تعیین الگوی کشت بهینه با روش بیشینه- کمینه (MMAS) سیستم مورچه‌گان (مطالعه موردی: شبکه آبیاری و زهکشی سد گلستان)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

2 استادیار گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

3 دانشیار گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

4 ستادیار موسسه تحقیقات آب و خاک کرج، کرج، ایران

چکیده

در سال­های اخیر تعیین الگوی کشت با هدف استفاده بهینه از منابع موجود در راستای افزایش درآمد کشاورز مورد توجه محققین و مسئولان کشور قرار گرفته است. با توجه به بحران آبی موجود، عوامل تولید به­ویژه آب که به عنوان محدودکننده­ترین عامل تولید به شمار می­رود باید به صورت اصولی و برنامه­ریزی دقیق مورد استفاده کارآمد قرار گیرد. در تحقیق حاضر با استفاده از مدل MMAS (سیستم مورچه بیشینه-کمینه) الگوی بهینه شبکه آبیاری و زهکشی سد گلستان با هدف ایجاد سود حداکثری برای کشاورزان تعیین شده است. نتایج استفاده از این مدل نشان می­دهد الگوی فعلی منطقه بهینه نبوده و با اجرای الگوی پیشنهادی  سود حاصل به ازای هر هکتار زمین کشت شده در کشت پاییزه و تابستانه افزایش می­یابد. هم­چنین نتایج این مدل نشان می­دهد در کشت پاییزه با توجه به نیازآبی تعیین شده برای محصولات مورد کشت میزان بارندگی موجود مقدار عمده نیاز گیاه را تعیین می­کند و با استفاده از الگوی پیشنهادی تا 75 درصد در مصرف آب صرفه­جویی خواهد شد که شامل 5/24 میلیون مترمکعب آب می­شود. در صورت ذخیره­سازی این حجم آب قابل توجه می­توان زمین­های بیش­تری را در کشت تابستانه به زیر کشت محصولات آبی برد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Determination of Optimal Crop Pattern with Max-min Ant System method (Case Study: Golestan Dam Irrigation and Drainage network)

نویسندگان [English]

  • Shakiba Mirzaie 1
  • Mehdi Zakerinia 2
  • Hossein Sharifan 3
  • Mehdi Shahabifar 4
1 Graguated M.Sc., Agricultural Sciences and Natural Resources University of Gorgan., Gorgan., Iran
2 Assistant Professor, Agricultural Sciences and Natural Resources University Gorgan., Gorgan., Iran
3 Associated Professor, Agricultural Sciences and Natural Resources University Gorgan., Gorgan., Iran
4 Assistant Professor of Soil and Water Research Institute, Karaj., Karaj., Iran
چکیده [English]

In recent years, the Determination of Crop pattern with purpose the use of Optimum Available resources was considerded  by Researchers and governments in order  to Increasing the farmers' incoming. According to the Water Crisis, Factors of production Specially water as the most limitative factor in agriculture should be use Systematic and careful planning. In this study we determine the optimized crop pattern of  Golestan dam irrigation and drainage network for maximizing the incoming of formers using of MMAS (maximum- minimum ant system). The Result show that the current cropping pattern is not optimize and with applying out suggested crop pattern, benefit per hectar land of plant would be increased especially in fall and summer cropping. Also the model result showed that in fall cropping because of some rainy days, some allocation of water need of crop would be supplied, And it may be saved up to 75 percent in water consumption with application Suggested cropping pattern that would be around 24.5 MCM water. In case of  Storage The Significant volume of water You can cultivate the More land in summer.

کلیدواژه‌ها [English]

  • optimization
  • cropping pattern
  • Ant Colony Optimization Algorithm
  • Max-min Ant System

افشار،م.ه.، رضایی سنگدهی،م.ا.، معینی،ر. 1389. بهینه­سازی بهره­برداری از مخازن سدها با استفاده از فرایند تظریف تطبیقی احتمالاتی در الگوریتم مورچه­ها. تحقیقات منابع آب ایران. 6. 1 : 1-13.

بنی بشر،م.، اعلمی،م،ت.، عباسی،ح. 1389. بهره­برداری بهینه از سد چند منظوره علویان با استفاده از الگوریتم جامعه مورچگان. مجله دانش آب و خاک. 20.1 : 4، 13-1

جلالی،م.ر.، افشار،ا. 1384. طراحی و بهره­برداری بهینه هیدروسیستم­ها با الگوریتم جامعه مورچه­ها، یک رهیافت فراکاوشی جدید. رساله دکتری، دانشگاه علم و صنعت ایران.

