تحليل عدم قطعيت در برنامه ريزي توزيع آب شبكه آبياري ميان آب دشت شوشتر: كاربرد الگوريتم ژنتيك و شبيه سازي فرايند سرد شدن فلزات

Uncertainty Analysis of Water Distribution Planning in Mian-Ab Irrigation Network in Shooshtar Plain: Application of Genetic Algorithm and Simulated Annealing

آب دريافتي محصولات كشاورزي در يك الگوي كشت در اراضي و فصول مختلف با تغييرات زيادي مواجه مي گردد. از اين جهت كاشت هر محصول با توجه به شرايط اقليمي، تنش خشكي، بارندگي و حساسيت گياهي با سطوح متفاوتي از عدم قطعيت و ريسك همراه است. در اين مطالعه نقش نوسانات زماني آب تخصيص داده شده براي محصولات عمده الگوي كشت شبكه آبياري ميان آب دشت شوشتر بررسي شده است. مدل شبيه سازي الگوي كشت با هدف بيشينه سازي درآمد خالص با محدوديت هاي آبياري، سرمايه گذاري، گياهي و زمين توسط روش شبيه سازي فرايند سرد شدن فلزات بهينه سازي شده است. پاسخ هاي به دست آمده در شرايط عدم قطعيت براي تعيين اثر نوسانات تنش خشكي به هر يك از محصولات در فرايند تحليل فازي قرار گرفته است. تيوري فازي با تابع عضويت مثلثي تعريف و در پنج سطح آلفا برابر با 0، 0/25، 0/5، 0/75 و 1 براي يافتن پاسخ فازي مسآله به كار گرفته شده است. در هر سطح مثبت و منفي آلفا براي جستجوي پاسخ هاي مرزي از روش الگوريتم ژنتيك استفاده شده است. نتايج نشان داد كاربرد برنامه بهينه موجب كاهش سالانه 7 ميليون متر مكعب در تخصيص آب و افزايش بيش از پنج ميليارد تومان در سود خالص كل الگوي دشت مي گردد. تحليل فازي سيستم توسعه داده شده نشان داد با كاهش 25 درصدي آبياري بهينه، بهره وري اقتصادي آب حداقل 30 درصد افزايش خواهد يافت.

Allocated water for agricultural crops in a cropping pattern in different regions and seasons is faced with much variation. Therefore, the cultivation of each crop is subject to climatic conditions, drought tension, precipitation, and crop sensitivity with different levels of uncertainty and risk. In this study, the role of allocated water and its time fluctuations for the main crops in Mian-Ab irrigation network in Shooshtar plain have been investigated. The simulation model of cropping pattern with the objective of maximizing net income with irrigation, investment, cultivation, and land constraints was optimized using a simulated annealing algorithm. The obtained responses in the uncertainty conditions will determine the effect of tension fluctuations in fuzzy analysis process. Fuzzy set theory has been defined with triangular membership function and has been divided into five alpha levels of 0, 0.25, 0.5, 0.75, and 1 to find the fuzzy response of the problem. In each positive or negative α level, a genetic algorithm sub-model has been used with a proximity criterion to find the boundary responses. The results showed that the application of optimal strategy reduced water consumption up to 7 MCM/year and increased the net benefit in cropping pattern more than 5×1010 IRR annually. The developed fuzzy model showed that the water efficiency will be increased at least 30% with a 25% reduction in optimal irrigation..