سازمان برنامه و بودجه کشور

⚠ این متن با نرم‌افزار از روی تصویر خوانده شده و ممکن است خطا داشته باشد؛ برای استناد، اصلِ سند را ببینید. جمهوری اسلامی ابران سازمان برنامه و بودجه کشور راهنمای بهره آبری از سامانه‌های خود کار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی آخرین ویرایش: ۱۴۰۲-۰۵-۰۷ معاونت تولیدی. فنی و زیربنایی وزارت نیرو ی ۱ ۱ دفتر توسعه نظام‌های فنی. بهره‌برداری و امور نظام فنی. اجرابی مشاوران و پیمانکاران ی دیسپاچینگ برقابی ۱ ی ۱۳۰۲ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳ ود -------- صفحهٔ بعد -------- 0 اسم‌تلی راست و ی مان ۱ 27 ی شماره: ۱۳۳۳/۳۱ بخشنامه به دستگاه‌های اجرایی. مهندسان مشاور و پیمانکاران تاریخ: ۱۳۳۳/۲۰ موضوع: راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی در چهار چوب ماده (۲۴) قانون احکام دائمی برنامه‌های توسعه کشور ماده (۲۳) قانون برنامه و بودجه و به استناد تبصره (۲) ماده (۴) « نظام فنی و اجرایی یکیارچه کشور» موضوع مصوبه شماره ۳۵۲۵۴ /ت ۸۵۷۶۹۷ مورخ ۱۴۰۰/۰۳/۰۸ هیات محترم وزبران, به پیوست دستورالعمل شماره ۸۷۱ با عنوان «راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی» به صورت راهنما ابلاغ می‌شود تا از تاریخ ۱ برای همه قراردادهایی که از محل وجوه عمومی و یا به صورت مشارکت عمومی و خصوصی منعقد می‌شوند. به مورد اجرا گذاشته شود. دبیرخانه «طرح تهیه ضوابط و معیارهای فنی صنعت آب کشور» مستقر در وزارت نیروء دریافت کننده نظرات و پیشنهادهای اصلاحی در مورد مفاد ابن ضابطه بوده و اصلاحات لازم را آمور نظام فنی, اجرابی مشاوران و پیمانکاران سازمان برنامه و بودجه کشور اعلام خواهد کرد. ۶۶۱۸۶۲۳ -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- خواننده گرامی: امور نظام فنی. اجرایی مشاوران و پیمانکاران معاونت تولیدی» فنی و زیربنایی سازمان برنامه و بودجه کشور, با همکاری دفتر توسعه نظام‌های فنی, بهره‌برداری و دیسپاچینگ برقابی - شرکت مدیریت منابع آب ایران - وزارت نیرو و با استفاده از نظر کارشناسان برجسته در قالب طرح تهیه ضوابط و معیارهای فنی صنعت آب کشور مبادرت به تهیه این ضابطه کرده و آن را برای استفاده به جامعه‌ی مهندسی کشور عرضه نموده است. نظر به تهیه این ضابطه به وسیله وزارت نیروء مسئولیت مطالب تهیه شده. تفسیر و اصلاح آن با مجموعه مرتبط در آن وزارتخانه می‌باشد. دبیرخانه «طرح تهیه ضوابط و معیارهای فنی صنعت آب کشور» مستقر در وزارت نیروء دریافت کننده نظرات و پیشنهادهای اصلاحی در مورد مفاد این ضابطه بوده و اصلاحات لازم را امور نظام فنی, اجرایی. مشاوران و پیمانکاران سازمان برنامه و بودجه کشور اعلام خواهد کرد. با وجود تلاش فراوان, این اثر مصون از ایرادهایی نظیر غلط‌های مفهومی, فنی, ابهام. ایهام و اشکالات موضوعی نیست از این‌رو از شما خواننده‌ی گرامی صمیمانه تقاضا دارد در صورت مشاهده هرگونه ایراد و اشکال فنیء مراتب را منعکس فرمایید. کارشناسان مربوط نظرهای دریافتی را به دقت مطالعه نموده و اقدام مقتضی را معمول خواهند داشت. پیشاپیش از همکاری و دقت نظر جنابعالی قدردانی می‌شود. نشانی برای مکاتبه تهران. میدان بهارستان, خیابان صفی علی‌شاه - مرکز تلفن ۳۳۲۷۱ سازمان برنامه و بودجه کشور. آمور نظام فنی. اجرایی مشاوران و پیمانکاران 7 ::(۷ ۳:1۵[[:1 طرح تهیه ضوابط و معیارهای فنی صنعت آب کشور دفتر توسعه نظام‌های فنی. بهره‌برداری و دیسپاچینگ برقابی - تلفن: ۰۲۱۴۳۶۸۰۲۶۱ و ۰۲۱۴۳۶۸۰۲۸۹ ها نان دیهد ۳۳۵10 -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- باسمه تعالی کمبود ذخایر موجود آب شیرین و رقابت در استفاده از این منابع. مستلزم تغییر نگرش از «افزایش تولید محصول بر واحد زمین» به افزایش محصول بر واحد آب مصرفی» است. قدرمسلم آن‌است‌که بهره‌برداری و توزیع نامناسب آب در شبکه‌های آبیاری باعث تلفات بالا و کاهش بهره‌وری آب در این بخش شده است. سازه‌ها و تجهیزات مورد استفاده در شبکه‌های آبیاری کشورء به طور عمده به صورت دستی یا سازه‌های خودکار هیدرولیکی هستند که این روش‌ها دقت و عملکرد محدودی دارند. برای نیل به افزایش محصول بر واحد آب مصرفی, به انعطاف پذیری در تحویل آب نیاز است که تنها با کنترل مناسب بر توزیع و تحویل آب میسر می‌شود. از آنجایی که سامانه خودکار کنترل و توزیع» توانایی تحویل حجمی دقیق‌تر آب را داشته و در حسابداری آب. بهبود روابط اجتماعی تحویل آب. اصلاح برنامه آبیاری و امکان برنامه‌ریزی استفاده بهینه از آب. نقش تعیین‌کننده‌ای دارد. قادر به کنترل و کاهش تلفات آب بوده و باعث بهبود کیفیت خدمات‌رسانی و به ویژه تخصیص آب با آبدهی ورودی مطلوب و ثابت به تمامی مزارع می‌شود. این نیاز وجود داشت تا شیوه‌های نوین خودکارسازی در قالب راهنما در دستور کار قرار گیرد. با توجه به اهمیت مبحث فوق‌الذ کر امور آب و آبفای وزارت نیرو در قالب طرح تهیه ضوابط و معیارهای فنی صنعت آب کشورء تهیه «راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی» را با هماهنگی امور نظام فنی. اجرایی مشاوران و پیمانکاران سازمان برنامه و بودجه کشور در دستور کار قرارداد و پس از تهیه. آن را برای تایید و ابلاغ به عوامل ذی‌نفع نظام فنی و اجرایی کشور به این سازمان ارسال نمود. این ضابطه پس از بررسی در چارچوب نظام فنی و اجرایی یکپارچه. موضوع ماده ۳۴ قانون احکام دائمی برنامه‌های توسعه کشور و آیین‌نامه اجرایی آن و ماده ۲۳ قانون برنامه و بودجه. تصویب و ابلاغ گردید. علیرغم تلاش, دقت و وقت زیادی که برای تهیه این مجموعه صرف گردید. این مجموعه مصون از وجود اشکال و ابهام در مطالب آن نیست. لذا در راستای تکمیل و پربار شدن این ضابطه از کارشناسان محترم درخواست می‌شود موارد اصلاحی را منعکس فرمایند. نظرات و پیشنهادهای اصلاحی دریافت شده مورد بررسی قرار گرفته و در صورت نیاز به اصلاح در متن ضابطه, با همفکری نمایندگان جامعه فنی کشور و کارشناسان مجرب این حوزه. نسبت به تهیه متن اصلاحی, اقدام و از طریق پایگاه اطلاع‌رسانی نظام فنی و اجرایی کشور برای بهره‌برداری عموم. اعلام خواهد شد. به همین منظور و برای تسهیل در پیدا کردن آخرین تغییرات معتبرء در بالای صفحات ضابطه.ء تاریخ تدوین مطالب آن صفحه درج شده است که در صورت هرگونه تغییر در مطالب هر یک از صفحات. تاریخ آن صفحه نیز اصلاح خواهد شد. از این‌رو همواره مطالب صفحات دارای تاریخ جدیدتر معتبر خواهد بود. معاون تولیدی, فنی و زیربنایی -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- تهیه و کنترل «راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی» [ضابطه شماره ۸۷۱ ] مجری: شرکت مهندسین مشاور پراهوم مسئول پروژه: احمد جعفری اعضای گروه تهیه کننده (به ترتیب حروف الفبا): علی اصفهلانی کارشناسی آرشد مهندسی برق الکترونیک احمد جعفری کارشناسی مهندسی آبیاری و آبادانی رحیم جعفری دکتری مهندسی مواد و متالورزی سوسن رضایی‌قره‌بلاغ کارشناسی مهندسی آبیاری و آبادانی هوشنگ فرحزاد کارشناسی ارشد آموزش و ترویج کشاورزی رضا کیانی کارشناسی ارشد مهندسی عمران- مکانیک خاک و پی فاطمه نایب‌لویی دکتری مهندسی آبیاری و زهکشی اعضای گروه نظارت: مجتبی احمدی‌زاده دکتری مهندسی منابع آب حمیدرضا اسلامی کارشناسی ارشد مهندسی کشاورزی- منابع آب انسیه محرابی کارشناسی ارشد مهندسی سازه‌های آبی وزارت نیرو محمدجواد منعم دکتری مهندسی عمران (منابع آب) دانشگاه تربیت مدرس اعضای کمیته تخصصی آبیاری و زهکشی, طرح تهیه ضوابط و معیارهای فنی صنعت آب کشور: جلال ابوالحسنی کارشناسی ارشد مهندسی تاسیسات آبیاری وزارت جهاد کشاورزی سیاوش امینی کارشناسی مهندسی آبیاری و آبادانی نماینده پیمانکاران احمد جعفری کارشناس مهندسی آبیاری و آبادانی نماینده مشاوران سید وحیدالدین رضوانی کارشناس ارشد مهندسی آبیاری و زهکشی سازمان برنامه و بودجه کشور سیدمجتبی رضوی نبوی دکتری مهندسی سازه‌های آبی خبره صنعت آبیاری و زهکشی انسیه محرابی کارشناسی ارشد مهندسی سازه‌های آبی وزارت نیرو- دبیر کمیته احمد محسنی دکتری مهندسی کشاورزی گرایش ترویج خبره صنعت -------- صفحهٔ بعد -------- محمدجواد منعم دکتری مهندسی منابع آب دانشگاه تربیت مدرس- رییس آرش نجاتی دکتری مهندسی سازه‌های آبی وزارت نیرو مریم یوسفی دکتری مهندسی آبیاری و زهکشی شرکت مدیریت منابع آب ایران اعضای گروه هدایت و راهبری (سازمان برنامه و بودجه کشور): علیرضا توتونچی معاون آمور نظام فنی, اجرایی مشاوران و پیمانکاران فرزانه آقارمضانعلی رییس گروه امور نظام فنی, اجرایی مشاوران و پیمانکاران سید وحیدالدین رضوانی کارشناس آمور نظام فنی» اجرایی مشاوران و پیمانکاران -------- صفحهٔ بعد -------- عنوان مقدمه فصل اول - کلیات و ضرورت‌ها ۱-۱- تعاریف پایه ۱-۱-۱- خودکارسازی ۲-۱-۱ مدرن‌سازی شبکه‌های آبیاری ۳-۱-۱- انعطاف پذیری تحویل آب ۴-۱-۱- تعاریف اختصاصی تاسیسات آبیاری و زهکشی ۵-۱-۱- تعاریف اختصاصی سامانه کنترل در شبکه آبیاری و زهکشی ۶-۱-۱- مدیریت توزیع آب ۷-۱-۱- پدافند غیرعامل ۸-۱-۱- سایر تعاریف ۲-۱- ضرورت‌های خودکارسازی فصل دوم - مفاهیم. محدودیت‌ها و فرایندهای کلی مدرن‌سازی و خودکارسازی ۱-۲۳- مقدمه ۲-۲۳- مدرن‌سازی ۳-۲- مزایای بالقوه مدرن‌سازی و خودکارسازی ۴-۲- ارزیابی شبکه‌های آبیاری موجود پیش از مدرن‌سازی ۱-۴-۲- شاخص‌های بیرونی ۲-۳-۲ دامنه رواداری ۳-۳-۲ فرایندها و شاخص‌های داخلی ۵-۲۳- مراحل متداول در مدرن‌سازی با نگرش خودکارسازی سامانه ۶-۲- انتخاب راهبرد مناسب در بهره‌برداری از شبکه‌های آبیاری ۱-۶-۲ مقایسه کنترل مرکزی, محلی و پراکنده ۲-۶-۲- برنامه عکس‌العمل فوری و حفاظتی در شرایط اضطراری ۳-۶-۲- توضیحی بر موفقیت‌های خودکارسازی موضعی و توسعه آن‌ها ۷-۲- مواردی که استفاده از خودکارسازی مبتنی بر ل۳]6 توصیه نمی‌شود ۱۲ ۱۴ ۱۴ ۱۵ ۱۷ ۱۹ ۱۹ ۳۰ ۲۳۲ ۳۳ ۲۳۴ ۳۵ ۳۶ ۳۹ ۳۱ ۳۱ ۳۲ ۳۳ -------- صفحهٔ بعد -------- فهرست مطالب عنوان فصل سوم - عوامل و اجزای تاثیرگذار در بهره‌برداری خودکار شبکه‌های آبیاری ۱-۳- کلیات ۳-۳- سامانه‌های انتقال, توزیع و کنترل آب در شبکه آبیاری ۱-۳-۳ انواع سازه‌های کنترل ۲-۲-۳ سازه‌های کنترل و جانمایی آن ۳-۳- دریجه‌ها در سازه‌های تنظیم ۱-۳-۳- سازه‌های متحرک الکتریکی قابل کنترل با ]۲ ۳-۳-۳ سازه‌های تنظیم خودکار بدون استفاده از ]111/۳ ۳-۳-۳ عمل‌گرهای دریچه ۴-۳- ابزاردقیق و اندازه گیری ۱-۴-۳- اندازه گیری تراز آب ۲-۴۳-۳- حس‌گرهای وضعیت دریجه‌ها ۳-۳-۳ اندازه‌گیری آبدهی مجاری انتقال آب ۵-۳- پمپ‌ها ۱-۵-۳- کنترل آبدهی متغیر ۲-۵-۳ نکاتی در استفاده از درایوهای فرکانس متغیر ۶-۳- مخزن تنظیمی در شبکه آبیاری ۳-۶-۳ مزایای مخازن تنظیمی ۳-۶-۳ عوامل مهم در طراحی مخازن تنظیمی ۳-۶-۳ تعیین ظرفیت مجرای ورودی و خروجی مخازن ۵-۶-۳- ملاحظات کنترل مخزن ۷-۳ تامین آنرژی ۱-۷-۳ انتقال نیرو فصل چهارم - مبانی کنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ۱-۴- مقدمه ح ۳۵ ۳۷ ۳۸ ۳۱ ۳۲ ۳۳ ۳۳ ۲ ۵۵ ۵۹ ۶۳ ۶۶ ۶۸ ۶۹ ۶۹ ۷۵ ۷۶ ۷۷ ۷۸ ۷۹ ۸۰ ۸۰ ۸۷ ۸۹ ۹۳ ۹۵ -------- صفحهٔ بعد -------- عنوان ۲-۴- مشخصات سامانه‌های کنترل ۳-۳- متغیرها و پارامترهای کنترل ۴-۴- روش‌های کنترل سامانه‌های آبیاری ۵-۴- فلسفه و مفاهیم کنترل ۱-۵-۴۳ کنترل دستی و کنترل خودکار ۲-۵-۴۳ کنترل بازخوردی و کنترل پیش‌خوردی (نوع کنترل) ۴-۵-۴ کنترل قرائت محلی, کنترل قرائت از دور و کنترل راه‌دور ۵-۵-۴- کنترل سطح آب. آبدهی پا حجم ۶-۴- ترکیب روش‌ها و مفاهیم کنترلی ۱-۶-۴- کنترل شبکه با بخش‌های کنترلی مجزا ۷-۴ الزامات و شرایط خودکارسازی در سه گروه منبع آب. سامانه انتقال و شبکه توزیع و مصرف ۱-۷-۴- الزامات و شرایط خودکارسازی در ارتباط با منبع آب ۲-۷-۴ الزامات و شرایط خودکارسازی در ارتباط با شبکه انتقال و توزیع ۳-۷-۴ الزامات و شرایط خودکارسازی در ارتباط با مصرف ۸-۴ الزامات و شرایط خودکارسازی در انواع شبکه‌ها و شرایط حود تارسازی در انواع ۱-۸-۴- شبکه آبیاری سطحی ۳-۸-۴ شبکه کم‌فشار ۹-۴ راهبردهای عمومی- مبانی خودکارسازی در انواع مدیریت‌های توزیع آب و بهره‌برداری شبکه ۱-۹-۴- طبقه‌بندی روش‌های کنترلی ۳-۹-۴ تکنیک‌های اجرای کنترل ۳-۹-۴- مدیریت سامانه تحویل و تنظیم سازه‌ها در شبکه آبیاری ۴-۹-۴۳ فرایند انتخاب روش کنترل سامانه تحویل ۵-۹-۳ ارزیابی روش کنترلی ۹۵ ۹۷ ۹۸ ۹۹ ۱۹۱ ۱۹۰۲ ۱۰۴ ۱۰۶ ۱۹۸ ۱۱۲ ۱۱۲ ۱۱۳ ۱۱۳ ۱۱۵ ۱۱۶ ۱۱۶ ۱۱۶ ۱۲۷ ۱۳۱ ۱۳۲ ۱۳۳ ۱۳۴ ۱۳۸ ۱۳۸ ۱۳۲ ۱۳۶ -------- صفحهٔ بعد -------- عنوان ۱۰-۴۳ الزامات خودکارسازی در شبکه‌های با بهره‌برداران خرده مالک ۱۱-۴- الزامات سازه‌ای خودکارسازی در سامانه‌های کنترل از بالادست موجود ۱۳-۴- بررسی امکان تبدیل سامانه‌های کنترل از بالادست به انواع سیستم‌های کنترل از پایین‌دست ۳۴- اصول و مبانی مخابرات سامانه کنترل ۱-۱۳-۴- مدل‌های ارتباطی ۲-۱۳-۴- پیکربندی شبکه ار تباطی ۳-۱۳-۴- حالت‌های ار تباطی ۴-۱۳-۴- پردازش ار تباطات ۵-۱۳-۴- اهداف سامانه‌های مخابراتی ۶-۱۳-۴- عوامل انتخاب ۷-۱۳-۴- سامانه‌های مخابراتی با کابل فلزی ۸-۱۳-۴- کابل فیبر نوری ۹-۱۳-۴- فرکانس رادیویی7۲1۳/۷۲1۲] ۱۰-۱۳۴ ماکروویو ۱۱-۱۳-۴- مخابرات (دامنه فرکانس) استیجاری ۱۳-۱۳۴ ماهواره ۱۴-۴- پیکربندی سامانه ۱-۱۴-۴- انتخاب پیکربندی سامانه ۱۵-۴- انواع کانال‌های مخابراتی ۱-۱۵-۴- سامانه‌های جچهارسیمه در مقابل دوسیمه ۱۶-۴۳- حفاظت در مقابل رعد و برق ۱-۱۶-۴۳ سامانه زمین ۲-۱۶-۴۳ قطع برق فصل پنجم - سامانه کنترل نظارتی و جمع آوری اطلاعات (اسکادا) ۱-۵- مقدمه ۲-۵- سطوح کنترل در سامانه اسکادا ۱۳۷ ۱۳۸ ۱۳۸ ۱۵۰ ۱۵۰ ۱۹۱ ۱۹۳ ۱۵۹۳ ۱۹۷ ۱۵۸ ۱۵۹۹ ۱۳۱ ۱۶۳ ۱۳۵ ۱۳۷ ۱۳۸ ۱۶۹ ۱۷۰ ۱۷۰ ۱۷۱ ۱۱۷۳ ۱۷۴ ۱۷۴ ۱۷۵ ۱۷۷ ۱۷۸ -------- صفحهٔ بعد -------- فهرست مطالب عنوان ۱-۲-۵- سطح اول در سامانه کنترل نظارتی خودکار, موقعیت‌یابی هدف ۲-۲-۵- سطح دوم در سامانه کنترل نظارتی خودکار. تصمیم‌گیری منطقی ۳-۲-۵- سطح سوم در سامانه کنترل نظارتی خودکار. کنترل توسط رایانه ۳-۵- اجزای سامانه اسکادا ۱-۳-۵- ایستگاه‌های راه‌دور در سطح شبکه آبیاری ۲-۳-۵ ایستگاه اصلی ۴-۵- خصوصیات سامانه‌های کنترل نظارتی و جمع‌آوری اطلاعات ۵-۵- کاربرد روش‌های کنترل ۱-۵-۵- نظارتی دستی ۳-۵-۵- نظارتی خودکار ۳-۵-۵- هدایت شده توسط رایانه ۶-۵- نیازهای اجرای سامانه اسکادا ۱-۶-۵- زمان عکس‌العمل سامانه ۲-۶-۵ نیازهای در دسترس بودن ۳-۶-۵- نیازهای امنیت سامانه ۳-۶-۵- میزان دقت ۵-۶-۵- شرایط اقلیمی محیط کار فصل ششم - شاخص‌های مدیریتی. فرهنگی - اجتماعی در انتخاب خودکارسازی شبکه‌های آبیاری ۱-۶- مقدمه ۱-۳-۶- طبقه‌بندی شبکه‌های آبیاری و زهکشی برحسب انواع سازه‌ها و تاسیسات ۲-۲-۶- شاخص‌های مدیریتی ۳-۶- شاخص‌ها و چارچوب‌های لازم فرهنگی-اجتماعی برای خودکارسازی ۴-۶- شاخص‌های انتخاب نرم‌افزارهای مدیریتی سامانه آبیاری ۱۷۹ ۱۷۹ ۱/۸۰ ۱۸۱ ۱۸۱ ۱۸۵ ۱۹۱ ۱۹۴ ۱۹۴ ۱۹۵ ۱۹۶ ۱۹۶ ۱۹۷ ۱۹۸ ۱۹۸ ۱۹۹ ۲۰۰ ۳۹۰۱ ۳۰۳ ۳۹۵ ۳۹۵ ۳۹۵ ۳۹۰۶ ۳۹۸ ۳۱۰ ۳۱۱ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱-۵-۶- الزامات برای موفقیت در آموزش ۱۲ ۱-۷- مقدمه ۳۱۵ ۲-۷- شناسایی ریسک‌هاء مخاطرات. حوزه‌های امنیتی و نقاط آسیب‌پذیر ۳۱۵ ۳-۷- جوانب امنیتی طرح و تدوین منشور امنیت اطلاعات جهت رعایت اصول پدافند غیرعامل ۱۷ ۴-۷- ملاحظات پدافند غیرعامل در کاهش اثرپذیری کلی سامانه از تهدیدات و حملات ۳۱۸ ۵-۷- میزان اثرپذیری کلی سامانه از عوامل خراب‌کاری داخلی و خارجی در صورت به کار بردن سخت‌افزار و نرم‌افزارهای مختلف ساخت داخل و خارج کشور ۳۱۹ ۶-۷- راه‌کارهای امنیتی در طراحی و پیاده‌سازی سامانه کنترل به منظور بالا بردن مقاومت شبکه. کاهش میزان خسارات و تسهیل بازسازی در حملات و شرایط بحران ۳۲۰ ۱-۶-۷- امنیت در معماری سامانه خودکار ۳۳۱ ۲-۶-۷ دسته‌بندی تهدیدها بر اساس سطوح معماری سامانه خودکار آبیاری ۳۱۲۲ ۳-۶-۷- راهکارهای مربوط به سامانه امنیتی ۳۱۲۲ ۷-۷- امنیت فیزیکی ۳۳۳ ۱-۷-۷- امنیت فیزیکی تجهیزات ۳۳۴ ۲-۷-۷- امنیت فیزیکی و عوامل انسانی ۳۱۳۵ فصل هشتم - انتخاب روش‌های کنترل برای شبکه‌های آبیاری در دست بهره‌برداری ۲۳۷ ۱- ۸- کلیات در امر خودکارسازی شبکه‌های موجود ۳۳۹ ۱-۱-۸- چالش‌ها ۳۳۹ ۳-۱-۸- چشم‌انداز موفقیت ۳۳۹ ۳-۱-۸- ظرفیت بهبود ۳۱۳۰ ۴-۱-۸- سوابق و تجربیات خودکارسازی شبکه‌ها ۲۳۰ ۵-۱-۸- شکیبایی ۳۱۳۰ ۲-۸ برنامه شناخت اجزای تاثیرگذار سامانه موجود آبیاری و زهکشی ۲۳۳۱ ۱-۳-۸- سیمای عمومی طرح ۱۳۲ ۲-۲-۸ سامانه کنترل و توزیع ۳۱۳۲ -------- صفحهٔ بعد -------- فهرست مطالب عنوان ۲۳-۲-۸- ضوابط و معیارها در بهره‌برداری ۴-۳-۸ سازمان بهره‌برداری, پیشنهادی اولیه و موجود ۵-۲-۸ اقدامات میدانی شناخت عوامل موثر ۱-۳-۸ اقتصادی بودن خودکارسازی ۲-۳-۸- محدودیت‌ها و امکانات خودکارسازی در شبکه‌های آبیاری در دست بهره‌برداری کشور ۴-۸- راهکارهای مدرن‌سازی و بسترسازی در شبکه‌ها برای تحقق خودکارسازی شبکه‌های آبیاری ۵-۸- راهکار پیاده‌سازی سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری ۱-۵-۸ انتخاب کنترل کاربردی سازه‌های تنظیمی ۲-۵-۸ سامانه کنترل پیشنهادی ۳-۵-۸- انتخاب روش‌های کنترل ساده‌تر در شبکه‌های تحت بهره‌برداری ۶-۸ توجیه‌پذدیری طرح خودکارسازی در شبکه‌های موجود ۱-۶-۸- آنواع هزینه‌ها ۲-۶-۸ انواع در آمدها فصل نهم - انتخاب روش‌های کنترل خودکار در سامانه‌های آبیاری و زهکشی - مرحله طراحی ۱- ۹- مقدمه‌ای بر طراحی سامانه آبیاری خودکار ۲-۹- فرایند طراحی سامانه آبیاری خود کار ۳-۹ انتخاب روش‌های کنترلی ۱-۳-۹ انتخاب پیکربندی کنترل ۴-۹- سخت‌افزارها و تجهیزات مورد نیاز ۱-۳-۹- سازه‌های کنترلی در سامانه خودکار ۲-۳-۹ انتخاب فاصله سازه‌های تنظیم ۳-۳-۹- هرزآبروها در سامانه خودکار ۳۳۳ ۳۳۳ ۳۳۴ ۳۳۵ ۳۶ ۳۶ ۳۳۸ ۳۳۹ ۳۳۹ ۱۴۰ ۳۴۱ ۱۴۴ ۳۳۴ ۳۴۵ ۳۴۷ ۳۳۹ ۳۵۱ یدای ۳۹۴ ۳۵۵ بددی بددی ۳۵۸ اه ۱۳۲ ۳۳۳ -------- صفحهٔ بعد -------- عنوان ۵-۴-۹- آبگیرهای توزیع (آبگیرهای مزرعه) ۵-۹- معیارهای انتخاب تجهیزات و سازه‌های تنظیم و اندازه گیری ۶-۹- امکانات اجرایی مخابرات و انرژی مورد نیاز ۱-۶-۹- مخابرات ۲-۶-۹ انرژی ۷-۹- ضوابط و معیارهای انتخاب سطح خودکارسازی جریان آب در شبکه -۱-۷-۹٩‏ نقطه کلیدی ابتدایی ۲-۷-۹ نقاط کلیدی میانی در شبکه اصلی آبیاری -۸-۹٩‏ محدودیت‌ها و امکانات سخت‌افزاری و نرم‌افزاری ۱-۸-۹- ضوابط جانمایی اجزای شبکه در طراحی ۳-۸-۹ ملاحظات اجتماعی ۳-۸-۹ ملاحظات بهره‌برداری در انتخاب روش کنترل ۴-۸-۹- ضریب انعطاف پذیری ظرفیت کانال‌های روباز -۹-۹٩‏ نحوه ساماندهی داده‌های پایه متناسب با سطح خودکارسازی شبکه ۱۹-۹ مثال عینی از یک پروژه ۱-۱۹-۹- کنتر ل ایستگاه پمیاز ۲-۱۰-۹- اصول بهره‌برداری ۳-۱۰-۹- اولویت‌بندی و سطوح کنترل ۳-۱-۹ مکانیزم کنترل الکتروپمپ‌ها و شیرهای برقی فصل دهم - مدیریت. بهره‌برداری و نگهداری ۱-۰۶- روش‌های پایش و ارزیابی عملکرد سامانه‌های انتقال و توزیع آبیاری خودکار ۱-۱-۰ ارزیابی عملکرد سامانه ۲-۱-۰- پیش نیازهای طراحی جهت عملکرد مورد انتظار در بهره‌برداری ۳-۱-۰ راه‌اندازی سامانه ۴-۱-۰ ملاحظات آزمودن عملکرد نقاط کنترلی در سامانه آبیاری خودکار ۶۴ ۳۱۳۵ ۲۱۶۶ ۳۶۶ ۳۶۶ ۳۱۳۷ ۳۲۳۸ ۳۳۸ ۳۳۸ ۳۳۹ ۳۶۹ ۳۳۹ ۳۷۰ ۳۷۰ ( ها ۲۷۲ ۳۷۲ ۳۷۴ ۳۷۴ ۳۷۵ ۳۱۷۷ ۳۷۹ ۳۷۹ ۳۷۹ ۳/۸۰ ۳۸۱ -------- صفحهٔ بعد -------- عنوان ۵-۱-۰- شاخص‌های کارایی ۶-۱-۰- کنترل عملکرد هیدرولیکی سامانه خودکار ۳۲-۰ چگونگی بازنگری ساختار سازمانی مدیریت بهره‌برداری و نگهداری ۱-۲-۰- کلیات ۲-۲-۰- ساختار سازمانی مدیریت بهره‌برداری و نگهداری ۱-۳-۰- تجربیات موجود ۳-۳۰ چگونگی بازنگری شرح وظایف ۳-۳۰ چگونگی بازنگری و شرایط احراز مهارت‌های فنی موردنیاز ۳-۰ چگونگی بازنگری سازمان نگهداری و ملزومات مورد نیاز در سامانه ۱-۳-۰ اتاق کنترل ۲-۴-۰ توسعه‌پذیری و مدیریت‌پذیری ۳-۴-۰ تامین آنرژی ۰ -۳-۴- تمهیدات لازم برای تحقق امنیت فیزیکی پیوست ۲ - فرم ارزیابی منابع و مراجع ۳۸۲ ۳۸۳ ۳۸۴ ۳۸۴ ۳۸۵ ۳۸۶ ۳۸۶ ۳۸۹ ۳۸۹ ۳۹۳ ۳۹۳ ۳۹۴ ۳۹۴ ۳۹۵ ۲۹۷ ۳۳۵ ۳۳۱ -------- صفحهٔ بعد -------- فهرست جدول‌ها جدول ۱-۱- خلاصه روش‌های توزیع و تحویل آب و مزایا و معایب آن‌ها ۱۵ جدول ۱-۲- اطلاعات شاخص اصلی آ: خدمات واقعی تحویل آب به واحدهای تحت مدیریت خصوصی ۲۶ جدول ۱-۳- تفاوت بین چهار فناوری رایج در اندازه‌گیری تراز آب ۶۲ جدول ۲-۳- خلاصه انتخاب‌ها در کنترل پمپ ۸۴ جدول ۱-۴- خلاصه‌ای از مفاهیم کنترلی ۱۱۱ جدول ۲-۴ ارزیابی روش‌های بهره‌برداری در آبیاری ۱۳۳ جدول ۱-۶- طبقه‌بندی شبکه‌های آبیاری و زهکشی برحسب انواع سازه‌ها و تاسیسات" ۳۵ جدول ۲-۶- طبقه‌بندی شبکه‌های آبیاری و نیاز به خودکارسازی و مدرن‌سازی ۳۶ جدول ۳-۶- تعداد. سطح مهارت کارکنان و وضعیت مشارکت مصرف‌کنندگان آب در یک شبکه آبیاری و زهکشی با توجه به میزان خودکارسازی ۳۹ جدول ۱-۷- حمله‌های کلاسیک به سامانه‌های کنترل و اسکادا ۳۱۹ جدول پ.