47 نتیجه برای بهینه
مسعود نادری، محمد شایان نژاد، بیژن حقیقتی، سمانه کریمی، سجاد حیدری،
جلد 21، شماره 3 - ( 8-1396 )
چکیده
با توجه به محدودیت منابع آب در ایران، اعمال تنش آبی یا کم آبیاری برروی بعضی از محصولات زراعی امری اجتناب ناپذیر است. با توجه به‌ضرورت کم آبیاری باید روش طراحی مناسب با آن ارائه شود. مدیریت آبیاری جویچه‌ای برای حصول بازده بالا دشوار است، از اینرو بررسی تغییرات میزان دبی ورودی، زمان قطع جریان و طول جویچه‌ها که برروی بازده و یکنواختی مؤثر است، از اهمیت بالایی برخوردار است. هدف از این تحقیق ارائه روشی برای تعیین عمق آب مصرفی بهینه و بهینه سازی مشخصه های طراحی آبیاری جویچه ای در شرایط کم آبیاری و در نهایت مقایسه مشخصه های طراحی در شرایط آبیاری کامل و کم آبیاری و مقایسه در بافت های مختلف خاک است. برای دستیابی به اهداف این تحقیق، آزمایش برروی ذرت علوفه ای در شهرکرد در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با 7 تیمار سطوح مختلف آب آبیاری در 3 تکرار انجام شد. برای بهینه کردن مشخصه های طراحی و عمق مصرفی با حداکثر کردن سود در حالت کم آبیاری از نرم‌افزار لینگو استفاده شد. نتایج نشان داد، بیشترین سود خالص از کاربرد 535 میلی متر، 85 متر، 39/0 لیتر بر ثانیه و 210 دقیقه به‌ترتیب برای عمق خالص آبیاری (79 درصد عمق خالص در آبیاری کامل)، طول جویچه، دبی ورودی و زمان قطع جریان حاصل شد. نتایج بهینهسازی مشخصه های طراحی جویچه برای گیاه، با بافت‌های مختلف نشان داد با افزایش میزان نفوذ‌‌پذیری خاک مقادیر طول جویچه و زمان قطع جریان کاهش می‌یابد، در حالی که مقدار دبی ورودی به جویچه افزایش پیدا می کند و عمق آب مصرفی یا به‌عبارتی در صد کم آبیاری ثابت می‌ماند.
ام البنی محمدرضاپور، محمد جواد زینلی،
جلد 22، شماره 1 - ( 3-1397 )
چکیده
یکی از مهم‌ترین مسائل در زمینه مدیریت منابع آب، مساله بهره‌برداری بهینه از مخازن سدها است. در چند دهه اخیر بهره‌برداری بهینه از سدها از موضوعات قابل توجه برنامه‌ریزان منابع آب در کشور بوده است. هدف از انجام این تحقیق بهینهسازی رهاسازی از مخازن گلستان و وشمگیر به‌منظور تأمین نیاز پایین‌دست با استفاده از الگوریتم‌های مورچگان نخبه، بیشینه– کمینه، مورچگان رتبه‌بندی شده و الگوریتم ازدحام ذرات و مقایسه کارایی هریک از این الگوریتم‌ها با یکدیگر است. متغیر تصمیم در نظر گرفته شده میزان رهاسازی از مخازن دو سد فوق بوده است. نتایج نشان داد، همه الگوریتم‌ها توانسته‌اند مقدار رهاسازی را به شکل بسیار خوبی بهینه کنند. ولی الگوریتم مورچگان نخبه با مقدار تابع هدف 6407/0 توانسته است مقدار رهاسازی‌ها را در هر دو سد با دقت بسیار خوبی تخمین بزند. همچنین الگوریتم ازدحام ذرات نیز با مقدار تابع هدف 275/1 در رهاسازی مقادیر رهاسازی از دقت خوبی برخوردار بوده است. الگوریتم مورچگان رتبه‌بندی شده با مقدارتابع هدف 924/18 و سپس الگوریتم مورچگان بیشینه و کمینه با مقدار تابع هدف 431/26 به‌ترتیب در رتبه‌های بعدی عملکرد بهینهسازی مقادیر رهاسازی از سدهای گلستان و وشمگیر قرار دارند.
مهدی شهسواری گوغری، عباس رضایی استخروییه، محسن ایراندوست، علی نشاط،
جلد 22، شماره 1 - ( 3-1397 )
چکیده
با افزایش روزافزون جمعیت، بهره‌برداری بهینه از منابع آب ضروری است. این تحقیق به‌منظور ارزیابی تأثیر سطوح مختلف آبیاری بر عملکرد، اجزای عملکرد و بهره‌وری مصرف آب ذرت دانه‌ای با استفاده از سامانه آبیاری قطره‌ای (تیپ) یک و دو ردیفه، انجام شد. طرح به‌صورت کرت‌های خرد شده، در قالب بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در سال 1391 در حاجی‌آباد استان هرمزگان اجرا گردید. سه سطح آبیاری (100، 80 و 60 درصد نیاز آبی) به‌عنوان عامل اصلی، دو الگوی کارگزاری لوله‌های آبده (معمولی و یک در میان ثابت) به‌عنوان عامل فرعی تیمارهای طرح را تشکیل دادند. نتایج نشان داد: آبیاری با 80 درصد نیاز آبی، نسبت به آبیاری کامل، باعث افزایش 4/1 درصدی عملکرد، 8/1 درصدی وزن هزار دانه، 7/8 درصدی تعداد دانه در ردیف و 13 درصدی تعداد ردیف دانه در بلال گردید. علیرغم برتری عملکرد در الگوی کارگزاری لوله‌های آبده به‌صورت معمولی (56/10055 کیلوگرم در هکتار) بر کارگزاری لوله‌های آبده به‌صورت یک در میان (67/9366 کیلوگرم در هکتار)؛ بهره‌وری مصرف آب در کارگزاری لوله‌های آبده به‌صورت یک در میان بیشتر بود (169/1 کیلوگرم در مترمکعب آب). بنابراین خشکی موضعی ریشه با آبیاری به مقدار 80 درصد نیاز آبی گیاه برای ذرت در منطقه توصیه می‌شود.
