بررسی، مدل‌سازی و بهینه‌سازی همبست آب، انرژی و غذا در تولید شلتوک شهر رشت

نویسندگان

1 گروه مهندسی بیوسیستم کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

2 گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، گیلان، رشت، ایران.

3 گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

4 گروه مهندسی بیوسیستم کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز

doi
10.22059/ijbse.2025.388507.665580
چکیده

افزایش جمعیت و تقاضا برای منابع طبیعی چالش‌های بزرگی به همراه دارد. رویکرد همبست منابع همراه با مدل‌سازی و بهینه‌سازی مصرف آب، انرژی و غذا، کارآیی منابع را افزایش و پایداری سیستم‌های مرتبط را تضمین می‌کند. مطالعه کنونی به بررسی، مدل‌سازی و بهینه‌سازی همبست آب، انرژی و غذا در تولید شلتوک برنج در شهرستان رشت پرداخته است. این هدف در قالب دو سناریو کشت ارقام پُرمحصول شلتوک برنج و تسطیح اراضی کشاورزی با استفاده از نرم‌افزارهایLEAP ، WEAP و مدلMGP  انجام شد و فرآیند بهینه‌سازی با الگوریتم NSGA-II صورت پذیرفت. داده‌ها از کشاورزان، سازمان‌ها و منابع کتابخانه‌ای به دست آمدند. نهاده‌های سوخت و برق، ماشین‌های کشاورزی، مواد شیمیایی و آلی، نیروی کار و آب مورد بررسی قرار گرفتند. منابع آب مورد بررسی در نیازهای شرب، صنعت و کشاورزی، رودخانه‌ها، کانال‌ها و آب‌بندان‌ها و آب‌های زیرسطحی بودند. نتایج نشان داد که میانگین انرژی مصرفی و میانگین انرژی حاصل از تولید شلتوک در سناریو ارقام پُرمحصول شلتوک برنج نسبت به سناریو تسطیح اراضی کشاورزی بیشتر بوده است. میانگین آب مصرفی در دو سناریو تا افق 1419 تفاوت چندانی نسبت به یکدیگر نداشت. نتایج مدل‌سازی نشان داد که در شرایط ایدهآل، مقادیرRMSE ، 2R،MAPE  و EF به ترتیب برابر با 353/110، 9032/0، 831/10 و 891/0 می‌باشد. نتایج بهینه‌سازی نشان داد که در شرایط بهینه، مصرف آب، انرژی و تولید شلتوک به ترتیب برابر با 94/0، 53/0 و 26/3 درصد بهبود یافتند.