۱-۱- خلاصه‌ای از برخی از طرح‌های خودکارسازی در کشورهای مختلف جهان ۳۱۳ جدول پ.۲-۱- خلاصه‌ای از طرح‌های شبکه‌های فرعی تحت‌فشار بهره‌مند از سامانه‌های خودکار در کشور ۳۱۸ ادامه جدول پ.۲-۱- خلاصه‌ای از طرح‌های شبکه‌های فرعی تحت‌فشار بهره‌مند از سامانه‌های خودکار در کشور ‏ ۳۱۹ جدول پ.۴-۱- برخی از انواع سازه‌های کنترل و اندازه‌گیری جریان در شبکه‌های آبیاری و زهکشی کشور ۳۲۷ جدول پِ. ۵-۱- وضعیت شبکه‌های آبیاری مدرن از لحاظ سازه‌های تنظیم ۳۳۸ -------- صفحهٔ بعد -------- شکل ۱-۱- نمایی از اجزای سامانه کنترلی خودکار در یک شبکه آبیاری ۷ شکل ۱-۳- مقطع طولی مختلف تراز آب در (الف) شدت جریان بالاء (ب) شدت جریان بالا و پایین. (ج) شدت جریان بالا و پایین در حضور دو سازه تنظیم و امکان تحویل آب در هر دو شدت جریان ۳۳ شکل ۲-۳- دریچه روگذر آرمتک در ناحیه آبیاری امپریال, کالیفرنیاء آمریکا ۳۶ شکل ۳-۳- دریجه نیوماتیک (اوبرمیر) در ناحیه آبیاری رودخانه واکر نوادء آمریکا ۴۳۶ شکل ۳-۳- فلوم -دریچه روبیکان ۳۷ شکل ۵-۳- دریجه‌های لنگمن (أکواسیستمز ۲۰۰۰) از دید بالادست ۳۷ شکل ۶-۳- دریجه‌های کشویی خودکار و یک ایستگاه پایش در کانال گیگناک فرانسه ۴۸ شکل ۷-۳- دریچه‌های کشویی با جعبه دنده دستی به‌صورت موازی در شبکه ورامین ۳۸ شکل ۸-۳- یک دریچه کشویی خودکار بزرگ در تایلند ۳۹ شکل ۹-۳- دریچه کشویی دستی با یک فرمان بزرگ و جعبه‌دنده (چپ) دریچه کشویی بعد از سازه رسوب‌گیر (راست) ۳۴۹ شکل ۱۰-۳- چند دریچه کشویی موازی در شبکه چمران خوزستان ۳۹ شکل ۱۱-۳- نمونه‌ای از دریچه کشویی خودکار همراه با فرمان دستی ۵۰ شکل ۱۳-۳- دریچه‌های قطاعی در سد تنظیمی دز [(۸8 شکل ۱۳-۳- دید پایین‌دست دریچه‌های قطاعی - شبکه آبیاری ورامین ۵۱ شکل ۱۳-۲- دید بالادست و پایین‌دست دریجه سالونی ۸8 شکل ۱۵-۳- یک سرریز لبه طولانی با دریچه پاک‌سازی رسوب در انتهای میانه پایین‌دست ۲ شکل ۱۶-۳- سرریز لبه طولانی از نوع نوک‌مرغابی ۵۳ شکل ۱۷-۳- دریچه‌های آویس درشبکه آبیاری ورامین ۵۳ شکل ۱۹-۲- عمل‌گرهای دریچه‌های کشویی در ورودی مخزن تنظیمی ۵۶ شکل ۲۰-۳- مجموعه عمل‌گر (در سمت راست) برای دریچه کشویی در شبکه ورامین ۵۶ شکل ۲۱-۳- عمل‌گر برقی یک دریچه کشویی در شبکه آبیاری زنوز در آذربایجان شرقی ۵۷ شکل ۳۳-۳- قرقره‌های بدون شیار کابل, روی هم قرارگرفتن کابل موجب ایجاد ناهماهنگی بین رابطه چرخش محور و -------- صفحهٔ بعد -------- شکل ۳۴-۳ قرقره دارای شیار برای اطمینان از جمع و بازشدن منظم و یک‌دست کابل ۵۹ شکل ۲۵-۳- سطح‌سنج آب حباب‌ساز در داخل یک تابلو 8717 ۳ شکل ۲۶-۳- نمونه‌ای از اندازه گیر تراز سطح آب راداری. ۶۴ شکل ۲۷-۳- همگرایی و نوسان آب در ورودی یک دریچه. محدوده غیرمجاز نصب و استقرار حس‌گر ۳ شکل ۲۸-۳- قطر نامناسب لوله ورودی اتصال به چاهک آرامش برای خودکارسازی ۶ شکل ۲۹-۳- چاهک اندازه‌گیری در کنار یک سازه خودکار در موقعیتی با سرعت جریان کم در یک کانال آبگیری‌نشده؛ مناسب قرائت سامانه خودکار ۶۶ شکل ۳۰-۳- حس‌گر رمزنگار (داخل جعبه) اندازه‌ گیری مقدار چرخش در انتهای محور دریچه قطاعی ۳۷ شکل ۳۱-۳- حس‌گر آلتراسونیک (نشان گر بالا) ناظر حرکت نشان‌گر دریچه کشویی (نشان‌گر پایین) ۶۸ شکل ۳۲-۳- پتانسیومتر خطی و کابلی ۶۸ شکل ۳۳-۳- سرریزتخلیه در بازه کانال پایین‌دست ایستگاه پمپاژ که آب را به ورودی بازه کانال هدایت می‌کند ۰ ۷۰ شکل ۳۴-۳- جانمایی شیر تنظیمی در خروجی پمپ به کلکتور در ایستگاه پمپاز ۳۱ شکل ۳۵-۳- چند پمپ موازی در کنار هم. ایستگاه پمپاژ رودخانه سیمره ۷۲ شکل ۳۶-۲۳- چند پمپ موازی در ایستگاه پمپاز در 50۲82 عل 101165 اسپانیا ۷۳ شکل ۳۷-۲ نمونه‌هایی از ایستگاه پمپاژ موازی با ترکیب مختلفی از پمپ/پمپ‌های مجهز به ([۷۳ ۷۴ شکل ۳۹-۳- کنترل مخزن بدون وجود افت بارآبی قابل توجه در کانال ۸۱ شکل ۳۱-۳- سرریز به مخزن از طریق یک سرریز لبه طولانی ۸۲ شکل ۴۲-۳- ورود آب به مخزن از طریق دریجه یک‌طرفه 1112 یا دریجه 136801۵۳ (به ندرت کاربردی است) ‏ ۸۳ شکل ۴۳-۳- جریان ثقلی به داخل مخزن توسط یک دریچه تحت کنترل ۳1.2 ۳ شکل ۴۴-۳- ترکیب در انتخاب الف برای کنترل پمپ ۸۴ شکل ۴۵-۳- ترکیب در انتخاب ب برای کنترل پمپ ۸۵ شکل ۴۶-۳- ترکیب در انتخاب پ برای کنترل پمپ ۸۵ شکل ۴۷-۳- وجود خروجی و ورودی با جریان ثقلی یا توسط پمپ در یک مخزن ۸۶ شکل ۴۸-۳- دو موقعیت برای اندازه‌گیری و کنترل جریان ۸۶ شکل ۴۹-۳- مثالی با دو نقطه کنترل جریان ۷ ط -------- صفحهٔ بعد -------- عنوان شکل ۵۰-۳- نوعی از یک موتور ۱۰۰۹۱۷۵/۲ و طرح نقشه آن (ابعاد به میلی‌متر) شکل ۵۱-۳- یک دریچه کشویی با عمل‌گربرقی و دستی. نحوه عملکرد پیچ طولی در مانور دریچه شکل ۵۲-۳- مقطع عرضی تیپ کانال و جاده سرویس با ترانشه کابل برق‌رسانی شکل ۵۳-۳- مقطع تیپ کارگذاری لوله انتقال آب همراه با کابل برق‌رسانی شکل ۱-۴- عملیات اصلی سامانه کنترل صنعتی شکل ۲-۴- نمایش روش‌های کنترل بالادست و پایین‌دست در شبکه آبیاری شکل ۳-۴- سازگاری راهبرد بهره‌برداری و راهبرد کنترلی در شبکه آبیاری شکل ۴-۴- نمودار پیکربندی کلی کنترل شکل ۵-۳- دیاگرام پیکربندی کنترل دستی شکل ۶-۴- دیاگرام پیکربندی کنترل خودکار شکل ۷-۳۴- نمودار پیکربندی کنترل بازخوردی شکل ۹-۳۴- نمودار پیکربندی جهت کنترل بالادست شکل ۱۰-۴- نمودار پیکربندی جهت کنترل پایین‌دست شکل ۱۱-۴- نمودار پیکربندی کنترل محلی شکل ۱۳-۴ نمودار پیکربندی کنترل قرائت از دور (کنترل بافاصله) شکل ۱۳-۳ نمودار پیکربندی کنترل از راه‌دور شکل ۱۴-۴- نمودارهای پیکربندی کنترل سطح آب و آبدهی (با کنترل بازخوردی) شکل ۱۶-۳ نمودار پیکربندی کنترل حجمی شکل ۱۷-۴- بازه کانال (۵) با شرایط جریان یکنواخت نرمال و (0)اتحت برگشت آب شکل ۱۸-۴- ایجاد موج در اثر تغییر در گشودگی دریچه سازه تنظیمی شکل ۱۹-۴- اثر گوه ذخیره بر حجم لازم برای رسیدن از یک آبدهی به آبدهی دیگر شکل ۲۰-۴- حداقل ارتفاع آزاد ثابت در روش کنترل عمق ثابت پایین‌دست بازه شکل ۲۱-۴- حداکثر ارتفاع آزاد در روش کنترل عمق ثابت بالادست بازه شکل ۲۲-۴- ارتفاع آزاد متغیر در روش کنترل حجم ثابت در بازه شکل ۲۳-۴- ارتفاع آزاد اضافی ثابت و ظرفیت ذخیره‌سازی تنظیمی بازه در روش حجم کنترل شده ۸۸ ۸۹ ۹۲ ۹1۲ ۹۶ ۹۹ ۹۹ ۱۰۰ ۱۱ ۱۲ ۱.۳ ۱۴ ۱۵ ۱۵ ۱۶ ۱۷ ۱۷ ۱۹ ۱۱۰ ۱۱ ۱۱۸ ۱۱۹ ۱۳۰ ۱۳۰ ۱۳۱ ۱۳۱ ۱۳۲ -------- صفحهٔ بعد -------- عنوان شکل ۲۴-۴- تنظیم متوالی دریچه‌ها با افزایش آبدهی در مخزن و انتشار موج به پایین‌دست شکل ۲۵-۳- تنظیم متوالی دریچه‌ها از پایین‌دست شبکه به ترتیب تا مخزن و انتشار موج به بالادست شکل ۲۶-۳- تغییر هم‌زمان دریچه‌ها در حجم ثابت (نقطعه تعادل میان بازه) شکل ۲۷-۴- نمای کلی از خطوط شبکه آبیاری تحت‌فشار شکل ۴- ۳۸- انتخاب روش کنترلی در سامانه‌های تحویل آبیاری کانال شکل ۲۹-۴- مدل ارتباطی کلاینت-سیرور شکل ۳۰-۴- مدل همتا به همتا (۳2۳) شکل ۳۱-۴- پیکربندی‌های نقطه به نقطه و باس شکل ۳۲-۴- پیکربندی‌های ستاره و مش شکل ۳۳-۴- ترکیب پیکربندی باس و نقطه به نقطه شکل ۳۴-۴- مدل ارتباطی 051 شکل ۳۵-۴ مدل ]05 به‌کار رفته در ]۲1[ ۸100۳۵ و 1-۳ ۱10۵00۵ شکل ۱-۵- اجزای اصلی سامانه اسکادا شکل ۲-۵- یک نمونه از ایستگاه مرکزی اسکادا و میزکار اپراتور شکل ۳-۵- پیکربندی (توپولوژی) پایه‌ای ار تباطات در یک سامانه اسکادا شکل ۴-۵- پیکربندی (توپولوژی) ارتباطات در یک سامانه بزرگ اسکادا شکل ۵-۵- نمودار پیاده‌سازی سامانه اسکادا (نظارت و کنترل توزیعی) شکل ۱-۷- معماری عمومی سامانه کنترل شبکه آبیاری خودکار هوشمند شکل ۱-۹- راهبرد‌های کنترل در سامانه‌های خودکار کانال‌های توزیع و تحویل آب آبیاری شکل ‎۲-٩‏ نمودار انتخاب راهبرد کنترلی شکل ۳-۹- تغییرات آبدهی در سرریز (سازه روگذر) و روزنه با تغییر در بارآبی شکل ‎-۳-٩‏ نمونه‌ای از یک نقطه کنترلی شامل سه دریچه کشویی خودکار موازی و سرریزهای جانبی در شکل ۵-۹- نوسانات سطح آب در بالادست یک دراپ (الف) با و (ب) بدون وجود سازه تنظیمی شکل ۶-۹- تاثیر فاصله سازه تنظیم بر نوسانات سطح آب شکل ۷-۹- افت سطح آب در سیفون با شدت‌جریان (الف)حداکثر (ب) نصف و (پ) بدون جریان شکل ‎-۸-٩‏ زیرساخت‌های خودکارسازی و ذی‌نفعان شکل پ.۱-۱- جدول زمانی طرح‌های مدرن‌سازی آبیاری در گلبرن- موری ۱۳۴ ۱۳۵ ۱۳۶ ۱۳۹ ۱۴۰ ۱۵۰ ۱۵۱ ۱۹۲ ۱۹۲ ۱۹۳ ۱۵۵ ۱۵۶ ۱۷۸ ۱۸۷ ۱۹۲ ۱۹۳ ۱۹۴ ۳۱ ۳۵۶ ۳۵۷ ۳۵۸ دوطرف ۲۶۰ ۲ ری ۳۶۵ ۳۷۱ ۳۰۲ -------- صفحهٔ بعد -------- شکل پ.۲-۱- اثر عوامل مختلف در حفظ آب در ارزیابی عملکرد فاز ۴ سال ۲۰۱۲/۲۰۱۱ ۲۲۷1۳ ۳۴ شکل پ.۳-۱- نمونه‌ای از پوشش‌دهی کانال خاکی و نصب سازه‌های تنظیمی عرضی (فلوم-دریچه) در طرح ۷۷116۳ استرالیا ۳۰۴ شکل پ.۴-۱- نمایی از کلیت تغییرات در طرح نوسازی آبیاری ویکتوریای شمالی ۳۵ شکل پ.۵-۱- نمایی از شبکه کانال انحرافی از رودخانه واکر (پیش از مدرن‌سازی) ۳۶ شکل پ.۶-۱- نمای کانال انحرافی فاکس- مایکی و تغییرات پیشنهادی ۳۷ شکل پ.۷-۱- نمای ایستگاه پمپاذ حفاظ آبزیان و استخر خروجی 131108 در کالیفرنیاء آمریکا ۳۰۹ شکل پ.۸-۱- نمایی از ناحیه آبیاری کالیفرنیای مرکزی و دره سن هواکین ۳۱۱ شکل پ.۹-۱- تعویض دریچه‌های قدیمی با دریچه‌های خودکار در رودخانه فن» چین ۳۱۲ شکل پ.۱۰-۱- ایستگاه پمپاژ و خطلوله انتقال به ارتفاع حداقل *۱۵متر از رودخانه سیمره ۳۲۴ -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- مقدمه ۱۳ 1 مقدمه بهره‌وری در مدیریت آب نه تنها یک ضرورت اساسی در این مقطع زمانی است بلکه عدم توجه به آن نیز برای نسل‌های آینده یک مشکل به حساب می‌آید. طبق «هشتمین گزارش توسعه جهانی آب سازمان ملل» در سال ۲۰۲۱ میلادی» مصارف کشاورزی آبی ‎۶٩‏ درصد از آب شیرین را در سطح جهان به خود اختصاص می‌دهد؛ به همین دلیل استفاده بهینه از آن. به‌خصوص در شرایط کنونی, به‌شدت حیاتی است. طبق پیش‌بینی, جهان تا سال ۲۰۳۰ با کمبود آب ۴۰ درصدی مواجه خواهد بود. کمبود ذخایر موجود آب شیرین و رقابت در استفاده از این منابع» مستلزم تغییر نگرش از افزایش تولید محصول بر واحد زمین» به افزایش محصول بر واحد آب مصرفی» است. در عوض, این تغییر نیازمند یک رویکرد جامع و اصولی در بهینه‌سازی امر آبیاری اراضی کشاورزی از منظر تحویل آب. برنامه‌ریزی کاربردی, اقلیم. بارندگی. حاصلخیزی خاک. مراحل بحرانی رشد و موقعیت زمانی و مکانی است. می‌توان با کاهش تبخیر و نفوذ عمقی غیرضروری» به‌خصوص کم‌کردن تلفات آن به داخل آب شور زیرزمینی» از هدررفت آب در حوضه‌های آبریز و دشت‌های تحت پوشش آبیاری جلوگیری کرد. راه‌کارهایی در کشاورزی مدرن, مانند تولید محصول باارزش‌ترء تولید بیش‌تر به ازای آب مصرفی, استفاده از گونه‌های مقاوم به خشکی. استفاده از فناوری‌هایی پیشرفته در آبیاری مزارع همه در این جهت می‌توانند موثر باشند. که نیازمند مدیریت آبیاری بهینه و انعطاف‌پذیری در تحویل آب است. از این‌رو. موثرترین روش جلوگیری از هدررفت آب و بهره‌وری حداکثری از آن. از طریق مدیریت عوامل تاثیرگذار و کمبودهای موجود در انتقال و تحویل آب خواهد بود که با استفاده از یک سامانه خودکار پیشرفته و منعطف آبیاری ممکن می‌شود. در ایران نیز با توجه به محدودیت و کمبود منابع آب از یکسو و نیاز به افزایش تولیدات کشاورزی برای تامین نیازهای جمعیت فزاینده کشور از سوی دیگرء مصرف بهینه آب در بخش کشاورزی اجتناب‌ناپذیر شده‌است. در بخش کشاورزی, به دلیل کمبود بارندگی و کاهش ذخایر آبی زیرزمینی» نحوه استفاده از روش‌های مناسب آبیاری در بخش کشاورزی اهمیت زیادی پیدا کرده‌اند. استخراج پیوسته و بیش از حد مجاز آب از سفره‌های آب زیرزمینی. موجب پایین رفتن سطح آب‌های زیرزمینی شده‌است که این امر باعث‌شده تا پدیده نشست زمین, سرعت‌یافته و عملا ظرفیت آبخوان دشت‌ها به شدت در معرض تهدید قرار گیرد و درنهایت اراضی کشاورزی توسعه‌یافته. کاهش یابد. قدرمسلم آن‌است‌که بهره‌برداری و توزیع نامناسب آب در شبکه‌های آبیاری, باعث تلفات بالا و کاهش بهره‌وری آب در این بخش شده‌است. سازه‌ها و تجهیزات مورد استفاده در شبکه‌های آبیاری کشورء عمدتا به‌صورت دستی یا سازه‌های خودکار هیدرولیکی هستند که این روش‌ها دقت و عملکرد محدودی دارند. از این‌رو یک رویکرد مورد استقبال در سطح جهان, استفاده از سامانه‌های آبیاری خودکار و قابل برنامه‌ریزی است که تا حد زیادی از استفاده غیربهینه و هدررفت منابع آبی جلوگیری می‌کند. در چهار دهه گذشته در برخی از کشورهای جهان. امکان بهره‌برداری از سامانه‌های خودکار در سطح شبکه‌های آبیاری. بررسی و خودکارسازی مرحله‌ای در سطوح مختلف نظیر پایش, اندازه‌گیری و کنترل نظارتی انجام شده است. در -------- صفحهٔ بعد -------- ۲ 0۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی سال‌های اخیر در ایران نیز فعالیت‌های تحقیقاتی اولیه در این زمینه انجام گرفته است. هر چند در زمینه خودکارسازی شبکه‌های آبیاری. فعالیت‌های عملی محدودی در کشور انجام شده و اغلب فعالیت‌ها جنبه تحقیقاتی داشته‌اند. در سال ۶ برای نخستین بار در کشورء سامانه آزمایشی خودکار پایش و کنترل از راه دور در شبکه درجه ۱ کانال غربی رودخانه دز در شمال خوزستان با تلاش یکی از اعضای هیات علمی دانشکده مهندسی برق دانشگاه صنعتی شریف و مجری طرح خودکارسازی شبکه آبیاری. طراحی و راه‌اندازی شده است. ضرورت ایجاد تغییرات بنیادی در مدیریت توزیع و تحویل آب کشاورزی از یک طرف و گستردگی روش‌های خودکارسازی و تعدد شرایط و ساختار فیزیکی شبکه‌ها و تنوع روش‌های بهره‌برداری از آن‌ها از سوی دیگرء تدوین راهنمای خودکارسازی شبکه‌ها را با اهمیت کرده است. - هدف خودکارسازی شبکه‌های آبیاری به‌خصوص کانال‌های آبیاری, دارای پتانسیل صرفه‌جویی در مصرف آب و افزایش اختیارات کشاورزان از طریق انعطاف‌پذیری در مدیریت آبیاری و درنتیجه افزایش محصول و بهره‌وری در مزرعه و افزایش بازدهی طرح‌های توسعه منابع آب و خاک است. سامانه‌های خودکار آبیاری می‌توانند شامل حس‌گرهاء بردهای الکترونیکی. واحدهای کنترل, منابع انرژی متصل به شبکه یا مستقل از شبکه مانند سامانه‌های خورشیدی و تجهیزات هیدرومکانیکی و هیدرولیکی باشند. اخیراء پیشرفت‌های علمی-مهندسی و دست‌یابی به فناوری‌های نو در حوزه خودکارسازی شبکه‌های آبیاری. راه را برای حصول نتایج مطلوب در حفاظت از آب مورد استفاده در کشاورزی فراهم کرده است. نیاز به راهنمای جامعی که نتایج کاربردی مستندات ملی و بین‌الملی را به صورت به‌روز و با هدف استفاده - دامنه کاربرد این راهنماء چگونگی و شرایط اجرای خودکارسازی را در شبکه‌های آبیاری وزهکشی بررسی می‌کند (شامل خودکارسازی عملیات آبیاری داخل مزرعه نمی‌شود) و راهنمایی در ارتباط با مبانی و مفاهیم» محدودیت‌هاء تعیین زیرساخت‌هاء سامانه‌های اسکاداء. خصوصیات هیدرولیکی شبکه. روش‌های خودکارسازی, تایید عملکرد سامانه و اجرا و بهره‌برداری از سامانه‌های خودکار را فراهم می‌کند. کاربران این راهنما توجه دارند که خودکارسازی یک شبکه آبیاری تنها در قالب یک طرح مدرن‌سازی شبکه آبیاری می‌تواند موجب دست‌یابی به اهدافی نظیر انعطاف‌پذیری و بهبود تحویل آب. افزایش بازدهی و جلوگیری از هدررفت آب. مدیریت صحیح منابع از جمله منابع آبی, انسانی و مالی, بهبود بهره‌وری در شبکه آبیاری و ... شود. برای این منظورء در ابتدا باید تجهیزات و امکانات موجود مورد ارزیابی قرارگرفته و محاسبات اولیه مانند محاسبه و اندازه‌گیری آبدهی و روند بررسی‌های اقتصادی انجام‌شود و سپس خودکارسازی شبکه مورد مطالعه و بررسی قرارگیرد. -------- صفحهٔ بعد -------- کلیات و ضصرورت‌ها -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل اول - کلیات و ضرورت‌ها ۳( ۵ ۱-۱- تعاریف پایه به منظور هماهنگی بین مخاطبین راهنما و ایجاد درک مشترک از مفاهیم کاربردی خودکارسازی در شبکه‌های آبیاری, تعاریف زیر ارائه شده است. ۱-۱-۱- خودکارسازی خودکارسازی به شرایطی گفته می‌شود که فعالیت یک سامانه. بدون دخالت یا با حداقل دخالت فردی انجام‌پذیر باشد. به عبارتی مشاهدات. تصمیم‌گیری و اقدامات عوامل انسانی, با تجهیزات مکانیکی. الکترونیکی و رایانه‌ای مناسب جایگزین می‌شود. اگر سامانه مورد نظر یک شبکه آبیاری باشد. خودکارسازی شیوه و روشی است که برای تنظیم سامانه آبیاری با استفاده از تجهیزات الکترونیکی» هیدرومکانیکی و تاسیسات هیدرولیکی که جایگزین تمام یا جزئی از عوامل انسانی می‌شود و شرایط کنترل خودکار شبکه آبیاری را فراهم کند. به کار می‌رود. خودکارسازی» زیرمجموعه مدرن‌سازی شبکه‌های آبیاری است که بهبود فرآیند مدیریت توزیع آب و افزایش ۲-۱-۱- مدرن‌سازی شبکه‌های آبیاری مدرن‌سازی شبکه آبیاری» ترکیبی از ارتقای طرح‌های آبیاری از تمامی جنبه‌های فنی. مدیریتی و سازمانی (در مقابل تغییرات محض در فیزیک طرح)» با هدف بهبود استفاده از منابع (مانند آب. نیروی انسانیء محیط‌زیست. مالی) و نحوه تحویل آب به مزارع است (1997 ,1301 2۵۵ ۲ع۷۷۵11). ۳-۱-۱- انعطاف پذبری تحویل آب امکان کنترل دفعات. مدت‌زمان و آبدهی, توسط آب‌بران به عنوان مفهوم انعطاف‌پذیری با این ایده که تنها از طریق افزایش انعطاف پذیری, آب‌بران می‌توانند بهره‌وری را افزایش‌دهند و برگشت اقتصادی ایجاد کنند ارائه شده‌است ( 010[ 7 ,۱ ۱/10۳۳1۵1). انعطاف‌پذیری شبکه‌ها با در نظر گرفتن عوامل مختلف تحویل آب شامل آبدهی. مدت زمان تحویل آب و تناوب جریان از نظر زمانی و مکانی تعریف می‌شود. برای مثال, مصرف‌کنندگان آب در بخش خانگی در زمان دلخواه آب موردنیاز خود را بدون اعلام قبلی از طریق شیرهای نصب شده دریافت می‌نمایند. در این بخش. مصرف‌کنندگان انعطاف‌پذیری نامحدودی در تناوب جریان (مثلا در زمان دلخواه) و مدت زمان تحویل آب (بدون محدودیت زمانی از لحاظ برداشت) دارند. ولی انعطاف‌پذیری در میزان آبدهی تحویلی با توجه به اندازه خدمات انشعاب محدود است. هر چند که نمی‌توان انعطاف‌پذیری تحویل آب در شبکه‌های آبیاری را تا حد مصارف خانگی بالا برد ولی می‌توان با استفاده -------- صفحهٔ بعد -------- ۶ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی از قابلیت‌های خودکارسازی نسبت به اصلاح عوامل سه‌گانه به بهبود و افزایش نسبی انعطاف‌پذیری تحویل آب در شبکه‌ها کمک نمود. لازم به ذکر است ایجاد انعطاف‌پذیری بالاتر موجب تغییرات بیش‌تر عوامل تحویل آب (بده, مدت و تناوب جریان) از نظر زمانی و مکانی خواهد شد و به‌تبع آن سامانه‌های کنترل و سازه‌های پیچیده‌تر و پیشرفته‌تر مورد نیاز ۴-۱-۱- تعاریف اختصاصی تاسیسات آبیاری و زهکشی تعاریف مرتبط با آبیاری و شبکه آبیاری در جلد اول ضابطه ۳۴۶ با عنوان «مبانی و ضوابط طراحی تجهیز و نوسازی اراضی خشکه‌زاری (آبیاری ثقلی)» جلد یکم کلیات. تعاریف و مفاهیم پایه» به تفصیل وجود دارد. ۵-۱-۱- تعاریف اختصاصی سامانه کنترل در شبکه آبیاری و زهکشی در شکل (۱-۱) اجزای متداول قابل استفاده در خودکارسازی سامانه‌های آبیاری به‌شکل طرحوار نشان داده شده‌اند. این اجزا را می‌توان به تجهیزات میدانی مانند تجهیزات اندازه‌گیری آبدهی و تراز آب. عملگرها. کنتورها. حس‌گرها (فشاره دماء سرعت) و سازه‌های تنظیم عرضی و سازه‌های آبگیر با قابلیت تنظیم آبدهی, سخت‌افزارهای کنترل مانند داده‌نگار. واحد پایانه راه‌دور " ([1111) و کنترل‌گر منطقی برنامه‌پذیر " (]۳)» تجهیزات ارتباطی مانند مودم‌های رادیویی ۲۳ کابل‌های ارتباطی (فیبر نوری یا فلزی)» سامانه‌هایی بر پایه اینترنت. پیامک و مودم‌های شبکه تلفن همراه (مانند 50/40)» منابع تامین انرژی مانند شبکه سراسری برق و تجهیزات مستقل (ژنراتور و سامانه‌های انرژی خورشیدی) و مرکز کنترل شامل سخت‌افزارها و نرم‌افزارهای کنترل راه‌دورء نمایش و ذخیره‌سازی و پایش داده‌هاء رابط انسان-ماشین " (۲1811) و غیره تقسیم‌بندی کرد. پراکنده کنترلی محلی (موضعی) است. هر نقطه کنترلی نیز دارای تجهیزات مجزای تنظیمی, اندازهگیری. کنترلی و ارتباطی می‌تواند باشد تا از طریق ارتباط با یک مرکز کنترلی یا دیگر نقاط کنترلی محلی, امکان پایش و کنترل در هر 5 1 1 1671۱۵1 1۵۱۵۱6 -2 اماده) عزوما 6 م۳۵ -3 66 6 ۲10۵-۹1۵0۱ -4 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل اول - کلیات و ضرورت‌ها ۳( / ۱- سازه‌های تنظبم عرضی ۲- سازه‌های ابگیر با قابلیت تنظیم ۳- تجهیزات کنترل خودکار (]۳. 