توسعه مدل شبیه سازی- بهینه سازی طراحی آبیاری جویچه ای: تلفیق روش SCS و الگوریتم های فراابتکاری

هدف: تعیین عملکرد بهینه سامانه­ها با استفاده از مدلهای شبیه­سازی- بهینه­سازی امکان پذیر است. آبیاری سطحی که در قالب آبیاری کم فشار در زمره روش های نوین آبیاری هستند، با دریافت اعتبارات بلاعوض، مورد حمایت دولت قرار می گیرند. مواد و روش ها: در این تحقیق یک مدل واسنجی- شبیه­سازی- بهینه­سازی جدید برای آبیاری جویچه ای توسعه داده شد. در این مدل برای واسنجی پارامترهای معادله نفوذ SCS از داده های آزمایش نفوذ، برای شبیه­سازی هیدرولیک آبیاری سطحی (طراحی جویچه) از روش SCS و برای بهینه­سازی، از حل گر الگوریتم فراابتکاری PSO (particleswarm) استفاده شد. درنهایت در این مدل، شبیه سازی پس از شبیه سازی-بهینه سازی آبیاری جویچه ای انجام می شود. برای بهینه­سازی تابع هدف هیدرولیکی شامل کمینه­سازی ترکیب خطی سه شاخص عملکرد، از متغیرهای تصمیم دبی، طول و شیب استفاده شد. نتایج و بحث: مقایسه نتایج معادله نفوذ SCS با پارامترهای واسنجی شده با مقادیر نفوذ مشاهداتی، با R۲=۰.۹۹، CRM=-۰.۰۰۲ و NRMSE=۰.۷%، نشانگر عملکرد مناسب واسنجی بود. نتایج شبیه سازی در سه مزرعه آزمایشی بیانگر بیش آبیاری با تلفات رواناب بود که منجر به تابع وضع موجود نامناسب شد. گرچه طراحی با کاهش دبی و بستن انتها تلفات را کاهش داد. پس از آن بهینه سازی با گزینه هایی نظیر کاهش دبی، افزایش طول و افزایش شیب تابع هدف را از ۲۲/۱ به ۲۴/۰ برای مزرعه ۱، از ۸/۰ به ۲۷/۰ برای مزرعه ۲ و از ۲۲/۰ به ۱۱/۰ برای مزرعه ۳ کاهش (بهبود) داد.   نتیجه گیری: در مجموع متغیر تصمیم دبی بیشترین تاثیر را بر شاخص های عملکرد و تابع هدف نشان داد. درنهایت مدل پیشنهادی قادر به ارائه راهکارهای مدیریتی به منظور بهینه سازی آبیاری جویچه ای می باشد.

کلیدواژه ها:

آبیاری سطحی ، الگوریتم PSO ، کاهش دبی ، واسنجی