Search Options Menu ArticleWater

Search Options






Menu











































Article
Water Resources Management

June 2016, Volume 30, Issue 8, pp 2815-2830


First online: 12 April 2016


Optimization of Irrigation Scheduling Using Soil Water Balance and Genetic Algorithms
R. González Perea





, E. Camacho Poyato



, P. Montesinos



, J. A. Rodríguez Díaz













$39.95 / €34.95 / £29.95 *





* Final gross prices may vary according to local VAT.


Get Access



Abstract

In arid and semi-arid countries, the use of irrigation is essential to ensure agricultural production. Irrigation water use is expected to increase in the near future due to several factors such as the growing demand of food and biofuel under a probable climate change scenario. For this reason, the improvement of irrigation water use efficiency has been one of the main drivers of the upgrading process of irrigation systems in countries like Spain, where irrigation water use is around 70 % of its total water use. Pressurized networks have replaced the obsolete open-channel distribution systems and on farm irrigation systems have been also upgraded incorporating more efficient water emitters like drippers or sprinklers. Although pressurized networks have significant energy requirements, increasing operational costs. In these circumstances farmers may be unable to afford such expense if their production is devoted to low-value crops. Thus, in this work, a new approach of sustainable management of pressurized irrigation networks has been developed using multiobjective genetic algorithms. The model establishes the optimal sectoring operation during the irrigation season that maximize farmer’s profit and minimize energy cost at the pumping station whilst satisfying water demand of crops at hydrant level taking into account the soil water balance at farm scale. This methodology has been applied to a real irrigation network in Southern Spain. The results show that it is possible to reduce energy cost and improve water use efficiency simultaneously by a comprehensive irrigation management leading, in the studied case, to energy cost savings close to 15 % without significant reduction of crop yield.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

เลือกการค้นหา เมนู บทความการจัดการทรัพยากรน้ำ2559 มิถุนายน ปริมาตร 30 ฉบับที่ 8, pp ลูกค้า: 2830ออนไลน์ครั้งแรก: เดือนเมษายนเพิ่มประสิทธิภาพการชลประทานการจัดกำหนดการโดยใช้สมดุลของน้ำดินและอัลกอริทึมทางพันธุกรรมR. González Perea , E. Camacho Poyato, P. Montesinos, J. A. ปีสามารถเดินทาง $39.95 / 34.95 € / £29.95 * * ราคารวมอาจแตกต่างตามท้องถิ่นภาษีมูลค่าเพิ่มเข้าถึงได้บทคัดย่อในประเทศที่แห้งแล้ง และกึ่งแห้งแล้ง การใช้ชลประทานจะให้ผลผลิตการเกษตร การใช้น้ำชลประทานคาดว่าจะเพิ่มขึ้นในอนาคตอันใกล้เนื่องจากหลายปัจจัยเช่นความต้องการเติบโตของอาหารและเชื้อเพลิงชีวภาพภายใต้สภาพอากาศค่อนเปลี่ยนสถานการณ์ ด้วยเหตุนี้ การปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้น้ำชลประทานได้รับไดรเวอร์หลักของกระบวนการอัปเกรดระบบชลประทานในประเทศเช่นสเปน การใช้น้ำชลประทานประมาณ 70% ของการใช้น้ำรวมอย่างใดอย่างหนึ่ง เครือข่ายแรงดันได้แทนระบบล้าสมัยเปิดช่องทางการจำหน่าย และในฟาร์มชลประทาน ระบบยังอัพเกรดเพจเพิ่มประสิทธิภาพน้ำ emitters drippers หรือหัวฉีด แม้ว่าเครือข่ายแรงดันมีความต้องการพลังงานอย่างมีนัยสำคัญ การดำเนินงานค่าใช้จ่ายเพิ่ม ในกรณีนี้ เกษตรกรอาจไม่สามารถจ่ายค่าใช้จ่ายดังกล่าวถ้าอุทิศให้ค่าต่ำพืชผลการผลิต ดังนั้น ในงานนี้ แนวทางใหม่ของการบริหารจัดการอย่างยั่งยืนของเครือข่ายชลประทานดันได้รับการพัฒนาโดยใช้อัลกอริธึมพันธุ multiobjective รูปแบบสร้างการดำเนินการ sectoring ที่ดีที่สุดฤดูชลประทานที่เพิ่มผลกำไรของเกษตรกร และลดต้นทุนพลังงานที่สถานีสูบน้ำในขณะที่ตอบสนองความต้องการน้ำของพืชในระดับก๊อกน้ำที่คำนึงถึงสมดุลของน้ำดินในระดับฟาร์ม วิธีการนี้ได้ถูกประยุกต์ใช้กับเครือข่ายจริงชลประทานในภาคใต้ของสเปน ผลแสดงว่า เป็นไปได้เพื่อลดต้นทุนพลังงาน และปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้น้ำพร้อมกัน โดยการจัดการชลประทานครอบคลุมผู้นำ กรณีศึกษา การลดต้นทุนใกล้ 15% โดยไม่ลดความสำคัญของผลผลิตพืชพลังงาน