حیدری،م.، صبوحی،م.، پرهیزکاری،ا.، نوروزیان،م. 1391. بهینه­سازی الگوی کشت با استفاده از مدل برنامه­ریزی آرمانی (GP) در استان قزوین )مطالعه موردی: بخش رودبار الموت غربی(. اولین کنفرانس ملی راهکارهای دستیابی به توسعه پایدار در بخش­های کشاورزی ، منابع طبیعی و محیط زیست.

طالبی،ب. 1391. مدل بهره­برداری بهینه از منابع آب در شرایط بحرانی (خشک­سالی، سیل، حوادث غیرمترقبه). پایان نامه کارشناسی ارشد. دانشکده مهندسی آب و خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان.

عالم تبریز،ا.، زندیه،م.، رحیمی،م. 1390. الگوریتم­های فرا ابتکاری در بهینه­سازی ترکیبی. انتشارات صفار- اشراقی. چاپ دوم.

عمادی،ع.، کاکویی،س. 1391. بهینه­سازی توزیع آب کانال BP14 شبکه آبیاری فومنات با استفاده از الگوریتم جامعه مورچگان. نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی). 26. 5: 1118-1109

قدمی،س،م.، قهرمان،ب.، شریفی،م،ب.، رجبی مشهدی،ح. 1388. بهینه­سازی بهره­برداری از سیستم­های چند مخزنی منابع آب با استفاده از الگوریتم ژنتیک. مجله تحقیقات منابع آب ایران.5 .2: 15-1.

کارآموز،م. احمدی،آ. نظیف،س. 1385. چالش­ها و فرصت­های به کارگیری مدل­های بهره­برداری بهینه از سیستم_های منابع آب . اولین همایش منطقه­ای بهره­برداران از منابع آب حوضه­های کارون و زاینده رود

کاکویی،س. عمادی،ع. 1392. کاربرد الگوریتم جامعه مورچگان در بهینه­سازی توزیع آب (مطالعه موردی: کانال MC شبکه آبیاری البرز). مجله پژوهش­های حفاظت آب و خاک دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، جلد بیستم، شماره دوم

مادح خاکسار،ا. آینه بند،ا.1390. طراحی زراعی – اقتصادی الگوی کشت شبکه آبیاری و زهکشی هندیجان با تأکید بر منابع آب. نشریه پژوهش­های زراعی ایران. 9 .1 :38-28

مجیدی،ن. علیزاده،ا. قربانی،م. 1390. تعیین الگوی کشت بهینه همسو با مدیریت منابع آب دشت مشهد-چناران. نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی). 25. 4 :785-776.

مقدسی،م.، مرید،س.، عراقی­نژاد،ش. 1378.  بهینه­سازی تخصیص آب در شرایط کم آبی با استفاده از روش­های برنامه­ریزی غیرخطی، هوش جمعی و الگوریتم ژنتیک (مطالعه موردی). تحقیقات منابع آب ایران. سال چهارم، شماره 3: 1-13.

Abbaspour,K.C., Schulin,R., Van Genuchten,M.T. 2001. Estimating Unsaturated soil hydraulic parameters using ant colony optimization. Advance Water Resources. 24: 827- 841

Baker,L., Keedwell.E., Randall Smith.M. 2008. Ant Colony Optimisation for Large-Scale Water Distribution Network Optimisation. AISB. 11:44-50

Dorigo,M., Maniezzo,V., Colorni,A. 1991. Ant System: Ant Autocatalytic Optimizing Process.

Gopi,A., Venkata,K.S., Kandukuri,N.R. 2011. Land Allocation Strategies Through Genetic Algorithm Approach–A Case Study. Global journal of research in engineering.11.4.

Kumar,D.N., Jangareddy,M. 2006. Ant Colony Optimization For Multi-Purpose Reservoir Operation. Journal Of Water Resources Management. 20: 879-898.

Mathur,Y. P., Sharma,G., Pawde,A.W. 2009. Optimal operation scheduling of Irrigation canals using Genetic Algorithm. International Journal of Recent Trends in Engineering 1.6: 11- 15

Stützle,T., Hoos, H .2000.MAX–MIN ant system. Future generation computer systems.16 .8:889:914