مجله اکوهیدرولوژی

مجله اکوهیدرولوژی

رویکردی مکانی‌ـ زمانی به آبیاری و کشت گیاهان کشاورزی با نگاهی به آب مجازی، سیستم اطلاعات مکانی و هوش جمعی مورچگان

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان
ناصر محمدی ورزنه 1
علیرضا وفائی نژاد 2
علی اصغر آل شیخ 3
زهرا عزیزی 4
امیر هومن حمصی 5
1 دانشکدۀ منابع طبیعی و محیط ‏زیست، دانشگاه علوم و تحقیقات آزاد اسلامی، تهران، ایران
2 دانشکدۀ مهندسی عمران، آب و محیط ‏زیست، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
3 دانشکدۀ مهندسی نقشه‏ برداری و ژئوماتیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران
4 دانشکدۀ منابع طبیعی و محیط ‏زیست، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، ایران
5 دانشکدۀ منابع طبیعی و محیط‏ زیست، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، ایران
10.22059/ije.2023.363753.1753
چکیده
آب به عنوان مهم‏ترین عامل محدود‌کننده در نقاط خشک و نیمه‌خشک دنیا به‌خصوص ایران به حساب می‏آید و اصلی‏ترین عامل در مقدار بهره‏وری دیگر منابع است. در سال‌های گذشته، دلایل متفاوتی مانند رشد جمعیت، رشد اقتصادی، تغییر اقلیم، آب‌و‌هوا و خشکسالی‏های متعدد برای رسیدن به منابع آب شیرین در کشورهای مختلف رقابت ایجاد کرده ‌که سبب کاهش منابع آب شیرین در مناطق مختلف شده و به مشکل کم‏آبی در آن‏ها افزوده است. همچنین، به دلیل ارزش و اهمیت به‌کارگیری بهینۀ آب در شبکه‏های آبیاری و زهکشی، استفاده از روش‏ها و تکنیک‏های جدید برای مدیریت شبکه‏های آبیاری و زهکشی تأثیر مناسبی بر روند کاهش مصرف آب به صورت بهینه ‌خواهد گذاشت. در سیستم‏های سنتی آبیاری و بهره‏برداری از منابع آبی برای اراضی و دشت‏ها معمولاً از منابع آب موجود به صورت بهینه و دقیق استفاده نمی‏شود، لذا آبیاری آن‌ها ممکن است با اتلاف و هدررفت آب بدون بهره مؤثر از آن باشد. درنظرگیری شبکه‌های آبیاری و زهکشی به دلیل وسعت و پراکندگی اراضی، تنوع کشت، زمان و مکان آن و مسافت بین منبع آب تا محل استفاده از آن جهت مدیریت بهینۀ بهره‏برداری از آب موجود، بسیار مهم و ضروری است. از این‌رو در پژوهش حاضر سعی شده است برای مدیریت بهینۀ استفاده از آب در بخش کشاورزی کشت گیاهان کشاورزی با درنظرگیری آب مجازی کشت و نمو گیاهان و با توجه به پارامترهای محیطی مؤثر در آن، به صورت مکانی و زمانی در متد یک بهینه‏سازی هوش جمعی بررسی و محاسبه شود و در نهایت، در یک محیط بصری‏سازی اطلاعات مکانی‌ـ‌ زمانی به نمایش درآید؛ که خود روشی نوین به حساب می‏آید. با محاسبات انجام‌شده در این پژوهش و مقایسه با روش سنتی موجود، در صورت اجرایی شدن راهکار ارائه‌شده در این پژوهش، میزان مصرف آب برای بخش کشاورزی منطقۀ مطالعاتی که بخشی از توابع قسمت جنوبی استان اصفهان در تالاب گاوخونی است، به حدود 70 درصد کاهش یافته که این معادل استفادۀ حدود 30 درصدی میزان آب مورد استفادۀ فعلی است و چیزی معادل حدود 300 هزار متر مکعبی کاهش مصرف آب خواهد بود که میزان قابل توجهی است.
کلیدواژه‌ها
مکانی- زمانی
آبیاری
آب مجازی
هوش جمعی
جامعه مورچگان
موضوعات
  • Alizadeh, A. “Principles of applied hydrology”, Imam Reza University Publications, 2002.
  • Kolahi, M., Hosseinali, F., Karimaei‌ـ Tabarestani, M., “Determining the optimal cultivation pattern by considering the concept of virtual water and economic benefits (Case Study: Omrani Plain in Khorasan Razavi)”, Iranian Journal of Irrigation and Drainage, 2023; Volume 16, Issue 6 ‌ـ Serial Number 96, March and April 2023, Pages 1221‌ـ
  • Maroufpoor, S., Bozorg‌ـ Haddad, O., Maroufpoor, E., Gerbens‌ـ Leenes, P.W., Loáiciga, H.A., Savic, D., Singh, V.P., “Optimal virtual water flows for improved food security in water‌ـ scarce countries”, Scientific Reports, 2021; 11 (1), 21027.
  • Qasemipour, E., Tarahomi, F., Pahlow, M., Malek Sadati, S. S., Abbasi, A., “Assessment of Virtual Water Flows in Iran Using a Multi‌ـ Regional Input‌ـ Output Analysis. Sustainability”, 2020; 12(18), 7424.
  • Bahrami, N., Kiavarz, M., and Argany, M., “The Fusing of Satellite Images and Using Particle Swarm Optimization Algorithm to Improving Evaluation of Water Body, Focusing on Monitoring and Identifying Flood.” Journal of Environmental Studies, 2020; 46.2: 355‌ـ
  • Bahrami, N., Vafaeinejad, A.R., Alesheikh, A.A., (2019). “Designing a spatio‌ـ temporal Decision Support System for tasks allocation planning to relief workers after the earthquake.” Journal of Environmental Science and Technology, December 2019; Doi:22034/JEST.2019.31884.4003.
