بهینه سازی مدیریت آبیاری تناوبی برنج با استفاده از تلفیق مدل swap و الگوریتم ژنتیک

در سال های اخیر تشدید خشکسالی و احداث سدهای پرشمار در بالادست حوزه آبریز سفیدرود موجب کاهش آبدهی رورخانه سفیدرود به عنوان اصلی ترین منبع تامین آب اراضی شالیزاری در استان گیلان شده است. در چنین شرایطی تولید برنج به رویکرد مدیریتی مناسب برای بهینه سازی مصرف آب در اراضی شالیزاری وابسته است. در این پژوهش تلاش شده است با هدف حداکثرسازی بهره وری آب مصرفی در اراضی شالیزاری، دو مدل بهینه یابی مدیریت آبیاری تناوبی با دور آبیاری ثابت در طول فصل رشد و دور آبیاری متناسب با فیزیولوژی مراحل مختلف رشد برنج رقم هاشمی، با تلفیق مدل شبیه سازswap و روش حل الگوریتم ژنتیک ارائه شود. برای این منظور مدل شبیه سازswap نسبت به داده های صحرایی اراضی شالیزاری رشت در سال 1386 یرای برنج رقم هاشمی در دوره های آبیاری 0 و 8 روز واسنجی شد. به دلیل تاثیرگذاری برخی پارامترهای گیاهی در شبیه سازی فرآیند رشد و توسعه، این پارامترها به عنوان ضرایب واسنجی از طریق مدل تخمین پارامتر pest در دوره های مختلف آبیاری تعیین شدند. سپس براساس ضرایب واسنجی دوره های آبیاری 0 و 8 روز، اعتبار سنجی مدل شبیه ساز برای مدیریت آبیاری با دوره تناوب 5 روز انجام پذیرفت. پس از اعتبارسنجی و اطمینان از دقت شبیه سازی مدل، با استفاده از روش حل الگوریتم ژنتیک به تعیین مقادیر بهینه متغیرهای تصمیم مدل های بهینه یابی اقدام شد. در مدل های بهینه یابی آبیاری تناوبی برنج، عمق آب و دوره تناوب آبیاری در مراحل مختلف رشد به عنوان متغیرهای تصمیم انتخاب شدند. حداکثرسازی بهره وری مصرف آب (آب آبیاری، تعرق و تبخیرتعرق) در مزارع برنج که به صورت نسبت عملکرد محصول به کل آب مصرفی ارائه شده است، توابع هدف را تشکیل می دهند. بررسی نتایج مدل بهینه یابی نشان داد که، بیشترین مقدار بهره وری آب به نمایه بهره وری تعرق اختصاص دارد. اما به دلیل دشواری برآورد دقیق میزان تعرق، شاخص بهره وری تعرق از مقبولیت خوبی در میان کارشناسان و متولیان توزیع آب برخوردار نمی باشد. در نهایت با توجه به بحران های خشکسالی، به دلیل صرفه جویی در بهره گیری از منابع آب، سهولت اندازه گیری حجم آب ورودی، کاهش تبخیرتعرق، اعمال دور آبیاری متناسب با شرایط کم آبی شبکه آبیاری سفیدرود و بهبود شاخص بهره وری آب آبیاری علی رغم کاهش عملکرد محصول نهایی، الگوی آبیاری براساس نمایه بهره وری آب آبیاری در مدل بهینه یابی با دوره تناوب ثابت در سراسر فصل رشد به منظور آبیاری برنج رقم هاشمی استان گیلان برای زارعین توصیه می شود. در این مدیریت آبیاری تناوبی، با اعمال عمق آب آبیاری 52، 30، 40 و 12 میلی متر به ترتیب در مراحل استقرار، پنجه زنی، زایشی و رسیدگی و دوره تناوب 8 روز در طول فصل رشد، میزان بهره وری آب آبیاری 60/1 کیلوگرم در مترمکعب تعیین شد.