محسن براهمی، کاظم شاهوردی،
جلد 22، شماره 2 - ( 6-1397 )
چکیده
تعیین میزان آب مورد نیاز گیاه و برنامه‌ریزی آبیاری در استفاده پایدار از منابع آب نقش به‌سزایی دارد. سند ملی آب کشور نتیجه طرح" نیاز خالص آبیاری محصولات" است که با هدف تخصیص بهینه منابع آب به مصارف موجود ارائه شد. روش محاسباتی در آن، استفاده از روش پنمن- مانتیث- فائو است. برای برطرف کردن برخی از کاستی‌های سند مذکور و متناسب شدن آن با شرایط دشت‌های کشور، نیاز به به‌هنگام کردن سند مذکور است. هدف از این مطالعه، شناخت مشکلات سند ملی آب و تدوین روش مناسب برای اجرا در دشت‌های کشور است. در این راستا، آب مورد نیاز الگوی کشت‌های مختلف به‌صورت پایلوت برای دشت قزوین در استان قزوین (نماینده مناطق خشک کشور) و دشت فومنات در استان گیلان (نماینده مناطق مرطوب کشور) در دوره آماری 1976 تا 2005 با روش پنمن- مانتیث- فائو محاسبه و نتایج آن با سند ملی آب مقایسه شد. نتایج نشان میدهد مقدار تبخیر و تعرق پتانسیل سالانه بین 1330 تا 1/1587 میلی‌متر در دشت قزوین و 743 تا 809 میلی‌متر در دشت فومنات متغیر است. به‌طور متوسط، تبخیر و تعرق به‌اندازه 6/40 درصد در ایستگاه تاکستان (به‌عنوان ایستگاه نمونه) در دشت قزوین نسبت به سند ملی آب بیشتر است.
محمدعلی گرانمهر، محمدرضا چمنی، کیوان اصغری،
جلد 22، شماره 3 - ( 8-1397 )
چکیده
وقتی که شبکه با کمبود فشار مواجه شود و یا دبی تقاضا در گره‌ها بیشتر از مقدار طراحی شده باشد، شبکه اغلب نمی‌تواند تقاضای مورد نیاز در گره‌ها را به‌طور کامل تأمین کند. بررسی رفتار شبکه در این حالت، نیازمند استفاده از روش تحلیل مبتنی بر فشار است. برخلاف تحلیل مبتنی بر تقاضا، در این حالت لازم است برای هر گره معادله‌ای بین فشار و دبی تقاضا در نظر گرفته شود تا به‌طور همزمان با سایر معادلات هیدرولیکی شبکه حل شود. در این پژوهش، سیستم پشتیبان تصمیم‌گیری جهت تحلیل شبکه به روش مبتنی بر فشار براساس الگوریتم بهینهسازی ازدحام ذرات و شبیه‌ساز هیدرولیکی EPANET توسعه داده شد تا به‌توان به‌سادگی رفتار شبکه در شرایط کمبود فشار را شبیه‌سازی کرد. شبکه‌ای چهار حلقه‌ای از پژوهش‌های پیشین انتخاب شد و تحلیل شبکه، براساس روش‌ها و روابط مختلف بین فشار و دبی تقاضا ارائه شده است. نتایج تحلیل شبکه نشان میدهد، مدل ارائه شده به‌خوبی مدل‌های پیشین بود و در مقایسه با برخی روش‌ها، عملکرد بهتری نیز در همگرایی دارد. استفاده از رابطه‌های مختلف فشار-تقاضا، تأثیر زیادی در جواب نهایی حاصل از تحلیل مبتنی بر فشار ندارد، درحالی‌که اختلاف نتایج حاصل از تحلیل مبتنی برفشار و تحلیل مبتنی بر تقاضا، قابل توجه است.
علیرضا علی‌پور، سید حبیب‌الله موسوی، امین ارجمندی،
جلد 23، شماره 2 - ( 6-1398 )
چکیده
تقویت جایگاه بهره‌وری و حفاظت از منابع محدود آب در زمینه تولیدات بخش کشاورزی به‌ویژه در زیربخش‌های زراعی وابستگی تنگاتنگی با تجدید نظر در رویکردهای سنتی نظام تولیدی در بخش کشاورزی کشورهای در حال توسعه دارد. این مطالعه با هدف تدوین ترکیب بهینه تولید محصولات زراعی در مجتمع کشاورزی و دامپروری ورامین به‌عنوان یکی از واحدهای کشاورزی پیشتاز در بخش کشاورزی شهرستان ورامین با تأکید بر افزایش کارایی مصرف آب طراحی و اجرا شد. به این منظور، از آمار و اطلاعات دفتری این مجتمع کشاورزی در سال زراعی 95-1394 در قالب تدوین الگوی برنامه‌ریزی ریاضی چندمعیاره استفاده شد. نتایج نشان داد که در شرایط بهینه تولید محصولات زراعی در این واحد، آرمان‌های حداکثر خالص انرژی تولیدی و افزایش سود سالیانه به‌عنوان آرمان‌های اقتصادی تا حد قابل توجهی با آرمان افزایش کارایی مصرف آب قابل جمع خواهد بود. بر این اساس، در شرایط بهینه خالص انرژی تولیدی به‌میزان 10 درصد، سود ناخالص به‌میزان 4 درصد و کارایی مصرف آب به‌میزان 15 درصد افزایش می‌یابد. لذا، با توجه به نتایج به‌دست آمده پیشنهاد شد که به‌منظور دستیابی به آرمان‌های اقتصادی در مزارع مجتمع کشاورزی و دامپروری ورامین همزمان با تأکید بر افزایش کارایی مصرف آب، محصولات گندم، یونجه، قصیل جو و ذرت علوفه‌ای بر اساس مقادیر بهینه محاسبه شده در این مطالعه ترکیب اصلی الگوی کشت محصولات زراعی این واحد کشاورزی را تشکیل دهند.
