مدل شبیه‌سازی- بهینه‌سازی دوهدفه الگوی کشت و تخصیص آب در دشت سمنان

استفاده از مدل های شبیه سازی - بهینه سازی ابزار ارزشمندی برای انتخاب الگوی کشت مناسب هستند. هدف اصلی این تحقیق، توسعه یک مدل شبیه سازی - بهینه سازی دوهدفه برای تعیین الگوی کشت و تخصیص آب است. این مدل پس از شبیه سازی حالات مختلف الگوی کشت، بهینه‌سازی را با الگوریتم فراابتکاری چندهدف شیرمورچه moalo)) انجام می‌دهد. بر این اساس متغیرهای تصمیم شامل زمین و آب تخصیص‌یافته به دوره‌های ده روزه رشد گیاهان به گونه ای طراحی شدند که حداقل بهره‌برداری از منابع آب و حداکثرسازی اقتصادی به عنوان توابع هدف مشخص شدند. مدل توسعه‌یافته برای شبیه سازی و بهینه سازی الگوی کشت با سطح زیرکشت 5500هکتار و تخصیص آب دشت سمنان با آب تجدیدپذیر به میزان 60/8 میلیون‌مترمکعب استفاده شد. سناریوی‌های برداشت 80 (gw80) و 100 (gw100) درصد از آب تجدیدپذیر زیرزمینی و سناریوهای تغییر در الگوی کشت موجود 30 (ac30) و 60 (ac60) درصد در نظر گرفته که هر یک از این 4 سناریو با الگوریتم moalo شبیه‌سازی شدند. بهینه سازی با استفاده از مدل پیشنهادی در چهار سناریو، باعث بهبود توابع هدف آبی و اقتصادی نسبت به عملکرد اولیه شبیه سازی شد. نتایج نشان داد که چهار سناریوی پیشنهادی با کمینه‌سازی تابع هدف آبی و بیشینه سازی تابع هدف اقتصادی نسبت به وضع موجود(شبیه سازی) بدست آمده است. در مجموع مدل پیشنهادی که ابزاری تخصصی برای بهینه سازی الگوی کشت زراعی با تخصیص آب است، با وجود سادگی کارایی بسیار مناسبی داشت.

two-objective simulation-optimization model for cropping pattern and water allocation in semnan plain

the application of simulation optimization models is a valuable tool for selecting the appropriate cropping pattern. the main objective of this research is to develop a two objective simulation optimization model to determine the pattern of cultivation and water allocation. the model performs the optimization with the multi objective metamorphic algorithm (moalo) after simulating different states of the cultivation pattern. the decision variables including land and water allocated to ten day periods of plant growth were designed in a way that the minimum utilization of water resources and economic maximization were identified as target functions. the developed model was used to simulate and optimize the cultivation pattern with an area of ​​5500 hectares and water allocation of semnan plain with renewable water at the rate of 60.8 million cubic meters. harvesting scenarios of 80 (gw80) and 100 (gw100) percent of renewable groundwater and scenarios of change in existing cropping pattern of 30 (ac30) and 60 (ac60) percent were considered and each scenario was simulated with the moalo algorithm. optimization using the proposed model in four scenarios improved the water and economic objective functions compared to the initial simulation performance. the results showed that the four proposed scenarios were obtained by minimizing the water objective function and maximizing the economic objective function relative to the current situation (simulation). in general, the proposed model had a good performance despite its simplicity, which is a specialized tool to optimize the crop pattern with water allocation.