مديريت و برنامه‌ريزي سيستم منابع آب در بخش كشاورزي با نظريه بازي‌ها

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

علومو مهندسي آب

كارشناسي ارشد

آب مهم‌ترين منبع براي حيات جوامع بشري و موجودات روي كره زمين است و امروزه تامين آب مورد نياز جوامع از مهم‌ترين چالش‌هاي زندگي است. علاوه برآب، غذا و انرژي از عوامل اصلي رفاه و معيشت مردم در سراسر جهان به شمار مي‌روند. طبق آمارهاي موجود سالانه 80 ميليون نفر به جمعيت زمين اضافه شده و به تبع آن، مصرف آب و غذا نيز افزايش خواهد يافت. بخش كشاورزي مهم‌ترين بستر تامين امنيت غذايي و بزگترين مصرف ‌كننده‌ي منبع حياتي آب به شمار مي‌رود، از اين رو افزايش كارايي و بهينه‌سازي مصرف آب در اين بخش به ويژه در مناطق خشك و نيمه‌خشك امري حياتي است. در اين پژوهش به بهينه‌سازي مصرف آب در بخش كشاوزي و تعيين الگوي كشت مناسب براي منطقه‌ي اصفهان-برخوار پرداخته شده است. به صورتي كه ابتدا سه تابع هدف براي حداكثرسازي سود اقتصادي سيستم، بهينه‌سازي كم آبياري و افزايش بهره‌وري و حداقل سازي برداشت آب زيرزميني تعريف و سپس با استفاده از الگوريتم ژنتيك، هركدام به صورت تك هدفه در محيط نرم‌افزار Matlab اجرا و الگوي مناسب هر تابع هدف تعيين گرديد. نتايج بهينه‌سازي براي تابع حداكثر سازي سود سيستم، افزايش سطح كشت محصولات، در عين حال كاهش 30% آب مصرفي و افزايش 11% سود كشاورزي نسبت به سال پايه را در پي داشت، نتايج بهينه‌سازي تابع دوم نشان دهنده‌ي درصد كم آبياري و مقدار بهره‌وري براي هر محصول و كاهش 23% مصرف آب نسبت به سال پايه بود، و نتايج بهينه‌سازي تابع حداقل‌سازي برداشت آب زيرزميني كاهش سطح زيركشت را ارائه نمود و منجر به كاهش 65% مقدار آب برداشتي از منابع زيرزميني شد. در ادامه براي يافتن بهترين الگوي كشت منطقه به صورتي كه هدف هر سه تابع را محقق سازد از نظريه بازي، بازي استاكلبرگ استفاده شده است. بازي با سه بازيكن وزارت نيرو، سازمان جهاد كشاورزي و زارت نيرو اجرا شد و الگوي كشت مناسب منطقه به گونه‌اي تعيين گرديد كه با اعمال كم آبياري، بهره‌وري محصول افزايش پيدا كند و به طور توامان سود سيستم كشاورزي نسبت به سال پايه افزايش و آب مصرفي كاهش حدود 60 درصدي داشته است.

232110

منابع آب

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان