عطیه بزرگی؛ عباس روزبهانی؛ سید مهدی هاشمی شاهدانی
چکیده
کشاورزی از مهمترین بخشهای اقتصادی ایران و بزرگترین مصرف کننده منابع آب سطحی و زیرزمینی بهحساب میآید. از آنجایی که خطرات مختلفی سامانههای تأمین آب کشاورزی را تهدید میکند، لذا توسعه چارچوب تحلیل ریسک بهمنظور شناسایی و بررسی میزان تأثیر خطرات پیشروی سامانههای مذکور در پیشبرد توسعه پایدار کشاورزی اجتنابناپذیر ...
بیشتر
کشاورزی از مهمترین بخشهای اقتصادی ایران و بزرگترین مصرف کننده منابع آب سطحی و زیرزمینی بهحساب میآید. از آنجایی که خطرات مختلفی سامانههای تأمین آب کشاورزی را تهدید میکند، لذا توسعه چارچوب تحلیل ریسک بهمنظور شناسایی و بررسی میزان تأثیر خطرات پیشروی سامانههای مذکور در پیشبرد توسعه پایدار کشاورزی اجتنابناپذیر است. از این رو، تحقیق حاضر برای نخستین بار اقدام به توسعه مدل تحلیل ریسک خطر خشکسالی در سامانه تأمین آب کشاورزی با کمک شبکه بیزین نموده است. ساختار این مدل، که متشکل از گرهها و ارتباط بین آنها است، بهگونهای طراحی شده که با استفاده از اطلاعات دبی رودخانه، آب رهاسازی شده از سامانه انحراف آب بالادست شبکه، حجم آب زیرزمینی برداشت شده و تقاضای شبکه آبیاری، مقدار ریسک سامانه تأمین را ارزیابی کند. بهمنظور بررسی توانایی مدل توسعه داده شده، تحلیل ریسک سامانه تأمین آب کشاورزی شبکه آبیاری مدرن رودشت اصفهان مورد بررسی قرار گرفت.مقادیر ریسک سامانه تأمین آب شبکه رودشت در بازه صفر تا 11/58 % و بهطور متوسط برابر 82/39%(برای 78 رویداد مختلف)برآورد شد. نتایج نشان داد که این مدل در دو بخش آموزش و آزمایش به ترتیب با مقدار جذر میانگین مربعات خطا 09/0 و 1/0، ضریب تبیین 85/0 و 75/0 و شاخص کل عملکرد 74/0 و 82/0 دارای دقت و عملکرد مناسبی در برآورد ریسک است. نتایج این تحقیق و مدل ارایه شده به بهرهبرداران و تصمیمگیرندگان کمک میکند تا برنامهریزی بهتری برای تخصیص آب آبیاری بر اساس ریسکهای پیشبینی شده در شرایط خشکسالی هیدرولوژیکی ارائه نمایند.
کاظم کامرانی؛ عباس روزبهانی؛ سید مهدی هاشمی شاهدانی
چکیده
این پژوهش به بررسی تأثیر مدرنسازی شبکه تحویل و توزیع آب سطحی در کاهش برداشت از آب زیرزمینی پرداخته است. برای این منظور، علاوه بر شبیهسازی وضعیت موجود بهرهبرداری از کانال اصلی شبکه آبیاری رودشت در استان اصفهان، دو روش شامل بهرهبرداری دستی بهبود یافته و روش کنترل خودکار پیشبین توسعه داده شد و بهبود مدیریت تحویل و توزیع ...
بیشتر
این پژوهش به بررسی تأثیر مدرنسازی شبکه تحویل و توزیع آب سطحی در کاهش برداشت از آب زیرزمینی پرداخته است. برای این منظور، علاوه بر شبیهسازی وضعیت موجود بهرهبرداری از کانال اصلی شبکه آبیاری رودشت در استان اصفهان، دو روش شامل بهرهبرداری دستی بهبود یافته و روش کنترل خودکار پیشبین توسعه داده شد و بهبود مدیریت تحویل و توزیع آب در کانال بررسی گردید. روشهای مذکور تحت دو سناریوی بهرهبرداری، شامل دبی ورودی به کانال در شرایط نرمال و کمآبی، شبیهسازی شد. بهبود فرآیند تحویل و توزیع آب در کانال با استفاده از شاخصهای کفایت و پایداری تحویل و توزیع آب ارزیابی شد. در ادامه تحقیق، میزان آب سطحی جایگزین شده با آب زیرزمینی، بهواسطه بهبود فرآیند تحویل و توزیع آب در کانال اصلی توسط نقشههای مکانی شاخص کفایت و تحلیل آنها محاسبه گردید. نتایج به دست آمده در سناریوی شرایط نرمال حاکی از بهبود شاخص کفایت تحویل و توزیع آب به میزان 5%و 32% و بهبود شاخص پایداری تحویل و توزیع آب در کانال اصلی به میزان 7% و 21% به ترتیب برای روشهای دستی بهبود یافته و کنترل خودکار بود. همچنین، میزان بهبود مذکور در این سناریو سبب 3% و 25% کاهش برداشت از آبخوان بهترتیب برای روش دستی بهبود یافته و خودکار شد. در سناریوی کمآبی نیز شاخص کفایت 2% و 13% و شاخص پایداری 11% و 25% بهبود را به ترتیب برای روشهای دستی بهبود یافته و کنترل خودکار نشان داد. این بهبود، اثربخشی یک درصدی برای روش دستی بهبودیافته و اثربخشی نه درصدی برای روش خودکار در سناریوی کمآبی در کاهش برداشت از آبخوان را در پی داشت. همچنین، با توجه به نقشههای مکانی شاخص کفایت، روشکنترل خودکار، مخصوصا در حالت کم آبی با توزیع یکنواخت آب بین آبگیرها قادر است که آب را به مراتب عادلانه تر بین کشاورزان تقسیم کند.
