ارزیابی عملکرد سامانه های کنترل خودکار در بهبود عدالت توزیع آب در کانال اصلی آبیاری متأثر از نوسانات ورودی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد سازه های آبی؛ گروه مهندسی آب، پردیس ابوریحان دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 استادیار گروه مهندسی آب، پردیس ابوریحان دانشگاه تهران، تهران، ایران

3 پژوهشگر دفتر اقتصاد و بهره‌وری آب و آبفا وزارت نیرو، تهران، ایران

4 دانشیار گروه مهندسی آب، پردیس ابوریحان دانشگاه تهران، تهران، ایران

doi
10.22092/idser.2018.115873.1268
چکیده

توزیع ناعادلانۀ آب در شبکه­های آبیاری، لـزوم استفاده از روش­های کارآمدتر مانند بهره­گیری از روش­های خودکارسازی را می­طلبد. تحقیق حاضر میزان توانایی سامانۀ کنترل خودکار سراسری پیش­بین (MPC) و سامانۀ کنترل موضعی تناسبی-انتگرالی (PI) را در بهبود توزیع عادلانۀ آب در کانال اصلی شبکۀ آبیاری رودشت بررسی می­کند. مقایسۀ این سامانه­ها با وضعیت موجود بهره­برداری، با شاخص­های ارزیابی حداکثر خطای مطلق 3(MAE) و خطای مطلق تجمعی 4(IAE) و شاخص عدالت توزیع انجام شد. دو سناریوی نوسانات جریان ورودی ملایم و شدید لحاظ گردید. نتایج شاخص­های MAE و IAE شبیه­سازی سناریوی اول در آبگیرهای بالادست، عملکرد مناسب­تر سامانه­های PI را در مقایسه با کنترل­گرMPC نشان می­دهد. سامانۀ MPC، با میزان 12 درصد بهبود، بهترین عملکرد را از منظر توزیع عادلانه داشته است. در سناریوی دوم، حداکثر مقادیر شاخص­های IAE و MAE برای سامانۀ MPC به­ترتیب 53/3 و 45/1 درصد به­دست آمد درحالی که برای PI حتی بیش از 100 درصد هم گزارش شده است. در سناریوی دوم، شاخص عدالت توزیع برای چهار روش بهره­برداری وضع موجود، سامانۀ PI کنترل بالادست، سامانۀ PI کنترل  پایین­دست و سامانۀ MPC به­ترتیب 23/39، 71/18، 95/15 و 33/4 درصد به­دست آمدکه در بین سامانه­ها، کنترل­گر MPC، با بهبود 35 درصد در توزیع عادلانۀ آب، عملکرد مطلوبی به­دست داده است.