تعیین الگوی کشت بهینه در شبکه آبیاری و زهکشی سد گلستان با استفاده از الگوریتم ژنتیک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته گروه مهندسی آب دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

2 مدیرگروه مهندسی آب دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

3 استادیار موسسه تحقیقات آب و خاک کرج.

4 دانشیار دانشکده مهندسی آب و خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان.

چکیده

تهیه، تدوین و اجرای الگوی کشت یکی از فعالیت­های مهم در بخش کشاورزی و نظام تولید مواد غذایی می­باشد. با توجه به اهمیت و نقش الگوی کشت در تولید پایدار محصولات زراعی و باغی، تعیین الگوی بهینه کشت در شبکه­های آبیاری امری ضروری است. تحقیق حاضر با هدف حداکثرسازی میزان سود خالص کشاورزان با استفاده از روش بهینه­سازی الگوریتم ژنتیک به تعیین الگوی کشت بهینه در شبکه آبیاری و زهکشی سد گلستان پرداخته است. این شبکه آبیاری توسط چهار شرکت تعاونی تولید روستایی به صورت مجزا مورد بهره­برداری قرار گرفته است، به همین دلیل الگوی کشت منطقه برای هر تعاونی به صورت مجزا و در دو کشت پاییزه و تابستانه تعیین شده است. در کشت پاییزه به دلیل بارندگی و وجود آب کافی مدل تمام مساحت قابل کشت هر تعاونی را به زیر کشت برده و 38 درصد از حجم آب موجود نیز به صورت مازاد باقی مانده است. اما در کشت تابستانه به دلیل افزایش تبخیر و تعرق و نبود بارندگی میزان آب آبیاری افزایش می­یابد، به همین دلیل مدل به طور متوسط 34 درصد مساحت هر تعاونی را به زیر کشت محصولات آبی برده است. در صورت استفاده از آب مازاد کشت پاییزه در کشت تابستانه می­توان 1388 هکتار (حدود ۱۳ درصد)  دیگر از اراضی را نیز به زیر کشت محصولات آبی برد و میزان سود را 37 درصد افزایش داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Determining the Optimum Cropping Pattern in Golestan Dam Irrigation and Drainage Network using Genetic Algorithm

نویسندگان [English]

  • Shakiba Mirzaee 1
  • Mehdi Shahabi Far 3
  • Hosein Sharifan 4
1 M.Sc. Graduated Student of Water Engineering Department, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources
3 Assistant Professor of Soil and Water Research Institute, Karaj, Iran.
4 Associate Professor of Water Engineering Department, Soil and Water Engineering college. Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources
چکیده [English]

The preparation, formulation and implementation of crop patterns are important activities in the agriculture and food production organizations. According to the significance role of cropping pattern in sustainable production of agricultural and horticultural crops, determining the optimum cropping pattern in irrigation network is necessary. This research objective is maximizing the net profit of farmers using genetic algorithms to determine optimal crop pattern in Golestan dam irrigation and drainage network. This irrigation network has been exploited separately by 4 rural production cooperatives company. For this reason the cropping pattern has been set for each cooperative separately in fall and summer cultures. In fall planting, because of good rainfall and sufficient water, all land area of each cooperative would be cultivated; in this case around 38% remaining excess water would be stored in dam reservoirs. But in the summer planting because of increasing evaporation and decreasing rainfall, irrigation water requirement would be increased, for this reason; the model is taken in an average 34% of the each cooperative area under crops. By using the surplus water of fall planting in summer planting, it can be another 1388 hectares (around 13 %) of land to be planted under irrigated crops and as a result the profit increased up to 37 percent.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Optimization
  • Cropping patterns
  • Golestan dam Irrigation and Drainage Network
  • Genetic Algorithm

مراجع

1-    احمدیان­فر، الف.، ادیب، الف.، تقیان، م. و ع. حقیقی. 1395. بهینه­سازی بهره­برداری از سدهای مخزنی با استفاده از الگوریتم ژنتیک چند هدفه با رویکرد مرتب سازی نامغلوب. مجله علوم و مهندسی آبیاری. جلد 39 (2): 89-100.
 
2-    باقریان، س.ع.، صالح، ا. و غ.ر. پیکانی . 1386. بهینه­سازی الگوی کشت در منطقه کازرون با استفاده از روش برنامه­ریزی خطی. ششمین کنفرانس اقتصاد کشاورزی ایران، دانشگاه فردوسی مشهد.
 
3-    حبیبی داویجانی، م.، بنی حبیب، م. ا. و س.ر. هاشمی . 1392. مدل بهینه سازی تخصیص منابع آب در بخشهای کشاورزی، صنعت و خدمات با استفاده از الگوریتم پیشرفته  GAPSO. نشریه آب و خاک، 27: 691-680.
 
4-    حیدری ،م.، صبوحی، م.، پرهیزکاری، ا. و م. نوروزیان. 1391. بهینه­سازی الگوی کشت با استفاده از مدل برنامه ریزی آرمانی (GP) در استان قزوین)مطالعه موردی : بخش رودبار الموت غربی(. اولین کنفرانس ملی راهکارهای دستیابی به توسعه پایدار در بخشهای کشاورزی، منابع طبیعی و محیط زیست.
 
