| تعداد نشریات | 282 |
| تعداد نشریات سازمان | 80 |
| تعداد شماره‌ها | 3,260 |
| تعداد مقالات | 36,033 |
| تعداد مشاهده مقاله | 55,071,275 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 94,090,193 |
توسعه مدل مفهومی بهینه‌سازی الگوی کشت مبتنی بر الگوریتم ازدحام ذرات در شرایط محدودیت منابع آب: مطالعه موردی شبکه آبیاری البرز استان مازندران | ||
| پژوهش آب در کشاورزی | ||
| مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 18 شهریور 1405 | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/jwra.2026.373469.1123 | ||
| نویسندگان | ||
| محمد فاضلیان1؛ داوود اکبری نودهی* 2؛ علی باقری3 | ||
| 1دانشجوی دکتری، گروه علوم و مهندسی آب، واحد قائمشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، قائمشهر، ایران. | ||
| 2استادیارگروه علوم و مهندسی آب، واحد قائمشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، قائمشهر، ایران | ||
| 3گروه علوم و مهندسی آب، واحد قائمشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، قائمشهر، ایران | ||
| چکیده | ||
| کمبود منابع آب و افزایش تقاضا در بخش کشاورزی، از چالش‌های مهم توسعه پایدار کشاورزی است. پژوهش حاضر با هدف توسعه مدل بهینه‌سازی الگوی کشت مبتنی بر الگوریتم ازدحام ذرات (PSO) برای مدیریت منابع آب در شبکه آبیاری البرز، استان مازندران، انجام شد. داده‌های زراعی و اقتصادی مورد استفاده مربوط به سال زراعی ۱۴۰۳–۱۴۰۴ بود. مدل شامل ۱۸ متغیر تصمیم شامل سطح زیرکشت و آب آبیاری تخصیصی به ۹ محصول زراعی و باغی بود. تابع هدف، بیشینه‌سازی سود خالص کل کشاورزی با در نظر گرفتن محدودیت‌های آب و زمین و قید تغییرات سطح زیرکشت برنج و مرکبات بود. عملکرد محصولات تحت تنش آبی با استفاده از رابطه عملکرد–آب FAO-33 و ضرایب حساسیت به کم‌آبی (Ky) برآورد شد. مدل تحت هفت سناریوی تأمین آب (40 تا 100 درصد) و سه راهبرد مدیریتی شامل کم‌آبیاری (H1)، اصلاح الگوی کشت (H2) و راهبرد تلفیقی (H3) ارزیابی شد. در شرایط مبنا (A1)، و سطح زیرکشت ۳۰۰۰ هکتار، حجم آب مصرفی ۲۲٫۷۹۱ میلیون مترمکعب و سود خالص ۵۹۲۰ میلیارد ریال بود. در راهبرد H2، کاهش منابع آب به ۴۰ درصد موجب کاهش سود خالص به ۳۴۸۰ میلیارد ریال (۴۱٫۲ درصد کاهش) و افزایش بهره‌وری اقتصادی آب از ۲۵۹٫۸ به ۳۸۲ هزار ریال بر مترمکعب (۴۷٫۱ درصد افزایش) شد. راهبرد H2 در تمامی سناریوها بیشترین بهره‌وری اقتصادی آب را ایجاد کرد. با توجه به توازن میان صرفه‌جویی آب و حفظ بازده اقتصادی، A4–H2 به‌عنوان گزینه متعادل‌تر شناسایی شد؛ به‌طوری‌که مصرف آب ۱۵٫۹۵۰ میلیون مترمکعب (۳۰ درصد کاهش)، سود خالص ۵۰۱۰ میلیارد ریال (۱۵٫۴ درصد کاهش) و بهره‌وری اقتصادی آب ۳۱۴٫۱ هزار ریال بر مترمکعب (۲۰٫۹ درصد افزایش) به دست آمد. این یافته‌ها ظرفیت بهینه‌سازی مبتنی بر PSO را به‌عنوان ابزاری کمی برای پشتیبانی از تصمیم‌گیری در الگوی کشت و تخصیص آب تحت شرایط محدودیت منابع نشان می‌دهد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| کم‌آبیاری؛ تنش آبی؛ تخصیص آب؛ سناریوهای تأمین آب؛ مدیریت آبیاری | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Development of a Conceptual Crop Pattern Optimization Model Based on Particle Swarm Optimization under Water-Limited Conditions: A Case Study of the Alborz Irrigation Network in Mazandaran Province | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Mohammad Fazelian1؛ davood Akbarinodehi2؛ Ali Bagheri3 | ||
| 1Ph.D. Candidate, Department of Water Science and Engineering, QaS.C., Islamic Azad University, Qaemshahr, Iran | ||
| 2Department of Water Science and Engineering, QaS.C., Islamic Azad University, Qaemshahr, Iran | ||
| 3Department of Water Science and Engineering, QaS.C., Islamic Azad University, Qaemshahr, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Water scarcity and increasing agricultural water demand have become major challenges for sustainable agricultural development. This study aimed to develop a crop pattern optimization model based on the Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm for water resources management in the Alborz Irrigation Network, Mazandaran Province. Agricultural and economic data corresponded to the 2024–2025 cropping year (1403–1404). The model included 18 decision variables, representing cultivated areas and allocated irrigation water for nine agricultural and horticultural crops. The objective function maximized total net agricultural profit subject to water and land constraints and restrictions on changes in rice and citrus cultivated areas. Crop yield under water stress was estimated using the FAO-33 yield response-to-water relationship and crop-specific yield response factors (Ky). Seven water-supply scenarios (100% to 40%) and three management strategies, including deficit irrigation (H1), crop pattern optimization (H2), and an integrated strategy (H3), were evaluated. Under the baseline condition (A1) and a cultivated area of 3,000 ha, irrigation water consumption was 22.791 million m³, and net profit was 5,920 billion IRR. Under H2, reducing water availability to 40% decreased net profit to 3,480 billion IRR (41.2% reduction), while economic water productivity increased from 259.8 to 382.0 thousand IRR m⁻³ (47.1% increase). H2 consistently achieved the highest economic water productivity. Considering the trade-off between water conservation and economic returns, A4–H2 was identified as the more balanced management option, with water consumption of 15.950 million m³ (30% reduction), net profit of 5,010 billion IRR (15.4% reduction), and economic water productivity of 314.1 thousand IRR m⁻³ (20.9% increase). These findings demonstrate the potential of PSO-based optimization as a quantitative decision-support tool for crop pattern and water allocation under water-limited conditions. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Deficit irrigation, Water stress, Water allocation, Water supply scenarios, Irrigation management | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 101 |
||