117 و عملگرها) ۱ ۴- تجهیزات اندازه گیری(تراز آب. ابدهی. حسگرهای فشار. دما. سرعت و کنتورها) ۵- تجهیزات ار تباطی امخابراتی (کابل‌های فیبرنوری با فلزی. مودم‌های ۲[ 111۳/۹). سامانه بیامکی 9 مودم‌های بر بابه سیم کارت تلفن همراه: اننترنت) ۶- منابع انرژی (شبکه برق. انرژی حور سندی) ۱ : ۷- مرکز کنترل (نرم‌افزارها و + وچ هر ) 8/۳ از مودم رادیوبی س با,؛. اسکادا شکل ۱-۱- نمایی از اجزای سامانه کنترلی خودکار در یک شبکه آبیاری یک مجموعه از تاسیسات. تجهیزات هیدرولیکی, رایانه‌ای, الگوریتم‌ها و دستورالعمل‌هایی که به منظور تنظیم آبدهی. تنظیم سطح آب. تقسیم جریان و تحویل حجم تعیین‌شده در زمان مطلوب به‌کار می‌رود. سامانه کنترل و تحویل آب نامیده می‌شود. ۲-۵-۱-۱ سازه‌های تنظیم سطح آب سازه‌های تنظیم سطح آب (آب‌بند یا چک) تجهیزاتی هستند که سطح آب را در نقطه موردنظر در کانال‌های آبیاری ۳-۵-۱-۱- سازه‌های تنظیم کننده آبدهی سازه‌هایی هستند که وظیفه تنظیم آبدهی جریان از یک کانال به کانال دیگر را به عهده دارند. سازه‌های تنظیم آبدهی می‌توانند در ورودی شبکه آبیاری در محل سد انحرافی, در ابتدای کانال‌های درجه دو و در ورودی کانال‌های درجه سه (سازه‌های آبگیر) واقع شوند. در شبکه‌های آبیاری تحت‌فشار این سازه‌ها معمولا متشکل از شیرهای کنترل آبدهی و فشار هستند که با میزان -------- صفحهٔ بعد -------- ۸ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی ۴-۵-۱-۱ سازه‌های اندازه‌گیری جربان معمول, از برخی سازه‌های کنترل سطح آب و تنظیم آبدهی جریان به طور هم‌زمان برای اندازه‌گیری جریان نیز می‌توان استفاده نمود. ۵-۵-۱-۱ بازه کانال در شبکه‌های آبیاری روبازء حدفاصل بین دو سازه تنظیم متوالی را یک بازه می‌گویند. ۶-۵-۱-۱- کنترل بالادست کنترل بالادست به معنی کنترل بازخوردی پارامتر کنترلی در بالادست است و برای یک بازه و کل شبکه تعریف می‌شود: - در سطح بازه: استفاده از تجهیزات تنظیمی برای ثابت نگه‌داشتن تراز سطح آب در مقدار هدف در بالادست براساس نیاز ناخالص یا درخواست شده از طریق اولین سازه از مجموعه سازه‌های تنظیم. وارد سامانه انتقال می‌شوند؛ به عبارتی هر سازه تنظیم. تنها سطح آب را بلافاصله در بالادست همان سازه جهت دریافت آبدهی ۷-۵-۱-۱ کنترل پایین‌دست کنترل پایین‌دست به معنی کنترل بازخوردی پارامتر کنترلی در پایین‌دست است. در این روش از شرایط پایین‌دست تجهیزات کنترل (تفاوت تراز سطح آب. آبدهی. یا فشار در پایین‌دست با مقدار هدف). برای تنظیم سازه یا شیر کنترل استفاده می‌شود. عملیات بهره‌برداری توسط مصرف‌کننده در پایین‌دست شروع می‌شود و سایر سازه‌ها برای هدایت و کنترل جریان. در عکس‌العمل به آن تنظیم می‌شوند. تنظیم سازه‌ها ممکن است به صورت متوالی از پایین‌دست 0۳۶ [۳۵۵ [۵۳۵) -۱ [01۲۵:) 1۳0۹۱۳۵۵] -2 [01۲۳۵-) 10۷/۵1۳۵1 -3 -------- صفحهٔ بعد -------- ۸-۵-۱-۱ کنترل ثابت در این حالت. کنترل به صورت دستی یا خودکار نبوده. پلکه سطح آب به کمک سازه‌های مناسب مانند سرریزهای طویل یا ترکیبی از سرریز و دریچه در تراز مورد نظر تنظیم می‌شود. ۹-۵-۱-۱ کنترل محلی با موضعی از کانال, به‌عبارتی عملکرد هر دریچه یا پمپ خودکار به صورت مجزا و مستقل از پمپ‌ها و دریچه‌ها در موقعیت‌های دیگر انجام می‌شود. کنترل موضعی می‌تواند به صورت دستی, خودکار یا ترکیبی از آن‌ها باشد. کنترل موضعی دستی, قدیمی‌ترین روش کنترل بوده که به صورت معمول در شبکه‌های آبیاری استفاده می‌شود. ۱-۵-۱-۱ سامانه کنترل و پایش راه‌دور " به یک سامانه کنترلی گفته می‌شود که می‌تواند داده‌های حس گرها را از نقاط مختلف دوردست شبکه به روش‌های مختلف بیسیم. کابل نوری و غیره دریافت کند و این داده‌ها را نمایش دهد و سیگنال‌های کنترلی لازم را به هر یک از ۱۱-۵-۱-۱- کنترل مرکزی کنترل مرکزی آ به این معنی است که حرکات هر یک از دریچه‌ها در شبکه. بر اساس سطح آب یا شرایط جریان در کنترلی دارد و بدین‌جهت «کنترل مرکزی» نامیده می‌شود. کنترل مرکزی متشکل از ایستگاه اصلیء شبکه ارتباطی و واحدهای پایانه راه‌دور ([]11) است. ۱۳-۵-۱-۱- واحد پابانه راه‌دور (ن111) واحد پایانه دوردست با آرتی‌یو یک واحد داده‌برداری و کنترل خوداتکا است که به طور معمول بر پایه ریزیردازنده ساخته می‌شود و به کنترل و نظارت تجهیزات راه‌دور می‌پردازد. هدف اصلی این واحد این است که داده‌ها را از تجهیزات 7 لعا )6 ۱-10۳۵ [01۲۵-) ما -2 0 60۳1۲۵ 200 ۷10[۱۵۳۱۵ ۳۵۵۵۵ -3 6:0۵ 0۱۱۲۵[۱1700:) -4 -------- صفحهٔ بعد -------- ۰ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی پردازش واحد دوردست دریافت کند و سپس آن‌ها را به ایستگاه مرکزی انتقال دهد. این واحد معمولا این امکان را دارد که برنامه‌های پیکربندی و کنترل خود را از راه ایستگاه مرکزی دریافت کند. ۱۳-۵-۱-۱- کنترل پراکنده کنترل پراکنده " هنگامی است که کنترل محلی وجود دارد. اما فعالیت‌های انجام‌شده در این محل‌هاء توسط یک مرکز پایش می‌شود و درصورت نیازء مقادیر موردنظر جریان یا تراز آب از این مرکز به هریک از موقعیت‌های کنترل محلی ارسال شود. این پیکربندی کنترل و پایش, رایج‌ترین نوع کنترل خودکار رایانه‌ای است. ۱۳-۵-۱-۱- اسکادا: سامانه کنترل نظارتی و گردآوری داده اسکادا". یک سامانه متمرکز است که از کنترل پراکنده و رابط انسان-ماشین استفاده می‌کند و داده‌ها را از نقاط دوردست شبکه دریافت و پردازش کرده و نمایش می‌دهد. این سامانه داده‌ها را برای استفاده در محاسبات آینده ذخیره می‌کند و می‌تواند علامت‌های (سیگنال) کنترلی یا اهداف جدیدی را به نقاط مختلف شبکه ارسال کند. سامانه اسکادا برای گردآوری اطلاعات و نظارت بر کنترل پی‌ریزی‌شده است؛ به عبارتی خواست‌گاه اولیه و پدیداً ورنده آن. پایش و نظارت در تصمیم‌گیری کنترل و اعلام و رسیدگی به هشدارها در زمان‌های مورد نیاز از راه یک سامانه واحد مشخصی همجون کنترل گر منطقی برنامه پذیر 5 واحد پایانه راه‌دور نهاده شده‌اند. ۱۵-۵-۱-۱- کنترل‌گر منطقی برنامه‌پذ بر (۲1. ۴) کنترل‌گر منطقی برنامه‌پذیر » یک رایانه صنعتی است که به دلیل ویژگی‌های برنامه‌پذیری آسان و قابل اتکا بودن» در ۱۶-۵-۱-۱- نرم‌افزارهای پایش و کنترل انواع مختلفی از برنامه‌ها در حوزه کنترل و اسکادا وجود دارد. مانند: نرم‌افزار ۲1۸/41 (مبتنی بر وب نسخه ۲11۸115 با افزونه‌ها) نرم‌افزار ثبت تاریخ و گزارش گیری, نرم‌افزار هشدار نرم‌افزار توسعه. نرم‌افزار مدیریت آبیاری و غیره. [0۵ن) 11۵1۳۱۵۵ -| (56۸12۸) 11100د1 وش دا 200 آ ما6 جوحزهوسنگ -2 6-07 [هز2م] ۳۳۵۵۲۵۵۵ -3 -------- صفحهٔ بعد -------- برای مثال, نرم‌افزار اسکاداء بخش نرم‌افزاری از کل یک سامانه اسکادا است که بستری برای برنامه‌های کاربردی اسکادا مانند شبیه‌سازی فرایند (شبیه‌سازی جریان در شبکه آبیاری)» اعلان‌ها و اخطارها و تمامی نرم‌افزارهای ارتباطی است. ۱-(-۱۷-۵- نرم‌افزار مدیریت آبیاری نرم‌افزار مدیریت آبیاری مسوولان آبیاری را قادر می‌سازد تا سفارشات آب را مدیریت کنند. بر استفاده از آب نظارت کرده و با مشتریان ارتباط برقرارکنند؛ همجنین امکان تولید صورتحساب‌ها و تجزیه و تحلیل عملکرد را در اختیار مسوولین قراردهد. این نرم‌افزار باید دارای یک هسته پایگاه داده به همراه ابزارهای مختلف کنترل, تحلیل, دریافت تقاضا باشد که عبارتند از: ۱- رابط ارتباط با مشتری مانند وب و پاسخگویی صوتی برای برقراری ارتباط مستقیم بین کاربران آب با مقامات آبیاری ۲- ابزارهای مدیریت حقوقی آب و مدیریت منابع آبی مطابق با این حقوق که با مقررات دولتی هم‌خوانی داشته ۳- ابزارهای مدیریت دریافت تقاضاء برنامه‌ریزی و تحلیل آن‌ها بر اساس ظرفیت سامانه به منظور تحویل خودکار و ۴- ابزار مدیریت تعرفه و آب‌بهاء همراه با ابزار صدور صورتحساب برای ساده‌سازی مدیریت درآمدها ۱۸-۵-۱-۱- رابط انسان - ماشین (11۷11) رابط انسان و ماشین, یک رابط کاربری است که امکان ارتباط انسا رابط‌های ماشین - انسان در انواع مختلفی از صفحه نمایش متصل به دستگاه» نمایش گرهای رایانه‌ای, تبلت‌ها و ... وجود دارند. اما بدون درنظر گرفتن شکل آن‌ها و اصطلاحاتی که برای اشاره به آن‌ها استفاده می‌شود. هدف آن‌ها فراهم ساختن امکان مشاهده عملکرد و کنترل دستگاه‌ها است. در کاربردهای صنعتی, آ10/1آها می‌توانند در مواردی مانند نمایش بصری داده‌هاء پیگیری زمان» روند و برچسب‌ها در تولید. نظارت بر شاخص‌های مهم فرایندی » پایش ورودی‌ها و خروجی‌های | با یک ماشین. سامانه یا دستگاه برقرار می‌کند. ن ر دستگاه و موارد بیش‌تر مورد استفاده قرار گیرند. |- ۵۷ ۳۳۵۵۵۵۶ -------- صفحهٔ بعد -------- ۲ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی ۶-۱-۱- مدیریت توزیع آب برنامه‌ریزی و اجرای روش‌های توزیع و تحویل آب در شبکه‌های آبیاری برای دستیابی به اهداف موردنظر را مدیریت توزیع آب می‌نامند. سیاست‌ها 9 روش‌های توزیع آب در قالب فرآیندها 9 گردش کار تعریف شده برای عملیات بهره‌برداری و نگهداری شبکه‌ها و تاسیسات آبی تحقق می‌یابد. از این رو مدیریت توزیع آب برای تامین اهداف موردنظر, براساس مشخصات تاسیسات و تجهیزات توزیع آب در شبکه (سخت‌افزار) و برنامه‌ها و دستورالعمل‌های فنی (نرم‌افزارها) اقدامات و عملیات لازم را انجام می‌دهد. ۱-۶-۱-۱- روش‌های توزیع و تحویل آب ۰ 1 ی ۰ ی 51 ۰ ۰ ۱ 1 ۲ پس و ۳ (مدت‌زمان تحویل) طبقه‌بندی شده‌اند. در اغلب تعاریف رایجء روش تحویل مترادف با روش توزیع به‌کاررفته است. طبقه‌بندی روش‌های تحویل آب نیزء برای هر دو بخش شبکه انتقال و توزیع به‌کار می‌رود. بسته به این که تصمیم‌گیری برای تحویل آب در چه سطح مدیریتی انجام می‌گیرد. سه روش تحویل و توزیع آب به شرح زیر قابل تعریف است: ۰۰ ی ۳ ۶ ۰۰ اس ۰ 5 - تحویل گردشی (با تصمیم‌گیری مدیران و مسوولین شبکه آبیاری) "۰ ۰.۰ ی ۷ ۰.۰ اس ی 5 1 - تحویل توافقی (با تصمیم‌گیری مسوولین شبکه آبیاری و آب‌بران) در این حالت. سامانه توزیع و تحویل به آب‌بران اجازه می‌دهد تا برداشت آب را بدون اعلام قبلی از لحاظ آبدهی. مدت برداشت و دفعات آن انجام‌دهند. این روش کاملا انعطاف‌پذیر بوده و آب براساس تصمیم بهره‌بردار تحویل می‌شود. روش کنترل در این روش معمولا کنترل از پایین‌دست است. 1-0۷ 60 -2 5 -3 16۷ ۳۳۵۵ 0۲ 120۵ 00 -4 [۱[:-0 -5 ۷ 30۵12110 -6 12011۷ ۸۲۵۳۵۵0 -7 -------- صفحهٔ بعد -------- ۲-۱-۶-۱-۱- تحویل گردشی در این راهبرد بهره‌برداران براساس برنامه از پیش تعیین‌شده توسط مدیران و مسوولین شبکه. آب آبیاری را با آبدهی مشخص و دور آبیاری معین در طول مدت مشخصی دریافت می‌کنند. این روش به‌خاطر پیجیده نبودن روش مدیریت توزیع آب و عدم نیاز به تجهیزات و سازه‌های گران‌قیمت. در اکثر شبکه‌های آبیاری مورد استفاده قرار می‌گیرد. هرچند که بهره‌برداری از شبکه آبیاری براساس این روش توزیع آب. ساده است. اما محدودیت‌هایی برای بهره‌برداران ابجاد می‌کند. به‌عنوان نمونه. در زمانی که تغییرات دمایی پیش‌بینی نشده اتفاق بیفتد. امکان کاهش دور آبیاری یا مقدار آبدهی وجود ندارد. ۳-۱-۶-۱-۱- تحویل توافقی در این روش» آبی که شبکه از منبع آب تحویل می‌گیرد براساس سفارش از پیش اعلام‌شده مصرف‌کنندگان به سازمان بهره‌بردار است و براساس این درخواست بین آن‌ها توزیع می‌گردد. این روش تحویل آب. مشابه روش تحویل آب برحسب تقاضا (برحسب تمایل) است. با این تفاوت که در روش تحویل توافقی» یک تاخیر زمانی بین زمان درخواست مصرف‌کننده و زمان تحویل آب وجود دارد و مسوولیت اجرای عملیات بهره‌برداری به‌عهده مسوولین شبکه است. روش کنترل شبکه انتقال در تحویل توافقی, معمولا کنترل از بالادست است. بنابراین تشکیلات بهره‌برداری در صورت تامین آب کافی. می‌تواند آبدهی مورد نیاز کانال‌ها را براساس آب درخواستی مصرف‌کنندگان توزیع و تحویل آن‌ها دهد. درصورت عدم وجود آب کافی در زمان درخواست. مدیر شبکه درخواست آب‌بران را طبق امکانات شبکه و امکانات بهره‌برداری از نظر آبدهی, زمان و مکان تحویل, تنظیم و با یکی از روش‌های زیر تعدیل می‌کند. - تحویل بر اساس میزان برداشت محدود آب : در این روش که قابلیت انعطاف نسبتا خوبی دارد. تما محدودیت در میزان آب برداشتی برای مصرف‌کنندگان اعمال می‌شود ولی دور آبیاری و زمان آبیاری بر اساس نیاز مصرف‌کنندگان برنامه‌ریزی می‌شود. - تحویل بر اساس برنامه مشخص بدون تغییر : این روش که انعطاف‌پذیری کم‌تری دارد بدین نحو است که میزان آب برداشتی و مدت زمان آبیاری ثابت و غیرقابل تغییر است. - تحویل بر اساس دوره ثابت آبیاری : در این روش» دور آبیاری ثابت است و در طول دوره رشد گیاه تغییری نمی‌کند. ولی روی سایر موارد می‌توان توافق کرد. خ[ با 00 50 ۸۲۲۵۵۵0 ۸۵۵ ۵۵0ا(1] -۱ 0[ ماه اک تهعو ۸۲ لتعا‌اماده ۸ -2 0[ اه اک م۸۲ 1۳۵1۵۵ ۳۷۸۵۵ -3 -------- صفحهٔ بعد -------- ۴ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی - تحویل بر اساس میزان ثابت آبیاری : دراین روش میزان آب برداشتی در طول فصل آبیاری ثابت است و سایر موارد قابل برنامه‌ریزی و توافق خواهد بود. در این روش تحویل آب. ارتباطات سازمان یافته‌ای بین عوامل بهره‌برداری از پایین‌ترین سطح آن یعنی ارتباط بین نماینده تشکل‌های آب‌بران» میرآب کانال‌هاء مسوولین توزیع آب تا بالاترین سطح آن یعنی اداره بهره‌برداری و تامین‌کنندگان آب شبکه از محل سد تنظیمی گسترده است. بنابراین پس از اعلام درخواست‌ها و ابلاغ آن به اداره بهره‌برداری یا مدیریت توزیع آب. مجموع آب درخواستی شبکه پس از ارزیابی در قالب آبدهی مورد نیاز, به مدیریت تنظیم و تامین آب شبکه یا سد مخزنی تنظیمی برای رهاسازی آب مورد نیاز ارسال می‌گردد. به همین ترتیب مسوولین بهره‌برداری از شبکه اصلی و همچنین مسوولین تنظیم دریچه‌ها در سایر سطوح پایین شبکه. متناسب با سفارش انجام شده. مجددا برای دوره جدید. دریچه‌های تحت مدیریت خود را تنظیم می‌کنند. در جدول (۱-۱)» روش‌های توزیع و تحویل آب به همراه مزایا و معایب آن‌ها به صورت خلاصه آورده شده‌اند. ۷-۱-۱- پدافند غیرعامل " به مجموعه اقداماتی اطلاق می‌گردد که به جنگ‌افزار نیاز ندارد و با اجرای آن می‌توان از وارد شدن خسارات مالی به تجهیزات و تاسیسات حیاتی و حساس نظامی و غیرنظامی و تلفات انسانی جلوگیری نموده یا میزان این خسارات و تلفات را به حداقل ممکن کاهش داد. پدافند غیرعامل به معنای کاهش آسیب‌پذیری در هنگام بحران, تنها با بهره‌گیری از فعالیت‌های غیرنظامی. فنی و مدیریتی است. پدافند غیرعامل در شبکه‌های توزیع به اصول پیشگیرانه‌ای اطلاق می‌شود که با انجام آن‌ها. ضریب اطمینان شبکه بالارفته و در مواقع بحران. خسارت وارده کاهش‌می‌یابد. همانند مقاوم‌سازی پایه‌هاء سامانه اعلام اخطارء سامانه اعلام هشدار " و پیش‌آگاهی, ساخت سازه‌های امن و غیره. ۸-۱-۱- سایر تعاریف به منظور سهولت در ارائه مفاهیم. سایر تعاریف کاربردی همراه با مطالب تکمیلی. در فصل‌های مربوطه ارائه می‌شود که در اینجا از تکرار آن‌ها خودداری شده است. برای دسترسی به تعاریف مدیریت بهره‌برداری از شبکه‌های آبیاری که در این راهنما ارائه نشده‌اندء به «ضوابط عمومی طراحی شبکه‌های آبیاری و زهکشی. ضابطه ۲۸۱ (بازنگری اول)»» 0[ نانک م۸۳ ۵۵ ۳۷۵۵ -۱ 60 ۳۹۱۷۵ -2 8 ۳۵۲۱۷ -3 -------- صفحهٔ بعد -------- «دستورالعمل تعیی حجمی آب در شب روش‌های تحویل آب تحویل گردشی تحویل توافقی امکان برنامه‌ریز حجمی آب. توزیع در ادامه آورده شد ۹ تندده - پایش م - اعمال م رورت‌ها ن بازده آبیاری در شبکه‌های آبی ای آبیاری و زهکشی, ضابطه جدول ۱-۱- خلاصه روش زیرروش‌های تحویل آب - توزیع دائمی آب در شبکه - توزیسع آب بسه‌صسورت 7 تحویل بر اساس میسزان - تحویل بر اساس برناسه مشحخص بدون تعییر - تحویل بر اساس دور ثابست آبیاری تحویل بر اساس میزان ثابت ابیاری ای خودکارسازی ی استفاده بهینه از آب, اصلا: عادلانه. امکان ارزیابی شبکه. اهمیت بهره‌گیری از یک سامانه داست. این موارد برای تصمیمگ ازی و ثبت آمار و اطلاعات برای ستمر سامانه آبیاری دیریت صحیح در آمر بهره‌برداری ۱۳۳ ری و زهکشی در حال بهره‌برداری. ۴۳ رجوع شود. های توزیع و تحویل آب و مزایا و معایب آ کار آیی و مزایا - انعطاف‌پذیری بالا - بازده آبیاری بالا - بهره‌بردای آسان ی آزادی عمل در کشت محصولات الگوی زراعی - عدم نیاز به سیستم ارتباطی قوی بین آب‌بران و سازمان بهره‌بردای شبکه - هزینه پایین ساخت شبکه - عدم نیاز به دانش بالای آب‌بران آزادی عمل سازمان بهره‌بردای شبکه در نحوه توزیع آب - عدم نیاز به کنترل و ارتباط زیاد بین آب‌بران و سازمان بهره‌بردای - امکان اجرای عملیات بهره‌برداری دس - انعطاف‌پذیری نسبی - بازده آبیاری متوسط - آزادی نسبی آب‌بران در انتخاب نوع محصول - تحویل مناسب اب برای شبکه‌های با مساحت محدود برنامه آبیاری (افزایش بهره‌وری) ضرورت‌های بهره‌گیری از سامانه‌ها خودکار در کنترل شبکه آبیاری را بری در تعیین ضرورت استفاده یا - پردازش‌ها و تحلیل درجهت آرزیابی ۵ 3۷3۷3 ضابطه ۶۹۲» و «راهنمای تحویل ن‌ها - هزینه بالای ساخت شبکه - نیاز به مهارت بالای مصرف‌کنندگان به لحاظ استفاده صحیح از آب - نیاز به وجود آب کافی - نیاز به فن آوری بالا و شرایط اجتماعی استفاده از آن نیاز به مخازن ذخیره آب درون شبکه - انعطاف‌پذیری حداقل برای آب‌بران - عدم آزادی عمل برای آب‌بران در ۹ بازده پایین آبیاری - نیاز به سیستم ارتباطی قوی بین آب‌بران و سازمان بهره‌بردار - محدودیت در انتخاب گزینه‌های - عدم کارآیی برای شبکه‌های با - پیچیده بودن عملیات بهره‌برداری ی خودکار در شبکه‌های آبیاری لدم استفاده از سامانه خودکار در ۰ ۵ -------- صفحهٔ بعد -------- ۶ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی - امکان افزایش بازدهی در مصرف و کاهش تلفات آب - امکان افزایش سطح انعطاف‌پذیری توزیع آب در شبکه‌ها * افزایش سرعت و دقت در تحویل یا قطع آب * امکان توزیع حجمی آب به بهره‌برداران * توزیع متناسب آب بین بهره‌برداران * امکان اعمال مدیریت مناسب‌تر آبیاری در سطح مزرعه * کاهش خطای انسانی * کنترل از راه دور سامانه‌ها و کاهش مصرف انرژی * افزایش عمر تجهیزات شبکه به دلیل بهره‌برداری منظم با مدیریت هوشمند * کاهش هزینه‌های تردد در سطح شبکه و به حداقل رساندن بازدیدها - جلوگیری از مشاجرات و اختلافات بین بهره‌برداران - سهولت در اعمال مدیریت در شبکه‌های بزرگ و کانال‌های طولانی - سهولت در اعمال مدیریت بهره‌برداری مناسب در خشک‌سالی‌ها - سهولت در اعمال مدیریت بهره‌برداری مناسب برای کم‌آبیاری - سهولت در کاربرد روش آبیاری تلفیقی در زمان مورد نظر -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ۲ مفاهبم محدودیت‌ها و فرایندهای کلی مدرن‌سازی و خودکارسازی -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - مفاهیم» محدودیت‌ها و فرایندها ی کلی مدرن‌سازی و خودکارسازی ۱۳۰۲/۰۵/۰۷ ۹ ۱-۲ مقدمه ضروری است مزایای بالقوه مدرن‌سازی شبکه‌های آبیاری, تبیین و ملاحظات لازم برای ارزیابی این مساله که آیا شبکه آبیاری یا در یک تعریف گسترده‌ترء سامانه تامین به مفهوم آبگیری, انتقال و توزیع آب برای مصارف مختلف پایاب یک منبع آبی مشخص, نیاز به خودکارسازی به‌عنوان یک راه مدرن‌سازی دارد یا خیرء بررسی شود. بدین‌جهت شناخت الزامات و فرایند انجام آن به شرح زیر مورد بررسی قرار می‌گیرد. چراکه بدون توجه به این الزامات. امر خودکارسازی نخواهد توانست اهداف مورد نظر را تامین کند. ۳-۲- مدرن‌سازی مدرن‌سازی ترکیبی از ارتقای فنیء مدیریتی و سازمانی (در مقابل بازسازی صرف) یک سامانه آبیاری با هدف بهبود استفاده از منابع (مانند: آب. نیروی کارء منابع اقتصادی و منابع محیطی) و خدمات تحویل آب به مزارع است. این نوسازی بر جزئیات عملکرد داخلی یک پروژه آبیاری تمرکز دارد. برنامه‌ریزان و مهندسان در پروژه‌های آبیاری» اغلب نوسازی را مساوی اقداماتی مانند پوشش کانال, لوله‌گذاری و خودکارسازی رایانه‌ای می‌دانند؛ درحالی که در صورت بررسی مراحل لازم برای بهبود کارایی» سرمایه‌گذاری در این موارد اولویت کم‌تری خواهد داشت. به‌طور کلی خودکارسازی رایانه‌ای در مراحل پایانی فرایند نوسازی و پس از کامل شدن عوامل پایه‌ای از جمله اندازه‌گیری‌های جریان و چگونگی مراحل و الزامات امور مشترکین قرار داشته و انجام می‌شود. نوسازی یک فرایند است که اهداف مشخصی را دنبال کرده و برای رسیدن به آن‌ها در یک دوره معین از ابزارها و روش‌های مشخصی استفاده می‌کند. مدرن‌سازی (فنیء مدیریتی و سازمانی) با توجه به موقعیت مکانی و زمان تغییر کرده‌است. برای مثال, بانک جهانی, چندین بار نگرش خود را در طی چند دهه گذشته تغییر داده‌است. در دهه ۸۰ میلادی, آموزش‌ها تاکید بر ارتقای ترکیبی از تمامی جنبه‌های سامانه آبیاری داشت. اگرچه در آن زمان قراردادهای پروژه‌های آبیاری. مباحث بسیار اندکی از مدرن‌سازی یا ملزومات مورد انتظار هیدرولیکی و خدمت‌رسانی آن را شامل می‌شد. در اواخر دهه ۸۰ و اوایل دهه ‎٩۹۰ میلادی, اهمیت موضوع به سمت تحولات فنی- فیزیکی مانند کنترل بهتر سطح آب و آبدهی تغییرکرد. در اوایل دهه *۰ میلادی, تمرکز بر تشکیل سازمان‌های آب‌بران جابه‌جا شد که این بخش از مدرن‌سازی سازمان‌ها و نهادهای اجتماعی تا به امروز نیز ادامه دارد. اما موفقیت نهادهای موظف به کنترل و توزیع صحیح آب. در گام اول به شدت وابسته به قابل مدیریت بودن منابع آب قابل دسترس است. به این معنی که برای رسیدن به اهداف اجتماعی. نظیر عدالت و شفافیت. وجود یک طراحی با اصول مهندسی که کنترل هیدرولیکی مطلوبی را ممکن‌سازد. ضروری خواهد بود. این راهنما بیش‌تر روی جنبه‌های فنی کنترل مستمر آب. در طول مراحل یا کل یک پروژه آبیاری تمرکز دارد که البته به معنی کم اهمیت بودن بهبود مسایل مدیریتی, سازمانی و زیرساختی نیست. درهرحال, در مناطقی که محدودیت شدید ذخایر آبی وجود دارد. بسیاری از مشکلات اجتماعی مرتبط را می‌توان با کنترل و فراهم‌کردن آب با یک سطح -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۰ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی بالای خدمات (انعطاف‌پذیری, اطمینان و عدالت) برای آب‌بران در پایین‌دست شبکه برطرف ساخت. درمقابل, درصورتی که ذخایر آبی را به آسانی و با بازدهی بالا نتوان مدیریت کرد. نمی‌توان به اهداف اقتصادی و اجتماعی مورد نظر از منظر کنترلی» متخصصین مدرن‌سازی» یک شبکه آبیاری را به شکل یک سری از سطوح یا لایه‌هایی می‌بینند که آب به صورت پلکانی از آن‌ها عبور می‌کند. هر سطح تعریف شده دارای یک وظیفه مشخص بوده و نیاز به مشوق‌هایی دارد که سطح مناسبی از خدمات را به سطح بعدی بدهد. با این حال یک جواب مشخص برای این سوال که درچه زمان و چگونه باید خودکارسازی به عنوان بخشی از مدرن‌سازی شبکه انجام شود. وجود ندارد. دلیل نامشخص بودن جواب این سوال, به پیچیدگی و تنوع منابع» سیاست‌های تخصیص آب. کیفیت آب و همچنین زمان‌بندی توزیع. کفایت ذخایر آب. توپوگرافی, نوع خاک از نظر نفوذپذیری و پایداری خاک. کاربرد آب برگشتی» نوع سازه‌های موجودء مشکلات ناشی از لایه‌های زیستی (جلیک‌هاء علف‌های هرز درون کانال) و موارد زیاد دیگری باز می‌گردد. با این‌حال. برای دست‌یافتن به سطح مطلوبی از طراحی» ساخت و اجرای خودکارسازی شبکه‌های آبیاری, باید از یک سری از اصول پایه‌ای پیروی کرد. اما بررسی امکان و چگونگی استفاده از سازه‌های کنترل آب موجود. به‌جای جایگزین‌کردن تمامی آن‌هاء در طرح‌مدرن‌سازی یکی از ملاحظات مهم به شمار می‌رود. در این راهنما تمرکز بر روی ارتقای جنبه‌های فنی در بهره‌برداری از شبکه از طریق سامانه خودکار کنترل است. بدیهی است که خودکارسازی تنها یکی از جنبه‌های مدرن‌سازی است و جنبه‌های فیزیکی متعدد دیگری, مانند طراحی ابعاد مناسب کانال‌ها برای وجود انعطاف‌پذیری لازم. پوشش کانال‌هاء احداث جاده دسترسی برای نگهداری و تعمیرء به‌کارگیری شبکه تحت‌فشار و ابزارهای اندازه‌گیری در پروژه مدرن‌سازی شبکه‌های آبیاری باید درنظر گرفته‌شود. این درحالی است که در بیش‌تر مواقع و با مدیریت صحیح می‌توان کنترل سطح آب را توسط سازه‌های ساده‌ای مانند سرریزهای لبه طولانی» دریچه‌های یک‌طرفه یا دیگر دریچه‌های هیدرولیکی» بدون نیاز به تجهیزات الکترومکانیکی و برق, در حد قابل قبولی انجام‌داد. ۳-۲- مزایای بالقوه مدرن‌سازی و خودکارسازی داشته‌باشند. برای مثال, استفاده از تجهیزات دستی ثبت داده‌ها که می‌تواند اطلاعاتی مانند آبدهی و حجم را در آبگیرها بخواند. یا به طور دستی تغییرات سطح آب یا زمان شروع و پایان تحویل آب را ثبت و ذخیره کند. این اطلاعات می‌تواند -------- صفحهٔ بعد -------- در دفترکار دریافت و به‌صورت خودکار وارد سامانه حسابداری مدیریتی و مالی شود یا به صورت مخابراتی به مرکز ارسال گردد. در مثال دیگرء با استفاده از سرریزهای ثابت" قبل از دریچه‌های کشویی کنترل آب. می‌توان به سادگی به کنترل مطلوب‌تر سطح آب دست یافت. این جنبه‌های مدرن‌سازی» هم از نظر سرمایه اولیه و هم از نظر بهره‌برداری و نگهداری نسبتا ارزان هستند. اما هزینه کل نوسازی می‌تواند بسیار زیاد باشد. بنابراین باید مزایای طرح‌های مدرن‌سازی و خودکارسازی از نظر سرمایه‌گذاری توجیه‌پذیر باشد. در حال حاضر منابع آب بسیار محدودی برای توسعه اراضی کشاورزی جدید باقی‌مانده یا اصلا وجود ندارد. عملا راهکارهای قابل اجرا تا به حال (توسعه اراضی و گونه‌های جدید گیاهی) که به راحتی قابل اجرا بود.ء دیگر وجود ندارد و برای حل مشکلات در آینده نیاز به راه‌کارهای جدید و پیجیده‌تری است. شرایط بحرانی موجود به طور جدی نشان می‌دهد که تنها از راه ارتقا کنترل و مدیریت آب. امکان رسیدن به اهداف مورد نظر در تولید محصول و صرفه‌جویی در آب به وجود می‌آید. مزایای مدرن‌سازی و خودکارسازی زیاد هستند. اما با این فرض که شرایط طرح و راهبردهای موثر برای ارتقا آن مطالعه شده باشد. مزایای کلی که تا به امروز مشخص‌شده به شرح زیر است: ۱- تحویل برحسب تقاضا" (تقاضا محور) در مقابل تحویل برنامه‌ریزی‌شده مشخص ‏ با هدف توسعه کشاورزی, در عین تحویل بهینه آب. روش‌ها و کنترل کارآمدتر در بهره‌برداری از شبکه آبیاری مورد نیاز است. ۲- بهبود تحویل آب برای تولید حداکثری محصول کشاورزی؛ برای تولید حداکثری محصول و بالابردن بازدهی استفاده از آب. باید خدمات مرتبط با آب کشاورزی به طور هم‌زمان با ملاحظات مربوط به انعطاف‌پذیری, اطمینان و رعایت عدالت به آب‌بران صورت پذیرد. ۳- به‌کارگیری سامانه‌های نوین آبیاری در مزارع؛ سامانه‌های آبیاری قطره‌ای یا بارانی. نیاز به روش تحویل آب آب‌رسانی حفظ می‌شود و هم از تاثیرات منفی روی جریان و کیفیت آب رودخانه می‌توان جلوگیری کرد. کنترل بهینه آب درون نواحی آبیاری از طریق استفاده مجدد و بازیابی زهکش برای آبیاری مجدد باعث |- 5106 80270 )0۷۵۲][0۷ ۷۷۵۱۲۱ 2- 16۵0-0110 3- 5001۷-460 -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۲ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی ۵- کاهش هرزرفت آب در کانال‌ها و در سرریز انتهای کانال؛ در خودکارسازی کنترل سطح آب و آبدهی. استفاده از فناوری‌ها و دریافت داده‌ها به صورت آنی. مورد تاکید است. ازاین‌رو تلفات آب در کانال (غیر از نشت)» به شکل قابل توجهی کم می‌شود. ۶ افزایش بازده و اطمینان در تحویل آب؛ نوسازی و خودکارسازی شبکه‌های آبیاری, عملکرد سلیقه‌ای آب‌رسانی را حذف کرده و آن را به تحویل منطقی و خدمات اصولی و مطلوب. تغییر می‌دهد. ۷ حذف و یا تعدیل فرمانروایی میراب‌ها؛ یک سامانه قابل کنترل از طریق فناوری‌های نو زمینه مشکلات اعمال سلیقه میراب‌ها را کاهش می‌دهد و امکان بهتری برای ارزیابی سامانه فراهم می‌کند. همچنین سامانه‌های خودکارء دارای یک روند منطقی بوده و آموزش نیروی متخصص برای اداره آن‌ها آسان و مشخص است. ۸- افزایش هماهنگی‌های اجتماعی؛ اگر کشاورزان از حقوق خود مطلع باشند و از توزیع عادلانه آب اطمینان پیدا کنند. راحت‌تر قانع شده و راضی نیز خواهند بود. این امر موجب می‌شود تا شکایت‌ها و خصومت‌ها بین کشاورزان و مدیران منطقه و حتی بین مناطق همسایه نیز کاهش یابد. ۹- کاهش هزینه‌های کارگری, قضایی و انرژی؛ در شبکه‌های موجود. برای رسیدن به انطعاف پذیری و اطمینانی مشابه شبکه خودکارء باید نیروی کار بیش‌تری مثلا برای نوبت شب. استخدام کرد. درحالی‌ که با ارتقا زیرساخت‌ها و مدیریت اطلاعات. حتی با تعداد نیروی انسانی مشابه ولی با مهارت‌های متفاوت. می‌توان به ۰- افزایش ظرفیت آبدهی؛ با فراهم‌شدن کنترل ایمن سطح آب تا سطح حداکثرء امکان افزایش آبدهی بیش‌تر در کانال‌ها ایجاد می‌شود که ظرفیت عملکردی کانال را افزایش می‌دهد. ۱- هماهنگی با مقررات زیست‌محیطی و قوانین حقوقی آب؛ با مدرن‌سازی و به کاربردن کنترل خودکارء امکان اجرای موثر مقررات و قوانین محیط‌زیستی و حقوقی آب فراهم می‌شود. اگرچه بزرگ‌ترین چالش مهندسین در طراحی برنامه خودکارسازی آن است که کسب رضایت عوامل بیرونی (قوانین و مقررات) و خدمات تحویل آب به کشاورزان را هم‌زمان و با یک هزینه معقول و توجیه‌پذیر لحاظ کنند. ۴-۲- ارزیابی شبکه‌های آبیاری موجود پیش از مدرن‌سازی جهت ارزیابی و پایش سامانه‌های توزیع آب آبیاری برای بانک جهانی. یک راهکار مشخص تدوین شد ( 2۵ ]130۳ 9 ,دع[ر)5) که بعدا به تصویب سازمان خواروبار کشاورزی ملل متحد (فائو) نیز رسید. این راهکار برای ارزیابی -------- صفحهٔ بعد -------- فرایندهای داخلی و بیرونی مرتبط با سامانه‌های آبیاری است که «روش فرآیند ارزیابی سریع» (16۸]۳) نام‌گرفت و داده‌ها و فایل صفحه گسترده (اکسل) مفصلی نیز برای نظام‌مندکردن این روش در دسترس قرار دارد. این روش توسط فائو در روش ماسکات " (2007 .1 21 110۵۵۸[1). که برای دربرگرفتن مفاهیمی مانند حساسیت روابط هیدرولیکی سازه‌ها و نقشه تحلیلی ظرفیت جریان " بسط داده شده است. یک بررسی متمرکز و سریع بر روی یک طرح آبیاری می‌تواند یک به‌خصوص در صورت استفاده از روش فرآیند ارزیابی سریعء امکان مشخص‌کردن فعالیت‌های اصلی را برای ارتقای خدمات تحویل آب با همکاری مسوولین فراهم می‌کند. داده‌های مرجع معمول برای شاخص‌های بیرونی, مانند بازده آبیاری و بیلان آبی. یا موجود هستند یا به کل وجود ندارند. تفاوت‌های زیادی در دستیابی به اطلاعات پایه‌ای. داده‌های هواشناسی, ذخایر آبی و غیره از یک طرح آبیاری به طرح دیگر وجود دارد. جمع‌آوری این اطلاعات ممکن است برای یک طرح در یک روز انجام شود و در طرح دیگری هفته‌ها یا ماه‌ها به طول انجامد. همواره دامنه «دقت قابل قبول» در جمع‌آوری و پردازش داده‌ها مورد سوال و بحث بوده است. برای بیش‌تر داده‌های استخراج‌شده بیلان آب. باید یک بازه اطمینان " تعیین‌شود؛ چرا که همیشه در واقعیت. روش‌های محاسبه و کسب داده دارای عدم‌قطعیت و خطا هستند. عموما در مسایل آبیاری» دقت ۵ تا ۱۰درصدی یک محدوده پذیرفته‌شده است و دقت‌های بالاتر در عمل قابل حصول نیست (1997 ,]8۳ 2۵ 161161۹5-)). ۱-۴-۲ شاخص‌های بیرونی شاخص‌های بیرونی برای طرح‌های آبیاری نسبت‌ها یا درصدهایی هستند که معمولا به شکل زیر معرفی می‌شوند: مقدار محصول مزرعه اب مورد نیاز مقدار آب تحویل‌شده به مزرعه ‏ " کل آب قابل دسترس خصوصیت مشترک بین شاخص‌های خارجی, برآورد ورودی‌ها و خروجی‌های طرح است. این شاخص‌ها بیان‌گر اشکال مختلفی از بهره‌وری در طرح. مانند مقدار بازدهی بودجه., آب یا محصول هستند. به‌علاوه, برای تعیین آن‌هاء فقط نیاز به دانستن داده‌های ورودی و خروجی پروژه است. شاخص‌های خارجی, به تنهایی شناختی از مواردی که باید برای بهبود (1۸۳) ۳۲۵۵۵۵۵ هدند م۸ ۵۵۱۵ - | 2-550۳ ۵8 کدلذرا۸۵ 2020 ۳۵ -3 1۷۵۵ 00۲166 -4 -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۴ 0۷ اراهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی 9 تحلیل شاخص‌های داخلی. ممکن می‌شود؛ که این شاخص‌های داخلی. فرایندها 9 سخت‌افزار مورد استفاده در پروزه را بررسی می‌کنند. با این‌حال. شاخص‌های خارجی تعیین‌کننده موارد کلیدی, مانند امکان یا عدم امکان حفاظت از آب (بدون مدرن‌سازی شبکه‌ها ارائه می‌دهند؛ چراکه این انتظار وجود دارد که مدرن‌سازی یا تحولات این چنینی موجب افزایش این شاخص‌های خارجی خواهد شد. شاخص‌های خارجی روی عوامل موثر بر بیلان آب در مقیاس بزرگ تمرکز دارند و مقادیری مانند تبخیر و تعرق محصول ۰ بارش موثر و منابع اب. باید تخمین‌زده شود. برای درک و آرزیابی مسایل مدیریت آب در هر مقیاسی, درک «بیلان آب» حیاتی است. حجم آب مورد نیاز برای محاسبه شاخص‌هایی مانند «بازده آبیاری» غیرممکن است. در نتیجه باید بر اساس نوع اندازه گیری یا محاسبات. برآوردی از حجم کمیت مورد اندازه‌گیری. حاصل‌شود. در گزارش‌هایی که تخمینی از مقدار یر برچ پا 11 ۰ ی ۰ 11 51 ۰ ۰ ۲ ۰ محصول تولیدی و توازن آب را با نسبت‌هایی مانند «بهره‌وری آبیاری» و «اآب تحویلی نسبی » فراهم می‌کنند. باید مقدار عدم‌قطعیت به‌صورت کمی ذکر شود. در غیراین‌صورت. برای برنامه‌ریزان مشخص نیست که مقدار واقعی بازدهی ۷۰ درصد گزارش‌شده, بین ۶۵ تا ۷۵ درصد است پا بین ۵۰ تا ۹۰ درصد. یکی از شکل‌های ارائه عدم‌قطعیت در یک تک برآوردء معرفی بازه اطمینان " (1ح) برای آن برآورد است. اگر در ارزیابی داده‌هاء این نتیجه حاصل شود که کمیت مورد نظرء در بازه ۵ واحدی از عدد تخمینی ۰ قراردارد. مقدار آن کمیت برابر با ۷۰۵ است؛ به طور مشخص هنگام ذکر یک رقم تخمینی. باید ماهیت بازه اطمینان مشابه مثال مقابل بیان‌شود: محققین با اطمینان ۵ درصدی مساحت آبیاری‌شده را در بازه ۷/-ل از ۵۰۰ هزار هکتار (بین ۴۶۵ هزار هکتار و ۵۳۵ هزار هکتار) تخیمن‌زده‌اند. 0 ۱-۳0۲ ۷( ام دراگ ۷/۵۵۲ ۳۵1۵1۱۷۵ -2 116۷۵1 006 001100:) -3 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - مفاهیم» محدودیت‌ها و فرایندها ی کلی مدرن‌سازی و خودکارسازی ۱۴۰۳/۰۵/۰۷ ۳۵ ۳-۴-۲ فرایندها و شاخص‌های داخلی اهداف کلیدی مدرن‌سازی/خودکارسازی عباتند از: بهبود فرآیند مدیریت توزیع آب. افزایش انعطاف‌پذیری و ارتقای سامانه‌های کنترل شبکه. آسیب کم‌تر در اثر نوسانات خارج از کنترل آب به شبکه. هماهنگی اجتماعی بهتر و بهبود محیطزیست از طریق برداشت کم‌تر آب و جریان برگشتی باکیفیت‌تر. به طورکلی, این اهداف تنها با توجه به جزئیات تحویل آب به واحدهای مالکیت فردی است. شاخص اصلی 1-1 دارای چهار زیرشاخص است: - 1۸-: اندازه‌ گیری حجم آب تحویلی به مزرعه" - 113-]: انعطاف‌پذیری تحویل آب به مزرعه" - 1۳0-]: اطمینان در تحویل آب به مزرعه" - 1- 10: عدالت مشهود در مقدار تحویل آب" برای مثال می‌توان مقدار شاخص اصلی 1-1 را با کمک جدول (۱-۲) و به طریق زیر محاسبه کرد: (برای اطلاعات تکمیلی به «راهنمای آرزیابی عملکرد سامانه‌های آبیاری و زهکشی سطحی - ضابطه ۷۵۳ سازمان برنامه و بودجه کشور» و مقاله 11۸۳" مراجعه شود) - اختصاص یک فاکتور وزن نسبی به هر زیرشاخص؛ فاکتورهای وزنی, تنها در گروه شاخص مربوطه با یک‌دیگر نسبت‌دارند؛ حداکثر مقدار یک گروه ممکن است ۴ باشد. درحالی که حداکثر مقدار برای گروه دیگر. ممکن است ۲ باشد؛ تنها عامل مهم فاکتورهای وزن نسبی زیرشاخص‌ها در یک گروه است. - تجمیع مقادیر زیرشاخص‌ها بعد از اعمال فاکتور وزنی به آن‌ها هر زیرشاخص (مانند 1۸-آ) به‌صورت بالقوه دارای حداکثر مقدار ۴/۰ (بهترین) و حداقل مقدار ممکن ۰/۰ (بدترین) است. همچنین امتیاز هر زیرشاخص, با توجه به اهمیت از پیش تعریف‌شده (وزن) مجددا وزن‌گذاری می‌شود. مجموع ۵ 1۳6 ۵ ۷۵1۵6۵ 01 ۱1۵200۳66۲ -۱ ۵ 6 ۵ ۷[[(ط۳1۵ -2 40 ۲6 ۱۵ ۲۵۱1۵1۷ -3 /(601 ۸000۳61 -4 ۰ ۷/۳ ۵00 ۳۸0/1۵11۵0 بدا100 اجه ما۱۵ ع دما مصطا 80 لاصه (۸۵۲) ددع۳۳ اند مش نما سطظ 6 -5 ۰ 0006 1۵۷۰.2 ,۷۷:۵0 1۹110۵۹ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۶ 3333333333 شده توسه ۵-۲- م مراحل - ۲ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیارء عمال وزن. با مقدار شاخص اولیه برابر است. جدول (۱-۲) فهرستی از شاخص‌های ۹) را نشان می‌دهد. اطلاعات شاخص اصلی آ: خدمات واقعی تحویل آب به واحدهای تحت مدیریت خصوصی معیارهای امتیازدهی ۴ تجهیزات اندازه‌گیری و کنترلی عالی که عملکرد و ثبت داده صحیحی دارند ۳ تجهیزات اندازه گیری و کنترلی مناسب با عملکرد متوسط ۲- اندازه گیری آبدهی و حجم ضعیف اما کاربردی ۱- اندازه گیری مناسب آبدهی اما حجمی ضعیف *- بدون اندازه گیری (آبدهی یا حجم) ۴ تناوب. آبدهی و مدت‌زمان بدون محدودیت اما معین‌شده توسط آب‌بران برای چند روز ۳- تناوب. آبدهی و مدت‌زمان ثابت اما معین‌شده ۲- تحویل چرخشی اما با توجه به نیازهای محصول ۱- تحویل چرخشی اما بدون برنامه‌رپزی مشخص *- بدون قاعده ۴ تناوب. آبدهی و مدت‌زمان آب‌رسانی همواره طبق برنامه معین‌شده صورت می‌گیرد؛ حجم مشخص ۳- آبدهی و مدت‌زمان آب‌رسانی مطمئن اما گاهی با چند روز تاخیر؛ حجم مشخص ۳ آب به‌مقدار مناسب و در حدود زمانی مورد نیاز تحویل می‌شود؛ حجم مشخص‌نیست ۱- حجم مشخص‌نیست؛ تحویل تاحدی نامطمئن اما کم‌تر از ۵۰ درصد مواقع *- تناوب. آبدهی و مدت‌زمان آب‌رسانی بیش‌تر از ۵۰ درصد مواقع نامطمئن؛ حجم مشخص‌نیست ۴ بهره‌مندی تمام مزارع در سراسر طرح و درون واحدهای آبیاری. از خدمات تحویل آب یکسان ۳- دریافت متناسب آب در محدوده‌های طرح. اما خدمات نابرابر درون یک محدوده ۲- دریافت آب در محدوده‌های طرح تا حدودی متفاوت (ناخواسته). اما خدمات برابر درون هر محدوده ۱ نابرابری متوسط بین و درون محدوده‌ها *- تفاوت بیش‌تر از ۵۰ درصد در سراسر طرح با گستردگی نسبتا زیاد ر مدرن‌سازی با نگرش خودکارسازی سامانه رهنمون کلی, برای فرایند مدرن‌سازی پیشنهاد می‌شوند: ی خدمات برای ذی‌نفعان؛ به منظور بهبود کنترل در بهره‌برداری» مدیریت پروژه ب ری از شبکه داشته باشد. برای این منظور اختلاف بین مطلوبیت شرایط «واقعی زان «اظهارشده» آن. توسط مدیران باید مشخص‌شود و باید حتی‌المقدور کاه نگرش خدمت‌رسانی توسط تمام کارکنان پروژه؛ این نگرش باید در تمامی سطو- پذیرش این نگرش به یک‌باره حاصل نمی‌شود. اما مفاهیم مدرن‌سازی ریشه در | نلاش برای مدرن‌سازی طرح‌هاء بازدهی کمی خواهد داشت. - ۹4 ۰ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - مفاهیمء محدودیت‌ها و فرایندها ی کلی مدرن‌سازی و خودکارسازی ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ ۳۷ ۳- آموزش کارکنان با هدف بهره‌برداری خدمت محور؛ دستورالعمل‌هایی که به اپراتورها داده می‌شود. باید به دقت بررسی شود و اگر با اهداف بهره‌برداری هماهنگ نیستند. اصلاح شوند. اگرچه این سه مورد اول, ساده به‌نظر می‌آیند. اما تحقق آن‌ها سخت‌تر از موارد دیگر است و اگر این سه مورد محقق مراحل بعدی تاحدودی به ترتیب ارائه شده برای ارتقای کنترل شبکه