استفاده از برنامه ريزي خطي بازه اي تعاملي براي تخصيص بهينه آب و سطح كشت با توجه به محتواي آب مجازي و فاكتورهاي اقتصادي - اجتماعي (مطالعه موردي: دشت درودزن – كربال)

Application of interactive interval linear programming for optimal water and crop area allocation considering virtual water content and socio-economic factors (Case study: Dorudzan-Korbal Plain)

يكي از مسائل اساسي در برنامه ريزي كاربردي براي منابع آب، وجود فاكتورهاي غيرقطعي است. يكي از رويكردها براي تصميم گيري در چنين شرايطي، برنامه ريزي بازهاي است. هدف از اين مطالعه توسعۀ نوعي مدل بهينه سازي تعاملي براي تخصيص آب و سطح كشت است. مدل توسعه يافته شامل چهار هدف در‌برگيرندۀ فاكتورهاي اقتصادي‌ـ اجتماعي، محتواي آب مجازي محصولات و تأمين نياز آبي محيط زيست است. براي حل مدل، چهار سناريو (فرض) براي سطوح كشت در نظر گرفته شد. نتايج نشان داد با افزايش آستانۀ رضايت محدوديت ها، مقدار آب تخصيص داده‌شده به هر يك از آببران كاهش يافته است به‌طوري كه از سطح رضايت 0/65 تا سطح رضايت كامل، مدل فقط كمترين حجم آب در نظر گرفته‌شده براي تأمين نيازهاي محيط زيست (40 ميليون مترمكعب) را اختصاص مي دهد. براساس سناريوهاي حل در نظر گرفته‌شده، مدل بيشترين سطح كشت در بين محصولات شتوي را به گندم و بيشترين سطح كشت در بين محصولات صيفي را به ذرت اختصاص داده است. نتايج حل مدل در غياب حد بالا براي سطوح زير كشت نشان داد بيشترين اختلاف بين سطح كشت بهينه و بيشترين سطح كشت اتفاق‌افتاده، متعلق به برنج به‌ ترتيب با 2777 و 5821/6 هكتار براي مناطق درودزن و كربال بوده است. از قوت‌هاي مدل توسعه داده‌شده در اين پژوهش، خطي‌بودن و توانايي آن در مواجهه با پارامترهاي غيرقطعي است. خروجي هاي اين مدل اطلاعات لازم براي ارزيابي ريسك و قابل اتكايي گزينه هاي برنامه ريزي تخصيص آب را فراهم مي كند.

One of the key issues in the practical planning for water resources is the existence of uncertain factors. One of the approaches for decision making under such circumstances is interval programming. The current study aims to develop an interactive optimization model for water and crop area allocation. The developed model consists of four objectives that take into account socio-economic factors, the virtual water content of crops, and meeting environmental water requirements. For solving the model, four crop area scenarios (assumptions) were considered. Results showed that by raising the level of satisfaction threshold on the constraints, the amount of water allocated to each water user is declined. So that from the satisfaction level of 0.65 to the level of complete satisfaction, the model allocates only the minimum amount of water (40 MCM) to meet the environmental water needs. Based on considered scenarios for solving the model, the largest cultivation areas are allocated to wheat and maize for autumn and spring cultivations, respectively. Solving the model in the absence of upper bound for crop areas revealed that the greatest difference between optimal crop area and the highest cultivation area belong to rice with 2777 and 5821.6 hectares in Dorudzan and Korbal districts, respectively. The main advantage of the developed model in the present study is the linear formulation as well as its ability to deal with uncertain parameters. Outcomes of the model provide information required for the assessment of risk and reliability of planning options for water allocation.