a eficiência do uso da água na agricultura em Jericó, sendo este o sistema selecionado para estudo (Water Use System – WUS), assim como a sua interação com a principal fonte de água (EAB), utilizando-se o Método de Eficiência Sustentável (Sefficiency). Além desta avaliação, foram considerados cenários para analisar mudanças circunstanciais no sistema, tais como as mudanças climáticas, de modo a quantificar o seu impacto no desempenho do WUS. O Sefficiency é um indicador composto por vários níveis de eficiência, que é baseado no balanço hídrico e considera um critério de utilidade das variáveis do WUS. Em conformidade com os requisitos do Sefficiency, a análise considerou, além das quantidades dos diferentes tipos de fluxos de água, a sua qualidade e o seu benefício. Foram entrevistados agricultores locais e um gestor responsável pela gestão da água e foi recolhido um conjunto de dados para compreender a dinâmica dos fluxos da água no sistema selecionado, concluindo-se com a imposição de balanço hídrico nulo para o WUS. Foram simulados seis cenários de alterações climáticas correspondentes a diferentes valores de emissões combinados com distintos horizontes temporais (representative concentration pathways - RCP) — RCP2.6 e RCP6.0 — considerando as mudanças previstas para a temperatura e a precipitação (anos 2025, 2055 e 2090). Os resultados demonstraram que: (1) melhorar a qualidade dos fluxos de retorno tem um grande impacto positivo; (2) o aumento da captação de água não é benéfico se não estiver vinculado a um aumento na produção agrícola; (3) as variações de precipitação podem influenciar a eficiência; e (4) um tratamento mais cuidadoso das espécies vegetais invasoras e uma seleção de culturas de alto valor socioeconómico aumentariam a eficiência do uso da água. Por fim, os cenários desenvolvidos para avaliação do impacto das mudanças climáticas indicaram uma menor influência nos valores da eficiência, uma vez que o sistema já está sob condições de escassez de água severas, mostrando, no entanto, um impacto significativo na sustentabilidade da principal fonte de água, a EAB.Haie, NaimUniversidade do MinhoTuqan, Nasser A. S.2020-11-122020-11-12T00:00:00Zdoctoral thesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/1822/77057eng101643071info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)instname:FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologiainstacron:RCAAP2024-05-11T07:32:59Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/77057Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireinfo@rcaap.ptopendoar:https://opendoar.ac.uk/repository/71602025-05-28T16:31:13.730012Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP) - FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologiafalse
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