تدوین یک مدل بهینه‌سازی تخصیص تلفیقی منابع آب و سطح زیر کشت با کاربرد تئوری بازی‌ها

Abstract

مقدمه: با توجه به وقوع خشکسالی‌های مکرر در سال‌های اخیر و افزایش نیاز به تولید مواد غذایی، استفاده صحیح و برنامه‌ریزی شده از منابع آب امری حیاتی می‌باشد. در تحقیق حاضر، به منظور تخصیص بهینه مقدار آب، سطح زیر کشت و الگوی کشت، یک مدل تلفیقی چندهدفه بهینه­سازی- شبیه­سازی، با بکارگیری روش‌های بازی همکارانه توسعه داده شده است. روش­: مدل توسعه داده شده که یک مدل تلفیقی چندهدفه آب سطحی و آب زیرزمینی می­باشد که در آن، جهت شبیه‌سازی آب‌زیرزمینی از مدل MODFLOW-GMS استفاده شده‌است. اهداف مورد نظر در مدل بهینه­سازی عبارت از حداکثرسازی عدالت در توزیع، حداکثرسازی سود کشاورزان و حداکثرسازی استفاده از آب سبز می­باشند. پس از اجرای مدل مذکور و استخراج منحنی تعامل بین اهداف، ارجح­ترین راه حل، از طریق روش کندورسه به ‌عنوان جواب (گزینه) برتر انتخاب شده است. در ادامه، با تشکیل ائتلاف­های ممکن و به‌کارگیری تئوری بازی­های همکارانه، توزیع مجدد سود بین مناطق مختلف انجام شده‌است. این مدل برای منطقه کشاورزی محدود به شهرستان­های مینودشت، آزادشهر و گنبدکاووس در استان گلستان واقع در پایین­دست سد مخزنی نرماب به‌کار گرفته شد. یافته­ها: نتایج بدست آمده نشان می­دهد که مقدار آب تخصیص داده شده سالیانه، وابسته به سطح زیر کشت محصولات تابستانه می­باشد. همچنین نتایج حاکی از این است که حداکثر سود کل و سود در واحد سطح بترتیب متعلق به شهرستان های گنبد کاووس و مینودشت می­با­شد. علاوه بر این، تشکیل ائتلاف اصلی باعث شده است که سود هر یک از مناطق، حداقل 3 و حداکثر 40 درصد افزایش داشته باشد. نتیجه­گیری: در مدل‌ ارائه شده بعنوان یک مدل با رویکرد شبیه‌سازی – بهینه‌سازی، با مدیریت میزان رها سازی آب از سد، برداشت از آبخوان و انتخاب بهترین الگوی کشت متناسب با وضعیت منابع آب، امکان صیانت از این منابع و در عین حال افزایش درآمد کشاورزان میسر گردیده است. همچنین با تغییر رفتار کشاورزان در جهت همکاری و شکل‌گیری ائتلاف کلی (اصلی) بین مناطق، افزایش سود ایشان به میزان قابل توجهی مورد انتظار می‌باشد.