تخصیص بهینه آب و زمین در شبکه‌ی آبیاری مغان با ترکیب مدل‌سازی گیاهی و الگوریتم ژنتیک

نویسندگان

1 گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی، مشهد، ایران

2 گروه ریاضی کاربردی، دانشکده علوم ریاضی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

3 گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران.

4 گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

5 گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

doi
10.22059/ijswr.2023.352463.669411
چکیده

آب یکی از مهمترین عوامل تأمین امنیت غذایی جمعیت رو به رشد جهان است. محدودیت منابع آب کشور و همچنین رقابت فزاینده‌ی بخش‌های مختلف جهت استفاده از آب، مدیریت بهینه از منابع آبی را ضروری می‌سازد. در شبکه‌های آبیاری استراتژی‌های مختلفی برای مدیریت منابع آبی به‌کار گرفته می‌شود. یکی از این موارد، تخصیص بهینه آب و زمین است. در این پژوهش یک مدل بهینه‌ساز تخصیص آب و زمین با هدف بیشینه‌سازی سود اقتصادی، بر مبنای الگوریتم ژنتیک و استفاده از مدل گیاهی AquaCrop plug-in ارائه شده است. برای این منظور کدنویسی سی شارپ (C#) در فضای ویژوال استودیو انجام شد. برای سنجش کارایی مدل، اراضی تحت پوشش یکی از کانال‌های شبکه‌ی آبیاری مغان بررسی شد. در این مدل سال زراعی به 36 دوره ده روزه تقسیم و عمق آب آبیاری در هر دوره و مساحت زیر کشت نیز به‌عنوان متغیرهای تصمیم در گرفته شدند. نتایج نشان داد بیشترین درصد افزایش میزان سود اقتصادی مربوط به گیاه ذرت دانه‌ای کشت اول، یونجه و گندم به‌ترتیب با 9، 3/7 و 7 درصد است. این در حالی است که کمترین افزایش میزان سود اقتصادی مربوط به گیاه ذرت دانه‌ای کشت دوم و سویا است. حجم آب تخصیص یافته در حالت بهینه به میزان 7/14 درصد کاهش یافت، اما در مقابل سود اقتصادی با افزایش 7/5 درصدی همراه بود. لذا تخصیص بهینه آب در این منطقه بیش از افزایش سود اقتصادی، صرفه‌جویی در مصرف آب را تشویق می‌کند.