هستند: ۴- شناخت شرایبطی که منجر به ارائه خدمات تحویل آب ضعیف در طرح می‌شود؛ افراد کارشناس می‌توانند به سرعت پروژه را ارزیابی کرده و با پیشینه خود. سریعا دلایل علت و معلولی و سطح مشکلات خدمات تحویل ۵- انتخاب یک راهبرد بهره‌برداری مناسب برای شکه؛ این مورد در بخش بعدی (۶-۲) مفصل بررسی خواهد ۶- بهبود ارتباطات در تمامی سطوح؛ پایین‌ترین سطح این ارتباطات. بین انسان با انسان و معمولا با استفاده از سامانه رادیویی و تلفن همراه است. در شرایط خودکار این ارتباطات شکل بسیار مطلوبی پیدا می‌کند. ۷- بهبود قابلیت جابه‌جایی کار کنان؛ به طورکلی» یک مجموعه کوچک با توان جابه‌جایی زیاد. کارآأمدتر از یک مجموعه بزرگ و نسبتا ساکن است. به‌کارگیری یک سامانه اسکادا در ارتقای قابلیت جابه‌جایی کارکنان بسیار موثر است. چراکه به اپراتورها اجازه می‌دهد تا بدون رفت و آمد به نقاط مختلف و از راه‌دور تغییرات را مشاهده کرده و وضعیت دریجه‌ها را درصورت نیاز تغییر دهند. ۸- فراهم‌کردن امکان کنترل آبدهی دقیق و اندازه‌گیری در ورودی‌ها و انشعاب‌ها؛ باید توجه‌شود که «اندازه گیری» و «کنترل» دو مفهوم متفاوتند و هردوی آن‌ها در مدرن‌سازی الزامی به شمار می‌روند. انواع زیادی از ترکیب سازه‌ها و روش‌ها وجود دارد که امکان کنترل/ اندازه‌گیری دقیق و سریع آبدهی را فراهم می‌کند. اندازه‌گیری و کنترل آبدهی در ورودی کانال‌ها و خطوط انتقال تحت‌فشار و همچنین در نقاط تحویل ضروری است؛ که نبود یا اشکال در اندازه گیری. یکی از نقاط ضعف در اکثر طرح‌های آبیاری محسوب می‌شود. ۹ احداث محل‌های بازچرخانی / مخازن تنظیمی در کانال‌های انتقال؛ با توجه به زمان‌های طولانی انتقال موج! در کانال, مسایل مرتبط با اندازه‌گیری و کنترل آبدهی و ضرورت انعطاف‌پذیری در تحویل آب. استفاده از ۱-1۳۵ ۷۷۵۷۵ 17۵۷6 5 -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۸ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی مخازن تنظیمی در کانال‌های اصلی با قابلیت ذخیره و تنظیم مجدد آب. بسیار کاربردی و معمول است؛ اگرچه این روش همیشه یک گزینه قابل اجرا نیست. ۰- بهبود کنترل تراز سطح آب در سرتاسر شبکه؛ اگر در ورودی (تاسیسات آبگیری)» آبدهی کنترل شود هدف در سازه‌های آب‌بند پایین‌دست. حفظ تراز نسبی آب در یک مقدار مشخص خواهد بود تا مقدار آبدهی در آبگیرهای ثقلی با زمان تغییر نکند و به این ترتیب. دیواره‌های کانال‌ها دچار آسیب نشوند. با سازه‌های مناسب در سامانه, این کار به آسانی ممکن است. ۱- سازماندهی مجدد روند سفارش و توزیع آب؛ در اکثر پروژه‌های مدرن» یک گروه مسوول بهره‌برداری از کانال اصلی» گروه دیگر مسوول بهره‌برداری از کانال درجه دوم است. برای رسیدن به یک نگرش درست از خدمت‌رسانی. در بیش‌تر موارد. سازماندهی مجدد اپراتورها لازم است. برای حفظ این نگرش, باید در بیش‌تر پروژه‌ها در فرایند دریافت تقاضای آب از کشاورزان و پاسخ به این درخواست‌ها تجدیدنظر شود. ضروری است. از نرم‌افزارهای مناسب برای کمک به ساماندهی روزانه سفارشات آب توسط کشاورزان استفاده شود که از طریق وب یا از طریق تماس تلفنی با یک دفتر مرکزی انجام می‌شود. 7۲ فراهم‌کردن امکان کنترل از راه‌دور میزان آبدهی در موقعیت‌های مهم؛ این موقعیت‌ها عبارتند از ورودی (تاسیسات آبگیری) کانال یا لوله اصلیء ورودی‌های آبگیرهای واحد زراعی از شبکه اصلی. امکان کنترل از راه‌دور توسط یک فرد (دستی) نیاز به یک سامانه اسکاداء در کنار کنترلگرهای منطقی برنامه‌پذیر (۳16) و واحدهای پایانه راه‌دور ([71) در محل‌های مورد نظرء دارد (اطلاعات تکمیلی در فصل‌های آتی ارائه شده است). ۳- ایجاد امکانات جلوگیری از هرزرفت آب و ثبت مقدار آن؛ این امکانات در مخازن تنظیمی و انتهای شبکه در مورد پوشش و نگهداری و تعمیر تجهیزات کانال‌هاء شکی نیست که نگهداری و تعمیر مناسبی باید انجام گیرد. همچنین, پوشش کانال می‌تواند نشت آب و مقدار نگهداری و تعمیر را کاهش دهد و موجب پایداری مقطع کانال شود. البته پوشش و نگهداری کانال‌ها برای چندین دهه مورد بحث بوده است. اما هزینه فراوانی که برای پوشش کانال‌ها صرف‌شده. به طور کلی افزایش قابل توجهی در خدمات تحویل آب به آب‌بران, که به‌شدت برای رفع کمبود مواد غذایی مورد نیاز است. نداشته است. در عمل. پوشش بتنی کانال‌ها (اغلب به دلیل طراحی و اجرای نادرست) به‌تدریج از بین‌رفته و به پوشش‌دهی مجدد نیاز دارد که یک چرخه معیوب نوسازی و تخریب را می‌سازد. موارد ۴ تا ۱۳ فوق‌الذکر. بیان‌گر فاصله گرفتن از تفکر سنتی عمرانی با تکیه بر کارهای بتنی و تمرکز بر روش‌های بهره‌برداری است. این ۱۳ مورد ذکر شده با این فرض ارائه می‌شود که پروژه بدون خودکارسازی بوده و از کنترل بالادست متداول استفاده می‌کند. اغلب بهتر است که تمام یا برخی از ۱۳ مورد ارائه شده. قبل از انجام خودکارسازی سراسری شبکه. اجرا -------- صفحهٔ بعد -------- فصل‌های این راهنما بر کنترل پیچیده‌تر خودکار متمرکز می‌شود تا امکان رسیدن به سطوح بالاتر بهره‌برداری و خدمات در پروژه‌های آبیاری را نسبت به شبکه‌های کاملا دستی فراهم‌کنند. با این‌حال. شکی نیست که روش‌های کنترل خودکار (مبتنی بر 111/۳16 1)» نیازمند بودجه‌های قابل توجه سالانه و مهارت‌های فنی لازم برای بهره‌برداری و نگهداری این نوع تجهیزات الکترونیکی است. بنابراین برای ایجاد مهارت‌های لازم. کنترل بالادست مدرن اما دستی با برخی از فناوری‌های پیشرفته و با استفاده از مراحل سیزده‌گانه ارائه شده در بالاء اجازه می‌دهد که در شبکه با یک رویکرد افزایشی, گام‌به‌گام و یک‌پارچه. «اصول و مبانی» پیش از بهره‌برداری تمام خودکار نهادینه گردد و امکان موفقیت طرح با حداقل اشتباه و خطا انجام پذیرد. مقوله «راهبرد بهره‌برداری از شبکه‌های آبیاری» به یک نقشه و برنامه. در چگونگی تحویل آب به آب‌بران و نحوه کنترل عمق آب و آبدهی در طول یک شبکه به صورت لحظه به لحظه (آنی) اشاره دارد که شامل دو جنبه مهم کنترل آب است: ۱- نحوه تحویل آب (تعیین زمان‌بندی و مقدار آب تحویلی به آب‌بران)؛ سامانه‌های غیرمنعطف در ابتدای فصل آبیاری دارای یک برنامه زمانی از پیش‌تعریف شده هستند. درحالی که در سامانه‌های منعطف. امکان تغییر در تقاضای کشاورزان. در برخی موارد وجود دارد. با توجه به تاخیر زمانی جریان آب تا مقصد و اطمینان از عدم مناسب و کافی هستند. قابلیت شبکه در عکس‌العمل به تغییرات (برای مثال قطع دیرتر یا زودتر یا تغییر در آبدهی) به طراحی فیزیکی کانال, ظرفیت‌های سامانه کنترلی و سیاست‌های آن شبکه بستگی دارد. ۲- راهبردهای کنترلی؛ یک طراح نه تنها باید جایگاه و دلیل جانمایی هر یک از کنترل‌ها را مشخص‌کند. بلکه باید شناخت کاملی از اثرگذاری این شکل از طراحیء روی مدیریت و ارائه خدمات تحویل آب داشته باشد؛ که شامل ادبیات رایج در مراجع معمولا شامل «کنترل بالادست» و «کنترل پایین‌دست» می‌شود که عموما تنها به اعمال کنترل سطح آب اطلاق می‌شود. فرایند بازکردن زودتر آب. برای دردست بودن آب در پایین‌دست به منظور تامین آب. |- ۳۵۵0-۳۵۲۷۵۲۵ )۵1۲۵[ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۰ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی در اوایل خودکارسازی کانال‌ها در کشورهای توسعه‌یافته. نگاه طراحان به یک شبکه. به شکل یک سامانه شاخه شاخه و پیچیده بود. با تکامل دانش خودکارسازی, یک توصیف ساده‌ترء توسط بسیاری از طراحان موفق پذیرفته شد. در نگرش ساده‌ترء یک کانال با کنترل بالادست. دارای کنترل آبدهی در ورودی اصلی (تاسیسات آبگیری)» ورودی کانال‌های جانبی و کنترل ثابت تراز آب در بالادست هر آبگیر در سرتاسر کانال است. از اهداف اصلی کنترل بهترء کنترل دقیق آبدهی در هر نقطه تحویل (آبگیر) است. به‌علاوه, انتظار می‌رود که مجموع آبدهی آبگیرهای پایین‌دست. با آبدهی در تاسیسات ابگیری کانال یکسان باشد. خودکارسازی شامل کنترل تراز آب درون کانال‌های انتقال و توزیع و در برخی موارد کنترل خودکار آبدهی در آبگیرهای تحویل آب است. زیاد یا کم بودن مقدار آب در انتهای کانالء یکی از مشکلات این سامانه‌ها است. چرا که. تقریبا فراهم کردن آبدهی مورد نیاز در یک کانال, هم‌زمان با ثابت نگه‌داشتن تراز آب بدون اخلال در ابدهی در انتهای کانال غیرممکن است. کنترل پایین‌دست. به‌عنوان یک روش کاملا خودکار کنترلی تراز آب در کانال‌ها معرفی شد. در شکل ابتدایی این روش, هر تنظیم‌کننده عرضی, تنها مقدار آبدهی لازم برای حفظ تراز سطح آب تعیین‌شده در پایین‌دست را عبور می‌دهد؛ با این منظر که دیگر در انتهای کانال مشکلی به وجود نمی‌آید و به دلیل کنترل خودکار در هرنقطه با توجه به مصرف پایین‌دست. از مقدار ارتباطات می‌توان کاست. در ابتدا از دریجه‌های ساده هیدرولیکی استفاده می‌شد. اما در طراحی‌های جدیدتر و نوین» در برخی موارد از انواع دریجه‌های خودکار رایانه‌ای استفاده می‌شود. این سامانه‌هاء پیجیده بوده و از جهاتی نسبت به کنترل بالادست دارای مخاطرات بیش‌تری هستند؛ چراکه در این روش «جریان داخل کانال» کنترل می‌شود و درصورت بروز مشکل در یکی از اجزاء ممکن است دریچه ورودی کانال (تاسیسات آبگیری) به طور کامل باز یا بسته شود. مگر در صورتی که محافظ‌های (پادمان‌ها) لازم لحاظ شده باشد. به همین دلیل در اولین اقدامات خودکارسازی» بهتر است از روش کنترل پایین‌دست استفاده نشود. هنگامی که در یک ناحیه. تجربه کافی در استفاده از سامانه‌های خودکار کسب شد. می‌توان مجموع مزایای کنترل پایین‌دست را بیش‌تر از مخاطرات آن دانست و از آن بهره برد. در سال‌های اخیرء با بازچرخانی هدفمند هرزآب‌ها و زهکش‌ها و برگشت آن به داخل شبکه آبیاری» کنترل آب در بعضی از سامانه‌ها بسیار ساده‌تر شده است. در این رویکرد. به‌جای تلاش برای رسیدن به مقدار عرضه و تقاضا در سرتاسر پروژه, آبدهی‌ها را می‌توان تقریبا به مقادیر مورد نیاز در بخش‌های بالایی پروژه نزدیک کرد. به این ترتیب. هرزاب‌ها در پایین‌دست جمع‌آوری می‌شود و اختلاف در آبدهی‌های درون کانال‌هاء. در مخازن تنظیمی نزدیک به انتهای کانال در پایین‌دست. مجددا تنظیم می‌شود. درنتیجه فرایند کنترل ساده‌تر شده و نسبت به کنترل پایین‌دست. مطمئن‌تر است. به این ترتیب» پایش سطح آب در مخازن تنظیمی, یک بازخورد ساده‌ای را فراهم می‌کند که با آن میزان مطابقت عرضه با تقاضا ارزیابی شود. قطعا مخازن تنظیمی, نیاز به زمین داشته و پرهزینه هستند؛ با این وجود. در صورت طراحی اصولی, این مخازن می‌توانند به عنوان ابزار ساده برای دستیابی به درجه بالایی از انعطاف‌پذیری در اختیار باشند. امروزه اکثر طرح‌های آبیاری که نیازمند نوسازی هستند. مستلزم استفاده از ترکیبی از راهبردهای کنترلی برای تطابق با محدودیت‌های فنی, فیزیکی و مدیریتی هستند. برای مثال, بهره‌برداری خودکار از یک کانال اصلی ممکن است -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - مفاهیم» محدودیت‌ها و فرایندها ی کلی مدرن‌سازی و خودکارسازی ۱۳۰۲/۰۵/۰۷ ۳۱ با یک نوع از کنترل بالادست (مثلا با عناصری از روش تحلیل پیش‌پینانه) انجام‌شود. یا گاهی اوقات کانال اصلی دارای شبکه بعد از مخزن باشد. به طور خلاصه. به ندرت ممکن است انتخاب یک روش کنترل در سرتاسر یک طرح آبیاری, بهترین طراحی باشد. بدیهی است. خودکارسازی رایانه‌ای در کانال‌های بزرگ مناسب است. چراکه هزینه یک کنترل‌کننده منطقی برنامه‌پذیر (۳16)» برنامه‌نویسی, مدل‌سازی, منبع تغذیه. عمل‌گر دریچه‌هاء ارتباطات رادیویی. حصارهای محافظت از خراب‌کاری و غیره, به ازای هر سازه. چه سامانه بزرگ یا کوچک باشد. تقریبا پکسان است. بنابراین. خودکارسازی رایانه‌ای اغلب در کانال‌های کوچک توجیه اقتصادی ندارد. ۶-۲-- مقایسه کنترل مرکزی. محلی و پراکنده بیش‌تر سامانه‌های کنترل مرکزی شناخته‌شده. در کانال‌های متوسط و بزرگ مانند کانال د پروانس در فرانسه. شبکه انتقال کالیفرنیا" یا پروژه کانال آریزونا مرکزی (۸۳۲) اجرا شده است. معمولا بهره‌برداری کانال‌های بزرگ. ساده‌تر از کانال‌های کوچک‌تر است. چراکه در کانال‌های کوچک نوسانات آبدهی بسیار زیاد و غیرمنتظره است. علاوه بر این کانال‌های بزرگ اغلب دارای مخازن بسیار بزرگ در پایانه‌های خود هستند و عمدتا شبکه انتقال هستند تا یک شبکه توزیع. همچنین در مواقعی ممکن است در کنترل این کانال‌ها از بازه‌های کانال به عنوان استخر ذخیره‌سازی موقت استفاده شود. اما در شرایط دیگرء کنترل پراکنده ترجیح داده می‌شود. برای انتخاب مناسب‌ترین روش کنترل در هنگام شالوده‌بندی و برنامه‌ریزی یک طرح کنترلی (چه مناسب‌ترین روش کنترل مرکزی باشد. چه کنترل پراکنده)» به یک فرایند انتخاب آگاهانه نیاز است. ۳-۶-۲ برنامه عکس‌العمل فوری و حفاظتی در شرایط اضطراری سوالی که در هنگام استفاده از تجهیزات الکترونیکی مطرح است. این است که در چه مدت و تناوبی این تجهیزات دچار مشکل می‌شوند؟ حس‌گرها و منبع تغذیه کنترل‌گرها می‌توانند خراب شوند. چراکه احتمال اصابت رعد و برق, خراب‌کاری, مشکل در ارتباطات. گیرکردن دریچه‌هاء. حتی مشکلاتی در منطق عملکرد. مانند حرکت دریچه در خلاف جهت مورد نظر نیز وجود دارد. 1 فامدازلت -۱ ۳۳۵۵۱ ۸۲۱/۵۵۵ م0 2 -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۲ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی بنابراین». ضروری است که هر سامانه خودکارء مرحله به مرحله عملیاتی شود و فرایندهایی در مورد چگونگی واکنش در شرایط اضطراری برای آن در نظرگرفته شود. به طورکلی, هر طرح خودکارسازی مبتنی بر ۳1۴ ابتدا باید به یک پایگاه مجهز اسکادا به همراه یک سامانه ارتباطی کامل بین این پایگاه و هر موقعیت کنترلی محلی در سامانه. مجهزشود. زمانی که سازه‌ها به‌تدریج خودکار شوند. عملکرد هر سازه را می‌توان بلافاصله از مرکز پایش کرد تا هر نوع مشکلی سریع مشخص و برطرف شود. بعد از راه‌اندازی اولیه. می‌توان سامانه اسکادا را برای نمایش اخطار در زمان بروز مشکل در کنترل آماده کرد. توصیه می‌شود که در تمام سازه‌های خودکار (برای اندازه‌گیری سطح آب. گشودگی دریچه یا آبدهی) از حس‌گرهایی با نوع متفاوت (مانند سطح‌سنج راداری و آلتراسونیک) استفاده شودء همجچنین ذخیره آن‌ها به تعداد لازم خریداری شده و در انبار نگهداری شود. اگر قرائت این حس‌گرها با یکدیگر تفاوت داشت. یک تکنسین را می‌توان برای تعیین این‌که کدام حس‌گر دچار مشکل شدهء فرستاد؛ این درحالی‌است که در طی مراحل تعمیر حس‌گر خراب. بهره‌برداری خودکار می‌تواند با استفاده از حس‌گر ذخیره ادامه یابد. در شرایط بحرانی مانند قطعی سراسری برق, باید واکنش هر یک از اجزای مختلف سامانه. افزون بر سامانه اسکاداء درنظر گرفته شود. امکان دارد در شرایطی مثلا از انرژی خورشیدی یا ژنراتورهای پشتیبان استفاده شود تا قطعی برق بر عملکرد دریجه‌ها تاثیری نداشته باشد. اما این احتمال زیاد است که تعداد زیادی از پمپ‌های آبیاری خاموش شوند و جریان در کانال به سرعت افزایش یا کاهش یابد. همچنین باید احتمال خرابی در خود سامانه کنترل را نیز درنظر گرفت. از این‌رو نیاز به سرریزهای اضطراری با خودکارسازی کانال کاهش نمی‌یابد و در واقعیت باید پذیرفت که. نیاز به آن‌ها افزایش یابد. سامانه‌های اعلام خطر و آژیر هشدار نیز در چنین شرایطی کاربرد دارند. ۳-۶-۲- توضیحی بر موفقیت‌های خودکارسازی موضعی و توسعه آن‌ها در طرح‌های متعددی در دنیاء کنترل تعداد زیادی از سازه‌ها با استفاده از ۳1۳ها یا تجهیزات الکترونیکی, خودکار شده‌اند که این سازه‌ها اکثرا منفرد و مجزا هستند و مستقل عمل می‌کنند. برای مثال, متداول‌ترین سازه برای خودکارسازی, تنظیم‌کننده ورودی کانال است که معمولا برای کنترل آبدهی و با استفاده از فناوری‌هایی که نتیجه هنگامی که طرح خودکارسازی برای بیش‌تر از سه دریچه سری, همراه با تغییرات شدید آبدهی لحاظ می‌شود. روش‌های خودکارسازی رایانه‌ای که تنها یک سری از اقدامات کنترلی ساده‌اند نمی‌توانند کنترل سریع و پایدار لازم را فراهم کند. در پروزژه‌های خودکارسازی شامل چندین سازه تنظیم. به یک رویکرد کاملا متفاوت در خودکارسازی کانال نیاز است. در این رویکرد باید ویژگی‌های منحصربه‌فرد هیدرولیکی هر بازه و تنظیم‌گرهای عرضی, به‌همراه تاثیر بین بازه‌ها و دریچه‌های مجاور مشخص شوند. از آنجاکه اکثر افراد با منطق کنترلی ساده به‌کاررفته در یک یا دو دریچه آشنا هستند. پذیرش این مساله که افزون‌بر منطق کنترل نوین» نیاز به واسنجی ثابت‌های دریچه‌های تنظیم با مدل‌سازی -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - مفاهیم» محدودیت‌ها و فرایندها ی کلی مدرن‌سازی و خودکارسازی ۱۳۰۲/۰۵/۰۷ ۳۳ جریان ناپایدار است. با مقاومت همراه می‌شود. این راهنما تلاش می‌کند تا در مورد اجزای مدرن کنترلی کانال‌ها شفافیت ایجادکند تا تصمیم‌های مناسب و بر پایه اطلاعات صحیح گرفته شود. ۷-۲- مواردی که استفاده از خودکارسازی مبتنی بر ۳1,6 توصیه نمی‌شود برای حصول موفقیت و رسیدن به مزایای مورد انتظار در طرح‌های خودکارسازی لازم است تا تمامی عوامل دخیل. متعهد و فعال باشند. این افراد شامل کلیه دستگاه‌های ذی‌نفع و ذی‌مدخل نیرو و کشاورزی. سازمان محیط‌زیست. هیات مدیره و مدیرعامل شرکت‌های تعاونی و عوامل تشکل‌های آب‌بران. مشاوران و سازندگان و پیمانکاران می‌شوند. حصول موفقیت نیاز به یک رویکرد تیمی دارد. اگرچه افزایش سطح خدمات به مصرف‌کنندگان آب که بهره‌وری عملیات کشاورزی آن‌ها را افزایش می‌دهد دارای مزایایی هست. اما مواردی وجود دارد که طرح‌های خودکارسازی مبتنی بر ۳1۳ کانال‌ها توصیه نمی‌شود یا حداقل باید به تعویق افتد. هر یک از موارد اخطاردهنده زیرء می‌تواند در بی‌اثر کردن یک طرح خودکارسازی کانال کافی باشد: ۱- مسوولین یک پروژه آبیاری به هر دلیلی تمایل نداشته یا متعهد به نگهداری و تعمیر از زیرساخت‌های شبکه آبیاری نیستند. که معمولا از طریق یک بازدید سریع در منطقه به‌وضوح مشخص است که نگهداری و تعمیر به شکل وسیعی به تعویق افتاده است. این نقص ناشی از عدم پاسخگویی و شفافیت مالی. عدم وجود یک برنامه ۲- بودجه برای پشتیبانی پایدار از پروژه خودکارسازی ناکافی باشد. ۳ برای طراحی و اجرای یک طرح خودکارسازی بزرگ در مدت زمانی کوتاه تعجیل وجود داشته باشد. درحالی که کار کنان پروژه تجربه کافی در مسایل مدرن‌سازی, اسکادا و تجهیزات خودکارسازی نداشته باشند. ۴ کارکنان پروژه واجد شرایط بهره‌برداری و نگهداری از تجهیزات نیستند و مقامات پروژه پیش از شروع بهره‌برداری تمایلی به صرف وقت و هزینه کافی برای آموزش صحیح کارمندان ندارند. ۵- قبل از اجرای خودکارسازی, در تهیه تعداد لازم و کافی از تجهیزات تشخیص خطای الکترونیکی و قطعات ۶ از مدرن‌سازی و خودکارسازی, انتظارات غیرواقعی در صرفه‌جویی از آب و بهره‌برداری سهل و آسان وجود ۷ کارکنان پروژه آبیاری, انتظار گردش مالی بالایی داشته باشند. ۸- یک شرح وظایف شفاف و مترقی از مسوولیت‌ها بین طراحان سازندگان, اپراتورهاء اسکادا و دیگران تعریف -٩‏ مدیران طرح آبیاری درخواست استفاده ازع]۲ها و حس‌گرهای ارزان. بدون توجه به مشخصات و ظرفیت‌های لازم را داشته باشند. -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۴ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی ۰- درک روشنی از وقوع ناگزیر مشکلات هنگام اجرا وجود نداشته باشد. ۱- مدیران پروژه تمایل داشته باشند تا حس گرها و عمل‌گرهای خود را ابداع کرده. توسعه‌دهند یا بسازند. ۲۳- شرکت‌ها یا سازمان‌های مجرب بهره‌بردار شبکه در منطقه حضور نداشته و امکان آموزش تشکل‌ها در زمان کوتاه وجود ندارد. ۳- هدف تعریف‌شده و مشخص در بهره‌برداری از مدرن‌سازی و خودکارسازی شبکه وجود ندارد. ۴- مشارکت فعال کشاورزان و ذی‌نفعان در بحث‌های اولیه و ادامه آن‌ها و تدوین طرح خودکارسازی در تمام جلسات برنامه‌ریزی و طراحی که محدود به طراحان و مقامات سطح بالا و اقتصاددانان پروژه‌های آبیاری شود. وجود نداشته ۵- طراحان در طراحی شبکه‌های آبیاری مدرن کم تجربه یا بی‌تجربه باشند. ۶- تولیدکنندگان سخت‌افزارهاء سامانه را تنها مطابق سخت‌افزارهای موجود و دردسترس طراحی کنند و نه نیازهای طرح. خودکارسازی موفق مبتنی بر لا" یک فرایند پیچیده و گران است و به تجهیزات و تعمیر و نگهداری بسیارخوب نیازدارد. این فرایند مستلزم کارسخت. توجه دائمی به جزئیات و واکنش سریع در زمان بروز مشکل است. در حقیقت هیچ میان‌بری برای موفقیت در این فرایند وجود ندارد. برای موفقیت, باید این مسایل برای همه از پیش روشن باشد و بودجه کافی فراهم شود. در جواب به این سوال «که اساسا چرا باید خودکارسازی مبتنی بر ]۳ انجام شود؟» تنها می‌توان گفت که پاسخ آن پیچیده است. اگر اهداف مشابه را بتوان به‌روش‌های کنترلی ساده‌تری به‌دست آورد.