مرتضی بابایی؛ عباس روزبهانی؛ سید مهدی هاشمی شاهدانی
چکیده
شناسایی دقیق مشکلات و خطرات سامانههای اصلی انتقال و تحویل آب کشاورزی و بررسی میزان اثرپذیری شکست سامانه میتواند در بهبود عملکرد بهرهبرداری آنها موثر باشد. از این رو، تحلیل ریسک سامانههای مذکور برای افزایش اطمینانپذیری آن در مقابل خطرات پیشرو ضرورت مییابد. در شبکههای آبیاری، مطلوبیت عملکرد سامانه اصلی انتقال ...
بیشتر
شناسایی دقیق مشکلات و خطرات سامانههای اصلی انتقال و تحویل آب کشاورزی و بررسی میزان اثرپذیری شکست سامانه میتواند در بهبود عملکرد بهرهبرداری آنها موثر باشد. از این رو، تحلیل ریسک سامانههای مذکور برای افزایش اطمینانپذیری آن در مقابل خطرات پیشرو ضرورت مییابد. در شبکههای آبیاری، مطلوبیت عملکرد سامانه اصلی انتقال و تحویل آب در گرو تحویل آب کافی، بهاندازه و عادلانه به تمام آبگیرهای درجه دو واقع در مسیر اصلی کانال آبیاری میباشد. بنابراین، پژوهش حاضر برای اولین بار به منظور ارایه ساختار منحصر به فردی برای تحلیل ریسک کفایت، عدالت و راندمان تحویل آب در این سامانهها اجرا شد. به این ترتیب با استفاده از تکنیک تحلیل ریسک «درخت خطا» بحران یا رویداد نامطلوب«عدم مطلوبیت تأمین و تحویل» تعیین شد. سپس عوامل منجر به وقوع آن شامل مخاطرات طبیعی، و تهدیدهای انسانی و عملکردی شناسایی شد و در قالب رویدادهای پایه و میانی در ساختار درخت خطا جای گرفتند. پس از تعیین کانال اصلی آبیاری دز غربی به عنوان سامانه مورد مطالعه؛ طی مصاحبه از مجموعه مدیریت، پرسنل بهرهبرداری و مدیران شبکه آبیاری ناحیه شمال خوزستان پرسشنامهای تکمیل گردید و مقادیر احتمال شکست رویدادهای پایه به صورت کیفی و بیانی دریافت شد. سپس درخت خطای سامانه تحلیل و احتمال شکست رویدادهای فرعی و به دنبال آن رویداد رأس مشخص گردید. طبق نتایج تحقیق احتمال شکست محاسبه شده برای رویداد رأس نزدیک به 30% حاصل شد. به دنبال این احتمال بالای شکست، رتبهبندی سهم رویدادهای پایه در وقوع رویدادهای فرعی و در نتیجه رویداد رأس انجام شد. بر اساس نتایج، پنج رویداد مهمتر شامل «بروز اشکال در تأمین بودجه فرآیند نگهداری»، «عدم انعطافپذیری عملیات بهرهبرداری»، «نبود نظام همگن بهرهبرداری» «فعال نبودن مراکز فرهنگی آموزشی استان»، و «بهرهبرداری نادقیق از سازه آبگیر» میباشند که شاخص بیرنبام برای هریک از آنها از 055/0 تا 097/0 متغیر بود. رتبه بندی رویدادهای موثر بر زیرشاخه های کفایت، عدالت و راندمان نیز به صورت مجزا و با نتایج مشابه انجام شد.
مریم یوسفی؛ محمد ابراهیم بنی حبیب؛ جابر سلطانی؛ عباس روزبهانی
چکیده
برای تأمین نظر همزمان کشاورزان، مدیران منابع آب و محیطزیست ضرورت دارد تهیه مدل بهینهسازی الگویکشت 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 بهینهسازی برنامهریزی غیرخطی و نیز با روش الگوریتم ...
