برنامه‌ریزی الگوی کشت بهینه محصولات کشاورزی با استفاده از ترکیب مدل شبیه‌سازی SWAT و الگوریتم بهینه‌سازی جستجوی هارمونی

در این تحقیق با استفاده از رویکرد شبیه‌سازی- بهینه‌سازی، یک مدل مبتنی بر تلفیق شبیه‌سازی روابط آب- خاک- گیاه و بهینه‌سازی تخصیص آبیاری و الگوی کشت محصولات کشاورزی ارائه شده است. بدین منظور، با استفاده از ترکیب مدل شبیه‌سازی SWAT و الگوریتم بهینه‌سازی جستجوی هارمونی (Harmony Search) و توسعه مدل HS-SWAT، مسأله بهینه‌سازی الگوی کشت محصولات کشاورزی در دشت آزادگان در حوضه آبریز کرخه تحلیل شده است. مسأله در قالب دو سناریو حل گردیده که در سناریوی اول الگوی کشت بهینه با تابع هدف بیشینه سود خالص سالیانه و قیود محدودیت حجم آب مصرفی و حداکثر زمین قابل کشت تعیین شده و در سناریوی دوم مساله تخصیص بهینه آبیاری برای الگوی کشت فعلی مورد استفاده در دشت مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا، تأثیر تغییر الگوی کشت بر مؤلفه‌های بیلان آبی دشت از جمله میزان رواناب خروجی، نفوذ عمقی، میزان ذخیره آب در خاک و تبخیر و تعرق نیز بررسی شده است. با توجه به محدودیت‌های آب مصرفی و سطح اراضی قابل کشت اعمال شده در مدل، سود خالص سالیانه به ترتیب در سناریو‌های اول و دوم ۳۱۴% و ۲۳% نسبت به سناریو پایه (شرایط فعلی) افزایش نشان می‌دهد. همچنین حجم آب مصرفی در سناریو اول ۲۸% و در سناریو دوم 49% نسبت به شرایط کنونی کاهش نشان می‌دهد. بر این اساس، پیاده‌سازی رویکرد مورد استفاده در این تحقیق در برنامه‌ریزی الگوی کشت محصولات کشاورزی می‌تواند ضمن افزایش سود ناشی از تولید محصولات منجر به کاهش میزان آب مصرفی در شرایط فعلی حاکم بر منابع آب کشور گردد.