ء باید از آن روش‌های ساده‌تر استفاده کرد. با این‌حال, با پیچیده‌تر شدن کنترل آب و برای رسیدن به انعطاف‌پذیری بیش‌تر در شبکه. معمولا لازم می‌شود تا از برخی جنبه‌های خودکارسازی مبتنی بر ل]۳ در محل‌هایی از سامانه کنترلی استفاده شود. در مواردی که سامانه کنترلی بزرگ و پیچیده می‌شود. تعداد این نقاط کنترلی نیز می‌تواند تا حد قابل توجهی افزایش یابد. اما همواره باید این نکته را به‌یاد داشت که خودکارسازی مبتنی بر ]۳ یا هر نوعی از خودکارسازی هدف نیست. به طور کلی اهداف عبارتند از بهبود خدمات تحویل آب. حفاظت از محیط زیست و بهبود بهره‌وری در انتقال آب. در برخی موارد. هدف اصلی خودکارسازی, کاهش وابستگی به نیروی کار است. طیف وسیعی از ابزارهای خودکارسازی به عنوان گزینه‌هایی برای کمک به انجام این اهداف در دسترس هستند. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ۳ عوامل و اجزای تاثیرگذار در بهره‌برداری خودکار شبکه‌های آبباری -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - عوامل و اجزای تاثیرگذار در بهره‌برداری خودکار شبکه‌های آبیاری ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ ۳۷ ۱-۳- کلیات برای خودکارسازی سامانه‌های آبیاری ثقلی و تحت‌فشار موجود. تمرکز بیش‌تر روی چگونگی ارتقای کنترل (شامل تجهیزات اندازه گیری, ارتباطی و روش‌های کنترلی) در آن‌ها خواهد بود تا طراحی و ساخت یک شبکه کاملا جدیدی از کانال‌ها و لوله‌ها. با این‌حال در مواردی نیز باید بین خودکارسازی الکترونیکی سازه‌های موجود یا ساخت سازه‌های جدید درون و خارج از شبکه. تصمیم‌گیری شود. در سطح جهانی با وجود مزایا و معایب برای این راهکارهاء هر دو رویکرد در موارد زیر خلاصه می‌شود: - نصب موتورها و عمل‌گرها روی تنظیم‌کننده‌های عرضی (سازه‌های تنظیم) و دریچه‌های کنترل جریان دستی - تجهیز الکتروپمپ‌های تک سرعته به درایورهای فرکانس متغیر برای توان‌های کم و تعویض الکتروموتورهای با توان زیاد برای امکان استفاده از درایور - اصلاح و بهبود پوشش کانال‌ها در موارد ضروری - تعویض سازه‌های تنظیم قدیمی موجود با دریچه‌هایی سازگار با خودکارسازی - تعویض تیرک‌های آب بند" فاقد کارایی لازم با دریجه‌های کشویی با بازشدگی مناسب - نصب تجهیزات جدید کنترل‌کننده و اندازه گیری در آبگیرها - نصب تجهیزات اندازه گیری و کنترلی ارتقا یافته در کانال‌ها - تجهیز شیرهای کنترلی به عمل‌گرهای برقی قابل کنترل در سامانه خودکار (شبکه تحت‌فشار) - تجهیز سیستم‌های اندازه‌گیری آبدهی و فشار به سیستم برقی سازگار با پایش از راه‌دور (شبکه تحت‌فشار) سازه‌های کنترلی در مسیر کانال, معمولا «تنظیم کننده‌های عرضی "» یا «سازه‌های تنظیم "» نیز نامیده می‌شوند. این تنظیم کننده‌های عرضی, با استفاده از یکی از منطق‌های کنترلی موجود. معمولا برای ثابت نگه‌داشتن سطح آب در مقدار مشابه تنظیم‌کننده‌های عرضی باشند. برای کنترل آبدهی در ورودی کانال یا کنترل آبدهی در نقاط توزیع لازم هستند. 5] 5۱0۳ -| 5 م00 -2 ل60 )6 -3 -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۸ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی در شبکه‌های آبیاری و زهکشی کشورء زیرساخت‌های فیزیکی موجود در طرح‌های مختلف یکسان نبوده و بین آن‌ها تفاوت‌هایی وجود دارد. طراحی‌های انجام شده ۳ دردست انجام. معمولا بر پایه یکی از دو رویکرد زیر بوده است: الف - دستورالعمل طراحی دفتر آبادانی ایالات متحده (1:51313) دستورالعمل طراحی دفتر آبادانی ایالات متحده (75114]) برای تنظیم‌کننده‌های سطح آب در کانال‌های شبکه اصلی بر دریچه‌های قطاعی و آبگیرهای روزنه‌ای کنترل‌شونده دستی تاکید دارد. این آبگیرهای روزنه‌ای براساس روزنه با بار آبی ثابت (۴1]0). که در آن کنترل و اندازه‌گیری آبدهی یک‌جا است (شبکه آبیاری درودزن و شبکه آبیاری زرینه‌رود)» یا یک روزنه کنترل‌کننده جریان همراه با یک پارشال فلوم (شبکه آبیاری دز) یا سرریز در پایین‌دست آن برای اندازه‌گیری آبدهی بوده است. باید توجه داشت که در این دستورالعمل‌ها «کنترل آبدهی» به هیچ‌گونه روش خودکاری اشاره ندارد و تنها به وسیله‌ای برای رسیدن به یک آبدهی مورد نظر عمل می‌کند. ب- طراحی هیدرولیکی فرانسوی در این طراحی‌ها از دریچه‌های هیدرومکانیکی مانند آمیل ‏ آویس " آویو یا سرریزهای لبه طولانی برای کنترل سطح آب در کانال‌ها استفاده می‌شود. طراحی آبگیرها معمولا به صورت «مدول‌های توزیعی *» (دریچه‌های نیرپیک) صورت می‌گیرد. یکی دیگر از مشخصه‌های متداول در برخی از این طراحی‌هاء استفاده از کانالت‌هاء به‌شکل مقاطع نیم‌لوله مستقر در ارتفاعی از سطح زمین بر روی زین و پایه است. (شبکه آبیاری سفیدرود و دشت قزوین و ...) این نوع طراحی ۲-۳- سامانه‌های انتقال, توزیع و کنترل آب در شبکه آبیاری در خودکارسازی شبکه‌هاء یک شیوه بهینه خودکارسازی که بتوان بهترین شیوه قابل توصیه نامید. وجود ندارد. نوع خودکارسازی عملی و ممکن برای یک شبکه. به خصوصیات فیزیکی موجود آن بستگی دارد. در ادامه مثال‌هایی از آن [- ):0 ۹۱۵۱ ۲1000 )(۳1[0 2- ۸۱/[[ 3- 5 4- ۸۲/10 5- 1۹۳۱۵۲ ۷10 [0 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - عوامل و اجزای تاثیرگذار در بهره‌برداری خودکار شبکه‌های آبیاری ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ ۳۹ - برخی از سامانه‌های انتقال و توزیع تنها شامل یک کانال انتقال و یک منبع به همراه شاخه‌هایی هستند که آب را به پایین‌دست هدایت می‌کنند. اما سامانه‌های دیگری نیز می‌توانند وجود داشته باشند که دارای منابع آبی متنوع و به تعبیری شرایط پیچیده‌ای هستند. مانند: * سامانه‌های آبیاری تلفیقی"؛ طرح‌های استفاده تلفیقی, از منابع سطحی و زیرزمینی (چاه‌ها) به صورت هم‌زمان بهره‌برداری می‌کنند. از آب چاه‌ها ممکن است برای انعطاف‌پذیری بیش‌تر (بسیار نادر) یا برای تامین آب اضافه طی فصل‌های پیک مصرف (استفاده معمول‌تر) بهره‌برداری شود. پمپاژ از چاه‌ها. ممکن است آب را به‌طور مستقیم به کانال‌های درون شبکه تحت کنترل مدیریت شبکه. انتقال دهند یا در پایین‌دست این کانال‌هاء مستقیم به دست آب‌بران و کشاورزان برسانند. * سامانه‌های بازچرخانی آب؛ در شبکه‌های آبیاری شالیزارها در ایران (بیش‌تر در شمال کشور) روش آبیاری غرقابی و تحویل, دائمی است. در این شبکه‌ها معمولا منبع آب. رودخانه‌های منشا گرفته از کوهستان یا شکل گرفته در دشت و با ترکیبی از آب با کیفیت و زه‌آب با شرایط کیفی متفاوت. مانند شبکه‌های مدرن و سنتی مازندران و گیلان است. در برخی از پروژه‌های مناطق خشک. آب حاصل از فرونشت آب از بدنه کانال‌ها و انهار سنتی. آب‌های خروجی از مزارع و هدررفت آب‌های ناشی از بهره‌برداری نامناسب کانال‌هاء دوباره به چرخه انتقال آب هدایت می‌شوند و مورد استفاده قرار می‌گیرند (مانند شبکه‌های آبیاری خوزستان). البته در مورد استفاده مجدد از این آب‌های کم‌کیفیت که می‌تواند به مشکلات شوری منجر شود و چگونگی واردکردن این جریان‌های متغیر حاصل از زهکشی اراضی بالادست به سامانه انتقال و توزیع آب آبیاری, تمهیداتی لازم و ضروری است. * منابع سطحی چندگانه؛ معمولا در سامانه‌های آبیاری» جریان‌های ورودی کنترل‌شده و کنترل‌نشده سطحی در نقاط مختلف وجود دارد. مثلا در شرایطی که آبگیری شبکه. در فاصله‌ای از مخزن ذخیره آب قرار داشته باشد و حوضه میانی نیز جریان پایه متغیری را شامل شود یا آب برگشتی شبکه‌های بالادست به حوضه میانی یا مستقیم به بدنه شبکه وارد شود. آبدهی متغیر می‌شود. بدین‌جهت یک راه‌کار کنترلی که در یک سامانه ساده کانال شاخه‌ای به خوبی عمل می‌کند. در این شرایط درست عمل نمی‌کند. * برخی از سامانه‌هاء فاقد مصرف‌کننده کشاورزی و صنعتی در پایین‌دست بوده و پساب و زهکشی آن‌ها به دریاء دریاچه. تالاب یا منابع شور دیگر ختم می‌شوند که ازجمله آن‌ها شبکه آبیاری آبادان - خرمشهر از 8 ع۵6 00۷۵ -| -------- صفحهٔ بعد -------- ۴۰ 0۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی و تعیین محل مصرف آن‌ها باید بررسی گردد. * بر خلاف حالت قبل سامانه‌هایی وجود دارند که شبکه‌های آبیاری متعددی در پایین‌دست آن‌ها قرار زیست وجود نداشته باشد و اگر آب بازگشتی به رودخانه در انتهای سامانه نیز دارای کیفیت بالایی باشد. امکان ارائه خدمات تحویل آب انعطاف‌پذیر به آب‌بران به سادگی از طریق هدایت آب بیش‌تر از نیاز به شبکه انتقال, فراهم می‌شود و مقدار آب اضافی برای استفاده در پایین‌دست شبکه به رودخانه بازمی گردد. شبکه‌های آبیاری واقع در خوزستان بیش‌تر در چنین شرایطی بوده‌اند و آب برگشتی غیرقابل کنترل یا آب مازاد شبانه به دلیل مشکلات کار یا امتناع کشاورزان از آبیاری شبانه. به رودخانه‌های شاوور و دز بر می‌گردد. - در کانال‌هایی با شیب تندء روش‌های کنترلی کم‌تری نسبت به کانال‌های با شیب کم قابل استفاده هستند. - مقدار رسوب در آب. می‌تواند بر روی کم‌ترین سرعت مجاز کانال تاثیرگذار شود. در سرعت‌های کم. ذرات مواد معلق از آب جداشده و کانال‌ها و لوله‌ها را مسدود می‌کند. یک طراحی که آب انعطاف پذیر را با سطح ثابت آب در کانال‌ها فراهم می‌کند. می‌تواند منجر به مشکلات جدی رسوب‌گذاری شود. در برخی از پروژه‌هاء کانال‌هایی با سرعت‌های جریان کم در مسیرهای طولانی ساخته شده‌است که در آن‌ها ماسه و گل و لای رسوب کرده و سپس لایروبی شده‌اند. در برخی از پروژه‌هاء در ورودی شبکه حوضچه‌های رسوب‌گیر ساخته شده است. - دسترسی به مخازن آبی» یک مساله کلیدی در خودکارسازی محسوب می‌شود. در بیش‌تر بحث‌های مربوط به خودکارسازی کانال, وجود منبع آب انعطاف پذیرء یک پیش‌فرض اولیه است. به عبارتی جریان ورودی به وجود داشته باشد یا اندازه انشعاب کانال نسبت به آبدهی پایه رودخانه کوچک باشد. اما در برخی از پروژه‌ها هیچ مخزنی در رودخانه وجود ندارد. در این حالت شبکه آبیاری منشعب از رودخانه, وابسته به رژیم طبیعصی رودخانه بوده که در آن میزان آب انشعابی در شبکه آبیاری, متناسب با تغییرات جریان رودخانه. تغییر می‌کند. در چنین مواردی رعایت نظام حقابه‌بری در طول رودخانه برای روستاها و دیگر ذی‌نفعان پایین‌دست الزامی است. دراین شرایط. زمان‌بندی در دسترس قرارگرفتن مقدار آبدهی در کانال, ممکن است هیچ با نظامات حقابه‌بری حاکم و رعایت قوانین و اسناد بالادست آب انجام شود و امکان این که برحسب تقاضا آب -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - عوامل و اجزای تاثیرگذار در بهره‌برداری خودکار شبکه‌های آبیاری ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ ۴۱ تونل‌های انتقال آب. فلوم‌هاء مسیرهای عبور از جاده و غیره ایجاد می‌شود. ۱-۲-۳ انواع سازه‌های کنترل با معیارهای متفاوتی می‌توان سازه‌های کنترل (تنظیم‌کننده‌های عرضی) و دیگر دریچه‌های کنترلی را دسته‌بندی کرد. این معیارها عبارتند از: - نوع سامانه کنترل سازه در یک شبکه آبیاری (کنترل سطح بالادست یا پایین‌دست) - نحوه عبور جریان از سازه (روگذر یا زیرگذر) - مکانیزم حرکت در سازه (مکانیکی, فعال‌شونده با عمل‌گر الکتریکی, دریچه‌های هیدرولیکی, سازه‌های ثابت) - حساسیت به غرقاب شدن با توجه به مشخصات هیدرولیکی سازه‌های کنترل, برخی از این سازه‌ها برای اندازه گیری آبدهی نیز استفاده می‌شوند. برای خودکارسازی. اغلب ارائه شکلی از معادلات آبدهی که ارتباط میان متغیرهای مورد نظر (مانند سطح آب. موقعیت دریچه یا آبدهی) را بیان کنند. ضروری است. در ادامه برخی از این روابط ساده ذکر می‌شود. در این راهنما به جزئیات واسنجی سازه‌ها به منظور اندازه‌گیری پرداخته نمی‌شود. برای اطلاعات بیش‌تر به ضابطه ۸۳۳ سازمان برنامه و بودجه کشور با عنوان «ضوابط انتخاب و بهره‌برداری از تجهیزات اندازه‌گیری آب در شبکه‌های آبیاری و زهکشی» مراجعه شود. در سامانه‌های خودکارء اکثر سازه‌های کنترل عرضی در کانال‌هاء مناسب کنترل سطح آب یا تغییر آبدهی هستند و برای اندازه گیری دقیق طراحی نشده‌اند. هیدرولیک دریچه‌های زیرگذر (روزنه‌ها) و دریچه‌های روگذر (سرریزها) در ادامه توضیح داده شده است. با در نظر داشتن اهداف این فصل, موارد زیر نکات اصلی هستند: - برای یک روزنه. آبدهی (0) با مجذور اختلاف بار آبی (۸11) در طول روزنه متناسب است. 2 - برای یک سرریز مستطیلی, آبدهی (0)) با بار آبی بالادست عبوری از روی لبه سرریز (1]) با توان ۱/۵ متناسب 5 - لب و0 - - مساحت جریان عبوری از روی لبه سرریز با افزایش بار آبی (۲1) افزایش می‌یابد. اما مساحت جریان در یک روزنه با افزایش بار آبی. تغییر نمی‌کند. بنابراین در میزان مشخص و ثابت تغییرات بار آبی در بالادست. درصد تغییر آبدهی در طول سرریزء به مراتب بیش‌تر از یک روزنه خواهد بود. با توجه به توضیح اخیرء چند اصل پایه‌ای برای سازه‌های کنترل در شبکه‌هایی که دستی بهره‌برداری می‌شوند وجود دارد: -------- صفحهٔ بعد -------- ۴۲ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی - روزنه‌ها برای کنترل آبدهی بهتر از سرریزها هستند. - سرریزها برای کنترل سطح آب مناسب‌تر از روزنه‌ها هستند. - درصورتی که یک سرریز به مقدار لازم طولانی باشد. با مقدار مطلق تغییرات کم آاء تغییر نسبی بزرگ آبدهی عبوری از سرریز رخ خواهد داد. ۲-۲-۳- سازه‌های کنترل و جانمایی آن برخی از سازه‌های کنترلی, ثابت و برخی متحرک هستند. در نوع متحرک سازهای کنترلی, میزان بازشدگی به‌صورت دستی یا به‌شکل خودکار انجام می‌گیرد. در خودکارسازی با استفاده از ]3710/۳ (کنترل گرهای برنامه‌پذیر منطقی و پایانه‌های راه‌دور)» زمان دقیق تنظیم (درصورت متحرک‌بودن)» مقدار حرکت در هر گام نوع متغیرها و قرائت‌هایی که اندازه گشودگی به آن وابسته است. همگی به نوع روش کنترلی اختیار شده بستگی دارد. برای مثال, در خودکارسازی شبکه. میزان گشودگی ممکن است بر مبنای نیاز به یکی از موارد زیر صورت گیرد: - ثابت نگه‌داشتن آبدهی در مقدار موردنظر, با استفاده از اندازه گیری آبدهی در بالادست یا پایین‌دست سازه تنظیم., توسط ابزار اندازه‌گیری یا توسط خود سازه خودکار - ثابت نگه‌داشتن تراز آب در بالادست سازه - ثابت نگه‌داشتن تراز آب در محلی در پایین‌دست سازه که ممکن است کیلومترها دورتر باشد. - تغییر مقدار آبدهی با این پیش‌بینی که در محل دیگری از سامانه آبیاری, نیاز به این تغییر آبدهی است. اساساء تحقق این اقدامات الزامات دیگری نیز دارد: در کانال‌هایی با شیب تند. بدون درنظر گرفتن شدت‌جریان, برای تحویل آب به آبگیرهاء نیاز به سازه‌های تنظیمی است تا تراز آب را به مقدار کافی بالا نگه‌دارد. در بیش‌تر کانال‌های طویل با شیب تند.ء در آبدهی‌های کم عمق آب کم و در آبدهی‌های بالاء عمق زیاد خواهد بود. در بیش‌تر روش‌های کنترلی (اما نه همه آن‌ها)» سازه‌های تنظیم. تراز آب کانال را صرف‌نظر از آبدهی کانال, بالا نگه می‌دارند. طراحی بسیاری از شبکه‌های روباز موجود به‌گونه‌ای است که بهره‌برداری با شدت جریان‌های بالا صورت‌گیرد. در نتیجه تراز آب در این شبکه‌ها تا حدی بالا است. درصورتی که در این کانال‌ها تغییری در بهره‌برداری ایجاد شود. برای مثال کاهش برداشت آب در مقطع خاصی از سال, این احتمال وجود دارد که به مقدار کافی سازه‌های تنظیم برای حفظ تراز لازم آب برای تحویل وجود نداشته باشد. این مثال در شکل (۱-۳) تصویر شده است. به همین ترتیب اگر یک راهبرد کنترلی جدید اجرا شود. ممکن است نیاز به افزایش تراکم سازه‌های تنظیم باشد. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - عوامل و اجزای تاثیرگذار در بهره‌برداری خودکار شبکه‌های آبیاری ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ ۴۳۳ آر سس تراز آب در شدت تراز آب در شدت جریان بالا سس یت ی سازه تراز آب در شدت بستر کاتال شکل ۱-۳- مقطع طولی مختلف تراز آب در (الف) شدت جریان بالاء (ب) شدت جریان بالا و پایین. (ج) شدت جریان بالا و پایین در حضور دو سازه تنظیم و امکان تحویل آب در هر دو شدت جریان نیازها و نوآوری‌هاء شکل‌های متنوعی از دریچه‌ها را فراهم کرده‌اند. که برخی از آن‌ها نیازمند تجهیزات الکترونیکی در شبکه‌های آبیاری که تعداد قابل توجهی از آن‌ها در حال حاضر در شبکه‌ها استفاده شده و دارای تولیدات داخلی می‌باشد در ادامه آورده شده است. ۱-۳-۳ سازه‌های متحرک الکتر یکی قابل کنترل با :]۲۳1 جهت آشنایی بیش‌تر انواع سازه‌های متحرک مورد استفاده در خودکارسازی. حتی اگر در حال حاضر نیز در شبکه‌های آبیاری داخل کشور استفاده نشده باشند. معرفی می‌شود تا در شرایطی که نیاز به بهره‌گیری از آن‌ها ضرورت پیدا کرد بتوان آن را در گزینه‌ها مدنظر قرار داد. از این‌رو سازه‌های تنظیم قابل کنترل با ۳1۴ مورد بحث در این بخش -------- صفحهٔ بعد -------- ۴۳۴ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی - سرریزهای متحرک (مانند روگذر آرمتک؛. دریچه‌های با عمل‌گر نیوماتیک" (اوبرمیر ")» فلوم-دریچه روبیکان دریجه لنگمن )» - دریجه‌های کشویی " - دریجه‌های قطاعی " دریجه‌های سالونی " در این بخش» خصوصیات مکانیکی و هیدرولیکی این نوع دریچه‌ها بحث می‌شود که منطق کنترلی و برنامه‌های رایانه‌ای را دربر نمی‌گیرد. درصورتی که خودکارسازی با تجهیزات مبتنی بر لا۳. به‌درستی انجام شود.