پديد آورنده :
ملك محمدي گله، شيما
عنوان :
مديريت و برنامه‌ريزي سيستم منابع آب در بخش كشاورزي با نظريه بازي‌ها
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
(نه، 78 ص، :مصور، جدول، نمودار)
توصيفگر ها :
نياز آبي , بهينه‌سازي تك هدفه , بهينه‌سازي چند هدفه , الگوي كشت , كم آبياري , آب زيرزميني , سود اقتصادي , بهره‌وري , نظريه بازي
تاريخ ورود اطلاعات :
1403/09/05
رشته تحصيلي :
علومو مهندسي آب
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1403/09/06
چكيده فارسي :
آب مهم‌ترين منبع براي حيات جوامع بشري و موجودات روي كره زمين است و امروزه تامين آب مورد نياز جوامع از مهم‌ترين چالش‌هاي زندگي است. علاوه برآب، غذا و انرژي از عوامل اصلي رفاه و معيشت مردم در سراسر جهان به شمار مي‌روند. طبق آمارهاي موجود سالانه 80 ميليون نفر به جمعيت زمين اضافه شده و به تبع آن، مصرف آب و غذا نيز افزايش خواهد يافت. بخش كشاورزي مهم‌ترين بستر تامين امنيت غذايي و بزگترين مصرف كننده‌ي منبع حياتي آب به شمار مي‌رود، از اين رو افزايش كارايي و بهينه‌سازي مصرف آب در اين بخش به ويژه در مناطق خشك و نيمه‌خشك امري حياتي است. در اين پژوهش به بهينه‌سازي مصرف آب در بخش كشاوزي و تعيين الگوي كشت مناسب براي منطقه‌ي اصفهان-برخوار پرداخته شده است. به صورتي كه ابتدا سه تابع هدف براي حداكثرسازي سود اقتصادي سيستم، بهينه‌سازي كم آبياري و افزايش بهره‌وري و حداقل سازي برداشت آب زيرزميني تعريف و سپس با استفاده از الگوريتم ژنتيك، هركدام به صورت تك هدفه در محيط نرم‌افزار Matlab اجرا و الگوي مناسب هر تابع هدف تعيين گرديد. نتايج بهينه‌سازي براي تابع حداكثر سازي سود سيستم، افزايش سطح كشت محصولات، در عين حال كاهش 30% آب مصرفي و افزايش 11% سود كشاورزي نسبت به سال پايه را در پي داشت، نتايج بهينه‌سازي تابع دوم نشان دهنده‌ي درصد كم آبياري و مقدار بهره‌وري براي هر محصول و كاهش 23% مصرف آب نسبت به سال پايه بود، و نتايج بهينه‌سازي تابع حداقل‌سازي برداشت آب زيرزميني كاهش سطح زيركشت را ارائه نمود و منجر به كاهش 65% مقدار آب برداشتي از منابع زيرزميني شد. در ادامه براي يافتن بهترين الگوي كشت منطقه به صورتي كه هدف هر سه تابع را محقق سازد از نظريه بازي، بازي استاكلبرگ استفاده شده است. بازي با سه بازيكن وزارت نيرو، سازمان جهاد كشاورزي و زارت نيرو اجرا شد و الگوي كشت مناسب منطقه به گونه‌اي تعيين گرديد كه با اعمال كم آبياري، بهره‌وري محصول افزايش پيدا كند و به طور توامان سود سيستم كشاورزي نسبت به سال پايه افزايش و آب مصرفي كاهش حدود 60 درصدي داشته است.
چكيده انگليسي :
Water is the most crucial resource for the life of human societies and creatures on Earth, and today, providing the necessary water for communities is one of the most significant challenges of life. Besides water, food and energy are considered the main factors of people's welfare and livelihood worldwide. According to existing statistics, 80 million people are added to the Earth's population annually, and consequently, water and food consumption will increase. The agricultural sector is the most important foundation for food security and the largest consumer of the vital water resource. Therefore, increasing efficiency and optimizing water consumption in this sector, especially in arid and semi-arid regions, is essential. This research focuses on optimizing water consumption in the agricultural sector and determining the appropriate cropping pattern for the Isfahan-Borkhar region. Initially, three objective functions were defined: maximizing the economic profit of the system, optimizing deficit irrigation, and increasing productivity while minimizing groundwater extraction. Each objective function was executed individually using the genetic algorithm in the Matlab software environment, and the suitable pattern for each objective was determined. The optimization results for the objective of maximizing system profit indicated an increase in cultivated areas, a 30% reduction in water consumption, and an 11% increase in agricultural profit compared to the base year. The optimization results for the second objective showed the percentage of deficit irrigation and productivity amount for each crop, along with a 23% reduction in water consumption compared to the base year. The optimization results for minimizing groundwater extraction presented a decrease in cultivated areas, leading to a 65% reduction in groundwater extraction. Furthermore, to find the best cropping pattern that meets the objectives of all three functions, the Stackelberg game theory was used. The game was executed with three players: the Ministry of Energy, the Agricultural Jihad Organization, and the Ministry of Energy. The appropriate cropping pattern for the region was determined in such a way that applying deficit irrigation increased crop productivity, simultaneously increased the agricultural system's profit compared to the base year, and reduced water consumption by approximately 60%.
استاد راهنما :
عليرضا گوهري
استاد مشاور :
محمد شايان نژاد , مرتضي راستي برزكي
استاد داور :
محمدعلي حاج عباسي جورتاني , محمد مهدي متين زاده
