برآورد هزینه سامانه های آبیاری تحت فشار (ISCE) با نوآوری بین‌المللی

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما ، پژوهشگران گروه مهندسی آبیاری و آبادانی دانشگاه تهران با انجام مطالعه‌ای با عنوان «مدل‌سازی هزینه سیستم‌های آبیاری تحت‌فشار» به نتایج کاربردی مهمی دست یافتند که این دستاورد فناورانه، نقشی اساسی در بهینه‌سازی فرآیند‌های برنامه‌ریزی و مدیریت اعتبارات پروژه‌های آب و خاک ایفا کرده و گامی مهم در راستای ارتقای کارآیی سیستم‌های آبیاری و پایداری کشاورزی به شمار می‌آید.

دکتر خالد احمدآلی، عضو هیأت علمی دانشگاه تهران در این‌باره گفت: با تشدید بحران آب در ایران و جهان، تغییر سیستم‌های آبیاری از روش‌های سطحی به سیستم‌های آبیاری تحت‌فشار، یکی از عملی‌ترین و اصلی‌ترین راهکار‌های مصرف بهینه منابع آب و افزایش بهره‌وری آب است. این راهکار با اتخاذ رویکرد مدیریت یکپارچه منابع آبی می‌تواند در پایداری منابع آب نقش اساسی داشته باشد. از آنجایی که اجرای طرح‌های آبیاری تحت‌فشار به‌منظور حفاظت از منابع آب و خاک و افزایش تولیدات کشاورزی در اسناد بالادستی و برنامه هفتم توسعه، مورد تأکید جدی است؛ تخصیص بهینه اعتبارات و داشتن پیش‌آگاهی از هزینه اجرای سیستم‌های آبیاری، امری مهم و ضروری می‌باشد.

دکتر احمدآلی افزود: در حال حاضر، تخصیص اعتبارات به این طرح‌ها بر اساس مساحت طرح و بدون در نظر گرفتن عوامل محیطی مؤثر بر هزینه سیستم نظیر ویژگی‌های منبع آبی، خاک، محصول، اقلیم، مدیریت و … انجام می‌شود. رویکرد فعلی از دقت قابل‌قبول برخوردار نبوده و باعث ناعدالتی و اتلاف منابع می‌شود؛ بنابراین یکی از مهم‌ترین نیاز‌های سازمان برنامه و بودجه، وزارت جهاد کشاورزی، وزارت نیرو، بهره‌برداران آب و شرکت‌های مهندسین مشاور و پیمانکار، برآورد دقیق هزینه این پروژه‌ها قبل از طراحی و اجرا است. با توجه به وسعت قابل‌توجه اراضی تحت پوشش آبیاری تحت‌فشار و پتانسیل توسعه آن، شناسایی و مدل‌سازی عوامل تأثیرگذار بر هزینه‌های سیستم، در اصلاح برنامه‌ریزی اعتبارات در سطوح ملی و استانی نقش به‌سزایی ایفا خواهد کرد.

عضو هیأت علمی دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران در توضیح فرایند این پژوهش گفت: برای این منظور در فاز اول یک بانک داده جامع شامل متغیر‌های مستقل (عوامل مؤثر بر هزینه) و متغیر‌های وابسته (هزینه بخش‌های مختلف هر سیستم) از پروژه‌های آبیاری بارانی و موضعی انجام‌شده در نقاط مختلف کشور، در یک بازه ۲۰ ساله با جزئیات کامل تهیه شد. متغیر وابسته این پژوهش، هزینه سیستم‌های آبیاری مشتمل بر «هزینه ایستگاه پمپاژ و سیستم کنترل مرکزی»، «هزینه لوازم داخل مزرعه»، «هزینه نصب و اجرای سیستم و ایستگاه پمپاژ» و «هزینه کل» تقسیم‌بندی شد. در فاز بعدی با استفاده از تکنیک‌های مختلف انتخاب ویژگی، اقدام به شناسایی مهم‌ترین و مؤثرترین ویژگی‌ها بر هزینه بخش‌های مختلف شد. برای این کار، انتخاب ویژگی با الگوریتم‌های مختلف WCC، LCA، GA، PSO، ACO، ICA، LA، HTS، FOA، DSOS و CUK انجام شد.

وی افزود: در مرحله بعد با استفاده از مؤثرترین متغیر‌های انتخاب شده، مدل‌های مختلف رگرسیون خطی چندمتغیره، رگرسیون بردار پشتیبان، شبکه‌های عصبی مصنوعی، برنامه‌ریزی بیان ژن، الگوریتم ژنتیک، درخت تصمیم و یادگیری عمیق برای برآورد هزینه‌های هر بخش به کار گرفته شد و بر اساس آماره‌های مختلف، مدل‌های برتر در هر بخش معرفی شدند.»

دکتر احمدآلی گفت: بعد از شناسایی برترین ویژگی‌ها و برترین مدل‌ها، پژوهش وارد مهم‌ترین مرحله؛ یعنی تهیه نرم‌افزار شد. نرم‌افزار ISCE (Irrigation Systems Cost Estimator) قادر است که با دریافت متغیر‌های زودیافت و سهل‌الوصول در مرحله قبل از طراحی سیستم آبیاری تحت فشار برای دو سیستم آبیاری بارانی و موضعی، هزینه بخش‌های مختلف سیستم را با دقت و صحت بالا برآورد کند. نتیجه‌گیری و ارزیابی نرم‌افزار حاکی از قابلیت توسعه و تعمیم نتایج آن به سطح بین‌المللی بوده است. نرم‌افزار ISCE با داشتن چند ویژگی زودیافت می‌تواند به‌عنوان یک ابزار علمی و فنی کمک شایانی به سیاست‌گذاران، مدیران، محققان، دانشجویان، مشاوران، پیمانکاران و دیگر افراد دغدغه‌مند در حوزه آب نماید.

طراحی و توسعه این نرم‌افزار در قالب رساله دکتری مسعود پورغلام آمیجی با راهنمایی دکتر عبدالمجید لیاقت و دکتر خالد احمدالی انجام شده و درجه عالی دریافت کرده است.