21484

21484

بهره‌برداري بهينه از مخازن آب كشاورزي، با استفاده از مدل‌سازي عامل مبنا براي منظور كردن اثرات متقابل كشاورزان و سياست‌گذاران

كارشناسي ارشد

عمران

1395

1398/07/20

دكتر عباس افشار

دكتر محمد هادي افشار

عمران

سيستم‌هاي منابع آبي كه در ارتباط با انسان‌ها هستند به عنوان سيستم‌هاي پيچيده شناخته مي‌شوند. مدل‌سازي به روش اتوماتاي سلولي و عامل‌مبنا به عنوان دو ابزار مؤثر در زمينه مدل‌سازي سيستم‌هاي پيچيده مي‌باشد. در اين تحقيق به بهره‌برداري بهينه از مخزن فرضي با كاربري كشاورزي، پرداخته مي‌شود. كشاورزان مصنوعي در پايين‌دست مخزن به كمك مدل‌سازي عامل‌مبنا پياده‌سازي مي‌شوند و بهره‌برداران مخزن نيز با كمك الگوريتم اتوماتاي سلولي، الگوي بهينه رهاسازي را در طول زمان تعيين مي‌كنند و كشاورزان را تحت تأثير قرار مي‌دهند.در مدل عامل‌مبنا، كشاورزان منحصربفرد، هوشمند، داراي حافظه تاريخي و ويژگي‌هاي فردي متفاوتيهستند كه با تكيه بر اين تفاوت‌ها داراي ادارك متفاوت از شرايط هستند و تصميمات مختلفي اتخاذ مي‌كنند. كشاورزان در اين مدل از طريق تغيير الگوي‌كشت(نوع محصولات و سطح زير كشت هر كدام)، تغيير روش آبياري و كم‌آبياري نسبت به تغييرات در ميزان آب در دسترس واكنش نشان مي‌دهند. اتوماتاي سلولي به علت توانايي بالا در بهره‌برداري بهينه از مخازن آبي، انتخاب مناسبي در تركيب با مدل‌هاي عامل‌مبنا مي‌باشد. در اين مدل، تعاملات متقابل عوامل به منظور دست‌يافتن به همگرايي در رفتار كشاورزان و بهره‌برداران، انجام مي‌شود. با در نظر گرفتن تغييرات نياز آبي كشاورزان در پايين‌دست، بهره‌برداري بهينه مخازن آبي به گونه‌اي كه بتواند بر واقعيت انطباق بيشتري داشته باشد، امكان‌پذير مي‌باشد. با در نظر گرفتن اين تغييرات، ميزان تابع هدف بهره‌برداري بهينه (كمينه‌كردن ميزان اختلاف بين رهاسازي از مخزن و ميزان نياز آبي پايين‌دست) از مخزن نسبت به حالتي كه تغييرات منظور نشود، در حدود 60درصدكاهش مي‌يابد و ميزان تنش آبي كه كشاورزان تجربه مي‌كنند نيز كمترمي‌شود. كشاورزان باتصميماتي كه بر مبناي شرايط متفاوت بوده‌است به سود بيشتري (در حدود 20درصد بيشتر) مي‌رسند. ريسك‌پذيري كشاورزان كه به عنوان مهم‌ترين عامل در تغيير رفتار كشاورزان مؤثر بوده، نه امري مثبت و نه امري منفي مي‌باشد، بلكه مانند شمشيري دوسويه بوده و بر رفتار هردسته از كشاورزان در شرايط مختلف اثرات متفاوت داشته‌است. كشاورزان با ريسك‌پذيري كم از طريق تغيير الگوي كشت و كشاورزان با ريسك‌پذيري بالا با بهبود راندمان آبياري، به دنبال سود بيشتر هستند و هر كس به روش خود به دنبال بهبود شرايط مي‌باشد.

1398/10/09

Optimal Reservoir Operation for Irrigation Using an Agent-Based Approach to Simulate Interactions between Farmers and Policy Makers

12/31/2019 12:00:00 AM

human-resource related to water systems are known as complex systems. Cellular automata and agent-based models are two practical tools for representing complex systems. In this research, the optimal utilization of the hypothetical reservoir with agricultural use in downstream is investigated. Artificial farmers are implemented downstream of the reservoir with agent-based modeling, and reservoir operators by cellular automation algorithms determine the optimal release over time and affect farmers. In the agent-based model, farmers are unique, intelligent, with historical memory, and different personality characteristics that rely on these differences have different perceptions of the circumstances and make different choices. Farmers in this model respond to changes in their amount of available water by changing the cropping pattern (crop type and area), applying new irrigation methods, and deficit irrigation. Cellular automata are an excellent choice in combination with agent-based models because of their high ability to meet the optimal solution for reservoir operation. In this model, interactions of agents are performed to achieve convergence in the behavior of farmers and operators. Taking into account the changes in the farmers' water requirement, make it possible to optimal reservoirs operation more adapted to reality. By employing these changes, the objective function of the reservoir operation will be decreased by about 60 percent compared to the uniform state, and the amount of water stress experienced by farmers will be reduced. By exerting dynamic demands, farmers make more profits (about 20 percent more) and make decisions that are different based on circumstances. Farmers 'risk-taking, the most crucial factor in changing farmers' behavior, is neither positive nor negative, but is like a double-edged sword and has different effects on the farmers' behaviors under various conditions. Low-risk-taking farmers by changing their crop patterns, and high-risk farmers are seeking higher profits with improved irrigation efficiency, and everyone is seeking to improve their conditions.

بهره‌برداري بهينه از مخازن آب كشاورزي، با استفاده از مدل‌سازي عامل مبنا براي منظور كردن اثرات متقابل كشاورزان و سياست‌گذاران

Optimal Reservoir Operation for Irrigation Using an Agent-Based Approach to Simulate Interactions between Farmers and Policy Makers