بهناز راحلی نمین، ثمر مرتضوی، عبدالرسول سلمان ماهینی،
جلد 23، شماره 2 - ( 6-1398 )
چکیده
این مطالعه با استفاده از رویکرد مدل‌سازی و ابزار پشتیبانی تصمیم‌گیری Multiple criteria analysis tool (MCAT) با در نظر گرفتن جنبه‌های مختلف محیط زیستی، اقتصادی و اجتماعی، ترکیب بهینه‌ای از محصولات کشاورزی دیمی ارائه میدهد. چارچوب پیاده‌سازی رویکرد ارائه شده بر اساس روش تجزیه و تحلیل چند معیاره و الگوریتم‌های فراتکاملی است. تولید محصولات کشاورزی کافی و با کیفیت مناسب و درآمد مناسب برای کشاورزان با کمترین آسیب به محیط زیست از اهداف اصلی بهینهسازی محصولات کشاورزی است. هدف اصلی این مطالعه اولویت‌بندی، بهینهسازی و تخصیص اراضی دیم شهرستان گنبدکاووس استان گلستان برای محصولات راهبردی گندم، جو، کلزا و سویا در دو سناریوی اقتصادی- اجتماعی و محیط زیستی بوده است. به‌دلیل در دسترس نبودن اطلاعات و داده‌های صحیح میزان مصرف کود و سموم شیمیایی در مزارع منطقه مورد مطالعه، با استفاده از مصاحبه حضوری و چهره به چهره با کشاورزان این داده‌ها جمع‌آوری شد. نتایج حاکی از بالا بودن مقدار مصرف کود و سموم در منطقه مورد مطالعه بود. همچنین مصرف برخی از سموم نسبتاً خطرناک و خیلی خطرناک نیز در منطقه مشاهده شد. از آنجا که هدف اصلی در این مطالعه کمینه کردن میزان مصرف آب، کود و سموم و بیشینه کردن سود به هزینه، اشتغال‌زایی، افزایش عملکرد و میزان تولید ماده خشک است، نتایج نشان میدهد در سناریوی محیط زیستی با تفاوت اندکی در نسبت تخصیص اراضی و میزان سود به‌ترتیب جو، کلزا و سویا اولویت کشت در منطقه را دارند. این تفاوت اندک حاکی از شرایط بهینه برای کشت این محصولات است و اختلاف سود آنها در سناریو محیط زیستی، مربوط به میزان مصرف کود و سموم در هر یک از محصولات یاد شده است. در سناریوی اقتصادی و اجتماعی نیز به‌ترتیب کلزا، گندم و جو بالاترین نسبت تخصیص اراضی و میزان سود را دارند. درنهایت رویکرد ارائه شده در این مطالعه با ترکیب جنبه‌های مختلف محیط زیستی، اقتصادی و اجتماعی ترکیب بهینه‌ای از محصولات کشاورزی در شرق استان گلستان را ارائه میدهد و برنامه‌ریزان را قادر به طراحی سیستم کشت بهینه و مدیریت صحیح در کوددهی و میزان مصرف آب و سموم می‌کند.
ناصر گنجی خرم دل، معصومه عبدوس، سید محمد حسینی موغاری،
جلد 23، شماره 3 - ( 9-1398 )
چکیده
با توجه به افزایش مصرف آب، توجه به تخصیص منابع بهینه آب نیاز است. در دهه‌های اخیر، استفاده از روش‌های تکاملی هوشمند برای بهینهسازی تخصیص آب گسترش پیدا کرده است. هدف از این مطالعه، توسعه یک مدل برنامه‌ریزی منابع آب برای تعیین کشت مناسب، بهره‌برداری بهینه از منابع آب زیرزمینی و منابع آب و همچنین نحوه تخصیص آب در میان محصولات کشاورزی به‌منظور به حداقل رساندن اثرات جانبی ناشی از کمبود آب و افزایش درامد آن است. در این مطالعه به‌منظور به حداکثر رساندن سود و کاهش حداکثری مصرف آب، براورد نیاز آب به محصول در دوره‌های مختلف برای بهینهسازی مدیریت الگوهای برداشت و مدیریت آبیاری در کشت در شبکه آبیاری ورامین با استفاده از الگوریتم تکاملی جدید چرخه آب استفاده شد. سپس برای اعتبارسنجی روش، نتایج آن با مدل برنامه‌ریزی خطی و الگوریتم ژنتیک مقایسه شد (9963/0 = 2R) نتایج نشان داد که الگوی کاشت منطقه مطلوب نبوده و کشت محصولاتی نظیر گندم، جو، گوجه‌فرنگی، خربزه و یونجه به صفر رسیده است. در الگوی جدید، بیشترین سطح زیر کشت به محصولات صنعتی مانند کلزا و پس از آن به خیار و ذرت اختصاص داده شد در حالی که درامد حدود 11 درصد افزایش یافت. علاوه‌بر آن، مقداری آب در ماه‌های مختلف در شبکه باقی می‌ماند که می‌توان از آنها به‌منظور تزریق به سفره‌های زیرزمینی و یا کشت سایر محصولات بر اساس میزان آب موجود استفاده کرد.
