تخصيص بهينه اقتصادي آب با به كارگيري خوارزمي هاي فراابتكاري انتخابات و رقابت استعماري

Optimal Economic Allocation of Water Using EA and ICA Evolutionary Algorithms

در مناطق خشك و نيمه خشك از جمله ايران، اصليترين عامل محدود كننده توسعه اقتصادي، آب است. در پژوهش حاضر، از روشي نوين و در حين حال با كارايي بالا مبتني بر خوارزمي انتخابات (EA) جهت تخصيص بهينه منابع آب شبكه آبياري و زهكشي دشت مغان در بخش كشاورزي طي سالهاي آماري 95-1386 استفاده شد. خوارزمي انتخابات يك خوارزمي تكرارشونده بوده و از انتخابات رياست جمهوري الهام گرفته و با مجموعهاي از راهحلهاي شناخته شده به عنوان جمعيت كار ميكند. نتايج حاصل از اين روش با نتايج خوارزمي رقابت استعماري (ICA) مورد مقايسه قرار گرفت. تابع هدف در بخش كشاورزي بر اساس هر يك از محصولات و عملكرد آنها، بر اساس درآمد حاصله از هر محصول و سطح زير كشت، تابع تقاضا مشخص و سپس بيشينه سازي تابع هدف و تخصيص بهينه منابع آب توسط خوارزمي هاي انتخابات و رقابت استعماري انجام شد. نتايج اعمال خوارزمي هاي بهينه سازي EA و ICA به مسيله تخصيص بهينه آب نشان داد با اعمال سياستهاي اقتصادي همانند تغيير الگوي كشت ميتوان به درآمدهاي بالاتري در بخش كشاورزي رسيد. در حالت كلي، نتايج خوارزمي انتخابات در مقايسه با خوارزمي رقابت استعماري نشان داد كه در مورد دشت مغان ميتوان اظهار نمود با اعمال ضريب 0/9، 135 ميليارد ريال، يعني حدود 40% درآمدهاي حاصله از تخصيص بهينه منابع آب بين بخش كشاورزي نسبت به وضعيت كنوني بهبود مييابد.

In arid and semi-arid regions, like Iran, water is one of the main factors limiting economic development. In the present study, a new high-performance method was used for optimal water allocation in the agricultural sector during the 2002 to 2016 years. Election Algorithm is an iterative population based algorithm, which works with a set of solutions known as population. The results of this method were compared with the results of Imperialist Competitive Algorithm (ICA). The objective function was determined for each product in the agricultural sector as well as product performance, each product benefits and cultivated area of the demand function, then maximization of the objective function and optimal water resources allocation were performed using EA and ICA algorithms. The results of the application of the EA and ICA algorithms to the optimal water allocation problem, showed that in this section, higher benefits could be obtained through economic policies as well as changing the cultivation pattern. Generally, in the case of Moghan plain can be expressed by applying a coefficient of 0.9, 135 Billion Rials, that is, about 40% of the optimal water resources allocation benefits improving between the agriculture sectors compared to the current situation.