تهیه مدل بهره برداری از منابع آب زیرزمینی جهت تعیین الگو و تراکم کشت بهینه (مطالعه موردی: دشت نیشابور)

دشت نیشابور در استان خراسان رضوی با شرایط اقلیمی خشک و نیمه خشک و با تکیه بر منابع آب زیرزمینی یکی از قطب های مهم تولیدات زراعی کشور محسوب می شود و بر اساس اطلاعات موجود برداشت از این منابع بیش از حد مجاز است. این روند موجب افت سطح آبهای زیرزمینی، کاهش کیفیت آب و حتی نشست زمین در برخی نقاط شده است. در این تحقیق ابتدا با توجه به خصوصیات کمی و کیفی آبخوان نواحی مناسب برداشت آب با استفاده از روش fahp مشخص شد. سپس جهت تعیین میزان افت سطح آب مدلهای شبکه عصبی مصنوعی، سیستم استنتاج فازی، رگرسیونی و مدل بیلان حجمی مقایسه شد و در انتها از مدل بیلان حجمی جهت تعیین افت سطح آب استفاده گردید. در ادامه بعلت تعدد متعیرهای تابع هدف در بهینه سازی مصرف آب، با استفاده از روش های فراکاوشی و هوشمند که نیاز به محاسبات کمتر و کارآیی بیشتر نسبت به دیگر روشها دارند به بهینه سازی الگو و تراکم کشت محصولات زراعی منطقه مطالعاتی پرداخته شد. در این راستا یک نظریه با ترکیب روشهای لانه مورچگان و جهش هوشمند اجزای جمعی ارائه شد نتایج الگوریتم empsaco نشان داد که در حل توابع از دقت مناسبی برخوردار است. سپس کاربرد مدلهای بیلان آب در خاک و مدلهای شبکه عصبی و فازی در برآورد عملکرد محصولات منطقه بررسی شد. نتایج نشان داد که مدلهای شبکه عصبی و عصبی فازی نمی توانند عملکرد محصولات آبی را با دقت مناسبی برآورد کنند و معادلات بیلان آب در خاک جهت تعیین عملکرد واقعی در منطقه مورد استفاده قرار گرفت. نتایج مدل بهره برداری بر مبنای چهار سناریوی هیدولوژیکی و دو سناریوی حفظ روند وضع موجود و ممانعت از افت سطح آب اجرا شد و الگو و تراکم کشت بهینه دشت انتخاب گردید. نتایح نشان داد که وضعیت الگو و تراکم کشت در منطقه الگوی بهینه نیست بطوری که بر مبنای یک سال نرمال می توان با کاهش 30 درصدی سطح زیر کشت اغلب محصولات بهاره و افزایش 30 درصدی سطح زیر کشت گندم و جو و کلزا بیشترین درآمد را از آب استحصالی از آبخوان کسب نمود. در بین محصولات بهاره ذرت و گوجه فرنگی بیشترین سهم را در افزایش سطح داشت. نتایج نشان داد که با افزایش 20591 هکتار به محصولات پاییزه و کاهش 8197 هکتار از محصولات بهاره می توان درآمد بیشتری را کسب کرد. به منظور به حداقل رساندن افت سطح آب، در صورت وقوع بارش برابر میانگین بارش سالانه منطقه، کشاورزان تنها مجاز به برداشت 349میلیون مترمکعب از آبخوان دشت نیشابور در طول سال هستند که با این حجم آب می بایست 113752 هکتار از اراضی دشت را فاریاب نمود.