  • Gundogdu, K.S., Degirmenci, H. and Demirtas, C., “Creation of GIS Supported Data Base in Irrigation Project Management”, International Conference of AGROENVIRON, Cairo, Egypt, 2002.
  • Sarangi, A., Rao, N.H., Brownee, SH.M., and Singh, A.K., “Use of Geographic information system (GIS) Tool in watershed hydrology and irrigation water management”, Gisdevelopment, 2001; pp. 10‌ـ 14
  • Rangzen, K., “The use of remote sensing in improving the management and optimal use of agriculture in the irrigation network. Seminar on the application of geographic information system ‌ـ remote sensing, Ahvaz Sugarcane Planting and By‌ـ Industries Company”, 2005; pp. 5‌ـ 3
  • Q. Huang and X.Z. Feng, "A Study of Spatio‌ـ temporal Process Modeling Based on Petri Net for Land Alteration," Acta Geodaetica Et Cartographic Sinica, 2005; vol.34, pp. 239‌ـ 245.
  • Gilberto, G., Gonzalo, D., Andrea, R., José, O. “A spatio‌ـ temporal access method based on snapshots and events”, Conference: 13th ACM International Workshop on Geographic Information Systems, ACM‌ـ GIS 2005; November 4‌ـ 5, 2005, Bremen, Germany, Proceedings.
  • Jianhong Pan, Qin Lin, Chenjie Cao., “Spatial‌ـ Temporal Data Model on Emergency: A Review”, Proceedings of the 2nd International Conference on Computer Science and Electronics Engineering (ICCSEE 2013).
  • Manem, M.J., “Determining the most suitable option for water distribution in the irrigation network (case study of Ghorichai irrigation network)”, Iranian Journal of Agricultural Sciences, 2000; Volume 30, Number 2, Year 78, Pages 110‌ـ
  • Zhou, Q., Huang, G. H. and Chan, C. W. “Development of an intelligent decision support system for air pollution control at coal‌ـ fired power plants”, Expert Systems with Applications, 2004; 26: 335‌ـ 356.
  • Virtual Water in Agriculture, https://palayeshcood.com
  • Virtual Water, Country Water and Wastewater Company, https://www.nww.ir
  • Trelea, I.C., “The Particle Swarm Optimization Algorithm: convergence analysis and parameter selection”, Information Processing Letters, 2003; 85(6): 317‌ـ 325.
  • Makhdoum, M.F. “Environmental unit: An arbitrary ecosystem for land evaluation”, Agriculture, Ecosystems & Environment, 1992; 41, 209‌ـ 214.
  • Manem, M.J. “Application of PSO optimization algorithm in optimal distribution and delivery of water in irrigation networks”, Iran Irrigation and Drainage Journal, 2011; Number 1, Volume 4, Spring 2019. P. 82‌ـ
  • Akhwan‌ـ Kazemzadeh, M., Yamani, M., “Meta‌ـ heuristic optimization algorithms”, Publisher: Jihad University, branch of Amirkabir University of Technology, 2016; 428 pages.
  • Manem, M. J. “Optimal planning of water delivery in irrigation canals using genetic algorithm”, Iranian Journal of Water Resources Research, third year, number 1, spring 2016; pp. 30‌ـ 41
  • Bahrami, N., Argany, M., Samani, N.N., Vafaei Nejad, A.R., “Designing a context‌ـ aware recommender system in the optimization of the relief and rescue”, The International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 2019; Volume 42, Pages 171‌ـ
  • Bahrami, N., “Using Tabu Search Algorithm and Geospatial Information System for Managing of the Relief and Rescue Teams”, Journal of Geomatics Science and Technology, 2019; Volume 8, Issue 3, Pages 179‌ـ
  • Water Footprint, Water Footprint Network, https://www.waterfootprint.org, 2021.
  • Bahrami, N., Meysam Argany, M., Jelokhani Neyaraki, M., Vafaeinezhad, A.R., “Providing a spatial approach in the rescue and relief management after the earthquake”, Environmental Management Hazards, 2019; Volume 6, Issue 2, Pages 117‌ـ
  • Bahrami, N., Argany, M., Neysani Samani, N., Vafaei Nejad, A.R., “Designing a Context‌ـ aware Recommender System in the Optimization of the Relief and Rescue by Ant Colony Optimization Algorithm and Geospatial Information System”, Journal of Geomatics Science and Technology, 2021; Volume 11, Issue 2, Pages 153‌ـ
مجله اکوهیدرولوژی
دوره 10، شماره 3
پاییز 1402
صفحه 379-404

  • تاریخ دریافت 27 اردیبهشت 1402
  • تاریخ بازنگری 22 خرداد 1402
  • تاریخ پذیرش 27 تیر 1402
  • تاریخ اولین انتشار 21 آذر 1402
  • تاریخ انتشار 21 آذر 1402