حامد نوذری

در سال‌های اخیر، تضاد منافع زیست‌محیطی با معیشت کشاورزان به یکی از مهمترین مسائل روی میز حکمرانی محیط‌زیست و کشاورزی در حوضه آبریز زاینده‌رود تبدیل شده است. بنابراین دستیابی به نقطه تعادل میان سود اقتصادی با استفاده از الگوی کشت بهینه و جلوگیری از برداشت بی‌رویه منابع آب ‌زیر‌زمینی از اهمیت زیادی برای سیاست‌گذاران این حوزه برخوردار است. در این پژوهش، تابع محیط‌زیست با استفاده از محدودیت منابع آب و تابع اقتصادی با استفاده از سود اقتصادی محصولاتی که در دشت کوهپایه- سگزی کشت می‌گردد در بازه زمانی 1371 – 1402 مدل‌سازی گردید. تابع نش با استفاده از بهینه‌سازی غیرخطی مقید و با توجه به محدودیت منابع آب در هر سال بهینه شد. پس از بهینه‌سازی تابع نش، الگوی کشت محصولات با روش تئوری بازی‌ها و روش برنامه‌ریزی ‌خطی محاسبه شد. نتایج نشان داد که کاهش مصرف آب در روش تئوری بازی‌ها 42 درصد و برای روش برنامه‌ریزی خطی 19 درصد است. در این حالت، میزان کاهش سود برای این دو روش به ترتیب 24 و 4 درصد نسبت به حالت مبنا است. نتایج نشان داد که افت سطح آب ‌زیر‌زمینی برای هیدروگراف معرف دشت و روش برنامه‌ریزی ‌خطی به ترتیب برابر با 75/5 و 46/2 متر است. در حالی که در روش تئوری بازی‌های بهینه شده با وزن تابع اقتصادی 5/0، تراز آب زیرزمینی دشت افزایش 25/37 متری دارد. با توجه به میزان کاهش مصرف آب، میزان کاهش سود و افزایش تراز آب ‌زیر‌زمینی، روش تئوری بازی‌های بهینه شده با وزن 5/0 نسبت به روش برنامه‌ریزی خطی برتری دارد. در این پژوهش، علاوه بر توسعه مدل‌های بهینه‌سازی، با استفاده از مدل‌های پیش‌بینی و معادله بیلان، الگوی کشت بهینه در سال‌های آینده پیش‌بینی شده است. به همین منظور برای پیش‌بینی منابع آب زیرزمینی، بارش در ایستگاه ورزته بازه زمانی (1371-1402)، منابع آب سطحی از بارش در ایستگاه چلگرد بازه زمانی (1346-1402) و افت آب زیر‌زمینی از هیدروگراف واحد معرف دشت بازه زمانی (1371-1402) از مدل جدیدی به نام مدل انفیس-حساب استفاده شد. برای پیش‌بینی بارش در ایستگاه ورزنه و چلگرد از تلفیق الگوریتم فراکاوشی حساب و انفیس برای شبیه سازی و پیش‌بینی ماهانه بارش استفاده شد. بارش با دو تاخیر 12 و 24 ماهه به عنوان ورودی و سری زمانی حاضر به عنوان خروجی در نظر گرفته شده است. نتایج خطای شبیه سازی و پیش‌بینی بارش در ایستگاه ورزنه و چلگرد در مرحله اعتبارسنجی برای پارامتر خطای جذر میانگین مربعات خطا به ترتیب 51/9 و 77/104 شد. هیدروگراف واحد معرف دشت نیز با ترکیب الگوریتم‌های انفیس، حساب، آریما، روند و سری فوریه پیش‌بینی و شبیه سازی شد. نتایج شبیه‌سازی و پیش‌بینی هیدروگراف معرف دشت در مرحله اعتبارسنجی با توجه به معیار خطای جذر میانگین مربعات خطا 3/0 بدست آمد. نتایج این پژوهش در بررسی شاخص‌های ارزیابی نشان می‌دهد که مدل‌های ساخته شده برای بارش و هیدروگراف معرف دشت دارای قابلیت بالایی در پیش‌بینی داده‌هااست فلذا از نتایج بدست آمده برای پیش‌بینی محدودیت‌های آبی و بدست آوردن الگوی کشت بهینه در سه سال آینده استفاده شد. پس از پیش‌بینی الگوی کشت بهینه برای سه سال آینده، هیدروگراف معرف دشت نیز پیش‌بینی گردید. نتایج این پژوهش نشان داد اگر هیدروگراف دشت با روند نزولی که دارد ادامه پیدا کند دشت کوهپایه‌سگزی با فرونشست‌های متعددی روبه‌روست اما در صورتی که با روش انتخاب شده الگوی کشت بهینه تئوری بازی‌ها با وزن اقتصادی 5/0 کشاورزی در دشت کوهپایه‌سگزی پیش برود علاوه بر اینکه افت آب زیر‌زمینی در دشت اتفاق نمی‌افتد سالانه 3 متر به تراز آب زیر‌زمینی در این دشت اضافه می‌گردد