5-    رضایی، ز.، دوراندیش، الف. و الف. سروری نوبهار. 1391. تعیین الگوی کشت تحت سه استراتژی اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی با کاربرد الگوریتم ژنتیک (مطالعه موردی مشهد). هشتمین همایش دو سالانه اقتصاد کشاورزی (کشاورزی پایدار و امنیت غذایی: سیاست‌ها و راهبردها)، اردیبهشت.
 
6-    شاه­کرمی، ن.، مرید، س. و م.ع. رحیمی جمنانی. 1385. بهینه­سازی الگوی کشت بر اساس مقادیر پیش­بینی شده جریان رودخانه (مطالعه موردی رودخانه صوفی­چای و شبکه­آبیاری پایین­دست. مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی،  7(29): 1-18.
 
7-    شعبانی، م.ک. و ت. هنر. 1387. تعیین الگوی بهینه کشت در کانال­های آبیاری با استفاده از مدل IPM. مجله آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی)، 22(2): 106-95.
8-    طالبی، ب. 1391. مدل بهره برداری بهینه از منابع آب در شرایط بحرانی (خشکسالی، سیل و حوادث غیرمترقبه). پایان نامه کارشناسی ارشد، رشته آبیاری و زهکشی، دانشکده مهندسی آب و خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان.
 
9-    عالم تبریز، ا.، زندیه، م و م. رحیمی. 1390. الگوریتم­های فراابتکاری در بهینه­سازی ترکیبی. انتشارات صفار- اشراقی، چاپ دوم.
 
10-  عباسی، ع. و س.م قدمی. 1386. تأثیر بهینه­سازی الگوی کشت در کاهش مصرف آب و افزایش درآمد (مطالعه موردی: دشت فریمان – تربت جام). ششمین کنفرانس اقتصاد کشاورزی ایران، مشهد.
 
11-  قرقانی، ف.، بوستانی، ف و غ. سلطانی. 1388. بررسی تاثیرکاهش آب آبیاری و افزایش قیمت آب بر الگوی کشت با استفاده از روش برنامه­ریزی ریاضی مثبت (مطالعه­ی موردی شهرستان اقلید در استان فارس). مجله­ی تحقیقات اقتصاد کشاورزی، 1(1): 74-57.
 
12-  کارآموز، م.، احمدی، آ. و س. نظیف. 1385. چالشها و فرصت­های به کارگیری مدل­های بهره­برداری بهینه از سیستم_های منابع آب . اولین همایش منطقه­ای بهره­برداران از منابع آب حوضه­های کارون و زاینده رود، دانشگاه شهرکرد.
 
13-  لطیف­زاده، ش.، مختاران، ر.، لطیف­زاده، ل. و س. حمزه. 1389. تعیین الگوی کشت بهینه در راستای مدیریت مصرف آب کشاورزی در حوزه شبکه آبیاری عقیلی- گتوند. فصلنامه مهندسی آب، (1): 67-61.
 
14-  مجیدی، ن.، علیزاده، ا. و م. قربانی. 1390. تعیین الگوی کشت بهینه همسو با مدیریت منابع آب دشت مشهد-چناران. نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی)، 25(4): 785-776.
 
15-  محسن زاده، ف. 1391. مقایسه تاثیر بهینه­سازی الگوی کشت در افزایش سود و کارایی مصرف آب با روش­های مختلف برنامه­ریزی. پایان نامه کارشناسی ارشد، رشته آبیاری و زهکشی، دانشکده مهندسی آب و خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان.
 
16-  محمدیان، ف.، شاهنوشی، ن.، قربانی، م. و ح. عاقل. 1388. انتخاب الگوی کشت بالقوه محصولات زراعی بر اساس روش فرایند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) (مطالعه موردی: دشت تربت جام). مجله دانش کشاورزی پایدار، جلد 19(1): 187-171.
 
17-  نخعی، م.، هاشمی، س.ر.، خاشعی سیوکی، ع. و م. احمدی. 1395. بهینه­سازی الگوی کشت با استفاده از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی و برنامه­ریزی خطی (مطالعه موردی: دشت بیرجند). مجله علوم و مهندسی آبیاری، جلد 39 (2): 115-124.
 
18- Annepu, G., Subbaiah, K. V. and N.R. Kandukuri,N.R. 2011. Land allocation strategies through genetic algorithm approach–A case study. Global Journal of Research In Engineering.11  (4): 54-69
 
19- Mathur, Y. P., Sharma, G. and A.W. Pawde. 2009. Optimal operation scheduling of irrigation canals using genetic algorithm. International Journal of Recent Trends in Engineering, 1(6): 11- 15
 
20- Monem, M. J., Najafi, M. R. and S. Khoshnavaz. 2007. Optimal water scheduling in irrigation networks using genetic algorithm. Journal of Iran- Water Resources Research, 3 (1): 1-11.
علوم و مهندسی آبیاری
دوره 40، شماره 3
آذر 1396
صفحه 181-190

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 20 تیر 1394
  • تاریخ بازنگری: 30 تیر 1395
  • تاریخ پذیرش: 28 شهریور 1395
  • تاریخ انتشار: 01 آذر 1396

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار