ارزیابی زمانی-مکانی کفایت و پایداری توزیع آب سطحی پس از خودکارسازی سامانه بهره برداری با بهره‌گیری از روش کنترل خودکار غیرمتمرکز

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی آب، دانشکده فناوری کشاورزی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران،

2 دانشیار، گروه مهندسی آب، دانشکده فناوری کشاورزی ابوریحان، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران

3 گروه مهندسی آب-دانشکده فناوری کشاورزی (ابوریحان)، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران

4 گروه مهندسی آب، دانشکده فناوری کشاورزی (ابوریحان)، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران

چکیده

این پژوهش در راستای ارتقا بهره‌وری در بخش انتقال، توزیع و تحویل آب سطحی، اقدام به ارزیابی عملکرد سامانه کنترل خودکار (PI) در توزیع کافی و پایدار آب سطحی تحت سناریوهای بهره‌برداری متاثر از کم‌آبی نمود. در این ارتباط، کانال اصلی شبکه آبیاری آبشار اصفهان به‌عنوان نمونه مطالعاتی انتخاب شد. در این راستا هدف اصلی رصد تغییرات کفایت و پایداری توزیع آب سطحی قبل و بعد از خودکارسازی در شرایط بهره‌برداری متاثر از کم‌آبی می‌باشد. با بررسی داده‌های تاریخی تامین آب سطحی این شبکه هفت سناریوی بهره‌برداری به عنوان محتمل‌ترین سناریوها انتخاب شد. در ادامه فرآیند توزیع آب سطحی در کانال اصلی تحت هر سناریو در بهره‌برداری موجود و بکارگیری سامانه بهره‌برداری PI توسط شاخص‌های ارزیابی عملکرد کفایت و پایداری توزیع بررسی و مقایسه گردید. نتایج تحقیق حاکی از آن بود که در آبگیرهای بالادستی میزان بهبود هر دو شاخص کفایت و پایداری توزیع آب سطحی پس از خودکارسازی مشهود است. در آبگیرهای میان‌دستی و پایین‌دستی میزان بهبود کفایت پس از خودکارسازی برای شاخص کفایت اندک و برای شاخص پایداری قابل توجه بود. ولی با شدت گرفتن کم‌آبی در دو سناریوی آخر عملاً تاثیر خودکارسازی از نقطه‌نظر کفایت توزیع منفی ولی از نقطه‌نظر پایداری توزیع آب سطحی قابل دفاع بود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


  1. [1] Rahparast, D. and S.M. Hashemy S, Spatiotemporal Assessment Model for Manual Operation

    Systems' Technical Performance in Surface Water Distribution Under Water Scarcity Scenarios.

    Water Resources Management, 2024: p. 1-18.

    [2] Kaghazchi, A., et al., Simulation and evaluation of agricultural water distribution and delivery

    systems with a Hybrid Bayesian network model. Agricultural Water Management, 2021. 245:

    1. 106578.

    [3] Arauz, T., et al., Design of PI controllers for irrigation canals based on linear matrix inequalities.

    Water, 2020. 12(3): p. 855.

    [4] Shahverdi, K. and M.J. Monem, Irrigation canal control using enhanced fuzzy SARSA learning.

    Irrigation and Drainage, 2022. 71(3): p. 766-775.

    [5] Zhu, Z., G. Guan, and K. Wang, The multi-point hydraulic control method for advanced controller

    design of the open canal irrigation systems. Journal of Hydroinformatics, 2023. 25(2): p. 258-274.

    [6] Zhu, Z., et al., The Integrator Dual-Delay model for advanced controller design of the open canal

    irrigation systems with multiple offtakes. Computers and Electronics in Agriculture, 2023. 205:

    1. 107616.

    [7] Liu, W., et al., Exploiting a real-time self-correcting digital twin model for the middle route of

    the south-to-north water diversion project of china. Journal of Water Resources Planning and

    Management, 2023. 149(7): p. 04023023.

    [8] Bayat, F., et al., Operation of irrigation canals using intelligent methods. Environmental Sciences,

    1. 20(1): p. 57-76.

    [9] Shahverdi, K., et al., Generalizing fuzzy SARSA learning for real-time operation of irrigation

    canals. Water, 2020. 12(9): p. 2407.

    [10] Sharifi, H., A. Roozbahani, and S.M.H. Shahdany, Evaluating the Performance of Agricultural

    Water Distribution Systems Using FIS, ANN and ANFIS Intelligent Models. Water Resources

    Management, 2021: p. 1-20.

    [11] Lord, S.A., S.M.H. Shahdany, and A. Roozbahani, Minimization of Operational and Seepage

    Losses in Agricultural Water Distribution Systems Using the Ant Colony Optimization. Water

    Resources Management, 2021. 35(3): p. 827-846.

    [12] Bozorgi, A., et al., Development of multi-hazard risk assessment model for agricultural water

    supply and distribution systems using bayesian network. Water Resources Management, 2021.

    35(10): p. 3139-3159.

    [13] Shahverdi, K., et al., Design of Operation Strategy for Canal Structures. Journal of Hydraulics,

    1. 18(4): p. 35-48.

    [14] Araúz Pisón, M.T., et al. Model-based PI design for irrigation canals with faulty communication

    networks. in European Control Conference (ECC)(2022), pp. 1236-1242. 2022. IEEE (Institute

    of Electrical and Electronics Engineers).

    [15] Shahverdi, K., et al., Double Q-PI architecture for smart model-free control of canals.

    Computers and Electronics in Agriculture, 2022. 197: p. 106940.

    [16] Schuurmans, J., et al., Control of water levels in the meuse river. Journal of irrigation and

    drainage engineering, 1997. 123(3): p. 180-184.

    [17] Molden, D.J. and T.K. Gates, Performance Measures for Evaluation of Irrigation‐Water‐

    Delivery Systems. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 1990. 116(6): p. 804-823

دوره 11، شماره 1
فروردین 1403
صفحه 46-66
  • تاریخ دریافت: 14 دی 1402
  • تاریخ بازنگری: 12 بهمن 1402
  • تاریخ پذیرش: 18 اسفند 1402
  • تاریخ اولین انتشار: 01 فروردین 1403
  • تاریخ انتشار: 01 فروردین 1403