استخراج منحني فرمان آبياري محصول گندم با استفاده از رويكرد شبيه‌سازي - بهينه‌سازي

Extraction of Wheat Irrigation Operation Curve using Simulation-Optimization Approach

با توجه به اينكه كشاورزي از جمله بخش­هاي پرمصرف منابع آب است، مديريت و كنترل در اين بخش مي­تواند سهم بسزايي در مديريت منابع آب داشته باشد. در اين مطالعه رويكرد شبيه ­سازي - بهينه ­سازي با استفاده از ابزار ارزيابي خاك و آب (SWAT) در تركيب با الگوريتم بهينه ­سازي تفاضلي غير غالب (NSDE) به­ منظور پيدا كردن بهترين منحني فرمان براي آبياري محصول گندم در حوضه مهاباد به كار گرفته شد. عملكرد محصول گندم در سال­هاي 2011 تا 2013 براي واسنجي و صحت ­سنجي SWAT در نظر گرفته شد. بر مبناي قانون جيره ­بندي، تابعي دو هدفه بكار گرفته شد كه يكي از اهداف آن توليد محصول بيشتر و ديگري حجم آبياري كمتر بود. نتايج بهينه نشان دادند كه با كاهش ميزان آبياري سالانه از 200 ميلي­متر به حدود 100 ميلي­متر مي­توان توليدي برابر 114/2 تن در هكتار داشت كه اين عدد برابر ميزان توليد محصول الگوي فعلي آبياري است. اين رويكرد با معرفي بهترين الگوي آبياري، حداكثر صرفه اقتصادي را ارائه نموده و نشان داد كه ميزان تغذيه آب زيرزميني و رواناب سطحي نيز به ترتيب به اندازه 34 درصد و 16 درصد كاهش مي­يابد.

As agriculture consumes the most parts of water resources, management and control in this sector plays a significant role in water resources management. In this study, simulation-optimization approach was applied using soil and water assessment tool (SWAT) in combination with non-dominated sorting differential evolution (NSDE) algorithm to find the best operation curve for wheat irrigation in Mahabad basin. The wheat production in 2011 to 2013 was considered for SWAT calibration and validation. According to the hedging rule, a two-objective function was used to increase the crop yield and reduce the irrigation volume. The optimum results showed by reducing the annual irrigation rate from 200 mm to about 100 mm, the wheat production will be 2.114 ton/ha which is equal to the current irrigation pattern yield. This approach could maximize the economic cost by introducing the best irrigation pattern and consequently reduce the groundwater recharge and surface run-off 34% and 13%, respectively.