نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• سید مهدی هاشمی ¹
• علیرضا فیروزفر ²
• سونیا صادقی ³
• اسماعیل ادیب مجد ⁴

¹ پردیس ابوریحان دانشگاه تهران

² پژوهشگر فرادکتری، موسسه IIHR، دانشگاه آیوا، آمریکا

³ کارشناسی ارشد سازه های آبی، استاد مدعو گروه مهندسی عمران دانشگاه آزاداسلامی واحد بابل

⁴ کارشناس ارشد سازه های هیدرولیکی، شرکت آب منطقه ای اصفهان، ایران

چکیده

بومی ­سازی و پیاده­ سازی فناوری­ های نوین مدیریت بهره ­برداری شبکه ­های آبیاری، به­ منظور بهبود بهره ­وری آب کشاورزی، بیشتر از همیشه احساس می­ شود. این مطالعه با هدف بررسی توانایی سامانۀ غیرمتمرکز کنترل خودکار رقوم سطح آب در کانال اصلی آبیاری در بهره­ برداری کانال اصلی آبیاری تحت نوسان­ های جریان ورودی به اجرا درآمد. سامانۀ کنترل خودکار تناسبی- انتگرالی طراحی شده در این تحقیق روی مدل ریاضی کانال­ اصلی شاخۀ شمالی شبکۀ آبیاری رودشت آزمایش شد که با مشکل اساسی نوسان­ های جریان ورودی رو­به ­روست. به ­منظور تعیین توانایی­ های این سامانۀ کنترل طراحی شده، دو سناریوی بهره­ برداری شامل نوسان­ های ورودی غیرقابل پیش ­بینی نرمال و شدید در نظر گرفته شد. ارزیابی وضعیت بهره ­برداری نشان می­ دهد که تحت نوسان­ های نرمال جریان ورودی به کانال اصلی، کنترلگر تناسبی- انتگرالی تقریباً در تمام بازه ­های کانال اصلی عملکرد مطلوبی در تنظیم سطح آب داشته به ­طوری­که حداکثر شاخص ­های ارزیابی خطای مطلق و خطای تجمعی به ­­ترتیب برابر 11/3 و 7/5 درصد در بازه 23 به ­­دست آمده است. اما در نوسان­ های شدید، کنترلگر تنها قادر به کنترل وضعیت جریان در نیمۀ بالادستی کانال اصلی بوده و نیمۀ پایین ­دست بازه ­های کانال اصلی قادر به آبگیری نبوده است. بر اساس نتایج این تحقیق، سامانه ­های کنترل خودکار غیرمتمرکز در شرایط نرمال نوسان­ های ورودی بهره­ برداری مطلوبی ایجاد می­ کنند در حالی­ که در شرایط نوسان­ های شدید جریان ورودی لازم است از سامانه­ های هوشمندتری برای تأمین بهره­ برداری مطلوب استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها

• بهره برداری
• خشکسالی
• سامانۀ کنترل خودکار
• کنترلگر تناسبی- انتگرالی
• نوسان های ورودی

عنوان مقاله [English]

Performance Assessment of Decentralized Automatic Control System for Applying in Operation of a Main Irrigation Canal under Inflow Fluctuations

نویسندگان [English]

• Seyed Mehdi Hashemi ¹
• Alireaza Firoozfar ²
• Sonia Sadeghi ³
• Esmaeil Adib-Majd ⁴

² Post doctoral Researcher, IIHR, University of Iowa, USA

چکیده [English]

Improving agricultural water productivity is one of the important objectives in irrigation canal networks. Accordingly, localizing and implementation of the modern operational technologies is essential. In order to deal with operation of main irrigation canal under inflow fluctuations, in the present study, the application of decentralized automatic control system, as the first step towards the canal automation is investigated. The Inflow fluctuations happen due to water scarcity in those irrigation networks located in the southern part of the watersheds.  To this end, a decentralized PI Controller is designed to be applied for operation of mathematical model of the of Roodasht main irrigation canal. The deigned controller was tested by two normal and harsh unpredictable inflow fluctuation scenarios. The results of the simulation are evaluated by the operational performance evolution indices. The results indicate that the canal operational condition under the normal inflow fluctuations is reasonably controlled by the designed PI system. But in the case of harsh inflow fluctuations, the PI controller is not capable to handle the condition and the middle and downstream canal reaches are suffering from inappropriate water taking. Therefore it can be concluded that, application of the modern centralized controller would be recommended as a reliable options for operation of the main canal.

کلیدواژه‌ها [English]

• Control System
• drought
• Inflow fluctuations
• Operation
• Proportional-Integral Controller