مدل تخصیص بهینه آب و زمین به محصولات زراعی در شرایط قطعی و تصادفی

چکیدهبرای مواجهه با شرایط مختلف آبی، مدلی جهت تعیین سطح آبیاری و سطح زیر کشت بهینه برای محصولات عمده و رایج زراعی اراضی شبکه آبیاری و زهکشی مغان در پایاب سد ارس، توسعه داده شد. در این مدل در شرایط تصادفی، با در نظر گرفتن عدم قطعیت‌های‌ مربوط به تامین آب مورد نیاز، متغیرهای تصمیم (سطح زیر کشت و سطوح آبیاری بهینه در گامهای زمانی معین) با استفاده از روش برنامه‌ریزی پویای تصادفی(sdp) بدست آمدند. تابع برگشتی، امید ریاضی حداکثر سود حاصل از کاشت محصولات زراعی در نظر گرفته شد. همچنین در شرایط قطعی، مدل با در نظر گرفتن 4 سناریو اجرا شد. نتایج حاکی از برتری الگوی کشت و سطوح آبیاری بهینه (حتی در شرایط کم‌آبی) از نظر تمامی شاخص‌های مورد بررسی نسبت به کشت رایج (حتی بدون محدودیت آب) در منطقه مورد نظراست. کمترین مقدار برای شاخص آب مورد نیاز در هکتار مربوط به سناریوی 2 (کاشت محصولات با نیاز آبی کم در شرایط آبیاری تحت فشار) می‌باشد که معادل 5368.14 مترمکعب است. این شاخص در سناریوهای 1، 3 و 4 به ترتیب 9079.78، 13496.25 و 9211.73 و در الگوی کشت رایج در منطقه 10900 مترمکعب بدست آمده است. بیشترین مقدار شاخص سود در واحد سطح (هکتار) مربوط به سناریوی 2 معادل 102میلیون ریال است. شاخص مذکور برای سناریوهای 1، 3 و4 به ترتیب 96.5، 73 و 89.5 میلیون ریال می‌باشد.

Model of optimal allocation of water and land to agricultural crops in deterministic and stochastic conditions

AbstractTo deal with different water conditions, a model was developed to determine the optimal irrigation level and the optimal cropping area for major agricultural crops in lands of Moghan irrigation and drainage network in downstream of Aras Dam. In this model, in the stochastic conditions, with considering the uncertainty of required water supply, decision variables (optimal irrigation levels and optimal planting area in certain time steps) are obtained using stochastic dynamic programming (SDP) method. Expected value of the maximum profit from planting crops is considered as the return function. Also in deterministic conditions, the model was run by considering 4 scenarios. The results show the superiority of cropping pattern and optimal irrigation levels (even in water deficiency conditions) in terms of all studied factors compared to the common cropping pattern (even without water deficiency) in the region. Minimum value for factor of the required water per hectare is related to scenario 2 (cropping of low water requirement crops with pressurized irrigation in deterministic conditions) which is equal to 5368.14 m3. This factor in scenarios 1, 3 and 4 is 9079.78; 13496.25and 9211.73 m3 respectively and in the common cropping pattern in the region is 10900m3. Maximum value for factor of profit per hectare is related to scenario 2, equal to 102 million Rials. The mentioned factor for scenarios 1, 3 and 4 are 96.5, 73 and 89.5 million Rials, respectively.