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

Abstract

<strong>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 افزایش</strong><strong>سودحاصله 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.</strong>