بهینه‌سازی تخصیص اراضی و آب آبیاری مبتنی بر دیدگاه بیلان آب با استفاده از برنامه‌ریزی خطی

آب و خاک

مقاله 4، دوره 31، شماره 2 - شماره پیاپی 52، خرداد 1396، صفحه 372-385   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v31i2.52166

نویسندگان

حمید رضا مرادی^{* 1}؛ خلیل جلیلی¹؛ امید بزرگ حداد²

¹دانشگاه تربیت مدرس

²دانشگاه تهران

چکیده

بهینه‌سازی تخصیص منابع یکی از راهکارهای مناسب برای دستیابی به توسعه پایدار و کاهش هدررفت منابع است. در دشت اسلام‌آباد غرب استان کرمانشاه به منظور دستیابی به توسعه پایدار و تخصیص بهینه اراضی به محصولات الگوی کشت، محدودیت‌های موجود لحاظ گردید و برای بیشینه سازی سود تولید، توابع هدف و محدودیت با برنامه‌ریزی خطی فرموله و با استفاده از روش سیمپلکس به کمک نرم افزار LINGO حل شد. سه سناریوی مدیریتی و 6 برنامه عملیاتی با لحاظ محدودیت‌های موجود شامل دسترسی به منابع، تناوب زراعی، اجتماعی- اقتصادی و غیر منفی بودن متغیرها تحلیل و آنالیز حساسیت شدند. نتایج حاصله بیانگر آن است که در کلیه سناریوهای مدیریتی کشت‌های آبی محصولاتی چون چغندر، ذرت، نخود، گوجه فرنگی و جالیز از الگوی کشت بهینه حذف شدند. گندم در 2 سناریو و 5 برنامه عملیاتی،افزایش سطح زیر کشت داشته است. میزان سود حاصل از بهینه‌سازی در کلیه سناریوهای مدیریتی مثبت بوده و این افزایش از 19 تا 55 درصد متغیر است نتایج بدست آمده از تجزیه و تحلیل حساسیت نیز نمایانگر تاثیر پذیری زیاد توابع هدف از میزان آب در دسترس، سطح کل اراضی و سطح کشت یونجه است.

کلیدواژه‌ها

اسلام آباد غرب؛ الگوی کشت؛ توسعه پایدار؛ روش سیمپلکس؛ نرم افزار LINGO

مراجع

1- Alcala F.J., Martinez-Valderrama J., Robles-Marin P., Guerrera F., Martin-Martin M., Raffaelli G., and Asebriy L. 2015. A hydrological–economic model for sustainable groundwater use in sparse-data drylands: Application to the Amtoudi Oasis in southern Morocco, northern Sahara. Science of The Total Environment. 537:309–322.

2- Almaraz S.D.L., Marianne B., Catherine A.P., Ludovic M., and Serge D. 2015. Design of a multi-contaminant water allocation network using multi-objective optimization. Computer Aided Chemical Engineering. 37: 911–916.

3- Bozorg Haddad O., and Marino M.A. 2010. Optimum operation of wells in coastal aquifers. Proceedings of the ICE - Water Management. 164(3):135 –146.

4- Das B., Singh A., Panda S.N., and Yasuda H. 2015. Optimal land and water resources allocation policies for sustainable irrigated agriculture. Land Use Policy. 42: 527-537.

5- Divakar L., Babel M.S., Perret S., Das G.A. 2013. Optimal water allocation model based on satisfaction and economic benefits. International Journal of Water. 7(4):363-381.

6- Fallah-Mehdipour E., Bozorg Haddad O., and Marino M.A. 2013. Prediction and simulation of monthly groundwater levels by genetic programming. Journal of Hydro-Environment Research. 7: 253-260.

7- Ganji Khorramdel N., Mohammadi K., and Monem M.J. 2008. Optimization of observation well network for the estimation of groundwater balance using double water table fluctuation method. Journal of Soil and Water. 22(2): 358-370.

8- Hassan-Esfahani L., Torres-Rua A., and McKee M. 2015. Assessment of optimal irrigation water allocation for pressurized irrigation system using water balance approach, learning machines, and remotely sensed data. Agricultural Water Management. 153: 42–50.

9- Jalili Kh., Sadeghi S.H.R., and Nikkami D. 2006. Land use optimization of watershed for soil erosion minimization using linear programming. Journal of Science & Technology of Agriculture and Natural Resources. 10(4): 15-26.

10- Jalili Kh., Moradi H.R., and Bozorg Haddad O. 2015. Analysis of aquifer water level drawdown in Islamabad due to the allocation of groundwater resources. p. 499–509. In S.M. Tajbakhsh Fakhrabadi (ed.) Proceedings of Water Harvesting and Watershed Management Congress. 18-19 Feb. 2015. Birjand University, Birjand, Iran.

11- Li M., and Guo P. 2014. A multi-objective optimal allocation model for irrigation water resources under multiple uncertainties. Applied Mathematical Modelling. 38(19–20): 4897–4911.

12- Mahdi-Moradi J., BozorgHaddad O., Karney M.A., and Marino B.W. 2007. Reservoir operation in assigning optimal multi-crop irrigation areas. Agricultural Water Management. 90: 149-19.

13- Mohammadrezapour Tabari M., Ebadi T., and Maknoon R. 2010. Development of a smart model for groundwater level prediction based on aquifer dynamic conditions. Journal of Water and Waste Water. 4: 70-80.

14- Molina J.L., Bromley J., Grcia-Arostegui J.L., Sullivan C., and Benavete J. 2010. Integrated water resources management of overexploited hydrological system using objected-oriented bayesian networks. Environmental Modeling & Software. 25(4): 383-397.

15- Nikkami D. 1999. Optimizing the management of soil erosion using GIS, Ph.D dissertation. Concordia University.108 pp.

16- Roozbahani R., Schreider S., and Abbasi B. 2015. Optimal water allocation through a multi-objective compromise between environmental, social, and economic preferences. Environmental Modelling & Software. 64:18–30.

17- Sadeghi S.H.R., Jalili Kh., and Nikkami D. 2009. Land use optimization in watershed scale. Land Use Policy. 26(2009)186-193.

18- Sefelnasr A., Gossel W., and Wycisk P. 2015. Groundwater management options in an arid environment: The Nubian Sandstone Aquifer System, Eastern Sahara. Journal of Arid Environments. 122:46-58.

19- Vedula S., Mujumdar, P.P., and Sekhar G.C. 2004. Conjunctive use modeling for multicrop irrigation. Journal of Agricultural Water Management. 73: 193-221.