مقايسه مدل‌هاي شبيه‌سازي- بهينه‌يابي بهره‌وري آب با دوره تناوب ثابت و متغير آبياري برنج رقم هاشمي در رشت

در سال‌هاي اخير، تشديد خشكسالي موجب كاهش آبدهي رورخانه سفيدرود به عنوان منبع اصلي تامين آب اراضي شاليزاري در استان گيلان شده است. در چنين شرايطي، توليد برنج به رويكرد بهينه‌سازي مصرف آب در اراضي شاليزاري وابسته است. در اين پژوهش، تلاش شد با هدف حداكثرسازي بهره‌وري آب مصرفي در اراضي شاليزاري، دو مدل‌ بهينه‌يابي مديريت آبياري تناوبي با دوره آبياري ثابت در طول فصل رشد و دوره آبياري متناسب با فيزيولوژي مراحل مختلف رشد برنج رقم هاشمي، با راهكار تلفيق مدل شبيه‌سازSWAP و روش حل الگوريتم ژنتيك ارايه شود. پس از اعتبارسنجي مدل SWAP، با استفاده از روش حل الگوريتم ژنتيك به تعيين مقادير بهينه متغيرهاي تصميم مدل‌هاي بهينه‌يابي اقدام شد. در مدل‌هاي بهينه‌يابي، آبياري تناوبي برنج، عمق آب و دوره تناوب آبياري در مراحل مختلف رشد به عنوان متغيرهاي تصميم انتخاب شدند. در مديريت آبياري تناوبي با دوره تناوب ثابت، دوره تناوب ثابت 33/7 روز در طول فصل رشد، حداكثر بهره‌وري آب آبياري را در بر داشت. اين در حالي است كه مقادير بهينه دوره تناوب متغير 53/6، 60/4، 31/4 و 47/7 روز به ترتيب در مراحل استقرار، پنجه‌زني، زايشي و رسيدگي بدست آمد. در نهايت پس از بررسي مدل‌هاي بهينه‌يابي، به دليل صرفه‌جويي در مصرف آب، سهولت اندازه‌گيري حجم آب ورودي، الگوي آبياري با دوره تناوب ثابت هشت روز و عمق آب آبياري به ترتيب 52، 30، 40 و 12 ميلي‌متر در مراحل ياد شده بهينه تشخيص داده شد. بهترين نمايه بهره‌وري آب آبياري به ميزان 59/1 كيلوگرم در مترمكعب به دست آمد. استفاده از داده‌هاي چند ساله براي افزايش اعتبار نتايج مدل شبيه‌سازي- بهينه‌يابي توصيه مي‌شود.

In recent years, discharge of Sefidroud River, which is the main source of agricultural water in Guilan province, has been decreasing because of construction of several dams in the upstream of Sefidroud basin. The future of rice production will depend on appropriate management strategy for optimization of water consumption in the paddy fields. In this research, to maximize water productivity in paddy fields, two optimal models were selected for irrigation management as fixed interval irrigation in the entire growing season and variable interval irrigation in different physiological growth stages of Hashemi variety, using SWAP model and Genetic Algorithm (GA). After validation of SWAP model, the chosen values were optimized by GA. In the optimal models, irrigation water depths and rice irrigation intervals were selected as the decision variables in different crop growth stages. Periodic irrigation management with fixed interval i.e. 7.33 days during the growing season, showed the maximum efficiency of irrigation water. However, the optimal variable intervals were 6.53, 4.60, 4.31 and 7.74 days during establishment, tillering stage, maturity, and harvest respectively. Finally, for saving of water, improvement of irrigation water productivity, reduction of evapotranspiration, proper irrigation interval in Sefidroud irrigation network, and ease of measurement of inflow water volume, a fixed irrigation interval of 8 days and irrigation depth of 52, 30, 40 and 12 mm in, respectively, establishment stage, tillering, maturity, and harvest stages was recommended. The highest water productivity obtained was 1.59 kg/ m3.