بیشتر
برای تأمین نظر همزمان کشاورزان، مدیران منابع آب و محیطزیست ضرورت دارد تهیه مدل بهینهسازی الگویکشت 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 بهینهسازی برنامهریزی 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 برنامهریزی غیرخطی نشان داد که افزایش سود حاصله از بهینهسازی الگویکشت، 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 هوشجمعی نیز نشان دادکه با افزایشسودحاصله ازبهینهسازی الگویکشت، 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 برنامهریزی غیرخطی، قابلیت زیادی را در ارائه پاسخهای بهینه دارا است. نتایج این پژوهش میتواند در استفاده بهینه منابع آب، افزایش درآمد کشاورزان و کاهش آبشویی نیتروژن در سایر شبکههای آبیاری مورداستفاده قرار گیرد. اصولاً استفاده از پسابها و فاضلابها در آبیاری محصولات خوراکی کشاورزی برای تغذیه انسان و دام توصیه نمیشود و رعایت کامل استاندارها و ضوابط در استفاده از پسابها در کشاورزی، امری ضروری و لازمالاجرا است.
مریم یوسفی؛ جابر سلطانی؛ محمد ابراهیم بنی حبیب؛ علی رحیمی خوب؛ عباس روزبهانی؛ الیاس سلطانی
چکیده
به علت فعالیتهای کشاورزی گسترده در سطح دشتها و استفاده از کودهای شیمیایی حاوی نیترات، مقادیر قابلتوجهی از این یون وارد سفرههای آب زیرزمینی میشود. از سوی دیگر، پساب تصفیهخانههای فاضلاب بهعنوان جایگزین یا مکمل منابع آب سطحی در شبکههای آبیاری و زهکشی مورداستفاده قرار میگیرد، لذا ارائه راهکارهایی بهمنظور کاهش ...
بیشتر
به علت فعالیتهای کشاورزی گسترده در سطح دشتها و استفاده از کودهای شیمیایی حاوی نیترات، مقادیر قابلتوجهی از این یون وارد سفرههای آب زیرزمینی میشود. از سوی دیگر، پساب تصفیهخانههای فاضلاب بهعنوان جایگزین یا مکمل منابع آب سطحی در شبکههای آبیاری و زهکشی مورداستفاده قرار میگیرد، لذا ارائه راهکارهایی بهمنظور کاهش و کنترل میزان نیتروژن ورودی به خاک و سفرههای آب زیرزمینی، مسئلهای مهم و حائز اهمیت است.در این پژوهش، توسعه و تدوین مدل بهینهسازی الگوی کشت با بهرهبرداری تلفیقی کمی- کیفی از منابع آب سطحی غیرمتعارف (پساب) و آب زیرزمینی با سه هدف حداکثرسازی سود حاصله از الگوی کشت، کاهش آبشویی نیتروژن و بهبود تغذیه آبخوان مدنظر قرارگرفت. مدل بهینهسازی سههدفه غیرخطی، بهمنظور مدیریت یکپارچه کمی- کیفی منابع آب آبیاری و پساب برای هفت سناریو (تک هدفه، دو هدفه و سه هدفه) در سال آبی 92-91 در شبکه آبیاری ورامین اجرا شد. همچنین اطلاعات ورودی موردنیاز مدل از دو طریق (انجام آزمایشات منطقهای و اخذ اطلاعات از دستگاههای مختلف) گردآوری شد. حل مدل تک هدفه با تابع هدف اول (سناریوی1: افزایش درآمدزایی)، حاکی از بهبود سود خالص منطقه به میزان 49 % نسبت به وضع موجود بود. در تابع هدف دوم (سناریوی 2: کاهش آبشویی نیتروژن)، کاهش میزان کود مصرفی به میزان 95 % و در تابع هدف سوم (سناریوی 3: افزایش تغذیه آبخوان)، افزایش تغذیه به میزان 120 % نسبت به وضع موجود حادث شد. حل مدل سه هدفه (سناریوی 7: ترکیب اهداف افزایش درآمدزایی، کاهش آبشویی نیتروژن و افزایش تغذیه آبخوان)، نشان داد که با کاهش 23 درصدی سطوح کشت، کاهش 71 درصدی از میزان کود ازته مصرفی و همچنین کاهش 13 درصدی از برداشت تلفیقی پساب و آب زیرزمینی، اهداف افزایش درآمدزایی به میزان 6%، افزایش تغذیه آبخوان به میزان 29 % و همچنین افزایش بهرهوری مصرف آب به میزان 22 % محقق شد. لذا این سناریو بهعنوان سناریوی برتر انتخاب شد. نتایج این پژوهش میتواند در استفاده بهینه منابع آب، افزایش درآمد کشاورزان و کاهش آبشویی نیتروژن در طرحهای شبکه آبیاری مورداستفاده قرار گیرد. البته به این نکته باید توجه شود که اصولا استفاده از پسابها و فاضلابها در آبیاری محصولات خوراکی کشاورزی توصیه نمیشود.