محمد جواد اسدی، سعید شعبانلو، محسن نجارچی، محمد مهدی نجفی زاده،
جلد 23، شماره 3 - ( 9-1398 )
چکیده
در این مطالعه، ضریب دبی روزنه های جانبی دایرهای با استفاده از یک روش ترکیبی جدید، مدل‌سازی شد. ترکیبات انجام شده در این مطالعه، به دو قسمت تقسیم شد: 1) ترکیب دو الگوریتم بهینهسازی ازدحام ذرات (PSO) و الگوریتم ژنتیک (GA) و ارائه الگوریتم PSOGA ، 2) استفاده از الگوریتم ترکیبی PSOGA جهت بهینه سازی شبکه انفیس (ANFIS) و ارائه روش ANFIS-PSOGA. با شناخت پارامترهای مؤثر بر ضریب دبی روزنه های جانبی دایروی، 11 ترکیب مختلف ارائه شد. تحلیل حساسیت انجام شده با استفاده از ANFIS، نشان داد که عدد فرود و نسبت عمق جریان به قطر روزنه (Ym/D) مؤثرترین پارامترها در مدل‌سازی ضریب دبی شناسایی شدند. همچنین، بهترین ترکیب در براورد ضریب دبی استفاده از متغیرهای فرود جریان (Fr)، نسبت عرض کانال اصلی به قطر روزنه جانبی (B/D)، نسبت ارتفاع تاج روزنه به قطر روزنه (W/D) و نسبت عمق جریان به قطر روزنه (Ym/D) بود. مقادیر MAPE، RMSE و R برای این مدل، به ترتیب برابر 0/021، 0/20 و 0/871 به‌دست آمد. پس از انتخاب بهترین ترکیب، عملکرد روش ANFIS-PSOGA با دو روش ANFIS and ANFIS-PSO، مقایسه شد. نتایج نشان داد که روش ANFIS-PSOGA برای مدل‌سازی ضریب دبی، دارای خطای کمتری بود.
علی خیراندیش، فرهاد موسوی، حمیدرضا غفوری، سعید فرزین،
جلد 23، شماره 4 - ( 10-1398 )
چکیده
در این پژوهش، الگوی بهره‌برداری تلفیقی و یکپارچه از منابع آب سطحی و زیرزمینی دشت بهبهان (مخزن سد مارون و چاه‌های بهره‌برداری موجود در دشت) بررسی شده است. شبیه‌سازی تخصیص نیازهای آبی حوضه در نرم‌افزار WEAP با چهار سناریو شامل: 1) شرایط فعلی(M1)، 2) سناریوی مرجع برای 16 سال آینده (M2)، 3) سناریوی توسعه اراضی (M3) و 4) سناریوی بهینه (M4)، انجام شده است. سناریوی بهینه با روش برنامه‌ریزی خطی چند هدفه در نظر گرفته شده است. بر اساس نتایج، در تمام سناریوها، نیازهای شرب به‌طور کامل برآورده می‌شود. در سناریوی شرایط فعلی، نیاز کشاورزی، به‌جز برای حقابه‌های سنتی، در ماه‌های کم‌آب، بیش از 50 درصد براورده شده است. برای نیازهای کشاورزی شبکه‌های آبیاری در سناریوی مرجع، میزان تأمین در بعضی ماه‌ها کمتر از 100 درصد بوده و حتی در ماه‌های خرداد و شهریور، تأمین نیاز آب برای شبکه‌های شمال و جنوب دشت بهبهان کمتر از 10 درصد است. در سناریوی توسعه اراضی، نیاز کشاورزی در شبکه‌های آبیاری، به‌جز شبکه آبیاری رامهرمز، در همه ماه‌ها بیشتر از 90 درصد تأمین می‌شود. سناریوی بهینه برای حداقل جریان در رودخانه مارون و حجم ذخیره نسبت به سناریوهای دیگر بهترین عملکرد را داشته است. از مقایسه چهار سناریو در تأمین نیاز آبی زیست‌محیطی مشخص شد که سناریوی بهینه در ماه‌های بهار نسبت به سه سناریوی دیگر بهتر و مطلوب‌تر عمل می‌کند؛ ولی در کل سال کمتر از 100 درصد نیاز آبی تأمین می‌شود. مقایسه چهار سناریو نشان داد که سناریوهای شرایط حاضر و مرجع در شبکه‌های آبیاری جایزان فجر، جنوب بهبهان، شمال بهبهان و حقابه‌های سنتی بیشترین درصد اطمینان‌پذیری را داشته‌اند. بسامد حجم ذخیره– زمان– احتمال حاصل از حجم ذخیره ماندگاری در سناریوی بهینه نشان داد که بیشترین زمان ماندگاری در حجم ذخیره 558 میلیون متر مکعب (که برابر نصف حجم مخزن سد مارون است) و با بیشترین احتمال (60 درصد) به دست آمد.
