• شماره ركورد
    28396
  • پديد آورنده

    حسين اكبري وارياني

  • عنوان
    شبيه‌سازي سامانه غذا براي مطالعات همبست آب و انرژي و غذا
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي عمران - مديريت منابع آب
  • سال تحصيل
    1397
  • تاريخ دفاع
    1401/8/28
  • استاد راهنما
    دكتر عباس افشار ، دكتر مطهره سعادت پور
  • دانشكده
    مهندسي عمران
  • چكيده
    در جهان امروز، توسعه اقتصادي و اجتماعي بدون توجه به اهميت غذا تقريبا غيرممكن است. به‌همين دليل است كه كشورهاي جهان براي توليد محصولات و فرآورده‌هاي غذايي خود برنامه‌هاي متعددي تدوين كرده‌اند. در اين پايان نامه، با توجه به اهميت موضوع، به بسط و توسعه يك مدل شبيه‌ساز براي سامانه غذا با درنظر گرفتن الزامات رويكرد همبست جهت برنامه‌ريزي و تصميم‌گيري در اين سامانه پرداخته شد. در اين تحقيق ابتدا مهمترين تعاملات دروني سامانه غذا و تعاملات بيروني سامانه غذا با سامانه‌هاي آب و انرژي شناسايي شدند. سپس مدل‌هاي شبيه‌سازي رشد محصول جهت استفاده در رويكرد همبست مورد بررسي و نهايتا مناسب‌ترين مدل رشد محصول براي استفاده در شبيه سازي جامع غذا انتخاب شد. سپس جهت توسعه شبيه‌ساز غذا، مدل رشد محصول با تعريف واحدهاي آبي و كشاورزي، از مقياس مزرعه به مقياس حوضه آبريز تجميع و بزرگ مقياس سازي گرديد. همچنين اثرات شوري و كود بر عمكرد محصول در مدل‌سازي رشد محصول لحاظ شد. جهت واسنجي از الگوريتم ژنتيك استفاده و براي كاهش زمان واسنجي از تكنيك پردازش موازي در زبان برنامه‌نويسي پايتون استفاده شد. نهايتا پس از محاسبه انرژي مصرفي نهاده‌هاي كشاورزي و ماشين‌آلات كشاورزي، شش شاخص‌ بهره‌وري همبست محاسبه شد. محدوده مطالعاتي مراغه-بناب از حوضه آبريز درياچه اروميه براي انجام اين تحقيق در دوره آماري 1383-1393 انتخاب شد. با استفاده از معيارهاي ارزيابي مدل، نتايج واسنجي و صحت‌سنجي مدل نشان داد كه مدل توسعه داده شده با دقت مناسبي كار مي‌كند. نتايج شبيه‌سازي نشان داد كه بيشترين و كمترين شاخص آب مصرفي به ترتيب مربوط به محصولات گندم و نخود ديم است كه مقادير ميانگين مصرف برابر با 6674 و 1810 مترمكعب در هكتار دارند. بيشترين و كمترين شاخص انرژي مصرفي به ترتيب مربوط به سيب‌زميني و نخود ديم با ميزان شاخص انرژي مصرفي بطور متوسط برابر با 222،766 و 19،500 مگاژول در هكتار است. نتايج ديگر شبيه‌سازي نشان داد كه بيشترين و كمترين شاخص بهره‌وري آب به ترتيب مربوط به محصولات سيب‌زميني آبي و گندم آبي با مقادير ميانگين برابر با 6،241،466 و 168،683 كالري در مترمكعب دارند. بيشترين و كمترين شاخص بهره‌وري انرژي بترتيب مربوط به سيب‌زميني آبي و پياز آبي است. ميزان شاخص بهره‌وري انرژي اين محصولات بترتيب بطور متوسط برابر با 88،321 و 366،864 كالري در مگاژول است. نتايج ديگر شاخص‌ها نشان داد كه بيشترين و كمترين شاخص بهره‌وري اقتصادي آب بترتيب مربوط به محصولات سيب‌زميني آبي و گندم آبي است كه بترتيب مقداري ميانگين برابر با 39،144 و 4،100 ريال در مترمكعب دارند. بيشترين و كمترين شاخص بهره‌وري اقتصادي انرژي به ترتيب مربوط به پياز آبي و گندم ديم است. ميزان شاخص بهره‌وري اقتصادي انرژي اين محصولات به ترتيب بطور متوسط برابر با 4،778 و 204 ريال در مگاژول است.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1402/03/23
  • عنوان به انگليسي
    Food System Simulation Modeling for water, food, and energy nexus Study
  • تاريخ بهره برداري
    11/19/2023 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    حسين اكبري وارياني

  • چكيده به لاتين
    In today's world, economic and social development is almost impossible without considering the importance of food. It is for this reason that the countries of the world have developed many programs for the production of their products and food products. In this thesis, due to the importance of the subject, the expansion and development of a simulator model for the food subsystem, taking into account the requirements of the nexus approach for planning and decision-making in this system, was discussed. The food simulation model is categorized by considering the parameters, independent variables, as well as correlated variables and, is expanded and developed in the framework of online and stand-alone interaction. Also, the eva‎luation indices of the cultivation pattern were calculated with the nexus approach. By developing such a model for the food subsystem with the water-energy-food nexus approach, the decision makers can check the policies related to the optimal cultivation pattern by using the eva‎luation indicators with the nexus approach. The Maragheh-Bonab study area of the Urmia Lake catchment area was selected to conduct this research in the statistical period of 2005-2015. Using model eva‎luation criteria, the results of model validation and verification showed that the developed model works with appropriate accuracy. The results of the simulation showed that the highest and lowest water consumption indicators are related to dry wheat and chickpea crops, respectively, which have an average amount of 6674 and 1810 cubic meters per hectare, respectively. The highest and lowest indicators of energy consumption are related to potatoes and rainfed chickpea, respectively. The average energy consumption index of these crops is 222,766 and 19,500 megajoules per hectare, respectively. Other results of the simulation showed that the highest and lowest water efficiency index is related to irrigated potato and irrigated wheat crops, respectively, which have an average amount of 6241466 and 168683 calories per cubic meter, respectively. The highest and lowest energy efficiency index is related to irrigated potato and irrigated onion, respectively. The energy efficiency index of these products is equal to 88321 and 366864 calories per megajoule, respectively. The results of other indicators showed that the highest and lowest water economic productivity indicators are related to irrigated potato and irrigated wheat crops, respectively, which have an average value of 39144 and 4100 rials per cubic meter, respectively. The highest and lowest energy economic efficiency indicators are related to irrigated onion and rainfed wheat, respectively. The economic energy efficiency index of these products is equal to 4778 and 204 rials per megajoule, respectively.
  • كليدواژه هاي فارسي
    همبست آب، انرژي و غذا , شاخص هاي همبست آب، انرژي و غذا , شبيه‌سازي رشد محصول , AquaCrop , شبيه‌ساز جامع سامانه غذا
  • كليدواژه هاي لاتين
    Water, Energy and Food Nexus , Water, Energy and Food Nexus Indicators , Crop Growth Simulation , AquaCrop , Comprehensive Food System Simulator
  • Author
    Hossein Akbari Variani
  • SuperVisor
    Dr. Abbas Afshar , Dr. Motahareh Saadatpour