بهینه‌سازی تخصیص آب و الگوی کشت بهینه (مطالعه موردی: دشت قزوین)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، گروه مهندسی آب،

2 علوم تحقیقات تهران

3 عضو هئیت علمی

4 دانشگاه گیلان

چکیده

آب به‌عنوان مهم‌ترین و محدودکننده‌تـرین نهاده تولیدی در اغلب مناطق کشاورزی ایران خودنمایی می‌کند. از طرفی استفاده بهینه از منابع آب یکی از مهم‌ترین مسائل مطرح در کشاورزی پایدار به‌شمار می‌آید. آب به‌عنوان یک منبع قابل تجدید همواره به‌عنوان یک رکن اصلی کشاورزی مطرح بوده است. در مطالعه حاضر یک مدل بهینه‌سازی به منظور حداکثر نمودن سود و حداقل برهم خوردن پایداری منابع آب در کانال‌های L1، L2، L3، L4، L4A، L5، L6 ، L7، L8، L9، L10، L20 در شبکه آبیاری و زهکشی دشت قزوین توسعه داده شد. مدل بهینه‌سازی با استفاده از الگوریتم ژنتیک چندهدفه با دو تابع هدف مجزا ارایه گردید. برای واسنجی مزرعه‌ای مدل، نسبت کشت، هزینه تولید و قیمت فروش گیاهان عمده و مهم به همراه نسبت کشت آن‌ها در سال زراعی 1394 جمع‌آوری گردید. نتایج، حاکی از افزایش سود خالص به میزان 64 درصد نسبت به الگوی کشت موجود از طریق کاهش سطوح زیرکشت محصولات با سود خالص کم و افزایش سطح زیرکشت محصولات با درآمد بالا می‌باشد. افزایش درآمد حاصله از تغییر در الگوی کشت ثابت می‌کند اصلاح الگوی کشت موجود نیاز به بازنگری و تغییر دارد. هم‌چنین با توجه به تعریف تابع هدف دوم، میزان آب مصرفی در شرایط بهینه 20 درصد کاهش یافت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Optimization of Water Allocation and Optimal Cropping Pattern in Irrigation and Drainage Network of Ghazvin Plain

نویسندگان [English]

  • Fahimeh Shirshahi 1
  • Niazali Ebrahimipak 3
  • Mohammad Reza Khaledian 4
1 Ph.D. Candidate, Department of water engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
3 swri
4 University of Gilan
چکیده [English]

Water scarcity has become a major constraint for the growth of societies in the world over the last few decades. The agricultural sector, as the largest water user, is prioritizing the optimal and sustainable allocation of water resources. In the present study, an optimization model was developed to maximize the profit and minimize the stability of water resources in the main canal and grade 1 and 2 channels in the irrigation and drainage network of Qazvin plain (Figure 1). The optimization model was proposed using a multi-objective genetic algorithm with two separate objective functions. In order to study the model farm, the major and important plants with their culture ratio in L1, L2, L3, L4, L4A, L5, L6, L7, L8, L9, L10, L20 canals in Qazvin Plain, cost Production and sales price of products were collected in the year 1394. The results of the optimization exercise indicate a 64% increase in net profit compared to the existing cropping pattern by reducing the level of cropping of products with low net profit and increasing the level of high-yielding products. On the other hand, according to the coefficients applied to water quotas, the definition of the second target function has reduced water consumption by optimal conditions from 100% of the water quota to 80%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Economic Profit
  • Genetic Algorithm
  • NSGAII
  • Sustainability of Water Resources