مهدی مکاری، هادی دهقان، مجید طاهریان،
جلد 23، شماره 4 - ( 12-1398 )
چکیده
این پژوهش به‌منظور بررسی تأثیر استراتژی‌های جدید کم‌آبیاری بر عملکرد کمّی و بهره‌وری مصرف آب دو رقم ذرت علوفه‌ای بر پایه طرح کامل تصادفی در قالب کرت‌های یک‌بار خرد شده در سه تکرار، انجام شد. تیمارهای آبیاری شامل 1) آبیاری کامل (FI)، 2) کم‌آبیاری به‌صورت استاتیک (SDI)، 3) کم‌آبیاری به‌صورت پویا (DDI)، 4) کم‌آبیاری به‌صورت پویا که در آن در یک‌سوم ابتدای رشد 90 درصد نیاز آبی گیاه، در یک‌سوم بعدی دوره رشد 75 درصد و در یک‌سوم انتهایی دوره رشد 50 درصد نیاز آبی برای بخشی از سیستم ریشه‌ای گیاه، تأمین شد (DPRD) و 5) کم‌آبیاری به‌صورت استاتیک که در آن 75 درصد نیاز آبی گیاه به‌طور ثابت و در تمام طول فصل رشد برای بخشی از سیستم ریشه‌ای تأمین شد (SPRD) بودند. نتایج نشان داد که تفاوت معنی‌داری بین استراتژهای آبیاری وجود داشت. در مقایسه با تیمار آبیاری کامل، تیمارهای آبیاری SDI، DDI، SPRD و DPRD عملکرد ذرت را به‌ترتیب 18، 27، 49 و 53 درصد کاهش دادند. نتایج همچنین نشان داد که بین دو رقم ذرت تفاوت معنی‌داری وجود نداشت. در مقایسه با تیمار آبیاری کامل، تیمار SDI بهره‌وری مصرف آب را 14 درصد افزایش داد در‌حالی که تیمارهای DDI، SPRD و DPRD بهره‌وری مصرف آب را به‌ترتیب 3، 19 و 44 درصد کاهش دادند. بر اساس تحلیل اقتصادی انجام شده، عمق بهینه آبیاری برای رسیدن به بیشترین سود خالص 5/858 میلی‌متر به‌دست آمد. به‌طور کلی استراتژی آبیاری SDI برای منطقه مورد مطالعه پیشنهاد می‌شود.
امین عطاردی، حجت کرمی، عبداله اردشیر، خسرو حسینی،
جلد 24، شماره 1 - ( 3-1399 )
چکیده
به‌طور کلی طراحی‌های مهندسی نیاز به بهینهسازی فاکتورهای مؤثر در پدیده مورد مطالعه دارند که اغلب به روندی پرهزینه و طولانی مدت می‌انجامد. در این راستا روش‌های جدیدی به‌وجود آمده‌اند که می‌توانند بهینهسازی را با تعداد کمتر آزمایش‌ها انجام دهند از اینرو مقرون به‌صرفه‌تر هستند. در این مطالعه سعی شده است از روش‌های تاگوچی و تاگوچی-GRA برای طراحی پارامترهای هندسی آب‌شکن محافظ استفاده شود به‌نحوی که بهینه‌ترین عملکرد را در کاهش آبشستگی سری آب‌شکن‌ها داشته باشد. نتایج حاصل از هر دو روش سطح بهینه برای نسبت فاصله آب‌شکن محافظ به طول آب‌شکن اول را برابر با 5/2 و زاویه آب‌شکن محافظ را 90 درجه نشان می‌دهند. حال آنکه نسبت طول آب‌شکن محافظ به‌طول آب‌شکن اصلی در روش تاگوچی 0/8 و در روش تاگوچی–GRA برابر 0/6 به‌دست آمد. علاوه بر این با استفاده از آنالیز واریانس مشخص شد که فاصله آب‌شکن محافظ از آب‌شکن اول، زاویه آب‌شکن محافظ و طول آب‌شکن محافظ به‌ترتیب بیشترین تأثیر در عملکرد آب‌شکن محافظ را دارا هستند. نتایج این پژوهش نشان میدهد که هر دو روش توانایی بالایی در بهینهسازی دارند و بنابراین می‌توانند در مطالعات مهندسین هیدرولیک مفید واقع شوند.
شاهرخ زند پارسا، فاطمه قاسمی سعادت آبادی، مهدی مهبد، علی رضا سپاسخواه،
جلد 24، شماره 2 - ( 5-1399 )
چکیده
با توجه به محدودیت منابع آب و رشد روزافزون جمعیت، حفظ امنیت غذایی و حفاظت از محیط زیست به یک معضل جهانی تبدیل شده که یکی از راهکارهای پیشنهاد شده برای آن، افزایش بهره‌وری آب محصولات کشاورزی است. با بهینهسازی مصرف آب و کود می‌توان آلودگی آب‌های زیرزمینی را کاهش و بهره‌وری آب و نیتروژن را افزایش داد. در این تحقیق، هدف بررسی ارتباط میان بهره‌وری و بازده مصرف آب در مقادیر مختلف آب آبیاری و کود نیتروژن بود. مطالعه انجام شده برای محصول گندم (Triticum aestivum L.) رقم شیراز در دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز بر پایه طرح آماری کرتﻫـﺎی یک‌بار خرد شده در قالب طرح بلوک‌های کاملاً تصادفی ﺑﺎ سه ﺗﮑﺮار در سال‌های زراعی 1389-1388 و 1390-1389 بود. تیمارهای آبیاری از صفر تا 120 درصد عمق آبیاری کامل و تیمارهای کودی از صفر تا 138 کیلوگرم بر هکتار نیتروژن درنظر گرفته شد. همبستگی بین بهره‌وری آب و بازده مصرف آب با مجموع آب آبیاری و باران، تبخیر- تعرق و مقدار نیتروژن موجود در خاک بررسی شد. از داده‌های سال اول زراعی برای واسنجی معادلات و داده‌های سال دوم زراعی برای اعتبارسنجی آنها استفاده شد. از بین معادله‌های ارائه شده در این پژوهش معادله‌های واسنجی شده از طریق نسبت‌های بدون بعد مجموع آب آبیاری و بارندگی، تبخیر- تعرق و مجموع نیتروژن به‌کار رفته و باقی‌مانده در خاک نسبت به مقادیر آنها در آبیاری کامل و کود نیتروژن حداکثر برای محاسبه بهره‌وری مجموع آب آبیاری و بارندگی و بازده مصرف آب به‌عنوان مناسب‌ترین روش پیشنهاد شد، و ضریب تعیین (R2) برای آنها به‌ترتیب برابر 0/88 و 0/93 و جذر میانگین مربعات خطای نرمال شده (NRMSE) برابر 0/2 و 0/13 بود که دقت خوبی را نشان میدهد.
