مدل بهينه سازي تخصيص منابع آب در بخش هاي كشاورزي، صنعت و خدمات با استفاده از الگوريتم پيشرفته GAPSO

Development of Optimization Model for Water Allocation in Agriculture, Industry and Service sectors By Using Advanced Algorithm, GAPSO

افزايش روز افزون جمعيت باعث شده است كه نيازهاي آبي در بخشهاي آب شرب، صنعت وكشاورزي افزايش يابد. اين شرايط نياز به اعمال راه كارهايي موثر،‌‌‌ براي مديريت بهينه وكارآمد آب دارد. لذا در اين تحقيق مدلي براي تخصيص بهينه منابع آب در بين بخش هاي كشاورزي، صنعت و خدمات ارايه گرديده است. در بخش كشاورزي تابع توليد هر يك از محصولات تعيين شده است. سپس براساس توابع توليد، سطح زيركشت، عملكرد محصول و درآمد حاصله از هر محصول، تابع هدف تلفيقي مشخص گرديده است. در بخش صنعت با توجه به اين كه تقاضاي آب، تابعي از ميزان محصول، قيمت نهاده آب و قيمت ساير نهاده‌ها مي باشد، تابع تقاضاي اين بخش نيز تعيين گرديد. با توجه به ضرورت موجود در بخش خدمات، كل آب مورد نياز اين بخش به طور كامل تخصيص داده شد. سپس با استفاده از الگوريتم تلفيقي ژنتيك- هوش جمعي (GAPSO)، بيشينه سازي تابع هدف و تخصيص بهينه منابع آب بين بخش كشاورزي و صنعت، انجام گرديد. با توجه به نتايج تحقيق، قابل ذكر است كه استفاده از الگوهاي كم آبياري، تغيير الگوي كشت، حذف سطح زيركشت بعضي از محصولات و استفاده از منابع آبي بيشتر در حوضه صنعت مي تواند در بالا بردن درآمدهاي حاصله تا 114(ميليارد ريال) تاثير گذار باشد. در مجموع با تخصيص بهينه منابع آب بين بخش هاي مختلف (كشاورزي، صنعت و خدمات) بايد بيان نمود؛ مي توان درآمدهاي حاصله در منطقه كوير مركزي ايران را تا 56 درصد نسبت به وضعيت فعلي بهبود بخشيد كه در اين صورت، شاهد تحول قابل توجهي در اين منطقه خواهيم بود. لذا تغيير در الگوي تخصيص منابع آب در اين منطقه امري لازم و ضروري به نظر مي آيد.

Population growth has caused increase of water demand for the drinking water, industry and agriculture. This condition needs the application of effective measures for optimal water management. So, in this research, a water allocation model is proposed for agriculture, industry and service sectors. In agricultural sector, production function of each crop is determined and then, objective function is specified based on the production function, and income of crops. In the industrial sector, the water demand of the product is function of water and other material prices and so, the demand function is determined based on these factors. Due to the necessity of water for the service sector, the total water demand of this section was fully allocated. Then, using innovative learning algorithms, a combination of genetic algorithms-Collective Intelligence (GAPSO), objective function is maximized and optimal allocation of water for agriculture and industry, were determined and compared. According to the result mentioned, use pattern of deficit irrigation model, changing crop pattern, remove the acreage of some crops and use of more water resources in the industry field can be effect on increase revenues to 114 billion Rls. In sum, the income of agriculture and industry in the Iran Central Kavir basin can be up to 56 percent of revenues of the current situation using water resource allocation for different sectors. In this case, the region will witness a remarkable progress. Therefore changes in the water resources allocation of the area seem to be necessary.