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ตัวเลือกการค้นหาเมนูบทความการจัดการทรัพยากรน้ำมิถุนายน 2016, เล่มที่ 30, ฉบับที่ 8, PP 2815-2830 ออนไลน์ครั้งแรก: 12 เมษายน 2016 การเพิ่มประสิทธิภาพของการชลประทานการจัดตารางการใช้ดินสมดุลของน้ำและอัลกอริทึมพันธุกรรมอาร์ González Perea อี Camacho Poyato , P. Montesinos , JA RodríguezDíaz $ 39.95 / 34.95 € / £ 29.95 * * * * * * * * ราคาขั้นต้นในขั้นสุดท้ายอาจแตกต่างกันตามท้องถิ่นภาษีมูลค่าเพิ่ม. ได้รับการเข้าถึงบทคัดย่อในประเทศที่แห้งแล้งและกึ่งแห้งแล้งที่ใช้ในการชลประทาน ที่จำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าการผลิตทางการเกษตร การใช้น้ำชลประทานที่คาดว่าจะเพิ่มขึ้นในอนาคตอันใกล้นี้เนื่องจากปัจจัยหลายอย่างเช่นความต้องการที่เพิ่มขึ้นของอาหารและเชื้อเพลิงชีวภาพภายใต้สถานการณ์การเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศที่น่าจะเป็น ด้วยเหตุนี้การปรับปรุงการชลประทานประสิทธิภาพการใช้น้ำได้รับหนึ่งในปัจจัยหลักของกระบวนการการอัพเกรดของระบบชลประทานในประเทศเช่นสเปนที่ใช้น้ำชลประทานอยู่ที่ประมาณ 70% ของการใช้น้ำรวม เครือข่ายที่มีแรงดันได้เปลี่ยนระบบการกระจายเปิดช่องล้าสมัยและในฟาร์มระบบชลประทานยังได้รับการอัพเกรดผสมผสานปล่อยน้ำอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นเช่น Drippers หรือหัวฉีด แม้ว่าเครือข่ายที่มีแรงดันมีความต้องการพลังงานอย่างมีนัยสำคัญเพิ่มค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน ในสถานการณ์เช่นนี้เกษตรกรอาจจะไม่สามารถที่จะจ่ายค่าใช้จ่ายดังกล่าวหากการผลิตของพวกเขาจะทุ่มเทให้กับการปลูกพืชที่มีมูลค่าต่ำ ดังนั้นในงานนี้เป็นวิธีการใหม่ของการจัดการที่ยั่งยืนของเครือข่ายการให้น้ำแรงดันสูงได้รับการพัฒนาโดยใช้ขั้นตอนวิธีพันธุกรรม multiobjective รูปแบบการดำเนินการกำหนด sectoring ที่ดีที่สุดในช่วงฤดูชลประทานที่เพิ่มผลกำไรของเกษตรกรและลดค่าใช้จ่ายพลังงานที่สถานีสูบน้ำในขณะที่ความพึงพอใจของความต้องการน้ำของพืชในระดับก๊อกน้ำโดยคำนึงถึงความสมดุลของน้ำในดินในระดับฟาร์ม วิธีการนี้ได้ถูกนำมาใช้กับเครือข่ายชลประทานจริงในภาคใต้ของสเปน ผลการศึกษาพบว่ามันเป็นไปได้ที่จะลดค่าใช้จ่ายด้านพลังงานและการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้น้ำพร้อมกันโดยผู้นำการจัดการชลประทานครอบคลุมในกรณีศึกษาที่จะประหยัดค่าใช้จ่ายพลังงานใกล้ถึง 15% โดยไม่ต้องลดความสำคัญของผลผลิตพืช