محمد معین فلاحی، بهروز یعقوبی، فریبرز یوسفوند، سعید شعبانلو،
جلد 24، شماره 3 - ( 9-1399 )
چکیده
بارندگی مهم‌ترین منبع تأمین آب شرب و کشاورزی ساکنین نواحی مختلف کره زمین محسوب می‌شود. بنابراین شبیه‌سازی و تخمین این پدیده هیدرولوژیکی از اهمیت بسزایی برخوردار است. در این مطالعه برای اولین بار، بارش درازمدت شهر رشت در طی یک دوره 62 ساله از 1956 تا 2017 به‌صورت ماهانه توسط یک مدل هوش مصنوعی ترکیبی بهینه‌یافته، شبیه‌سازی شد. برای توسعه مدل هوش مصنوعی ترکیبی (WGEP)، مدل برنامهنویسی بیان ژن (GEP) و تبدیل موجک (Wavelet transform) ترکیب شدند. در ابتدا، تأخیرهای مؤثر داده‌های سری زمانی با استفاده از تابع خودهمبستگی شناسایی شدند و با استفاده از آنها برای هر یک از مدل‌های GEP و WGEP هشت مدل متفاوت تعریف شد. سپس، نتایج مدل‌های GEP تجزیه‌و‌تحلیل شدند و مدل برتر GEP و مؤثرترین تأخیرها معرفی شدند. مقادیر شاخص عملکرد (VAF)، ضریب همبستگی (R) و شاخص پراکندگی (SI) برای مدل برتر GEP به‌ترتیب مساوی با 25/765، 0/508 و 0/709 محاسبه شدند. علاوه بر این، تأخیرهای شماره (t-1)، (t-2)، (t-3) و (t-12) مؤثرترین تأخیرها بودند. در ادامه، اعضای مختلف موجک های مادر نیز بررسی شدند که موجک مادر demy به‌عنوان بهینه‌ترین انتخاب شد. همچنین، تجزیه‌و‌تحلیل نتایج مدل‌های ترکیبی نشان داد که تبدیل موجک عملکرد مدل برنامهنویسی بیان ژن را به‌شکل قابل ملاحظه‌ای بهبود بخشید. استفاده از این موجک مادر باعث افزایش سه برابری شاخص عملکرد مدل WGEP برتر شد. علاوه بر این، شاخص‌های آماری R و MARE برای مدل WGEP برتر به‌ترتیب مساوی با 0/935 و 0/862 به‌دست آمدند. همچنین مقادیر SI، VAF و ضریب نش‌ساتکلیف برای این مدل به‌ترتیب برابر با 0/296، 0/394 و 0/858 تخمین زده شدند. نتایج این مطالعه نشان داد که تبدیل موجک عملکرد مدل برنامهنویسی بیان ژن را به‌شکل قابل توجهی افزایش میدهد و پیشنهاد می‌شود تبدیل موجک برای بهبود عملکرد سایر الگوریتم‌های هوش مصنوعی در مباحث هیدرولوژیکی مورد استفاده قرار گیرد.
حمزه علی علیزاده، علیرضا حسینی، مریم سلطانی،
جلد 24، شماره 3 - ( 9-1399 )
چکیده
توسعه شبکه آبیاری دشت عباس و انتقال آب سد کرخه بدون توجه به منابع آب زیرزمینی دشت، باعث ماندابی شدن اراضی کشاورزی دشت در سال‌های اخیر شده است. هدف از این مطالعه بهینهسازی تلفیق منابع آب سطحی و زیرزمینی دشت عباس برای حداقل کردن مشکلات ماندابی شدن اراضی و دستیابی به حداکثر درآمد خالص دشت بود. برای این منظور ابتدا رفتار آبخوان دشت با استفاده از روش پویایی سیستم‌ها شبیه‌سازی شد. سپس با استفاده از روش بهینهسازی چندمعیاره مدل Vensim تلفیق آب‌های سطحی و زیرزمینی با تابع هدف حداکثرسازی درآمد خالص دشت بهینهسازی شد. زمان شروع مدل‌سازی سال 1380 و پایان آن سال 1410 و به‌مدت 30 سال است. مدل با استفاده از داده‌های زمانی سال 1380 تا 1388 واسنجی و با استفاده از داده‌های زمانی سال 1388 تا 1395 صحت‌سنجی شد. نتایج ارزیابی‌ها نشان داد که مدل قادر است متغیرهای کلیدی تراز آب زیرزمینی (ME برابر 60 سانتی‌متر، R2 برابر 97 درصد وRMSE برابر 47 سانتی‌متر) و شوری آب زیرزمینی (ME برابر0/123 میکروموس بر سانتی‌متر، R2 برابر 74 درصد و RMSE برابر 100 میکروموس بر سانتی‌متر) را با دقت مناسب شبیه‌سازی کند. همچنین نتایج مدل بهینهسازی نشان داد که بهینه‌ترین نسبت مصرف آب سطحی و زیرزمینی برای تأمین نیاز کشاورزی دشت عباس به‌ترتیب 65 و 35 درصد است. به‌طور کلی می‌توان نتیجه گرفت که با بهینهسازی تلفیق آب سطحی و زیرسطحی با صرفه‌جویی سالانه حدود 10 میلیون متر مکعب آب می‌توان 800 هکتار اراضی جدید را آبیاری کرد.
