بررسي عملكرد سامانۀ كنترل خودكار غيرمتمركز در بهره برداري كانال اصلي آبياري تحت نوسان هاي جريان ورودي

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

بومي ­سازي و پياده­ سازي فناوري­ هاي نوين مديريت بهره ­برداري شبكه ­هاي آبياري، به­ منظور بهبود بهره ­وري آب كشاورزي، بيشتر از هميشه احساس مي­ شود. اين مطالعه با هدف بررسي توانايي سامانۀ غيرمتمركز كنترل خودكار رقوم سطح آب در كانال اصلي آبياري در بهره­ برداري كانال اصلي آبياري تحت نوسان­ هاي جريان ورودي به اجرا درآمد. سامانۀ كنترل خودكار تناسبي- انتگرالي طراحي شده در اين تحقيق روي مدل رياضي كانال­ اصلي شاخۀ شمالي شبكۀ آبياري رودشت آزمايش شد كه با مشكل اساسي نوسان­ هاي جريان ورودي رو­به ­روست. به ­منظور تعيين توانايي­ هاي اين سامانۀ كنترل طراحي شده، دو سناريوي بهره­ برداري شامل نوسان­ هاي ورودي غيرقابل پيش ­بيني نرمال و شديد در نظر گرفته شد. ارزيابي وضعيت بهره ­برداري نشان مي­ دهد كه تحت نوسان­ هاي نرمال جريان ورودي به كانال اصلي، كنترلگر تناسبي- انتگرالي تقريباً در تمام بازه ­هاي كانال اصلي عملكرد مطلوبي در تنظيم سطح آب داشته به ­طوري­كه حداكثر شاخص ­هاي ارزيابي خطاي مطلق و خطاي تجمعي به ­­ترتيب برابر 11/3 و 7/5 درصد در بازه 23 به ­­دست آمده است. اما در نوسان­ هاي شديد، كنترلگر تنها قادر به كنترل وضعيت جريان در نيمۀ بالادستي كانال اصلي بوده و نيمۀ پايين ­دست بازه ­هاي كانال اصلي قادر به آبگيري نبوده است. بر اساس نتايج اين تحقيق، سامانه ­هاي كنترل خودكار غيرمتمركز در شرايط نرمال نوسان­ هاي ورودي بهره­ برداري مطلوبي ايجاد مي­ كنند در حالي­ كه در شرايط نوسان­ هاي شديد جريان ورودي لازم است از سامانه­ هاي هوشمندتري براي تأمين بهره­ برداري مطلوب استفاده كرد.

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.