Optimization of performance measures in Doroodzan Irrigation Network

Document Type: Full Article

Authors

Department of Irrigation, College of Agriculture, Shiraz University, Shiraz, I. R. Iran

Abstract

Abstract- In this research, the performance measures of water equity and productivity have been optimizedin the entire DoroodzanIrrigation Network by using genetic algorithms. Results indicated thatirrigation water management improvement at field scale[increasing irrigation application efficiency (Ea) and water reduction fraction (WRF)] has much more impressive impact on raising the performance measures than improvement of conveyance efficiency of channels (Ec).Increment of Ea (40% to 90%) andEc (70% to 90%)resulted inmaximumand minimumincremental effect onwater equity (on average 48.2% and 17.7%, respectively) and productivity (on average 92.0% and 10%, respectively).The incremental effect of WRF (0.0 to 0.8)on water equity and productivitywas on average31.4% and 10%, respectively.Furthermore, the values of performance measures decreased from wet water year to drought water year.Tape irrigation system was considered as the best choice at low quantities of WRF (<=0.4),however for higher values of WRF (>=0.6), sprinkler irrigation system was considered as the best choice for achieving higher values of water equity and productivity.Meanwhile, when equity and productivity were considered together for a specific method of deficit irrigation scheduling, under specified quantity of irrigation water, with increasing equity the water productivity reduction was negligible.
 
 

Keywords

Main Subjects


Article Title [Persian]

بررسی معیارهای کارایی تحت سناریوهای مختلف برنامه بندی آبیاری در شبکه آبیاری سد درودزن

Authors [Persian]

  • محمد مهدی مقیمی
  • علیرضا سپاسخواه
بخش مهندسی آب، دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز، شیراز، ج. ا. ایران
Abstract [Persian]

چکیده-در این تحقیق بهینه سازی همزمان معیارهای کارایی (عدالت و بهره وری) برای انتخاب روشهای بهینه مدیریت آب در مزرعه،با استفاده از الگوریتم ژنتیکدر شبکه آبیاری سد درودزن مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج این تحقیق نشان داد که تأثیر بهبود مدیریت آب آبیاری در مقیاس مزرعه (افزایش راندمان کاربرد آبیاری و کسر کاهش آب) روی افزایش معیارهای کارایی نسبت به اثر بهبود راندمان انتقال آب در کانال ها روی  این معیارها بسیار بیشتر است. افزایش راندمان کاربرد آب در مزرعه (از 30 درصد به 90 درصد) و راندمان انتقال در کانال ها (از 70 درصد به 90 درصد) منتهی به اثر افزایشی حداکثر و حداقل روی عدالت در توزیع آب (به طور میانگین به ترتیب 2/48 درصد و 7/17 درصد) و بهره وری (به طور میانگین به ترتیب 92 درصد و 10 درصد) می شود. اثر افزایشی کسر کاهش آب (0/0 تا 8/0)روی عدالت و بهره وری به طور میانگین به ترتیب برابر با 4/31 درصد و 10 درصد است. مقادیر معیارهای کارایی از سال آبی مرطوب به سال آبی خشک نیز کاهش یافت. برای دستیابی به عدالت و بهره وری بالاتر، سیستم آبیاری قطره ای در مقادیر کم کسرهای کاهش آب (کمتراز و یا مساوی 4/0) و سیستم آبیاری بارانی برای مقادیر بیشتر کسرهای کاهش آب (بزرگتراز و یا مساوی 6/0) بهترین سیستم تشخیص داده شدند. ضمناً وقتی که معیارهای کارایی عدالت و بهره وری بطور همزمان بررسی می شود، برای یک روش خاص برنامه بندی کم آبیاری و تحت یک مقدار مشخص آب آبیاری، با افزایش عدالت، کاهش در بهره وری آب قابل صرفنظر کردن است.
 
 

Keywords [Persian]

  • واژه های کلیدی: مدیریت آب در مزرعه
  • بهینه سازی
  • الگوریتم ژنتیک
  • عدالت در توزیع آب
  • بهره وری آب
Gorantiwar, S.D., Smout, L.K., & Vairavamoor thy, K. (2006). Performance-b ased optimization of land and water resources within irrigation schemes I: Method. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 132(4), 332-340.

Kalu, I.L., Paudyal, G.N., & Gupta, A.D.(1995). Equity and efficiency issues in irrigation water distribution. Agricultural Water Management, 28, 335-348.

Kloss,S., Pushpalatha, R., Kamoyo, K.J., & Schutze, N. (2012). Evaluation of crop models for simulating and optimizing deficit irrigation systems in arid and semi-arid countries under climate variability. Water Resources Management, 26, 997-1014.

Kuo, S.F., Merkley, G.P., & Liu, C.W. (2000). Decision support for irrigation project planning using a genetic algorithm. Agricultural Water Management, 45, 243-266.

Michalewciz, Z.(1994). Genetic algorithms + data structures = evolution programs. Berlin: Springer.

Moghimi, M.M., & Sepaskhah, A.R. (2014).Consideration of Water Productivity for Farm Water Management in Different Conditions of Water Availability for Dominant Summer Crops. Iran Agricultural Research, 33(2), 47-62.

Moghimi M.M., & Sepaskhah, A.R. (2016). Effect of Various On-Farm Water Management Scenarios on Equity and Productivity in Irrigation Networks. Water Resources Management. 30(7), 2405-2424

Pereira, L.S., Oweis, T., & Zairi, A. (2002). Irrigation management under water scarcity. Agricultural Water Management, 57, 175–206.

Rodrigues, G.C., & Pereira, L.S. (2009). Assessing economic impacts of deficit irrigation as related to water productivity and water costs. Biosystems Engineering, 103, 536-551.

Sepaskhah, A.R., & Akbari, D. (2005). Deficit irrigation planning under variable seasonal rainfall. Biosystems Engineering, 92, 97–106.

Steiner, R.A., & Walter, M.F. (1992). The effect of allocation and scheduling rules on equity and productivity in irrigation systems. Agricultural Water Management, 21, 297-312.

Smout, L.K., Gorantiwar, S.D.,& Vairavamoor thy, K. (2006). Performance-based optimization of land and water re sources within irrigation schemes II: Application. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 132(4), 341-348.