مهدی فولادی پناه، مهدی ماجدی اصل،
جلد 24، شماره 4 - ( 12-1399 )
چکیده
پیش‌بینی عمق آبشستگی موضعی به‌عنوان پدیده‌ای پویا و غیرخطی با استفاده از روش‌هایی با توانایی پیش‌بینی مناسب همواره مورد توجه پژوهشگران بوده‌اند. از عوامل مؤثر در اندازۀ حفرۀ آبشستگی، شکل هندسی پایه‌های پل است. در این پژوهش با استفاده از الگوریتم پشتیبان بردار ماشین و بر مبنای 395 دادۀ صحرایی سازمان زمین‌شناسی آمریکا و فروهلیچ (1988) در قالب دو سناریو، مقدار عمق آبشستگی سه پایۀ پل استوانه‌ای، نوک تیز و مستطیلی بر اساس ترکیب‌های مختلف پارامترهای بی‌بعد: زاویۀ حملۀ آب (α)، عدد فرود (Fr)، نسبت طول به عرض پایه (ِb / L) ( و نسبت قطر متوسط ذرات رسوبی به عرض پایه (ِb / 50 D) پیش‌بینی شدند. نتایج پژوهش ضمن تأیید عملکرد قابل قبول الگوریتم SVM برای همۀ پایه ها در هر دو سناریو نشان داد در سناریوی اول و دوم بهینه‌ترین عملکرد مربوط به پایۀ مستطیلی به‌ترتیب با ضریب همبستگی 0/8702 و 0/8838 و مقدار بیشینۀ Ds(DDR) با مقادیر 0/854 و 1/229 در فرایند تست الگوریتم بودند. همچنین تأثیر مثبت افزایش تعداد داده‌ها روی عملکرد الگوریتم SVM با افزایش شاخص‌های ارزیابی تأیید شد. مقایسۀ نتایج نشان داد الگوریتم SVM مقادیر آبشستگی را بیشتر از مقدار مشاهداتی با خطای مطلق بین 11 تا 35 درصد برآورد کرده است.
علیرضا دنیایی، امیرپویا صراف، حسن احمدی،
جلد 24، شماره 4 - ( 12-1399 )
چکیده
بهینهسازی استفاده از منابع آب به‌ویژه در بخش کشاورزی که بیشترین سهم را در استحصال منابع آب دارد از اهمیت زیادی برخوردار است. لذا در این پژوهش ضمن معرفی الگوریتم بهینهسازی گرگ خاکستری، جستجوی کلاغ و نهنگ، عملکرد آنها در بهره‌برداری بهینه از سیستم تک‌مخزنه سد گلستان با هدف تأمین نیاز آبی اراضی پایین‌دست، بر اساس شاخص‌های اطمینان‌پذیری، برگشت‌پذیری و آسیب‌پذیری مورد ارزیابی قرار گرفت. در این راستا تابع هدف به‌صورت کمینه‌سازی کل کمبود طی دوره بهره‌برداری تعریف و محدودیتهای معادله پیوستگی، حجم سرریز، حجم ذخیره و حجم رهاسازی از مخزن بر تابع هدف مسئله اعمال شد. سپس نتایج با پاسخ بهینه مطلق بر اساس روش برنامه‌ریزی غیرخطی حاصل از نرم‌افزار GAMS مقایسه شد و درنهایت بر اساس توسعه مدل تصمیم‌گیری چندمعیاره رتبه‌بندی الگوریتم‌ها از لحاظ عملکرد صورت پذیرفت. نتایج نشان داد که الگوریتم گرگ خاکستری در بهینهسازی تابع هدف بهتر از سایر الگوریتم‌ها عمل می‌کند به‌گونه‌ای که میانگین پاسخ‌ها در الگوریتم‌های گرگ خاکستری، جستجوی کلاغ و نهنگ به‌ترتیب 92، 84 و 67 درصد پاسخ بهینه مطلق است به‌علاوه، الگوریتم گرگ خاکستری در کلیه شاخص‌ها از عملکرد مناسب‌تری نسبت به الگوریتم‌های جستجوی کلاغ و نهنگ برخوردار است. همچنین ضریب تغییرات پاسخ‌های به‌دست آمده توسط الگوریتم گرگ خاکستری نسبت به الگوریتم‌های جستجوی کلاغ و نهنگ به‌ترتیب به میزان 2 و 1/43 برابر کوچک‌تر است. درنهایت نتایج حاصل از مدل تصمیم‌گیری چندمعیاره مشخص کرد که الگوریتم گرگ خاکستری دارای رتبه نخست نسبت به دو الگوریتم دیگر مورد بررسی در حل مسئله بهره‌برداری بهینه از مخزن سد گلستان است.
