مدل بهینه‌سازی غیرخطی و ازدحام ذرات برای بهره‌برداری تلفیقی از پساب و آب زیرزمینی در دشت ورامین

برای تامین نظر همزمان کشاورزان، مدیران منابع آب و محیط زیست ضرورت دارد تهیه مدل بهینه‌سازی الگوی کشت با بهره‌برداری تلفیقی کمی کیفی از پساب و آب زیرزمینی با سه هدف حداکثرسازی سود کشاورزان، کاهش آبشویی نیتروژن و بهبود تغذیه آبخوان مدنظر قرار گیرد. در این پژوهش، مدل به دو روش بهینه سازی برنامه ریزی غیرخطی و نیز با روش الگوریتم ازدحام ذرات برای شبکه آبیاری ورامین در سال آبی 92-1391 تهیه شد. نتایج حاصل از حل مدل سه هدفه در روش برنامه ریزی غیرخطی نشان داد که افزایش سود حاصله از بهینه سازی الگوی کشت، بهبود بهره‌وری مصرف آب و تغذیه آبخوان به ترتیب به میزان 6% ، 22% و 29% منجر به کاهش برداشت تلفیقی از پساب و آب زیرزمینی و کاهش کود نیتروژن مصرفی به ترتیب به میزان 13% و 85% شده است. همچنین، حل مدل سه هدفه با الگوریتم هوش جمعی نیز نشان دادکه با افزایش سود حاصله ازبهینه سازی الگوی کشت، بهبود بهره‌وری مصرف آب و تغذیه آبخوان به ترتیب به میزان 7%، 49% و 30% ، اهداف کاهش برداشت تلفیقی از پساب و آب زیرزمینی و کاهش کود مصرفی به ترتیب به میزان 35% و 88% محقق شده است. مقایسه نتایج مقادیر متناظر توابع هدف در سناریوهای مختلف در دو روش برنامه‌ریزی غیرخطی و ازدحام ذرات ، حاکی از اختلاف بین 002/0 تا 01/0 درصد بین مقادیر حاصله از دو روش بود. لذا، الگوریتم فراکاوشی ازدحام ذرات با اختلاف بسیار کمی از روش برنامه ریزی غیرخطی، قابلیت زیادی را در ارائه پاسخ های بهینه دارا است. نتایج این پژوهش می‌تواند در استفاده بهینه منابع آب، افزایش درآمد کشاورزان و کاهش آبشویی نیتروژن در سایر شبکه های آبیاری مورداستفاده قرار گیرد. اصولاً استفاده از پساب‌ها و فاضلاب‌ها در آبیاری محصولات خوراکی کشاورزی برای تغذیه انسان و دام توصیه نمی شود و رعایت کامل استاندارها و ضوابط در استفاده از پساب‌ها در کشاورزی، امری ضروری و لازم الاجرا است.