توسعه سامانه تصمیم‌یار بهره‌برداری از منابع آب حوضه زرینه‌رود با تأکید بر تأمین حقابه دریاچه ارومیه و تخصیص بهینه آب در بخش کشاورزی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی منابع آب/ دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 استادیار / گروه منابع آب، دانشگاه تربیت مدرس ،تهران، ایران

3 استاد / گروه منابع آب، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

چکیده

رودخانه زرینه ‌رود از مهمترین رودخانه‌های حوضه ‌ی آبریز دریاچه ارومیه است. از آنجا که بخش کشاورزی در این منطقه از اهمیت زیادی برخوردار می‌ باشد و همچنین در سال‌های اخیر فشار زیادی بر منابع آب این حوضه وارد آمــده که در نتیجه‌ ی آن دریــاچه ارومیه با مشکلات عـدیــده زیست‌محیطی روبرو شده است، لذا ارزیابی تخصیص بهینه ‌ی آب محصولات زراعی به‌خصوص در شرایط خشکسالی می ‌تواند تأثیر بسزایی بر بهره ‌وری بهتر از آب در سطح حوضه داشته باشد. در مطالعه‌ ی حاضر تلاش شده است با پیش‌ بینی جریان در یک سال آینده از روش ماشین بردار پشتیبان (SVM) و تأکید بر راهکارهای مدیریتی پیشنهاد شده در طرح مدیریت ریسک خشکسالی دریاچه ارومیه و بهره‌ گیری از مدل تخصیص بهینه ‌ی بخش کشاورزی که هسته‌ ی اصلی آن شبیه‌ سازی عملکرد گیاهی بر اساس روابط جدید و قدیم فائو می‌باشد، بهترین شیوه ‌های تخصیص آب و زمین تعیین گردد. نتایج نشان داد که هــر کــدام از ایــن روش‌هـا تـرکیب متفاوتی از تخصیص و سطوح کشت بهینه را ارائه می‌دهند که براساس آن، روش FAO-2009 نسبت به روش FAO-1979 در کلیه‌ ی سطوح خشکسالی افــزایش درآمد و بهره ‌وری را به همراه داشته است. همچنین روش SVM برای پیش ‌بینی جریان در دو سناریوی خشکسالی که یکی تأمین نیاز زیست محیطی دریاچه به صورت کامل تحت هر شرایط و دیگری کاهش آن بر مبنای وضعیت خشکسالی می‌باشد، از همبستگی بالای 90 درصد برخوردار بوده و تلفیق آن با مدل تخصیص قابلیت برنامه‌ریزی و اعمال اقدامات مدیریتی متناسب با شرایط پیش آمده را به همراه دارد که این مجموعه می‌ تواند در قالب یک سیستم تصمیم‌ یار در مدیریت حوضه مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Developing an Operational Water Resources Decision Support System for Zarrineh- Rood Basin with Emphasis on Supply Urmia Lake Water Requirement and Optimal Water Allocation in Agricultural Sector

نویسندگان [English]

  • A. Abbasi 1
  • M. Delavar 2
  • S. Morid 3
1 MSc Graduate in Water Resources Management, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
2 Assist-Professor of Tarbiat Modares University, Department of Water Resources Management,Tehran, Iran
3 Professor of Tarbiat Modares University , Department of Water Resources Management, Tehran, Iran.
چکیده [English]

Zarrineh-Rood is one of the most important rivers of Urmia lake basin. Since, agricultural sector plays a key role in this region, and also in recent year the water resources in this basin  is faced with a lot of pressure that lead to many environmental problems in urmia lake. so the evaluation of efficient water allocation to the agricultural crops, especially in drought conditions may have a noticeable impact on the water productivity on the basin. In the current study, attempt to determine the best solution for water and land allocation by developing an operational decision support system   using prediction of flow during the next year by support vector machine(SVM) and also an agricultural water allocation model that is based on the old and new  FAO  crop response to water equations. The results show that each of these methods proposes a different composition of optimal allocation and Cultivated area. Also the FAO-2009 method in comparison to FAO-1979, has led to a higher income and productivity at all levels of drought conditions. In addition, SVM prediction results show an over-90% correlation for flow prediction in both  supply  all of the Urmia lake water requirement and reduction of  lake water allocation  based on drought condition. So and holistic model with linking prediction model and water allocation model is so suitable for water resources planning and also for applying management scenario in deferent future conditions. This package can be used as an decision support system for basin water resources management.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Crop performance
  • FAO’s relations
  • Water allocation
  • Drought level
  • Support Vector Machine
  • Zarrineh-rood River
Ahmadzade H (2012) Evaluate the efficiency of agricultural water by using SWAT: A Case Study Zarrineh-Rood basin. M.Sc. Thesis, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modarres University (In Persian)

Asefa T, Kemblowski MW, Mckee M and Khalil A (2006) Multi-time scale stream flow prediction: The support vector machine approach. Hydrology, 318:7-16.

Delavar M (2012) Real-time decision making based on risk allocation of water resources in drought condition. Ph.D. Thesis, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University (In Persian).

Dibike YB, Velickov S, Solomatine D, Abbott MB (2001) Model induction with support vector machines: Introduction and applications. Journal of omputing in Civil Engineering, 15 (3): 208–216.

Doorenbos J and Kassam AH(1977) Yield response to water. FAO Irrigation and Drainage Paper No. 33.

Iglesias A, Cancelliere A, Gabina D, Lopez-Francos A, Moneo M, Rossi G (2007) Drought Management Guidelines, European Commission - EuropeAid Co-operation Office Euro-Mediterranean Regional Programme for Local Water Management (MEDAWater) Mediterranean Drought Preparedness and Mitigation Planning (MEDROPLAN).

Lin PH, Kwon HH, Sun L, Lall U and Kao JJ (2009) A modified support vector machine based prediction model on stream flow at the Shihmen reservoir. Climatology, 30 :1256-1268.

Misra D, Oommen Th, Agarwal A, Mishra, SK and Thompson AM (2009) Application and analysis of support vector machine based simulation for runoff and sediment yield. Biosystems Engineering, 103: 527-535.

Moghaddasi M, Araghinejad S, Morid S (2009) Long-term operation of irrigation dams considering variable demands: case study of Zayandeh-Rud reservoir. Iran. J. Irrig. Drain. Eng- ASCE, 136(5): 309-316.

Remesan R, Shamim M.A., Han D (2008) Model data selection using gamma test for daily solar radiation estimation. Hydrological Processes, 22: 4301-4309.

Shangguan Z, Shao M, Horton R (2002) A model for regional optimal allocation of irrigation water resources under deficit irrigation and its applications. J. Agriculture Water Management, 52: 139-154.

Steduto P, Hsiao TC, Fereres E (2007) On the conservative behavior of biomass water productivity.  Irrig. Sci., 25:189-207.

Wardlaw R, Barnes J (1999) Optimal allocation of irrigation water supplies in real time. Jornal of Irrigation and Drainage Engineering, 125(6): 345-354.

Working Group on Sustainable Management of Water Resources and Agriculture (WGSMWRA), Regional Council of Lake Urmia Basin Management(2012) Drought risk management plan for lake urmia basin, Tarbiat Modares university and Iranian Conservation of Wetlands Plan, Volume 8 (In Persian).