تخصیص بهینه آب سد قلعه چای عجب‌شیر بین محصولات کشاورزی در شرایط عدم حتمیت

اقتصاد و توسعه کشاورزی

مقاله 5، دوره 32، شماره 3 - شماره پیاپی 41، مهر 1397، صفحه 247-258   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jead2.v32i3.73471

نویسندگان

مریم جعفری ثانی؛ باب اله حیاتی؛ جواد نعمتیان^* ؛ محمد قهرمان زاده

دانشگاه تبریز

چکیده

با توجه به اقلیم خشک و پراکنش نامناسب بارش در ایران، کشاورزی پایدار منوط به استفاده صحیح و علمی از منابع آب است. در مطالعه حاضر تخصیص بهینه آب سد قلعه چای عجب شیر در بخش کشاورزی با کاربرد مدل برنامه‌ریزی تصادفی بازه‌ای دومرحله‌ای مورد بررسی قرار گرفت. اطلاعات مورد نیاز محصولات منتخب منطقه (گندم، جو، سیب‌زمینی، پیاز، انگور، گردو، بادام و سیب) در سال 95-1394 از سازمان آب منطقه­ای و جهاد کشاورزی استان آذربایجان‌شرقی و در مواردی از طریق تکمیل پرسشنامه و مصاحبه حضوری با کشاورزان به صورت نمونه‌گیری تصادفی ساده گردآوری گردید و الگوریتم‌های لازم برای حل مدل، در بسته نرم­افزاری GAMS نوشته شد. نتایج مدل برنامه‌ریزی تصادفی بازه‌ای دو مرحله‌ای نشان داد که در صورت استفاده از روش بهینه‌سازی، در سطح جریان کم مقدار آب تخصیصی برای همه محصولات به غیر از بادام صفر بوده و در سطح جریان متوسط فقط به سیب‌زمینی، پیاز، گردو، بادام و سیب، آب اختصاص می‌یابد. در سطح جریان زیاد کل نیاز آبی گیاهان تأمین شده و کمبودی وجود نخواهد داشت. برای جبران کمبود آب در سطوح مختلف جریان، کشاورز می‌تواند از منابع کمکی استفاده کند که با استفاده از مدل توسعه یافته برنامه‌ریزی تصادفی بازه‌ای دومرحله‌ای، آلترناتیوهای بهینه برای هر محصول ارائه گردیده است. با توجه به نتایج می‌توان اظهار داشت با ارائه مدل بهینه، کشاورزان بهترین تصمیم ممکن را برای رسیدن به بیشترین سود اتخاذ می‌کنند و به سیاستگزاران بخش مدیریت منابع آب کمک می‌کند که در شرایط بحرانی از منابع آب به شکل بهینه استفاده کنند که در این صورت کمترین ناپایداری در استفاده از منابع آبی وجود خواهد داشت.

کلیدواژه‌ها

برنامه‌ریزی تصادفی بازه‌ای دومرحله‌ای؛ سد قلعه‌چای؛ عدم حتمیت؛ عجب‌شیر؛ منابع آب

مراجع

1- Azarakhshi M., Farzad Mehr J., Eslah M., and Sahabi H. 2013. Investigation of annual and seasonal changes in rainfall and temperature parameters in Iran's different whether regions. Journal of Rangeland and Watershed Management, 66(1): 1-16. (In Persian)

2- Bahrami Nasab M., Dourandish A., Shahnoushi N., and Kohansal M.R. 2015. Determine the optimal cropping pattern of Esfarayen county (Application of interval-valued fuzzy programming based on Infinite Alpha-Cuts). Iranian Journal of Agricultural Economics and Development Research, 46(1): 61-73. (In Persian with English abstract)

3- Dai Z.Y., and Li Y.P. 2013. A multistage irrigation water allocation model for agricultural land use planning under uncertainty. Agricultural Water Management, 129: 69-79.

4- East Azarbaijan Regional Water Authority. 2013.

5- Garg N.K., and Dadhich S.M. 2014. Integrated non-linear model for optimal cropping pattern and irrigation scheduling under deficit irrigation. Agricultural Water Management, 140: 1–13.

