مديريت پايدار منابع آب بر اساس بهينه سازي عوامل زراعي، زيست محيطي و اقتصادي با استفاده از برنامه ريزي كسري چند هدفه : مطالعه موردي دشت فريمان تربت جام

Sustainable Management of Water Resources Based on Optimizing of Agricultural, Environmental and Economic Factors Using Multi Objective Linear Fractional Programming Approach: Fariman-Torbat Jam Plain

مطالعه حاضر به دنبال تعيين الگوي بهينه كشت و ميزان بهينه برداشت با تاكيد بر پايداري منابع آب و بهينه‌سازي عوامل اقتصادي و زيست محيطي در محدوده مطالعاتي فريمان ـ تربت‌جام است. در ابتداي اين مطالعه، با محاسبه بيلان منابع آب زيرزميني در سال‌هاي تر، خشك و نرمال آبي، وضعيت پايداري منابع آب با استفاده از شاخص‌هاي پايداري مورد بررسي قرار گرفت. با توجه به اينكه مطالعه حاضر به دنبال طراحي الگوي بهينه كشت با تاكيد بر پايداري كشاورزي و منابع آب همراه با حداكثر كردن بازده برنامه‌اي مي‌باشد، بايستي به سمت استفاده از مدل‌هاي برنامه‌ريزي چند‌هدفه و از جمله برنامه‌ريزي چند هدفه كسري پيش رفت. اهداف تعريف شده در مدل، حداكثر نمودن شاخص‌هاي پايداري شامل نسبت بازده برنامه‌اي به مصرف منابع آبي‌، كودها و سموم شيميايي است. با اجراي الگوي بهينه كشت پيشنهادي، ميزان مصرف آب، كودهاي شيميايي و سموم شيميايي به ترتيب به اندازه 10، 11/5 و 52/12 درصد نسبت به الگوي كشت فعلي كاهش و بازده برنامه‌اي به ميزان 6/0 درصد افزايش خواهد يافت. همچنين شاخص پايداري منابع آب، كودهاي شيميايي و سموم شيميايي نسبت به الگوي كشت فعلي 78/11، 02/6 و 15 درصد افزايش يافته است. جهت رسيدن به پايداري كمي منابع آب، از شاخص پايداري نسبت آب مصرفي در بخش كشاورزي به آب تجديدپذير استفاده شد. با توجه به اينكه با اجراي الگوي بهينه كشت پيشنهادي سالانه 10 درصد از مصرف آب كاسته مي‌شود لذا در دوره ميان مدت 8 ساله مي‌توان ميزان آب مصرفي كشاورزي در محدوده مطالعاتي را به اندازه 7/0 آب تجديدپذير كاهش داد و به پايداري كمي و كيفي منابع آب دست يافت.

This study aimed to determine the optimal cropping pattern and the optimal amount of water usage emphasizing on sustainability of water resources and optimizing the economic and environmental factors in Fariman-Torbatjam plain. In the first section of this research, the status of sustainability of water resource were analyzed using the sustainability indices and calculation the water balance of underground water in wet, normal and dry water years. Considering that the study aimed to propose the optimal crop pattern by emphasizing on agricultural sustainability and water resource along with maximizing gross margin, the Multi Objective Programming Models like Multi Objective Fractional Programming must be employed. The defined goals of this model are maximizing sustainable indices which involve the ratio of gross margin to water resource usage, chemical fertilizers and pesticides. By implementation of the optimal cropping pattern, the usage of water, chemical fertilizers and chemical pesticides compared to the current crop pattern will decrease by 10, 5.11 and 12.52 percent respectively and gross margin will be increased by 0.6 percent. Also, sustainability index of water, chemical fertilizers and chemical pesticides compared to current cropping pattern, will be increased by 11.78, 6.02 and 15 percent. In order to achieve to the quantitative sustainability of water resources, the ratio of water usage in agricultural sector to renewable water was used. With the implementation of the proposed optimum model, the water consumption will be reduced by 10 percent yearly, then the amount of water usage in agricultural sector in sudied area will be decreaesd by 0.7 of renewable water in 8 years, and then the quantitative and qualitative of sustainability of water resources will be achieved.