تحلیل کفایت، پایداری و عدالت توزیع آب سطحی توسط سامانه کنترل خودکار غیرمتمرکز تحت شرایط بهره برداری کم آبی: مطالعه موردی شبکه آبیاری نکوآباد اصفهان

این پژوهش با هدف کلی معرفی خودکارسازی سامانه های بهره برداری آب سطحی، به عنوان یک روش کارآمد در کاهش تلفات آب در بخش کشاورزی انجام شد. در این راستا، وجه فنی مربوط به توسعه سامانه های بهره برداری مدنظر در پروژه­های مدرن­سازی شبکه­های آبیاری ملاک عمل قرار گرفت. در این راستا عملیات میدانی وسیعی به­منظور جمع­آوری اطلاعات موجود و اندازه گیری­های میدانی در بخش آب سطحی (سامانه کانال­های روباز و سازه­های هیدرولیکی وابسته آن) انجام شد. در ادامه شبیه­سازی فرایند توزیع آب سطحی تحت سناریوهای بهره برداری نرمال و خشکسالی صورت گرفت تا تحلیل زمانی- مکانی و ارزیابی نحوه توزیع آب سطحی بین واحدهای زراعی درجه سه میسر گردد. در این ارتباط مدل سازی سامانه های هوشمند توزیع آب سطحی با بهره­گیری از توسعه سامانه های کنترل خودکار غیرمتمرکز PI به منظور بررسی تاثیر مدرن­سازی سامانه توزیع آب سطحی نیز انجام شد. نتایج شبیه­­سازی، میزان بهبود شاخص کفایت توزیع آب سطحی در آبگیرهای بالادست، میان­دست و پایین­دست شبکه برای سامانه کنترل خودکار غیرمتمرکز PI در محدوده ۱۰-۷ درصد، ۱۵-۵ درصد و ۱۵-۴ درصد در سناریوهای مختلف بهره برداری کم­آبی را نشان داد. به­طور مشابه، میزان بهبود شاخص پایداری توزیع آب سطحی به ترتیب ۲۵-۴ درصد، ۴۱-۹ درصد و ۴۲-۹ درصد به دست آمد. میزان بهبود شاخص عدالت توزیع آب سطحی پس از خودکاسازی در محدوده ۱۳-۳ درصد در سناریوهای مختلف حاصل شد. نتایج حاکی از آن است که تحت سناریوی نرمال، با به کارگیری سامانه­ کنترل خودکار PI آبگیرهای بالادستی و میان­دستی در تمام آبگیرها توزیع آب در وضعیت مطلوب قرار گرفت. نتایج تحلیل زمانی و مکانی صورت گرفته در این پژوهش حاکی از الگوی واضحی از ناکارآمدی سامانه بهره برداری در توزیع آب سطحی تحت سناریوهای کم­آبی ارائه کرده و نقشه­های پهنه­بندی مناطق آسیب­پذیر شبکه را مشخص نمودند. لازم به ذکر است که متدولوژی توسعه داده شده دراین پژوهش قابلیت پیاده­سازی در حدود دو میلیون هکتار از اراضی فاریاب کشور را دارد که تحت پوشش ۱۲۰ شبکه آبیاری و زهکشی قرار گرفته­اند.

Keywords:

مدرن سازی , سامانه بهره برداری , شبکه آبیاری , کنترلگر غیرمتمرکز , شبیه سازی هیدرولیک جریان