6- Guo P., Huang G.H., Zhu H., and Wang X.L. 2010. A two-stage programming approach for water resources management under randomness and fuzziness. Environmental Modelling and Software, 25(12): 1573-1581.

7- Homayounifar M., and Rastegaripour F. 2010. Water allocation of Latyan dam between agricultural products under uncertainty. Journal of Agricultural Economics and Development, 24(2): 259-267. (In Persian)

8- Huang G. H., 1996. IPWM: an interval parameter water quality management model. Engineering Optimization + A35. 26(2): 79-103.

9- Huang G.H., and Loucks D.P. 2000. An inexact two-stage stochastic programming model for water resources management under uncertainty. Civil Engineering and Environmental Systems, 17(2): 95–118.

10- Huang Y., Li Y.P., Chen X., and Ma Y.G. 2012. Optimization of the irrigation water resources for agricultural sustainability in Tarim river basin, China. Agricultural Water Management, 107: 74-85.

11- Kang M., and Park S. 2014. Modeling water flows in a serial irrigation reservoir system considering irrigation return flows and reservoir operations. Agricultural Water Management, 143: 131–141.

12- Li Y.P., Huang G.H., and Nie S.L. 2006. An interval-parameter multi-stage stochastic programming model for water resources management under uncertainty. Advances in Water Resources, 29(5): 776–789.

13- Li Y. P., and Huang G. H. 2008. Interval-parameter two-stage stochastic nonlinear programming for water resources management under uncertainty. Water Resources Management, 22(6): 681-698.

14- Li M., and Guo P. 2014. A multi- objective optimal allocation model for irrigation water resources under multiple uncertainties. Applied Mathematical Modelling, 19: 4897-4911.

15- Miao D.Y., Huang W.W., Li Y.P., and Yang Z.F. 2014. Planning water resources systems under uncertainty using an interval-fuzzy de novo programming method. Journal of Environmental Informatics, 24(1): 11–23.

16- Momeni M., and Rezai N. 2009. Operation model of the Aras dam reservoir using dynamic programming. Journal of Industrial Management, 1: 139-152. (In Persian)

17- Nematian J. 2016. An extended two- stage stochastic programming approach for water resources management under uncertainty. Journal of Environmental Information, 27(2): 72-84.

18- Niu G., Li Y.P., Huang G.H., Liu J., and Fan Y.R. 2016. Crop planning and water resource allocation for sustainable development of an irrigation region in China under multiple uncertainties. Agricultural Water Management, 166: 53-69.

19- Rastegaripour F., and Karbasi A. 2014. Optimal utilization of Lar dam reservoir inexact five stage stochastic programming. Agricultural Economics Research, 6(4): 21-37. (In Persian)

20- Rastegaripour F., and Sabouhi M. 2010. An Optimization model for Kardeh reservoir operation using interval-parameter, multi-stage, stochastic programming. Journal of Water and Sewage, No. 3: 88-98. (In Persian).

21- Regulwar D.G., and Gurav J.B. 2011. Irrigation planning under uncertainty –a multi objective fuzzy linear programming approach. Water Resource Management, 25(5): 1387–1416.

22- Sabouhi, M., Rastegaripour F., and Keikha A.A. 2009. Optimal allocation of Torogh dam water between agricultural and urban sectors by an Interval Parameter Fuzzy Two Stages Stochastic Programming under Uncertainty. Journal of Economy and Agriculture, 3(1): 31-53. (In Persian)

23- Sabouhi M., and Mojarad A. 2010. Application of game theory in the management of groundwater resources the upper watershed. Journal of Agricultural Economics and Development, 1: 1-12. (In Persian)

24- Sethi L.N., Panda S.N., and Nayak M.K. 2006. Optimal crop planning and water resources allocation in a coastal groundwater basin, Orissa, India. Journal of Agricultural Water Management, 83: 209-220.

25- Singh A. 2014. Simulation–optimization modeling for conjunctive water use management. Agricultural Water Management, 141: 23–29.

26- Zhao G. 2001. A log-barrier method with benders decomposition for solving two-stage stochastic linear programs. Mathematical Programming, 90: 507-53.