
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 626 |
تعداد مقالات | 6,517 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,747,093 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,317,743 |
تخصیص بهینه منابع آبی با استفاده از الگوریتم ژنتیک با رتبه بندی نامغلوب(مطالعه موردی: شبکه آبیاری حمیدیه) | ||
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک | ||
مقاله 14، دوره 25، شماره 6، بهمن و اسفند 1397، صفحه 239-253 اصل مقاله (551.79 K) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwsc.2019.14395.2924 | ||
نویسندگان | ||
پیمان کاشفی نژاد* 1؛ عبدالرحیم هوشمند2؛ سعید برومند نسب3 | ||
1گروه آبیاری و زهکشی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران | ||
2آبیاری و زهکشی، دانشکده علوم آب، دانشگاه چمران اهواز، ایزان | ||
3استاد آبیاری و زهکشی دانشگاه شهید چمران اهواز | ||
چکیده | ||
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. | ||
کلیدواژهها | ||
مدیریت آب؛ نسبت درآمد به هزینه؛ کارایی مصرف آب؛ بهینهسازی؛ ضرایب حساسیت به تنش آبی گیاه | ||
مراجع | ||
1.Ahmadianfar, A., Adib, A., Taghian, A., and Haghighi, A. 2016. Optimization operation from storage dams using non-dominated sorting genetic algorithm. J. Irrig. Sci. Engin. 39: 2. 89-100. (In Persian)
2.Akbripour, H., and Masehian, E. 2013. Efficient and Robust Parameter Tuning for Heuristic Algorithms. Inter. J. Ind. Engin. Prod. Res. 24: 2. 143-150.
3.Allen, R.G., Pereira, L.S., Raes, D., and Smith, M. 1998. Crop evapotranspiration (guidelines for computing crop water requirements). Irrigation and Drainage paper NO.56. Rome, Italy, 174p.
4.Asaadi-Mehrabani, M., Banihabib, M.E., and Roozbahany, A. 2018. Fuzzy linear programming model for the optimization of cropping pattern in Zarrinehroud Basin. Iran-Water Resources Research. 14: 1. 13-24. (In Persian)
5.Deb, K. 2001. Multi-objective optimization using evolutionary algorithms. John wiley and sons, Hoboken, New Jersey, United States, 518p.
6.Deb, K., Pratap, A., Agarwal, S., and Meyarivan, T. 2002. A fast and elitist multi-objective genetic algorithm: NSGA-II. IEEE Transactions on Evolutionary Computation. 6: 2. 182-197.
7.Doorenbos, J., and Kassam, A.H. 1979. Yield response to water. Irrigation and Drainage paper No.33. Rome, Italy, 193p.
8.Garg, N.K., and Dadhich, S.M. 2014. A proposed method to determine yield response factors of different crops under deficit irrigation using inverse formulation approach. Agricultural Water Management. 137: 68-74.
9.Khashei Siuki, A., Ghahraman, B., and Kouchakzadeh, M. 2013. Application of agriculture water allocation and management by PSO optimization technic (Case study: Nayshabur Plaine). J. Water Soil. 27: 2. 292-303. (In Persian)
10.Lalehzari R., Boroomand Nasab, S., Moazed, H., and Haghighi, A. 2015. Optimal allocation of surface and groundwater resources to cropping pattern in Baghmalek plain by multi-objective planning based on non-dominated sorting algorithm. Ph.D. Dissertation. Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran. 226p. (In Persian) 11.Mirzaee, S., Shahabi Far, M., and Sharifan, H. 2017. Determining the optimum cropping pattern in Golestan dam irrigation and drainage network using genetic algorithm. J. Irrig. Sci. Engin. 40: 3. 181-190. (In Persian)
12.Reddy, M.J., and Kumar, D.N. 2007. Multi-objective particle swam optimization for generating trade-offs in reservoir operation. Hydrological Processes. 21: 2897-2909.
13.Sadeghi, J., and Akhavan Niaki, S.T. 2015. Two parameter tuned multi-objective evolutionary algorithms for a bi-objective vendor managed inventory model with trapezoidal fuzzy demand. Applied soft computing. 30: 567-576.
14.Stewart, J.I., Hagan, R.M., and Pruit, W.O. 1976. Production functions and predicted irrigation programmes for principal crops as required for water resources planning and increased water use efficiency. US Department of Interior, Washington DC, United States, 80p.
15.Tavakoli, A.R., Liaghat, A., and Mahdavi Moghaddam, M. 2012. Water allocation pattern under conjunctive use of advanced management and single irrigation scenarios in rainfed areas. J. Water Res. Agric. 25: 2. 93-106. (In Persian)
16.Zargan, J., and Waez-Mousavi, S.M. 2016. Water crisis in Iran: its intensity, causes and confronting strategies. Ind. J. Sci. Technol. 9: 44. 2-6. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 646 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 579 |