برنامه ریزی الگوی کشت بهینه محصولات کشاورزی با استفاده از ترکیب مدل شبیه سازی SWAT و الگوریتم بهینه سازی جستجوی هارمونی

در این تحقیق با استفاده از رویکرد شبیه سازی- بهینه سازی، یک مدل مبتنی بر تلفیق شبیه سازی روابط آب- خاک- گیاه و بهینه سازی تخصیص آبیاری و الگوی کشت محصولات کشاورزی ارائه شده است. بدین منظور، با استفاده از ترکیب مدل شبیه سازی SWAT و الگوریتم بهینه سازی جستجوی هارمونی (Harmony Search) و توسعه مدل HS-SWAT، مساله بهینه سازی الگوی کشت محصولات کشاورزی در دشت آزادگان در حوضه آبریز کرخه تحلیل شده است. مساله در قالب دو سناریو حل گردیده که در سناریوی اول الگوی کشت بهینه با تابع هدف بیشینه سود خالص سالیانه و قیود محدودیت حجم آب مصرفی و حداکثر زمین قابل کشت تعیین شده و در سناریوی دوم مساله تخصیص بهینه آبیاری برای الگوی کشت فعلی مورد استفاده در دشت مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا، تاثیر تغییر الگوی کشت بر مولفه های بیلان آبی دشت از جمله میزان رواناب خروجی، نفوذ عمقی، میزان ذخیره آب در خاک و تبخیر و تعرق نیز بررسی شده است. با توجه به محدودیت های آب مصرفی و سطح اراضی قابل کشت اعمال شده در مدل، سود خالص سالیانه به ترتیب در سناریو های اول و دوم ۳۱۴% و ۲۳% نسبت به سناریو پایه (شرایط فعلی) افزایش نشان می دهد. همچنین حجم آب مصرفی در سناریو اول ۲۸% و در سناریو دوم ۴۹% نسبت به شرایط کنونی کاهش نشان می دهد. بر این اساس، پیاده سازی رویکرد مورد استفاده در این تحقیق در برنامه ریزی الگوی کشت محصولات کشاورزی می تواند ضمن افزایش سود ناشی از تولید محصولات منجر به کاهش میزان آب مصرفی در شرایط فعلی حاکم بر منابع آب کشور گردد.

کلیدواژه ها:

الگوی کشت بهینه ، برنامه ریزی تخصیص آبیاری ، SWAT ، الگوریتم بهینه سازی جستجوی هارمونی