عنوان پایان‌نامه
بهینه‌سازی طراحی شبکه‌های آبیاری براساس بهبود برنامه‌ریزی آبیاری (مطالعه موردی: شبکه آبیاری دشت شهید چمران اهواز)
- رشته تحصیلی
- مهندسی کشاورزی-سازه های آبی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 6623;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 71387
- تاریخ دفاع
- ۲۸ شهریور ۱۳۹۴
- دانشجو
- افشین نجفی
- استاد راهنما
- ابراهیم امیری تکلدانی
- چکیده
- با توجه به محدودیت منابع آب در ایران، بهینه‌سازی مصرف آب کشاورزی از اهمیت فراوانی برخوردار است. برنامه‌ریزی آبیاری تاثیر زیادی در بهره‌وری آب آبیاری، عملکرد محصول، پایداری اراضی و ظرفیت کانال‌ها در شبکه‌های آبیاری دارد. در این پژوهش، بهینه‌سازی برنامه‌ریزی آبیاری در واحد‌های زراعی تحت پوشش یک کانال درجه‌ی سه در شبکه آبیاری و زهکشی شهید چمران با استفاده از مدل شبیه‌سازی AquaCrop و الگوریتم بهینه‌سازی چند هدفه کلاسیک (مجموع وزن‌دار) و روش حل الگوریتم ژنتیک انجام گرفت. دو نوع برنامه‌ریزی بهینه آبیاری عمق ثابت- دور ثابت و عمق متغیر- دور متغیر متناسب با نوع تیپ خاک واحد‌های زراعی تحت مطالعه، برای محصول ذرت دانه‌ای (گیاه پرمصرف الگوی کشت) پیشنهاد گردید. توابع هدف در نظر گرفته شده در مدل بهینه‌سازی خاک تیپ 1 (بافت سبک)، بهره‌وری آب، کسر آبشویی، عملکرد و تعداد نوبت آبیاری و در خاک تیپ 2 (بافت سنگین)، بهره‌وری آب، شوری عصاره اشباع خاک، عملکرد و تعداد نوبت آبیاری بود. هر یک از اجزای تابع هدف در برگیرنده مفاهیم توسعه پایدار منابع آب، کنترل زهاب و محیط زیست، پایداری اراضی و مسائل بهره‌برداری است. نتایج حاصل از بهینه‌سازی، افزایش 94 درصد در مقدار بهره‌وری آب، کاهش تقریباً 50 درصد در مصرف آب، کاهش 62 درصد در کسر آبشویی و کاهش سه نوبت آبیاری در برنامه‌ی عمق ثابت- دور ثابت و افزایش 111 درصد در مقدار بهره‌وری آب، کاهش 50 درصد در مقدار آب مصرفی، کاهش تقریباً 66 درصد در کسر آبشویی و کاهش سه نوبت آبیاری در برنامه‌ی عمق متغیر- دور متغیر در خاک تیپ 1 و در خاک تیپ 2، افزایش 63 درصد در مقدار بهره‌وری آب، کاهش 35 درصد در مقدار آب مصرفی، کاهش 52 درصد در کسر آبشویی و کاهش یک نوبت آبیاری در برنامه‌ی عمق ثابت- دور ثابت و افزایش 70 درصد در بهره‌وری آب، کاهش 35 درصد در مصرف آب، افزایش 11 درصد در عملکرد محصول و کاهش یک نوبت آبیاری در برنامه‌ی عمق متغیر- دور متغیر بود. تاثیر بهینه‌سازی برنامه‌ریزی آبیاری در کاهش ظرفیت کانال درجه سه تحت پوشش خاک تیپ 1 حدود 40 درصد در برنامه‌ی عمق ثابت- دور ثابت و 35 درصد در برنامه‌ی عمق متغیر- دور متغیر بود. این در حالی است که در کانال تحت پوشش خاک تیپ 2، کاهش 26 درصدی در برنامه‌ی عمق ثابت- دور ثابت و 16 درصدی در عمق متغیر- دور متغیر نسبت به برنامه‌ی بهینه پیشنهادی
- Abstract
- Optimization of agricultural water usage is considered of a great importance according to water resources shortcomings around the world. Irrigation scheduling affects water productivity, yield response, land stability and canals capacity of irrigation networks greatly. In this research, optimization of irrigation scheduling in Shahid Chamran irrigation and drainage network has been investigated at the scale of farm channels using a combined model including AquaCrop simulation model, a multi-objective classic optimization algorithm (weighted sum), and genetic algorithm. Two types of irrigation scheduling methods of constant depth-interval and variable depth- interval proportionate with soil type in maize farm’s units (cropping pattern plant with high demand) were proposed. Objective functions were developed to optimize soil type 1 (coarse-textured) water productivity, leaching fraction, yield and the number of irrigation events while for soil type 2 (fine-textured) the objective functions were water productivity, soil saturated extract salinity, crop yield and the number of irrigation events. Each objective function component contains concepts of water resources sustainable development, control on drainage volume and environment, lands stability and utilization issues. For soil type 1, optimization results showed an increase up to 94 % in water productivity, a reduction of 50% in water consumption, a reduction of 62% in leaching fraction, three times reduction in irrigation events in constant depth-interval schedule. The results also showed a 111% increase in water quantities efficiency, a reduction of 50% in water consumption, a reduction of 66% in leaching fraction, and three times reduction in irrigation events in variable depth-interval method in soil type 1. Furthermore, the results for soil type 2, were an increase of 63% in water productivity, reduction of 35% in water consumption 52% reduction in leaching fraction, reducing an irrigation event in constant de
