توسعه مفهومی عامل مبنا و بهینه سازی مبتنی بر الگوریتم ژنتیک در تخصیص منابع آب

سابقه و هدف: در تخصیص منابع آب، تقسیم مناسب منابع یک اصل اساسی است، اما تعیین آن به دلیل وجود معیارهای مختلف مشکل است. شبیه سازی سامانه های منابع آب که بتواند عوامل موثر را لحاظ کند و تعامل درونی اجزاء آن را نمایان سازد، اقدامی کارآمد در بهینه کردن تخصیص منابع آب به شمار می آید. بررسی های مختلف نشان می دهد که شبیه سازی چندعاملی به تنهایی یا در تلفیق با روش های بهینه سازی به عنوان روشی موثر برای درک بهتر پیچیدگی های استفاده از آب و کاربران آب به کار می آید و الگوریتم ژنتیک نیز  یکی از روش های هوشمند تکاملی در بهینه سازی مسائل پیچیده غیرخطی است.  مواد و روش ها: چارچوب مفهومی مدل تخصیص آب پیشنهادی، تعامل عرضه و تقاضای آب با توجه به عوامل اقتصادی را در یکی از زیرحوضه های کویر مرکزی ارائه کرده است که مهمترین منابع آب آن را آب های زیرزمینی تشکیل می دهند. از مهمترین وظایف تخصیص دهنده آب، تخصیص آب به شکل بهینه به بخش های مختلف است. این کار با توجه به تقاضای آب موردنیاز هر یک از عامل های مصرف کننده انجام می شود. عامل کشاورزی که بیشترین سهم آب را به خود اختصاص می دهد، به قسمت های جزئی تری تقسیم می شود و در هر یک از محصولات به تنوع الگوی کشت، شرایط کم آبیاری و ... در جهت بهبود وضع اقتصادی و تخصیص بهینه منابع آب با توجه به داده ها و آمار در دسترس لحاظ می شود. در بخش صنعت، تولیدات و توابع آن در قالب یک تابع دربرگیرنده مجموع بنگاه ها مطرح می شود و در بخش شرب نیز، به دلیل اهمیت ویژه تامین آب این بخش، کل مقدار آب مورد نیاز محاسبه و به طور کامل به این بخش اختصاص می یابد.  نتایج و بحث: در منطقه مورد بررسی، بر اساس معیار بیشینه کردن سود اقتصادی و با توجه به منابع آب در دسترس، کشت نباتات علوفه ای و روغنی بهینه نیست. از سویی دیگر، در محصولات گروه غلات، به دلیل کم آبیاری و در محصولات باغی نیز به دلیل سودآوری بالای این محصولات سطح کشت بالا حفظ شده است و پس از غلات، درختان مثمر از قبیل: پسته، انار، انگور و خرما دارای بیشترین سطح هستند. بنابراین در بخش کشاورزی، بهره گیری از کم آبیاری در محصولات خانواده غلات و تغییر الگوی کشت با حذف محصولات دو خانواده نباتات علوفه ای و روغنی، منجر به بهینه شدن تخصیص آب می شود. در بخش صنعت، نکته حائز اهمیت، تاثیر تغییر تکنولوژی در کاهش تقاضای آب است و به دلیل سودآوری اقتصادی بالاتر این بخش نسبت به بخش کشاورزی، تخصیص بهینه در راستای افزایش سودآوری اقتصادی منجر به تخصیص بیشتر آب در مقایسه با مصرف فعلی شده است. از دیدگاه مدل توسعه یافته نیز، ارزیابی نتایج بهینه سازی در الگوریتم ژنتیک نشان داد که سرعت همگرایی در تکرارهای اولیه زیاد و به تدریج کاهش می یابد تا به همگرایی برسد و این همگرایی تابع بهینگی به تدریج حاصل می شود. همچنین واریانس کم تغییرات جواب نهایی الگوریتم در بازه صفر و یک، حاکی از ثبات مناسب این الگوریتم است.  نتیجه گیری: استفاده از چارچوب پیشنهادی در منطقه مورد بررسی در افزایش سودآوری اقتصادی حاصل از تخصیص بهینه منابع آب به بخش های مختلف تاثیرگذار است و بر اساس آن، سطح زیرکشت و میزان تخصیص آب بهینه برای مصارف مختلف تعیین شده است. نتایج حاکی از گرایش به سمت تولید محصولات باغی پربازده به جای محصولات کشاورزی کم بازده و تخصیص بیشتر آب به بخش صنعت است. 

توسعه مفهومی عامل مبنا و بهینه سازی مبتنی بر الگوریتم ژنتیک در تخصیص منابع آب Keywords:

تخصیص آب , بهینه سازی , مدل عامل مبنا