طراحی سامانه کنترل خودکار به منظور توزیع عادلانه آب در شرایط کم آبی و نوسانات جریان ورودی، مطالعه موردی شبکه آبیاری رودشت

سابقه وهدف: شرایط غیرمعمول بهره برداری کانال های آبیاری به سبب تشدید خشکسالی های پی در پی در اکثر شبکه های کشور عملکرد ضعیف شبکه های آبیاری کشور در توزیع عادلانه آب بین مصرف کنندگان را سبب شده است. در این شرایط بهره گیری از راهبردهای نوین در بهبود فرآیند بهره برداری مورد توجه قرار گرفته که اجرای آن نیازمند وجود سامانه کنترل خودکار در کانال می باشد و اصولا با شیوههای بهرهبرداری مرسوم اکثر شبکه های کشورمان انجام پذیر نیست. مواد و روشها:در این تحقیق، سامانه کنترل خودکار مرکزی پیش بین جهت بهره برداری کانال اصلی آبیاری طراحی شد. همچنین شبیه سازی هیدرولیک جریان در کانال با استفاده از مدل ساده شده انتگرالی- تاخیری در محیط نرم افزارمتلب انجام گرفت. با تعریف متغیر جدید تفاوت خطای سطح آب بین بازه های کانال آبیاری، استراتژی بهره برداری تفاوت خطای سطح آب به عنوان بخش نرم افزاری سامانه بهره برداری به کنترل گر پیش بین اضافه شد. کانال مورد مطالعه در این تحقیق، کانال اصلی شبکه ی آبیاری رودشت است که با دو مشکل عمده نوسانات ورودی و کم آبی مواجه می باشد. براین اساس سناریوهای بهره برداری مختلفی با استفاده از اطلاعات واقعی بهره برداری کانال انتخاب شد و سامانه کنترل خودکار در شرایط مختلف بهره برداری مورد ارزیابی قرار گرفت. به منظور سنجش کارایی استراتژی بهره برداری تفاوت خطای سطح آب در توزیع عادلانه آب بین آبگیرهای واقع در کانال اصلی، بهره برداری کانال با و بدون بهره گیری از استراتژی بهره برداری مذکور بررسی شد. یافتهها: نتایج تحقیق حاکی از عملکرد مطلوب سامانه کنترل خودکار در مدیریت بهره برداری کانال آبیاری تحت نوسانات ملایم و شدید بود به نحوی که میزان شاخص عدالت محاسبه شده به ترتیب 21/1 و 33/4 درصد برای دو سناریوی مذکور بدست آمد. با افزودن سناریوی کم آبی، ضرورت به کارگیری استراتژی بهره برداری تفاوت خطای سطح آب توسط کنترل گر پیش بین مشخص شد، زیرا با مقادیر بدست آمده 22/15 و 5/22 درصدی شاخص عدالت دیگر کنترل گر به تنهایی قادر به پیاده سازی توزیع عادلانه به نحو مطلوب نبوده است. همچنین نتایج نشان داد به کارگیری استراتژی مذکور به ترتیب سبب بهبود 13 و 17 درصدی شاخص عدالت توزیع آب در سناریوهای نوسان ملایم و نوسانات شدید شد. نتیجه گیری: نتایج این تحقیق نشان داد که در شرایط وخیم بهره برداری، به کارگیری استراتژی های بهره برداری به منظور ارتقا عملکرد سامانه های کنترل ضروری است. مزیت عمده بهره گیری از استراتژی بهره برداری تفاوت خطای سطح آن است که بدون هیچ گونه نیاز به صرف هزینه اضافی جهت تغییر در زیرساخت سامانه کنترل خودکار، میزان مطلوبیت عدالت توزیع آب قابل بهبود است. راهبرد اختلاف خطای رقوم سطح آب به عنوان یک روش سیستماتیک در توزیع عادلانه آب بین آب بران در طول کانال اصلی، می تواند در بهبود عملکرد سامانه های کنترل خودکار نقش قابل توجهی را در شرایط کم آبی ایفا نماید.

Keywords:

عدالت توزیع , کانال آبیاری , مدیریت بهره برداری , مدرن سازی