تدوین مدل شبکه ی بیزین برای شبیه سازی و ارزیابی فرآیند تحویل و توزیع آب در کانال اصلی آبیاری

شبکه های آبیاری و زهکشی به عنوان یکی از زیرساخت های مهم در کشاورزی فاریاب، عمدتا به دلیل مدیریت ناکارآمد و ضعیف بهره برداری و نگهداری دارای عملکرد پایینی می باشند، لذا با تمرکز بر این عامل می توان موجبات بهبود عملکرد این شبکه ها را فراهم آورد. عملکرد روش های مختف بهره برداری در شبکه ی انتقال و توزیع آب کشاورزی، متاثر از عوامل مختلفی است و مطالعه تاثیر این عوامل با شبیه سازی جریان توسط مدل های هیدرودینامیکی و بهره گیری از شاخص های ارزیابی عملکرد بهره برداری میسر خواهد بود. شبیه سازی جریان و پس از آن ارزیابی عملکرد کانال از نقطه نظر فرایند توزیع و تحویل آب، به ازای سناریوهای مختلف بهره برداریف زمان بر بوده و نیاز به وجود نیروهای متخصص در تیم های بهره برداری  شبکه های آبیاری می باشد. براین اساس، هدف اصلی این تحقیق هوشمندسازی و همزمان نمودن انجام دو فرایند شبیه سازی و ارزیابی تحویل و توزیع آب در کانال آبیاری، با استفاده از شبکه های بیزین است. برای تحقق هدف مذکور، مدل هیدرودینامیک بهره برداری در کانال اصلی شبکه آبیاری رودشت، به عنوان مورد مطالعاتی، ایجاد گردید. کالیبراسیون و صحت سنجی مدل مذکور براساس اطلاعات اندازه گیری شده سال آبی ۱۳۹۵-۱۳۹۴، صورت گرفت. نتایج کالیبراسیون و صحت سنجی مدل هیدرودینامیکی HEC-RAS توسعه داده شده حاکی از رضایت بخش بودن هر دو فرایند مذکور بود به نحوی که شاخص های MAE (میانگین خطای مطلق)، CRM (ضریب خطای پسماند) و RMSE (ریشه میانگین مربعات خطا) به ترتیب برابر ۰/۰۰۲۷ متر مکعب بر ثانیه، ۰/۰۴۳- و ۰/۰۰۲۸ متر مکعب بر ثانیه در کالیبراسیون و ۰/۰۰۳۸ متر مکعب بر ثانیه ۰/۰۶۱- و ۰/۰۰۴ متر مکعب بر ثانیه در صحت سنجی بودند. به منظور توسعه مدل هوشمند بیزینی که امکان به کارگیری برای شرایط مختلف بهره برداری باشد، دامنه وسیعی از سناریوهای مختلف بهره برداری شامل: نرمال (با دامنه تغییرات دبی ورودی ۴ تا ۴/۵ متر مکعب بر ثانیه)، کم آبی (با دامنه تغییرات دبی ورودی ۳/۳۶ تا ۴/۴۹ متر مکعب بر ثانیه) و نوسانی (با دامنه تغییرات دبی ورودی ۰/۴۴ تا ۶/۶ متر مکعب بر ثانیه) مبنای آموزش مدل مذکور قرار گرفت. براین اساس ورودی های مدل هوشمند شبیه سازی و ارزیابی بهره برداری شامل «سناریو بهره برداری» و «دبی ورودی کانال» و خروجی های مدل مذکور، «دبی های تحویلی به هریک از آبگیرها»، «شاخص های راندمان و کفایت تحویل و توزیع آب در هر کدام از آبگیرها»، «شاخص های عدالت، راندمان و کفایت تحویل و توزیع آب برای بخش های بالادست، میان دست و پایین دست کانال»، «شاخص های کفایت، عدالت و راندمان تحویل و توزیع آب برای کل کانال» و «شاخص مطولبیت تحویل و توزیع آب» تعریف شدند. به منظور دستیابی به مناسب ترین ساختار شبکه بیزین، هشت ساختار مختلف تعریف شد و هریک مورد سحت سنجی قرار گرفتند. نتایج صحت سنجی حاکی از این بود که ساختار دوم به عنوان مدل برتر، از دقت مطلوبی برخوردار است. میانگین شاخص های MAPE (متوسط درصد خطای مطلق) و (R(۲ (ضریب تبیین) بین همه گره های خروجی در مدل برتر به ترتیب معادل ۱۷/۳۱ درصد و ۰/۹۶ به دست آمد. در نهایت می توان نتیجه گرفت که مدل بیزین ارائه شده در این تحقیق، مدل مناسبی به منظور شبیه سازی بهره برداری و ارزیابی تحویل و توزیع آب در کانال های آبیاری است.

Keywords:

بهره برداری کانال آبیاری , هوشمندسازی شبیه سازی و ارزیابی , شبکه بیزین , شبکه بیزین هیبرید , مدل های جایگزین , مدل های هوشمند