تخصیص بهینه منابع آبی با استفاده از الگوریتم ژنتیک با رتبه بندی نامغلوب(مطالعه موردی: شبکه آبیاری حمیدیه)

Abstract

سابقه و هدف: با توجه به افزایش روزافزون محدودیت منابع آبی، نیاز به برنامه‌ریزی جهت استفاده بهینه و درست از منابع آبی به‌ویژه در بخش کشاورزی که بیشتر منابع آبی را مصرف می‌کند، احساس می‌شود. در راستای تدوین یک برنامه جهت مدیریت روند استفاده از منابع آبی در دسترس در شبکه آبیاری حمیدیه، پژوهشی به‌منظور تخصیص بهینه منابع آبی به الگوی کشت این شبکه آبیاری صورت گرفت.مواد و روش‌ها: در این راستا سال آبی 95-94 به 36 دوره ده‌روزه تقسیم‌شده و مدلی چند هدفه جهت تخصیص منابع آبی به هر یک از دوره‌های ده‌روزه با هدف بیشینه‌سازی میزان کارایی مصرف آب نسبی و نسبت درآمد به هزینه به کمک الگوریتم ژنتیک با رتبه‌بندی نامغلوب ایجاد شد. همچنین جهت کمینه‌سازی خطای برآورد کاهش محصول در شرایط اعمال کم آبیاری، یک مدل بهینه‌سازی تک هدفه با کمک الگوریتم ژنتیک ایجاد شد.یافته‌ها: نتایج مطالعه حاضر نشان داد که میزان برآورد شده کاهش محصول با استفاده از ضرایب حساسیت به تنش آبی ارایه شده در مطالعات پیشین در اثر اعمال کم آبیاری به‌تمامی مراحل رشد گیاه از 5/16 تا 5/195 درصد متغیر است که کاهش محصول بیش از صد درصد نمایانگر وجود خطاست. درحالی‌که میزان کاهش محصول برآوردی با استفاده از ضرایب اصلاح‌شده از 8 تا 5/57 درصد متغیر می‌باشد. از آنجا مدل تخصیص بهینه منابع آبی مدلی چند هدفه و دارای بیش از یک پاسخ بهینه است که هیچ‌یک بر دیگری برتری نداشته و بر اساس شرایط مدیریتی پاسخ مناسب انتخاب می‌گردد، سه پاسخ از پاسخ‌های بهینه موجود در قالب سه سناریو انتخاب شد تا با شرایط فعلی تخصیص آب مورد مقایسه قرار گیرند. نتایج مدل تخصیص بهینه منابع آبی نشان داد که با وجود تغییرات ناچیز در میزان نسبت درآمد به هزینه، میزان کارایی مصرف آب نسبی حداقل 9 درصد افزایش‌یافته و کاهش حداقل 26 درصدی منابع آب را به دنبال دارد. همچنین سطح کشت به میزان 192، 189 و 182 هکتار به ترتیب در سناریو‌های اول تا سوم افزایش می‌یابد. از طرف دیگر، در سناریوی اول و سوم میزان سود اقتصادی به ترتیب به میزان 5/19 و 7/10 میلیارد ریال نسبت به وضعیت فعلی افزایش می‌یابد، درحالی‌که در سناریوی دوم سود اقتصادی با کاهش 4/8 میلیارد ریالی همراه است. نتیجه‌گیری: با بهینه‌سازی تخصیص منابع آبی ضمن صرفه‌جویی چشمگیر در آب مصرفی، محصول تولیدی به ازای آب مصرفی و همچنین سود اقتصادی نیز بسته به جواب انتخابی می‌تواند افزایش یابد. همچنین تخصیص بهینه منابع آبی باعث افزایش سطح کشت می‌شود که این به معنای احیاء اراضی آیش است.

Keywords

• مدیریت آب
• نسبت درآمد به هزینه
• کارایی مصرف آب
• بهینه‌سازی
• ضرایب حساسیت به تنش آبی گیاه