محمود اکبری،
جلد 24، شماره 4 - ( 12-1399 )
چکیده
هدف این پژوهش، توسعه یک مدل شبیه‌سازی- بهینهسازی هیدرولیکی- اقتصادی برای طراحی آبیاری کرتی بود. این مدل شبیه‌سازی هیدرولیکی (طراحی آبیاری کرتی) را با معادله بیلان حجم، شبیه‌سازی اقتصادی را از طریق محاسبه مجموع 4 هزینه در طول فصل و بهینهسازی را با الگوریتم فرا ابتکاری چندهدفه NSGAII انجام میدهد. به‌منظور برنامهنویسی، از نرم‌افزار برنامهنویسی MATLAB استفاده شد. برای بهینهسازی توابع هدف، از بهینهسازی تابعی، چندبعدی، ایستا، مقید، پیوسته، چندهدفه و فرا ابتکاری استفاده شد. متغیرهای تصمیم که از بین ورودیهای شبیه‌سازی انتخاب شدند، به‌گونه‌ای محاسبه شدند که توابع هدف هیدرولیکی (کمینه‌سازی ترکیب خطی هفت شاخص عملکرد) و اقتصادی (کل هزینه فصل آبیاری بر اساس مجموع هزینه‌های آب، کارگر، آماده‌سازی کرت و حفر نهر) کمینه شود. برای شبیه‌سازی از اطلاعات یک مزرعه آزمایشی استفاده شد. پس از شبیه‌سازی اولیه، بهینهسازی مزرعه آزمایشی به‌وسیله الگوریتم فرا ابتکاری چندهدفه NSGAII با پارامترهای تنظیم شده انجام شد. بهینهسازی با استفاده از مدل پیشنهادی باعث کاهش (بهبود) توابع هدف نسبت به عملکرد اولیه شبیه‌سازی شد. در مجموع مدل پیشنهادی که ابزاری تخصصی برای آبیاری کرتی است، با وجود سادگی کارایی مناسبی داشت.
احسان یارمحمدی، سعید شعبانلو، احمد رجبی،
جلد 25، شماره 1 - ( 3-1400 )
چکیده
بهینهسازی مدل‌های هوش مصنوعی از اهمیت بسزایی برخوردار است زیرا باعث بهبود عملکرد این مدل‌ها و افزایش انعطاف آنها می‌شود. در این مطالعه، عمق آبشستگی در مجاورت تکیه پل‌ها به شکل‌های مختلف توسط مدل ANFIS و ANFIS-Genetic Algorithm (GA) تخمین زده شد. به‌عبارت دیگر، برای بهینهسازی توابع عضویت مدل ANFIS از GA استفاده شد که عملکرد مدل ANFIS به‌شکل قابل توجهی بهبود یافت. در ابتدا، پارامترهای تأثیرگذار بر روی عمق آبشستگی در اطراف تکیه‌گاه پل‌ها تعریف شدند. سپس با استفاده از این پارامترهای ورودی، یازده مدل مختلف برای هر یک از مدل‌های ANFIS و ANFIS-GA تولید شدند. سپس با تجزیه و تحلیل نتایج این مدل‌ها، مدل برتر برای هر یک از روش‌های ANFIS و ANFIS-GA زنتیک معرفی شدند. به‌عنوان مثال، مقدار ضریب همبستگی و شاخص پراکندگی برای مدل ANFIS به‌ترتیب برابر با 0/979 و 0/070 و برای مدل ANFIS-GA نیز به‌ترتیب مساوی با 0/986 و 0/056 محاسبه شدند. علاوه بر این، نسبت اختلاف متوسط برای مدل‌های برتر ANFIS و ANFIS-GA به‌ترتیب مساوی با 0/984 و 0/988 بودند. بنابراین نشان داده شد که مدل‌های ترکیبی ANFIS-GA دقت بیشتری در مقایسه با مدل‌های ANFIS داشتند. همچنین، تحلیل حساسیت نشان داد که عدد فرود (Fr) و نسبت عمق جریان به شعاع حفره آبشستگی (h/L) به‌عنوان مؤثرترین پارامترهای ورودی برای تخمین عمق آبشستگی در مجاورت تکیه‌گاه پل‌ها شناسایی شدند.
ساناز مقیم، جواد رحمانی،
جلد 25، شماره 1 - ( 3-1400 )
چکیده
سوء مدیریت در چند دهه اخیر در کشور و استفاده بیش از حد از منابع آب زیرزمینی و سطحی برای تأمین آب مورد نیاز در بخش کشاورزی باعث پایین آمدن سطح آب‌های زیرزمینی و خشک شدن بسیاری از رودخانه‌ها شده است. به‌علاوه تغییرات آب و هوایی فشار مازاد بر منابع آب وارد کرده است. متناظر با این تغییرات لازم است تا برنامه‌های مدیریتی آب اصلاح شود. در این مطالعه با بررسی داده‌های هیدرواقلیمی از قبیل دما و بارش در حوضه مطالعاتی ارومیه، ابتدا مشخص می‌شود که چه گیاهانی برای این منطقه مناسب هستند، به‌نحوی که برای آبیاری آنها حتی‌المقدور فقط از بارش استفاده شود. سپس بهترین زمان برای کشت محصول در طول سال تعیین می‌شود. برای این کار، میزان نیاز آبی روزانه هر گیاه، با توجه به عوامل تأثیرگذار بر آن از قبیل شرایط آب و هوایی منطقه، نوع گیاه و مرحله رشد گیاه، و همچنین تعداد روزهایی که هر گیاه برای رشد کامل (از زمان ظهور تا بلوغ کامل گیاه) نیاز دارد، محاسبه می‌شود. نتایج این پژوهش گیاه انگور را به‌عنوان مناسب‌ترین کشت پیشنهاد میدهد و نشان میدهد که با توجه به افزایش دما در فصل بهار، در راستای کاهش نیاز آبیاری گیاهان و استفاده مناسب از رطوبت خاک در فصل بهار، بهتر است کشت گیاهان از جمله گیاه جو زودتر انجام گیرد.
