مدیریت توزیع آب در شبکه‌های آبیاری و تخصیص الگوی کشت به‌کمک سیستم اطلاعات مکانی و برنامه‌ریزی خطی (نمونۀ موردی: اراضی پایین‌دست سد آغ‌چای)

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکدۀ مهندسی آب و محیط زیست، پردیس فنی مهندسی (شهید عباسپور) دانشگاه شهید بهشتی

2 کارشناس ارشد سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی

3 استادیار، دانشکدۀ علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، ایران

چکیده

در سیستم‌های سنتی آبیاری و بهره‌برداری از منابع آبی، به‌خصوص منابع آب ذخیره‌شده پشت سدها، مدیریت نامناسب توزیع آب، سبب ضعف عملکرد پروژه‌های آبیاری و افزایش تلفات بهره‌برداری می‌شود. در این راستا، استفاده از روش‌های بهینه‌سازی در کنار استفاده از سیستم اطلاعات مکانی (GIS) می‌تواند موجب تقویت عملکرد پروژه‌های آبیاری شود. بر این اساس، در تحقیق حاضر از برنامه‌ریزی خطی (به‌عنوان یکی از روش‌های بهینه‌سازی) و GIS برای تعیین مساحت‌های بهینه برای کشت هر محصول که سبب بهبود عملکرد پروژۀ آبیاری خواهد شد، در منطقۀ موردی اراضی پایین‌دست سد آغ‌چای، استفاده شده است. در این راستا و برای اجرای فرایند برنامه‌ریزی خطی، برنامه‌ای در محیط نرم‌افزاری اکسل با توجه به نوع محصولات، متغیرهای تصمیم، محدودیت‌ها و تابع هدف توسعه داده شد. سپس با توجه به خروجی آن، برنامۀ دیگری با استفاده از قابلیت‌های ArcObject در نرم‌افزار ArcGIS توسعه داده شد و بدین­وسیله مساحت‌های بهینه برای کشت هر محصول در زمین‌های پایین‌دست سد مشخص شدند. نتیجۀ تحقیق در منطقۀ مطالعۀ موردی، حاکی از آن است که استفاده از روش بهینه­سازی برنامه­ریزی خطی و تلفیق آن با GIS، سبب بهبود 30 درصدی استفاده از سطح قابل کشت و نوع محصولات در مقایسه با حالتی که محصولات به‌صورت سنتی انتخاب و کشت می­شوند، شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Using GIS and Linear Programming to Manage Water Distribution in Irrigation Networks (Case Study: Downstream Lands of Aq-chay Dam)

نویسندگان [English]

  • Alireza Vafaienejhad 1
  • Javad Yousefzade 2
  • Hosein Yousefi 3
  • Naser Mohammadi Varzane 2
چکیده [English]

In the traditional systems of irrigation and exploitation of water sources, especially the water sources behind dams, there isn't regular and consistent plan for their management and this can be caused the weakness of irrigation performance. In this connection, using both of optimization methods and Geospatioal Information System (GIS) together can improve the performance of irrigation projects. On this basis, this paper uses Linear Programming (as an optimization method) and GIS in downstream lands of Aq-chay dam to allocate optimal area for cultivation of any agricultural product that will be caused the improvement in the performance of irrigation projects. In this regard, a program in Microsoft Excel was developed based on Linear Programming with respect to type of products, decision variables, constraints and objective function. Then according to its output, another application was developed using Arcobjects capabilities in ArcGIS software and hereby the optimal areas for the cultivation of any agricultural product in downstream lands of Aq-chay dam was determined. The result indicates that the efficiency has been improved up to 30 percent in arable surface and type of products in the region of case study, using the Linear Programming and GIS in comparison with traditional systems.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Water Distribution Management
  • Irrigation networks
  • Linear programming
  • Geospatial Information System
دیانی، شادی، 1381، کاربرد سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی در مدیریت بهینۀ آب مصرفی شبکة آبیاری و زهکشی کوثر خوزستان، کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکدۀ کشاورزی.
صمدی بهرامی، رقیه. کرمی، وحید. حسین­زاده دلیر، حسین. 1385، مدیریت تحویل آب در شبکه‌های آبیاری و زهکشی با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)، اولین همایش ملی مدیریت شبکه‍های آبیاری و زهکشی، اردیبهشت ماه، اهواز، ایران.
کیانی، قاسم­علی. موسوی­زاده، محمدحسن. محمدی، کوروش. 1385، کاربرد سامانه­های اطلاعات جغرافیایی (GIS‌)‌ در مدیریت بهره‌برداری و نگهداری شبکه­های آبیاری و زهکشی، اولین همایش ملی مدیریت شبکه‍های آبیاری و زهکشی، اردیبهشت ماه، اهواز، ایران.
منعم، محمدجواد. نجفی، محمدرضا. خوش­نواز، صائب. 1386، برنامه­ریزی بهینۀ تحویل آب در کانال‌های آبیاری با استفاده از الگوریتم ژنتیک، مجلۀ تحقیقات منابع آب ایران، دورۀ 3، شمارۀ 1: 11-1.
منعم، محمدجواد. نوری، محمدعلی. 1389، کاربرد الگوریتم بهینه­سازی PSO در توزیع و تحویل بهینۀ آب در شبکه­های آبیاری، مجلۀ آبیاری و زهکشی ایران، دورۀ 4، شمارۀ 1: 82-73.
کارآموز، محمد. احمدی، آزاده. فلاحی، مهدیس. 1385. مهندسی سیستم، انتشارات دانشگاه صنعتی امیرکبیر، چاپ اول.
Fipp, G., and leigh, E., 2000, GIS Based management system for irrigation District, Proceeding of international conference on challenge facing irrigation and drainage in the New Millennium, USCID, Fort Collins, U.S.A.
Gundogdu, K.S., Degirmenci, H. and Demirtas, C., 2002, Creation of GIS Supported Data Base in Irrigation Project Management, International Conference of AGROENVIRON, Cairo, Egypt.
Menenti, M., Azzali, S., and D'urso, G., 1995, Management of irrigation schemes in arid countries. In: Use of Remote Sensing Techniques in Irrigation and Drainage, proceedings of the expert consultation, Montpellier, France.