ء تفاوتی در عملکرد دریچه‌های روگذر و زیرگذر از منظر تنظیم تراز آب در بالادست یا پایین‌دست. وجود نخواهد داشت. از طرف دیگرء یک طراحی ضعیف در خودکارسازی سازه» صرف‌نظر از نحوه عبور جریان از دریچه‌های خودکار. در هرحال مشکلات کنترلی را به همراه دارد. از این‌رو اگر نگرانی از خرابی سامانه کنترل خودکار وجود داشته باشد. بهتر است که از دریچه‌های تنظیم جریان با پیکربندی روزنه و از دریچه‌های تنظیم سطح آب با پیکربندی روگذر استفاده شود. ۱-۱-۳-۳ سرریزهای متحرک در این سازه‌هاء آب از روی دریچه عبور می‌کند و ارتفاع لبه (تاج) سرریز قابل تنظیم است. صرف‌نظر از کیفیت و جزییات ساخت که به مهارت تولیدکننده بستگی دارد. عملکرد هیدرولیکی سرریزهای متحرک دارای مزایا و معایب خاص خود است. مزایای سرریزهای متحرک شامل موارد زیر است: - اجسام غوطه‌ور و شناور می‌توانند از سازه عبور کنند. - درصورت قطع شدن نیروی محرک. عملکرد این نوع سرریزهای متحرک (روگذر) در مقایسه با دریچه‌های زیرگذرء می‌توانند سطح آب را در بالادست مستقل از شدت‌جریان ثابت نگهدارد (در شرایط استقرار در رقوم نرمال تعریف‌شده. مانند یک سرریز ثابت عمل می‌کند) م۸۲۱۵ -| 2- ۳۵۵۵| ۸01۵160 65 3- 1 4- ۳1۵-۵6 ۱۷۷ 0( 5- 1۸826۵۳۳ 469 6۵65 ععزبسا5 -6 7- 1۵01۵1 65 6۵65 ع۵] -۵ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - عوامل و اجزای تاثیرگذار در بهره‌برداری خودکار شبکه‌های آبیاری ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ ۳۵ - تا زمانی که جریان آزاد وجود داشته باشد (سرریز غرقاب نباشد)» محاسبه آبدهی, مستقل از شرایط تراز آب در پایین‌دست خواهد بود. اما جریان عبوری از هر نوع دریچه‌ای (روگذر یا زیرگذر) درصورتی که غرقاب شود. محدودیت‌های سرریزهای متحرک (شکل ۲-۳ تا شکل ۵-۳) شامل موارد زیر است: - درصورت قطع نیروی محرک. عملکرد سرریز نمی‌تواند شدت‌جریان ورودی به بازه پایین‌دست را به‌خوبی دریچه زیرگذرء با همان عرض, کنترل کند. - در شرایط غرقابی, دقت اندازه‌گیری جریان در یک سرریز متحرک به‌شدت کاهش می‌یابد. تعدادی از سرریزهای متحرک به قرار زیر است: الف - دریچه روگذر آرمتک دریچه روگذر آرمتک به دیواره سازه لولا شده و وزن آب دریچه را به پایین فشار داده و تنظیم تراز دریچه با استفاده از کابل‌های متصل به آن از بالا انجام می‌شود. در نصب دریچه روگذر آرمتک. صفحه فلزیء بین دو دیواره بتنی جانبی لولا شده است. هنگامی که دریچه به طور کامل باز (افقی) است. سازه در برابر جریان مانعی ایجاد نمی‌کند و سطح آب در بالادست. به‌جز به خاطر مقطع سازه, تحت تاثیر قرار نمی‌گیرد. این سرریز با استفاده از دو کابل که به قسمت بالای صفحه فلزی متصل هستند. حرکت می‌کند. این کابل‌ها به‌صورت دستی یا الکتریکی. توسط عمل گرهای نصب‌شده در بالاتر از سطح آب. به بالا یا پایین حرکت می‌کنند (شکل ۲-۳). ب - دریچه نیوماتیک (اوبرمیر) دریچه نیوماتیک (اوبرمیر) توسط تشکچه‌های بادشونده. زاویه بازشدگی دریچه را کنترل می‌کنند. سپر دریچه به کف. لولا شده‌است. این دریچه‌ها عمدتا برای کنترل حدودی سطح آب در سرریز بند انحراف جریان از رودخانه یا سرریز سد استفاده می‌شوند؛ چراکه معمولا هیچ‌گونه سازه‌ای برروی آن‌ها نیازی نیست. گرچه در برخی از پروژه‌های در دست بهره‌برداری» پایش و کنترل دقیق موقعیت بازشدگی این دریچه‌ها با مشکل همراه بوده است. شکل (۳-۳) دید از پایین‌دست دریچه نیوماتیک (اوبرمیر) را در شرایط بدون عبور آب در اواخر تابستان در ناحیه آبیاری رودخانه واکرء نوادا آمریکا را نشان می‌دهد. پ- فلوم - دریچه روبیکان فلوم- دریچه روبیکان. مورد جدیدتر از دریچه‌های روگذر ساده آرمتک هستند. تفاوت اصلی فلوم-دریچه روبیکان در یک‌پارچه بودن صفحه فلزی با دیواره‌های فلزی فلوم دریچه و در نتیجه دیوارهای جانبی متحرک و حرکت به هر دو -------- صفحهٔ بعد -------- ۴۶ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی سمت بالادست و پایین‌دست است. این دریجه‌ها در اکثر موارد خودکار هستند. شکل (۴-۳) عملکرد این دریجه را در ناحیه آبیاری امپریال, کالیفرنیاء آمریکا در اوایل دهه ۹۹۰ انشان می‌دهد. دریچه لنگمن, برخلاف دیگر دریچه‌های روگذر معرفی‌شده. شامل دو لنگه در بالا و پایین است که در یک محور افقی به یکدیگر لولا شده‌اند. تاج سرریز با حرکت عمودی لبه بالای لنگه رویی, بالا و پایین می‌شود. سرریز هنگامی کم‌ترین ارتفاع را دارد (کاملا باز است) که دو لنگه. به‌صورت افقی در کف دریچه. روی هم قرار گرفته‌باشند. این طراحی همجنین موجب می‌شود تا نیروی مورد نیاز برای حرکت دریچه کاهش یابد (شکل ۵-۳). این پیکربندی شامل لولاهایی در کف و وسط سازه است. حرکت لبه (تاج) این سرریز کاملا در راستای عمودی است (برخلاف حرکت قوس‌دار همانند سه دریچه معرفی‌شده قبلی). پرشونده با هوا شکل ۳-۳- دریچه نیوماتیک (اوبرمیر) در ناحیه آبیاری رودخانه واکر. نواداء آمریکا -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - عوامل و اجزای تاثیرگذار در بهره‌برداری خودکار شبکه‌های آبیاری ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ ۳۲۷ شکل ۵-۳- دریچه‌های لنگمن (آکواسیستمز ۲۰۰۰) از دید بالادست ۲-۱-۳-۳ دریچه‌های کشوبی دریچه‌های کشویی (شکل ۶-۳ و شکل ۷-۳) دارای مجرای عبوری زیرگذر (روزنه) هستند. اگرچه به‌ندرت در حرکت می‌کنند. مشابه دریجه‌های روگذر متصل به کف. برای باز و بستن دریچه‌های کشویی به نیروی قابل‌توجهی نیاز می‌تواند ساخت و نصب آن‌ها را مشکل سازد. به همین دلیل و در صورت نیاز. به جای یک دریجه با عرض زیاد.ء تعدادی دریچه‌های کشویی با عرض کم‌تر از ۱/۵ متر را به‌صورت موازی در کنار هم قرار می‌دهند. -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۸ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی وی را َ ۰ ۹ ۳ ۰" ۹ ۹ لت یه ی ۱ ۱ ۱ ظظ کا 1 س ۱ > : 1 هگ ارم اه 3 3 پا ۱ : رما ح ۱ سا ۰ ۱ ً ۱ ۹ ۱ ۱ ۱ 1 ۹ 7 یم 5 ۹ شکل ۶-۳- دربچه‌های کشوبی خودکار و یک ایستگاه پایش در کانال گیگناک فرانسه ۳ [ او یه اوه کر ار ما و , ترچ ۲ اب زان : 2 ُ 8 ۹ : ۱ ۷ 6 کل ی هد ود . ۳ ی ی : ‌ِ 1 با #52 ۲3 ۷ ۰ ۰ - ۱ ۱ 1 : 1 ۳ لب یی 1 شکل ۷-۳- دریچه‌های کشوبی با جعبه دنده دستی به‌صورت موازی در شبکه ورامین اگر دریچه کشویی, داخل یک سازه با دیوارهای صلب در بالادست و پایین‌دست و بدون تغییر در بستر کانال نصب شود. می‌تواند تقریبا به سادگی برای اندازه‌گیری جریان, واسنجی شود. این دریچه‌ها در شرایط تنظیم دستی برای کنترل سطح آب. به‌ویزه هنگامی که تفاوت سطح آب بالادست 9 پایین‌دست آن‌ها زیاد باشد. مناسب نیستند جراکه حتی تعییر کوچکی در شدت جریان در طول سازه. تغییر نسبتا بزرگی در سطح آب بالادست ایجاد می‌کند. یک مشکل اصلی در دریجه‌های کشویی می‌تواند مقدار حرکت عمودی مورد نیاز. به‌علاوه سازه مناسب نگهدارنده آن باشد. در بسیاری از کشورهاء دریجه‌های کشویی, روی سازه‌های بسیار بلندی ساخته می‌شود که دسترسی به آن برای اپراتور اگر خطرناک نباشد. بسیار مشکل است. حرکت‌دادن این دریچه‌های بزرگ بدون موتورهای الکتریکی بسیار دشوار -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - عوامل و اجزای تاثیرگذار در بهره‌برداری خودکار شبکه‌های آبیاری 4 ام( با مت ۱۱ اهر است؛ برای همین نیز تمایلی به تغییر در گشودگی آن‌ها در دفعات زیاد وجود ندارد. شکل (۸-۳) تا شکل (۱۱-۳) ۰ ۰ را ۰ سوه +" شکل ۱۰-۳۲- چند دریچه کشویی موازی در شبکه چمران خوزستان -------- صفحهٔ بعد -------- 2۰ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی ص ۰ ۳ 2 1 ۱ 2 ج و ]| 1 ۱۳ ۹ مسب سوت موم ان ۱ دی ببس سس ج شکل ۱۱-۳- نمونه‌ای از دریچه کشویی خودکار همراه با فرمان دستی ۳-۱-۳-۳- دریچه‌های قطاعی دریچه‌های قطاعی از نوع دریجه‌های زیرگذر هستند و به‌شکلی طراحی شده‌اند که نسبت به دریچه‌های کشویی با نیروی به مراتب کم‌تری حر کت کنند و از نظر سازه» دریجه‌های قطاعی نسبت به دریجه‌های کشویی هم اندازه» سبک‌تر بوده و ساخت و نصب آسان‌تری دارند. استفاده از این دریجه‌ها در شبکه‌های آبیاری کشور متداول بوده و کارگاه‌های مختلفی برای ساخت آن وجود دارد. شکل (۱۲-۳) و شکل (۱۳-۳) تاسیسات معمول این سازه‌ها را نشان می‌دهد. از آنجایی که تقریبا تمام نیروهای هیدرولیکی وارده از جریان آب. توسط یاتاقان‌های چرخشی تحمل می‌شود. می‌توان قرقره‌ها و شفت را در محل مناسب برای دسترسی آسان قرار داد. همین‌طور بخش بالای دریجه قطاعی, می‌تواند از محور نگهدارنده و چرخشی و بازوهای نگهدارنده بالاتر رود (شکل ۱۲-۳). به‌علاوه, از آنحا که دریجه‌های قطاعی اصطکاک کمی دارند. نیازمند نیروی کم برای حرکت هستند. این بدین معنی است که هنگام پایین رفتن دریچه. زمانی که نیروی محرکه موتور قطع می‌شود. احتمال دارد دریچه چند سانتی‌متر بیش‌تر حرکت کند. در خودکارسازی, موتورها و عمل‌گرها باید به ترمز (یا جعبه‌دنده خاصی) مجهز شوند تا با توقف موتور (قطع آنرژی از موتور)» بلافاصله حرکت دریچه متوقف شود. همچنین به دلیل ناچیز بودن نیروی لازم بالابرء امکان بهره‌برداری اضطراری با طراحی مناسب موتور و عمل‌گر در این شرایط وجود دارد. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - عوامل و اجزای تاثیرگذار در بهره‌برداری خودکار شبکه‌های آبیاری ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ ۵ راو هر 1 ۹ ۹ با اد ۸ ره # ۳ اه ی : ۳ ۱ 9 ۱ جر انز ات 0 ی سح ات رن ناه ی ماد که رها و دا تک گ یریس شکل ۱۳-۳- دریچه‌های قطاعی در سد تنظیمی دز اس ۱ « ۱ شکل ۱۳-۳- دید پایین‌دست دریچه‌های قطاعی - شبکه آبیاری ورامین ۴-۱-۳-۳ دریچه سالونی دریجه‌های سالونی, کم‌تر مورد استفاده قرار گرفته‌اند. اما از آنجایی که به دیواره‌های جانبی لولا می‌شوند دریچه‌ها قابل توجه است و برای همین معمولا در اندازه‌های کوچک ساخته می‌شوند. ۸ بو را وا اس ات ۱2 ۵ سس میا ماما ص ‌ | 3 : [ 7 ت۱۱ ۰ ۷ رک سا خاش ۹۵ یی سیم ۰ اس ی ۹ . سا 0 ارو ۱ ات1۵ ۱ ره سا هنز کار که هن ۳ ۱ ی : شکل ۱۴-۲- دید بالادست و پایین‌دست دریچه سالونی -------- صفحهٔ بعد -------- 1۲ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی ۲-۳-۳ سازه‌های تنظیم خودکار بدون استفاده از .]1111/۳1 اگرچه این دستورالعمل بر تجهیزات مبتنی بر کنترل 717/81۴ تمرکز دارد. اما لازم است به سازه‌های تنظیم متنوعی که از کنترل‌های الکتریکی و الکترونیکی استفاده نمی‌کنند نیزء اشاره شود. به‌دلیل سادگی, بسیاری از این دریچه‌ها در کانال‌های جدید و مدرن مورد استفاده قرار می‌گیرند و از آن‌ها می‌توان در موقعیت‌هایی که تنها کنترل سطح آب لازم است (مانند مخزن درون کانالی) با درنظر گرفتن دیگر سازه‌ها (مانند سرریز جانبی و ..) استفاده شوند. این سازه‌ها شامل سرریزهای لبه طولانی". دریچه‌های هیدرولیکی (آامیلء آویس, آویو) هستند که به دلیل سادگی این دریجه‌ها در مقایسه با تجهیزات قابل کنترل با 711/816 دارای دو ضعف اصلی هستند: - عدم قابلیت کنترل آبدهی؛ هیچکدام از این دریچه‌ها به تنهایی نمی‌توانند یک مقدار دلخواه آبدهی را به کانال ۱-۳-۳-۳ سرریزهای لبه طولانی به‌صورت گسترده‌ای در شبکه‌های داخلی از سرریزهای لبه طولانی» به دلیل هزینه پایین و سهولت بهره‌برداری و ۱۶-۳ نمونه‌هایی را از موارد نصب‌شده نشان می‌دهد). شکل ۱۵-۳- یک سرربز لبه طولانی با دریچه پاک‌سازی رسوب در آنتهای میانه پایین‌دست ۱-10۳ ۵-60 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - عوامل و اجزای تاثیرگذار در بهره‌برداری خودکار شبکه‌های آبیاری ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ 2۳ شکل ۱۶-۳- سرریز لبه طولانی از نوع نوک‌مرغابی ۲-۲-۳-۳ دریچه‌های هیدرولیکی آمیل. آویس و آویو دریچه‌های آویس و آویو برای کنترل پایین‌دست طراحی شده‌اند. دریچه‌های آویو در یک گشودگی تحت‌فشار (روزنه) و دریچه‌های آویس با یک سطح روباز آب عمل می‌کنند (شکل ۱۷-۳). دریچه آمیل برای کنترل بالادست طراحی شده‌است و تولید داخلی آن نیز در کشور وجود دارد. طراحی آمیل. آویس و آویو بر اساس حضور زوج نیروهای تعادلی است. نیروی شناوری یک جسم شناور (در پایین‌دست برای دریچه‌های آویس و آویو و در بالادست برای دریچه‌های آمیل) یک نیروی رو به بالا را به یک قسمت از دریچه وارد می‌کند. از طرفیء وزن دریچه یک نیروی رو به پایین را که در مقابل نیروی رو به بالای شناوری, مقاومت می‌کند. اعمال می‌کند. این دریچه‌ها به‌شکلی طراحی می‌شوند تا محفظه آن‌ها را بتوان با وزنه‌هایی پر کرد تا زوج نیروی تعادلی لازم و درنتیجه آن موقعیت صحیح دریچه ایجاد شود. اگرچه یک مقدار رواداری در کنترل وجود دارد (سطح آب می‌شود)» با این‌حال کنترل سطح آب تا حد قابل قبولی دقیق است. -------- صفحهٔ بعد -------- ۵۴ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی شکل ۱۷-۳- دریچه‌های آویس درشبکه آبیاری ورامین افت بارآًبی دریچه‌های آویس, آویو و آمیل. در طول سازه و درصورتی که به درستی اجرا شود نسبتا کم است. در شرایط بهره‌برداری از این سازه‌هاء سطح آب در رقوم تعیین‌شده نگه‌داشته خواهد شد و دیگر امکان تغییر آن وجود اطراف بخش قطاعی کاملا آزاد و بدون اصطکاک باشد. بدین جهت این دریچه‌ها به سازه‌های بتنی پشتیبان با ابعاد خاصی نیاز دارند و سازه بتنی باید با دقت ساخته شود. با توجه به گستردگی وجود سازه‌های آمیل در شبکه‌های آبیاری کشور.ء لازم است بررسی‌های لازم در مورد امکانات و محدودیت‌های بهره‌گیری از این دریچه‌ها در بهره‌برداری خودکار از شبکه صورت پذیرد. برای مثال در مواردی که بتوان آبگیرهای مرتبط با این دریچه‌ها را خودکار کرد. این سازه‌ها با ثابت نگه‌داشتن سطح آب (در اجرای مرحله‌ای خودکارسازی)» شرایط مطلوبی را برای این آبگیرها فراهم می‌کنند. یا در موقعیت‌هایی که تغییر سطح آب دائمی نیست. از این سازه‌ها در کنار دیگر سازه‌ها با قابلیت پایش و کنترل می‌توان شرایط را برای حالت‌های اضطراری یا ویژه مهیا کرد. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - عوامل و اجزای تاثیرگذار در بهره‌برداری خودکار شبکه‌های آبیاری ۱۴۰۳/۰۵/۰۷ 21۵ ۹ ۳/14 و 1 وی ]1اه ون ایح تج هه .۰ شکل ۱۸-۳- نمای بالادست دریچه آمیل در شبکه سفید رود گیلان (راست) و شبکه آبیاری قزوین (چپ) ۳-۳-۲- عمل‌گرهای دریچه عمل‌گرهای الکتریکی جهت پایین دادن یا بالاکشیدن صفحه دریچه کشویی یا برای تنظیم گشودگی دریچه‌ها استفاده می‌شود. در انتخاب آن‌ها باید توجه داشت که در کیفیت. اطمینان و قابلیت‌های عمل‌گرهای موجود در بازار, تفاوت زیادی وجود دارد (شکل ۱۹-۲ تا شکل ۲۰-۲۳). در مناطقی که دسترسی به چنین مجموعه عمل‌گرهایی وجود ندارد. می‌توان از طراحی و سازنده‌های محلی برای تهیه تجهیزاتی که بتوانند وظایف مشابهی را انجام دهند. استفاده کرد. مجموعه تجهیزات غیرتجاری یا ساخته شده توسط امکانات محلی, در برخی مواقع گران‌تر از تجهیزات تجاری هستند و همچنین از تجربیات تولیدکننده‌های تجاری این‌گونه عمل‌گرها بی‌بهره‌اند. بااین‌حال. درصورتی که تجهیزات غیرتجاری به‌خوبی طراحی و با ابعاد دقیق ساخته شوند. می‌توانند کاربری قابل قبولی داشته باشند. مجموعه‌های غیرتجاری به‌ندرت دارای قابلیت کنترل گشتاور هستند. شکل (۲۱-۳) و شکل (۲۲-۳) نمونه‌ای از چنین عمل‌گرهای غیرتجاری ساخته شده را نشان می‌دهد. با توجه به سوابق استفاده از عمل‌گرهای برقی دریچه در کشورء این عمل‌گرها معمولا توسط سازنده دریچه ساخته می‌شود. به هرحال درصورتی که عمل‌گرهای تجاری با کیفیت و قیمت مناسب در دسترس باشد استفاده از آن‌ها توصیه می‌شود. تجهیزات عمل‌گر دریچه‌ها باید شامل موارد زیر باشد. - بسته‌های عیب‌یابی و نمایش - الکتروموتور (موتورهای 1۳ یا موتورهای ۸۲ تک‌فاز یا سه‌فاز) |- 0۵6 ۳۵۹۱۱1۵۵۱ -------- صفحهٔ بعد -------- 2۶ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی فرمان دستی (یا اتصالات برای نصب فرمان دستی) برای استفاده در زمان بروز مشکل (مثلا قطع برق) شکل ۱۹-۳- عمل‌گرهای دریچه‌های کشوبی در ورودی مخزن تنظیمی شکل ۲۰-۳- مجموعه عمل‌گر (در سمت راست) برای دریچه کشویی در شبکه ورامین 1-11۳۱ ۹15 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - عوامل و اجزای تاثیرگذار در بهره‌برداری خودکار شبکه‌های آبیاری ۱۴۰۳/۰۵/۰۷ ۵ شکل ۲۲-۳- عمل‌گر برقی دریچه قطاعی در شبکه آبیاری زنوز آذربایجان شرقی هنگامی که برای تامین انرزی حرکتی دریچه و تجهیزات ‎٩111/۳]‏ دریچه‌های خودکارء از انرژی خورشیدی و باتری استفاده شود. به‌کارگیری عمل‌گرهایی با بازدهی بالا که برای حرکت نیاز به توان زیادی نداشته باشند. ضروری می‌شود. همچنین سهولت تطبیق موتورهای 1۳0 و ملزومات سرویس‌پذیری آن‌ها نیز باید درنظر گرفته شود. به‌ویژه آن که میزان انرژی مورد نیاز بیش‌تر با توجه به نوع طراحی دریچه تعیین می‌شود. برای تمامی عمل‌گرهاء رویه واسنجی حس‌گر وضعیت دریچه باید ساده باشد و به‌خوبی تعریف شود. به‌علاوه, برخی از متخصصین خودکارسازی, نصب حس‌گر اضافی وضعیت را در تمامی دریچه‌های خودکار برای شرایطی که حس‌گر اصلی دچار مشکل شود. یا برای مشاهده تفاوت بین دو حس‌گر (که نشان از بروز مشکل در یکی از حس‌گرها است) لازم می‌دانند. معمولا در مجموعه عمل‌گرهای آرائه شده در بازار»ه حس‌گر اضافی وجود ندارد. درنتیجه مدیریت سامانه باید به ضرورت این امر واقف باشد و یک حس‌گر اضافی را نصب کند. برای تمامی تاسیسات. مشخصات فنی زیر لازم است: - گشتاور مورد نیاز برای حرکت دریچه در شرایطی که بیش‌ترین فشار به دریچه وارد می‌شود. -------- صفحهٔ بعد -------- 1۸ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی - داشتن کوچک‌ترین گام حرکتی برای کنترل دریجه که این موضوع به‌ویژه در ل]1+اهایی که با استفاده از ]۳ خودکارسازی انجام می‌دهند. اهمیت زیادی دارد. - توانایی موتور و عمل‌گر برای توقف بی‌درنگ. هنگامی که رله‌های الکتریکی قطع می‌شوند. - وضوح اندازه‌گیری گام (رزولوشن) حس‌گر که به کیفیت کنترل موردنظر وابسته است (برای مشال, برای - حداقل سرعت حرکت محور دریچه کشویی یا محور دریچه قطاعی؛ طراح باید آگاهی کامل از دامنه بیش‌ترین مقدار حرکت دریجه در هرگام زمانی, که کنترل نیاز دارد و مقدار زمان لازم برای این مقدار حرکت را داشته باشد. برای دریچه‌های کشویی که معمولا دارای محور عمودی بوده و در راستای قائم نیز جابه‌جا می‌شوند. تعیین موقعیت دریچه با تعداد دور چرخش محور دریچه رابطه خطی و مستقیم داشته و تعیین موقعیت به راحتی انجام می‌شود. برای دریچه‌های شعاعی با توجه به رابطه غیرخطی بین میزان گشودگی دریچه با تعداد دور چرخش محورء لازم است موقعیت دریچه با تعداد دور چرخش محور در محل واسنجی شود. حس‌گر وضعیت. مقدار حرکت عمل‌گر را به‌جای حرکت دریچه. اندازه می‌گیرد. بنابراین, برای دریچه‌هایی که با کابل جابه‌جا می‌شوند (دریچه‌های شعاعی و دریچه‌های روگذر و ...)» از آنجایی‌که میزان جابه‌جایی به میزان طول کابل جمع شده روی قرقره‌جمع کننده ارتباط دارد. نحوه قرارگیری کابل روی قرقره به صورت منظم و کنار هم بسیار مهم خواهد بود. قرقره‌ها باید دارای شیارهایی باشند تا هنگام چرخش, کابل به تداوم و به طورمنظم درون این شیارها قرار گیرد. همچنین, فرسایش کابل, در اثر طول عمر یا نگهداری نامناسب. می‌تواند موجب بروز خطا در تعیین وضعیت دریچه توسط حس‌گر شود. . شکل‌های (۲۲۳-۲) و (۲۴-۲) رفرو یی را با شیار و بدون شیار نشان می‌دهد. شکل ۳۲۳-۳- قرقره‌های بدون شیار کابل. روی هم قرارگرفتن کابل موجب ایجاد ناهماهنگی بین رابطه چرخش محور و حرکت کابل و دریچه می‌شود -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - عوامل و اجزای تاثیرگذار در بهره‌برداری خودکار شبکه‌های آبیاری ۱۴۰۳/۰۵/۰۷ 2۹ شکل ۲۴-۳- قرقره دارای شیار برای اطمینان از جمع و بازشدن منظم و یک‌دست کابل ابزار دقیق به وسایل و ابزار صنعتی که برای کنترل و اندازه‌گیری دقیق کمیت‌های فیزیکی به کار برده می‌شوند. گفته می‌شود و از جمله آن‌ها حس‌گرها هستند. در این قسمت. ویژگی‌های ابزاردقیق که در خودکارسازی شبکه‌های آبیاری رایج است. (به‌صورت اجمالی) توضیح داده می‌شود. ملاحظات عمومی برای استفاده از حس‌گرها به قرار زیر است: - در طرح خودکارسازی, تعمیر یا بازتولید برخی تجهیزات اندازه‌گیری مانند حس‌گر سطح آب و حس‌گر وضعیت دریچه توصیه نمی‌شود. مگر این که تجهیزات جایگزین قابلیت کنترلی بهتری را فراهم کند و واسنجی آن‌ها به خوبی صورت پذیرد. - حس‌گرها از انواع تجاری با کیفیت بالا استفاده شود. - برای اندازه‌گیری‌های حساس در خودکارسازی» از حس‌گرهای اضافی با اعمال تنوع نسبت به حس‌گر اولیه استفاده شود. - نحوه بازرسی و نگهداری حس‌گرها به راحت‌ترین شکل در نظر گرفته شود. به‌گونه‌ای که در صورت خارج‌کردن حس‌گر برای نگهداری و تعمیرء امکان نصب مجدد آن‌ها در محل یا سوارکردن درون نگهدارنده به نحوی که دقیقا در همان موقعیت قبلی اندازه‌گیری قرار بگیرند.ء وجود داشته باشد. - قطعات یدکی به مقدار کافی تهیه شود. تا در زمان آسیب یا خرابی تجهیزات به سرعت بتوان آن‌ها را جایگزین - باید یک گروه آموزش‌دیده مجهزء با ثبات. با انگیزه و سیار را که بتواند تجهیزات دارای مشکل را تشخیص و تعمیر یا جایگزینی آن‌ها را انجام دهند. در پروژه حضور داشته باشد. -------- صفحهٔ بعد -------- ۶۰ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی - فرایند و روش واسنجی کردن حس‌گرها درنظر گرفته شود. برای مثال آیا می‌توان حس‌گر وضعیت دریچه راء هنگامی که آب داخل کانال است. تعویض و واسنجی کرد؟ حس‌گرها دارای ویژگی‌های مهمی به شرح زیر هستند که باید درنظر گرفته شوند: ۱- وضوح اندازه‌گیری ۶ کوچک‌ترین تغییر قابل اندازه‌گیری توسط حس‌گر برای متغیر موردنظر است. برای مثال وسیله اندازه‌گیری با دقت ۰/۱11۱ دارای وضوح اندازه‌گیری ۰ابرابر بهتر نسبت به وضوح اندازه‌گیری ۱/۰1۲۱ است. وضوحی که در اندازه‌گیری توسط حس‌گرهای الکترونیک به‌دست می‌آید. به شدت به موارد زیر بستگی دارد. الف- تعداد بیت‌ها به‌دقت حس‌گر و وضوح اندازه‌گیری مورد نیاز بستگی دارد. بیت‌ها تعداد فضاهای باینری هستند که به یک‌بار قرائت متغیر, اختصاص داده می‌شود. اعداد باینری تنها از صفر و یک ساخته می‌شوند (تعداد ترکیب ممکن از صفرها و یک‌ها برابر *27). یک مثال از یک عدد ۳-بیتی. ۰۱۰ است. هشت احتمال (۲۰) برای اعداد ۳بیتی وجود دارد: ۰۰ ۹۰۱ ۶۱۰ ۹۱۱ ۱*۱ ۱۱۶ و ۱۱۱. بنابراین» یک سیگنال ۳-بیتی دارای دقت بسیار کمی است. چراکه تنها ۸ مقدار خروجی مختلف را در هر مرتبه قرائت متغیر توسط حس‌گر داشته باشد. درنتیجه اگر محدوده اندازه‌گیری حس‌گر ۷۰سانتی‌متر باشدء مبدل آنالوگ یا دیجیتال دارای وضوح اندازه‌گیری (رزولوشن) *۱۰سانتی‌متری خواهد بود (*۰ ۰۱۰ ۳۰ الی *۷۰سانتی‌متر). برای هر یک بیت. دقت اندازه‌گیری دو برابر می‌شود. عموما وضوح اندازه‌گیری» ۸ ۱۲ ۱۶ و ۲۲ بیتی است و در خودکارسازی‌های نوین. حداقل وضوح مورد نیاز با تجیهزات ۱۶ بیتی تامین می‌شود. مقداری از این بیت‌ها اغلب برای «سربار "» دستگاه‌ها استفاده می‌شود. ب- محدوده اندازه‌گیری حس‌گر؛ این کمیت. تفاوت بین یک حس‌گر ۰-۳۰ سانتی‌متر و ۰-۳ متر را نشان می‌دهد. برای یک مقدار بیت ثابت. حس‌گر ۰-۳۰ سانتی‌متر دارای وضوح اندازه‌گیری ۱۶ برابر بهتر است. به‌عبارتی. اگر محدوده مورد انتظار بازشوندگی دریچه ۲۰سانتی‌متر باشد. نباید یک حس‌گر با محدوده پوشش ۲- دقت (صحت)؛ نسبت بین خطا و حداکثر مقدار قابل قرائت یا نسبت بین خطا و مقدار قرائت شده به درصد است. برای مثال, یک دستگاه ممکن است دقیق باشد اما اطلاعات نادرستی را در موقیعت نصب‌شده ارائه‌دهد. 1] 0 2-040 3- 50۵0 0] 07۳ 4 - (۷ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - عوامل و اجزای تاثیرگذار در بهره‌برداری خودکار شبکه‌های آبیاری ۱۴۰۳/۰۵/۰۷ (۶ ممکن است از یک حس‌گر دقیق سطح آب استفاده شود. اما از آنجا که کنترل به طور معمول بر اساس ارتفاع نسبی سطح آب است. نه عمق واقعی آب روی ترانسدیوسر فشار حس‌گر؛ بنابراین» واسنجی در محل نصب برای تبدیل عمق دقیق آب روی مبدل فشار حس‌گر به مقدار ارتفاع نسبی با درستی مناسب ضروری است. ۳ خطی‌بودن ؛ خطی بودن به مفهوم نزدیکی منحنی واسنجی به یک خط معین است. در انتخاب باید توجه شود که حس‌گرهایی کارکرد مطلوب دارند که دارای برازش عالی خطی باشند. ایا حس‌گر در هر دو جهت که سطح آب پایین برود یا بالا بیاید. یک مقدار یکسان را برای تراز سطح آب. اندازه گیری (قرائت) می‌کند؟ ۵- تکرارپذیری * قابلیت یک مبدل برای تکرار مقادیر قرائت‌شده خروجی است. هنگامی که کمیت اندازه‌گیری (موقعیت. شی و وضعیت)» در زمان‌های متوالی و در شرایط و جهت اندازه‌گیری یکسان, اندازه‌گیری شود. این مساله در تجهیزات اندازه‌گیری صوتی داپلر و زمان‌گذرء که در خروجی آن‌ها اغتشاش "» قابل توجهی وجود دارد. توجه ویژه‌ای را می‌طلبد. صد قرائت پیوسته در محدوده زمانی ۳۰ ثانیه ممکن است دارای «ضریب تغییرات "» ۱/۰ یا بیش‌تر باشد؛ بنابراین» روش میانگین‌گیری خروجی برای رسیدن به کنترل پایدار لازم است. ۶- انواع سیگنال‌های خروجی حس‌گرها؛ از لحاظ فنی» خروجی یک مبدل, ولتاژ و خروجی یک فرستنده جریان است. این راهنما به هر دو مبدل و فرستنده به عنوان «حس‌گر» اشاره می‌کند و گاهی اوقات اصطلاحات «مبدل» و «فرستنده» به طور متناوب استفاده می‌شود. الف- ولتاژ (پتانسیل) خروجی معمولا بین * تا ۵ ولت یا * تا ۱ ولت هستند و مقادیر معمول جریان‌های خروجی هم بین ۴ تا ۲۰میلی‌آمپر است. برای مثال.ء خروجی متناسب با سطح آب است که معمولا در پایین‌ترین سطح آب برابر با ۴ میلی‌آمپر یا صفر ولت و در بالاترین سطح قابل قرائت ۲۰ میلی‌آمپر یا ۵ ولت است. برخی از حس‌گرهای سطح آب را می‌توان با خروجی‌های ولت. ۰۷ میلی‌ولت. 1۷ و میلی‌آمپرء 1۸ تهیه |- ]1(۷ 2- ۲1۷۹۱۵۵ 3- 16621۷۵۷ 4- 6 5- 0061۲106۱0 6- 56۵07 0001 512۳۵1 6 -------- صفحهٔ بعد -------- ۶۲۳ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی - ۸ حس‌گرها به طور پیوسته مقدار سطح آب را قرائت نمی‌کنند (تاخیر زمانی دارند» تمامی سیگنال‌های ۴ تا ۲۰ میلی‌آمپر و * تا ۵ ولت پیوسته هستند. در برخی از حس‌گرهای آلتراسونیک و حباب‌سازء هنگامی که برق برای بار اول تامین می‌شود. ممکن است. قرائت و ایجاد خروجی تا یک دقیقه طول بکشد. اما در مبدل‌های مستغرق و شناورهاء با وصل برق تقریبا بلافاصله قرائت را شروع می‌کنند. ب- یک خروجی جریان بر حسب میلی‌آمپری, مزایای زیادی دارد. یک خروجی ولتاژی, به نویز ایجاد شده روی خط توسط موتورهاء شیرهای برقی» خطوط انتقال اطلاعات و تجهیزات الکتریکی دیگر حساسیت بیش‌تری دارد. افزون بر این که مقاومت ذاتی کابل انتقال اطلاعات, متناسب با طول کابل, باعث از دست‌رفتن سیگنال ولتاژی می‌شود. هنگامی که مقاومت داده‌نگار و منبع آنرژی نیز درنظر گرفته شود. مشخص می‌شود که مقدار قابل توجه‌ای از سیگنال ولتاژی بین حس‌گر و محل قرائت افت می‌کند. برعکس, دستگاه‌های با خروجی جریان. یک جریان ثابت راء مستقل از مقاومت. فراهم می‌کنند. علاوه بر این» کابل‌های 1۸ را می‌توان برای صدها متر استفاده کرد؛ درحالی‌که کابل‌های سیگنال ولتاژی باید بسیار کوتاه باشد. پروتکل‌های ار تباطی !؛ مجموعه‌ای از قوانین و قالب‌ها است که شکل ارتباطی یک جزء اطلاعات را تعیین می‌کنند و امکان تبادل ارتباط معنادار را بین دستگاه‌های مشخصی مانند حس‌گر و داده‌نگار ایجاد می‌کند. به‌عبارتی. این یک زبان الکترونیکی است که برای ارتباط دستگاه‌ها با یکدیگر استفاده می‌شود و درنتیجه دستگاه‌ها در دو سمت این ارتباط باید پروتکل ارتباطی یکسانی را درک کنند. حساسیت دمایی؛ سه نکته در ارتباط با حساسیت دمایی باید مدنظر قرار گیرد: الف- تمامی حس‌گرها باید محدوده دمایی مناسبی را منطبق بر شرایط واقعی کار در محل داشته باشند. معمولا در پروژه‌های آبیاری, دمای واقعی محیط (به‌ویژه در اتاقک یا تابلوهایی با عایق‌بندی ضعیف) می‌تواند زیاد باشد و لازم است در تهیه حس‌گرها این دمای واقعی مدنظر قرار گیرد. ج- بیش‌تر حس‌گرهای آلتراسونیک. تنظیم‌کننده‌های داخلی جبران‌کننده دمایی دارند که تغییرات سرعت صوت در هوا با دماهای مختلف را تصحیح می‌کند. این حس‌گرهای دمایی. معمولا داخل حس‌گر اصلی قرار دارند؛ به‌این ترتیب. حس‌گری که داخل محفظه بسته باشد. ممکن است در دمایی بیش‌تر از دمای خنک اطراف سطح آب قرار گیرد. 1- )03۱۱3 1۵110۹ 1۳۳۳۵۵0۵ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - عوامل و اجزای تاثیرگذار در بهره‌برداری خودکار شبکه‌های آبیاری ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ ۶۳ ۱-۴-۳ اندازه‌گیری تراز آب در حال حاضر پنج فناوری اصلی برای اندازه‌گیری سطح آب در پروژه‌های خودکارسازی آبیاری وجود دارد: - حس‌گر آلتراسونیک بالای سطح آب. با دید رو به پایین - حباب‌ساز با مبدل بالای سطح آب (شکل ۲۵-۳) - شناور با کابل و پتانسیومتر خطی - حس‌گر راداری بالای سطح آب. با دید رو به پایین (کم‌تر رایج است) (شکل ۲۶-۳) همان‌طور که قبلا ذکر شد. تمایز بین حس‌گرهاء بیش‌تر در مرغوبیت خود حس‌گر و کیفیت نصب آن‌ها است تا نوع و فناوری حس‌گر. مشخصات تجاری زیادی برای هر یک از فناوری‌ها وجود دارد. برخی از ویژگی‌های مهم چهار فناوری رایج در جدول (۱-۳) ذکر شده است. ۱-۱-۴-۲ محل نصب حس‌گرهای سطح آب حس گر تراز سطح آب باید در موقعیت معین نصب شود. برای مثال, اگر هدف اندازه‌گیری تراز آب در بالادست آبگیر نصب حس‌گر بر روی سازه و بلافاصله در بالادست دریجه است. اما بسته به سرعت آب در آن نقطه., احتمال تغییرات حس‌گر باید با فاصله‌ای نصب شود تا از تلاطم و نوسانات سطح آب دور باشد. ولی از طرفی آنقدر دور نصب نشود تا اثر اصطکاکی کانال قابل‌توجه شود. شکل ۲۵-۳- سطح‌سنج آب حباب‌ساز در داخل یک تابلو 11 ۸]. -------- صفحهٔ بعد -------- ۶۴ 0۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی شکل ۲۷-۳- همگرایی و نوسان آب در ورودی یک دریچه., محدوده غیرمجاز نصب و استقرار حس‌گر جدول ۱-۳- تفاوت بین چهار فناوری رایج در اندازه‌گیری تراز آب فناوری مدا فشا گر آلتر اسو‌نیک/رادارع بالا اشناور با کا بتاز ترا ملاحظات بدل فشار | حس‌گر التراسونیک/راداری بالای حباب‌ساز با مبدل بالای سطح آب ور با کابل ود نسیومتر خطی مستغرق سطح آب. با دید روبه بان سس آرامش ۱ سأاده ساده در قیاس دارای اجرا زیادی است وابسته به نوع طراحی ۹ واسنجی ی بسته به زاویه و حساسیت به اختلال در نیاز به شناور بزرگ (قطر کمینه جای‌گذاری (ابعاد) مشکل‌ندارد [ مشکل‌ندارد ۱ اطراف چاهک آرامش 0 )) کاهش شا انس نایدا سارک در برخی طراحی‌ها کم. در برخی زیاد | در برخی طراحی‌ها کم» در برخی زیا ‏ بسیا کم لازم است بالای عمیق‌ترین قسمت و با اختلاف زیاد در چگونگی تخلیه هوای فاصله از سطح آب قرار گیرد(فضای | خط لوله و برق مصرفی و اطمینان خالی) دستگاه -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - عوامل و اجزای تاثیرگذار در بهره‌برداری خودکار شبکه‌های آبیاری ۱۴۰۳/۰۵/۰۷ ۶۵ ۲-۱-۴-۳ چاهک آرامش " (چاهک اندازه گیری) به استثنای شناور با حس‌گر کابلی. دیگر حس‌گرها معمولا نیازی به چاهک آرامش برای اندازه‌گیری ندارند. با این حال. چاهک‌های آرامش در کناره کانال‌هاء امکان دسترسی آسان. حفاظت در مقابل خراب‌کاری و پیش‌گیری از آسیب در هنگام تمیزکردن کانال را فراهم می‌کند. چاهک‌های آرامش به طور سنتی دقبقا برای همان چیزی که از نام آن‌ها مشخص‌است استفاده می‌شدند: تا امواج را آرام و نوسانات را کم کنند. به طوری که قرائت اشل اندازه‌گیری با دقت و بدون این‌که میزان آب به طور مرتب نوسان کند. انجام‌شود. بنابراین. در چاهک‌های آرامش تمرکز بر ساخت لوله طولانی با قطر کم برای ارتباط کانال و چاهک آرامش عمودی با قطر بزرگ بود (شکل ۲۸-۳). نصب حس‌گرهای سطح آب برای خودکارسازی دریچه‌ها یا پمپ‌ها در این نوع از چاهک‌های آرامش می‌تواند بسیار مشکل‌ساز باشد و احتمال عدم انعکاس تغییرات سطح آب در کانال وجود دارد. به علت تاخیر در پاسخ به نوسانات ایجاد شده» ممکن است در بازه‌های زمانی کوچک تعیین شده برای حس‌گر, هم‌زمان با کاهش سطح آب در کانال, سطح آب در چاهک آرامش افزایش یابد. بنابراین» موارد زیر به عنوان دستورالعمل ساخت چاهک‌های آرامش (اندازه گیری) برای خودکارسازی ارائه می‌شود: - نصب در محل مناسب (شکل ۲۹-۲) - لوله ورودی به چاهک آرامش به خوبی با دیوار کانال ترازشده و به داخل آن وارد نشده باشد. - اگر سطح آب کانال سریع تغییر می‌کند. قطر لوله ورودی به چاهک آرامش نباید کم‌تر از ۲۵/ قطر چاهک آرامش باشد. چاهک‌های آرامش با حس‌گرهای ترازسنج آب. بیش‌تر چاهک اندازه‌گیری هستند تا چاهک آرامش» چراکه تجهیزات الکترونیکی می‌توانند با میانگین گرفتن» مقدار تراز صحیح را بسنجند. - لوله ورودی چاهک اندازه‌گیری باید حداقل ۳۰ سانتی‌متر بالاتر از کف چاهک باشد (نه در کف) تااجازه نشست رسوب فراهم شود. - لوله ورودی چاهک اندازه‌گیری. باید بالاتر از کف کانال باشد تا از ورود مقادیر زیاد ماسه و گل و لای جلوگیری شود. - برای شستشوی متناوب چاهک اندازه‌گیری و لوله وروی به آن یک برنامه زمانی و نحوه عمل تعریف شود. - بر روی درب بالایی چاهک اندازه‌گیری مجرای هوا در نظر گرفته شود. |- 5111۱۵8 ۷۷۵11 -------- صفحهٔ بعد -------- ۶۶ شکل ۲۹-۳- چاهک اندازه‌گیر ۲-۴-۳ حس‌گرهای وضع درحال‌حاضر چهار فناوری ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خود؟ ی در کنار یک سازه خودکار در موقعیتی با سرعت جریان کم در یک کانا سامانه خودکار بت دریبچه‌ها ۰ اصلی در اندازه گیری وضعیت دریجه‌ها در پروژه‌های آبیاری خ ار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی سازی ل آبگیری‌نشده؛ مناسب قرائت ودکار به‌کار می‌روند: -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - عوامل و اجزای تاثیرگذار در بهره‌برداری خودکار شبکه‌های آبیاری ۱۴۰۳/۰۵/۰۷ ۶۲۷ - رمزنگار" چرخش محورها را مانند دروازه‌های شعاعی اندازه گیری می‌کنند (شکل ۳۰-۳)؛ چنین رمزنگارهایی همیشه باید «رمزنگار مطلق» باشند. چرا که رمزنگارهای مطلق . دارای یک کد اختصاصی برای هر وضعیت محور هستند و در مواقع قطع منبع انرژی, می‌توانند آن را درحافظه نگه‌دارند. بخش متحرک دریجه را تشخیص می‌دهند. این نوع از حس گرهاء اغلب در دریجه‌های کشویی استفاده می‌شود (شکال ۲۱-۳). در حالی که انتهای دیگر, به پتانسیومتر خطی وصل است. این حس‌گرها در محور دریچه‌های کشویی و قطاعی استفاده می‌شوند و گاهی نیز به صفحه سپر دریچه قطعاتی متصل می‌شود. این تجهیزات در شرایط دمایی شیب سنج‌ها* که روی قسمتی از قاب دریجه قطاعی نصب می‌شود. زاویه قاب دریجه ر اندازه‌گیری می‌کند. این فناوری بسیار غیرمتداول است. اگرجه در برخی از گزارش‌هاء استفاده موفق از این دستگاه‌ها ارائه شده, اما معمولا استفاده از آن‌ها دقیق نبوده و ممکن است نتایج در شرایط یکسان متغیر باشد. َ 1 7 ی ی ی وه | 17 2 ً زا روا در شکل ۳۰-۳- حس‌گر رمزنگار (داخل جعبه) اندازه‌گیری مقدار چرخش در انتهای محور دریچه قطاعی 07 -[ 07 ۸0۹۵|۱۵ -2 10110617 -3 -------- صفحهٔ بعد -------- ۶۸ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌هاء شکل ۳۲-۳- پتانسیومتر خطی و کابلی ۳-۴-۳ اندازه‌گیری آبدهی مجاری انتقال آب روش‌های اندازه‌گیری شدت جریان. متنوع هستند که همه آن‌ها به تفصیل درد بودجه کشور با عنوان «ضوابط انتخاب و بهره‌برداری از تجهیزات اندازه‌گیری آب در ی خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی سوبی (نشان‌گر پایین) شبکه‌های ابیاری و زهکشی» ارائه -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - عوامل و اجزای تاثیرگذار در بهره‌برداری خودکار شبکه‌های آبیاری ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ ۸۹ ۵-۳- پمپ‌ها پمپ‌ها بخش جدایی‌ناپذیر بسیاری از طرح‌های خودکارسازی هستند که باید آب را با آبدهی‌های متغیر دریافت یا عرضه کنند. که این آبدهی‌ها می‌تواند به‌صورت لحظه‌ای و ناگهانی تغییر کند. مطالب زیادی درباره پمپ‌ها وکنترل آن‌ها منتشر شده. اما برای بسیاری از پروژه‌های آبیاری ملاحظات خاصی, مهم می‌شود. در پروژه‌های آبیاری که آب را به کانال انتقال می‌دهند. کنترل آبدهی پمپ‌هاء معمولا پیچیده است. منطق کنترلی پیچیده‌ای که پیش‌تر برای شرایط دریچه‌های کانال مورد بحث قرارگرفت. برای پمپ‌ها نیز صادق است؛ با این تفاوت که به‌جای بازشدگی دریچه. مقدار آبدهی پمپ باید تغییر کند. این نوع از کنترل با بیش‌تر پروژه‌های عمرانی که در آن‌ها پمپ‌ها آب را به لوله‌های تحت‌فشار انتقال می‌دهند. و تنها با یک دکمه خاموش و روشن کار می‌کنند. متفاوت است. برای تغییر آبدهی پمپ در انتقال آب لازم است از کنترل‌گرهای با درایو فرکانس متغیر (۷10۱) استفاده شود. با استفاده از درایو معمولا نیازی به مدل‌سازی هیدرولیکی نیست. توابع کنترل ۳11 (تناسبی, انتگرالی» مشتق‌گیر) که در صفحه کنترل بسیاری از درایوها (۷]1 به‌صورت استاندارد وجود دارند. بسیار ساده‌اند و به‌راحتی با چند مرتبه سعی و با این‌حال, الگوریتم کنترل آبدهی پمپ برای کنترل سطح در بیش‌تر کانال‌هاء بسیار پیچیده است و توسط کنترل گرهای ساده ۳10 داخل ۷۳1 انجام‌پذیر نیست. برای پردازش داده‌های حس‌گر اندازه‌گیری. تعیین سرعت و ترتیب کارکرد پمپ‌ها و انتقال آن به کنترل‌گر ۰۷۳0 یک [111 مجهز به ]۳ مجزا مورد نیاز است. ۱-۵-۳- کنترل آبدهی متغیر چهار روش برای کنترل دقیق آبدهی در ایستگاه‌های پمپاژ در پروژه‌های آبیاری استفاده می‌شود: ۱- برگشت آبدهی اضافی (شکل ۳۳-۳)»؛ پمپ‌ها با آبدهی ثابتی کار می‌کنند و مقدار مازاد آب بازگشت داده می‌شود. جریان بازگشتی را می‌توان توسط یک شیر تنظیمی در خروجی پمپ کنترل کرد یا توسط سرریز تخلیه به ورودی کانال برگرداند. این روش با استفاده از سرریز می‌تواند بسیار ساده باشد. اگرچه در این شرایط هدررفت انرژی زیاد خواهد بود. اما در شرایطی که پمپ تک سرعته جریان محوری یا جریان مخلوط استفاده شود. راه دیگری نیز نخواهد بود. این نوع پمپ‌ها که برای ارتفاع‌های نسبتا کم پمپاژ (حدود ۱۶ متر) استفاده ۳۳۵606 6اطه ۱-۷ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۰ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی و می‌شوند و درصورتی که برای کاهش آبدهی, ابگذری شیر خروجی پمپ کاهش داده شود. موجب افزایش فشار بر روی موتور خواهد شد. شکل ۳۳-۳- سرریز تخلیه در بازه کانال پایین‌دست ایستگاه پمپاژ که آب را به ورودی بازه کانال هدایت می‌کند نصب یک شیر تنظیمی در بخش خروجی پمپ (شکل ۳۴-۳)؛ این روش» همان‌طور که ذکر شد. برای مرکز (جریان شعاعی)» به توان ورودی کم‌تری نسبت به بازگرداندن مجدد جریان آب نیاز است و با تجهیز شیر تنظیمی به یک عمل‌گرء می‌توان آن را خودکار کرد. در مورد پمپ‌های عمودی تک‌سرعته مجهز به شیر تنظیمی. با توجه به فشار زیادی که پروانه آن‌ها تولید می‌کند. ممکن است در یاتاقان‌های رانش موتور دچار خرابی شوند. درصورتی که شرایط فشار پمپ. قبل از سفارش خرید محاسبه شود و یاتاقان‌های مناسبی به‌کار اتلاف انرژی, هزینه اولیه نسبتا بالایی دارند. -------- صفحهٔ بعد -------- سس 0+ : ۰ ۰ 1 1 1 1 : 1 سوم - عوامل و اجزای تاثیر ۱ 9 نش تا ۶ سر :2 ول او ٍ ۱ فتم [۲ ۱ ات رسی اساسا :و لس سسیگ ح سنا | ی 3 8 5 چ : هه کاکگکا ی شک در بهره‌برداری خودکار شبکه‌های آب ی [0) لگ اس کت (۲) ۷ سا ٍ را 1 اْ )۱( ۱ تسیا 8 11 اک | 19 : ۵ ۱ ۱ 2 1 ۷۱ ْ ۱ 3333333333333333 : 13 ]1 11 ۹۲ ۰ | 1 1-11 7۳ کی ۵ ۳ -۳۴۰- جانمایی شیر تنظیمی در خرو [ص۱ را کنتور الکترومفناطیس ج ین پچ 373775 ان ماه /( 2 4 -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۲۳ ۳ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و پمپ‌های تک سرعته ترتیبی (شکل ۳۵-۳ و شکل ۳۶-۳)؛ تعداد کافی از پمپ‌های موازی که به‌ترتیر یا خاموش می‌شوند. می‌توانند آبدهی را با دقت خوبی تنظیم کنند. تعداد پمپ به میزان تغییرات مج آب در کانال وابسته است. به‌شکل نظری, بهره‌برداری از این پمپ‌ها ساده است: با افزایش تراز آب د مکش., پمپ‌ها به تدریج وارد مدار و با کاهش تراز آب پمپ‌ها به تدریج خاموش و از مدار خارج می تعریف تراز آب در حوضچه مکش, یا رانش تعداد موتورپمپ‌های در حال کار تعریف خواهند شد. با این وجود. به جزییات زیادی باید توجه شود. برای مثال, باید در یک بازه کانال, فاصله مناس بیش‌ترین و کم‌ترین تراز سطح آب برای یک پمپ وجود داشته باشد تا از روشن‌شدن بیش از ۵ بار د جلوگیری کرد (دفعات مجاز روشن شدن به قدرت موتور بستگی دارد). این ملاحظه از استهلاک و د بیش از حد موتورها جلوگیری می‌کند. رابطه مناسب برای تعیین این فاصله به صورت زیر پیشنهاد شده (۱-۳) 0 تعداد دفعات مجاز روشن‌شدن موتورها در ساعت است. ۰ و ۱ . ظ پیات | و #م / . ۲ 7 5 1 ۳ گم شکل ۳۵-۳- چند پمپ موازی در کنار هم. ابستگاه پمیاژ رودخانه سیمره زهکشی روشن از سطح ر سمت شوند. با ر ساعت » است: ۷-۷ [ج) و 1 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - عوامل و اجزای تاثیرگذار در بهره‌برداری خودکار شبکه‌های آبیاری ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ ۳۳ شکل ۳۶-۳- چند پمپ موازی در ابستگاه پمپاژز در 5۵۲8۵۵ 46 10۳۲۳6۹ اسپانیا ۴- استفاده از پمپ‌های دور متغیر؛ دو نوع چیدمان معمول وجود دارد: - تمامی پمپ‌ها مجهز به درایو دور متغیر باشند. درایوهاء کنترل‌کننده فرکانس متغیر برای یک موتور الکتریکی خاص هستند. این پیکربندی, ساده‌ترین چیدمان برای خودکارسازی است. به‌علاوه این روش برای تمامی شرایطی که پمپ‌ها از خطوط لوله تحت‌فشار ورودی می‌گیرند. پیشنهاد می‌شود. چراکه در این شرایط از مشکل ضربه چکشی آب (ضربه قوچ) جلوگیری می‌شود. باید توجه شود که در شرایطی که تمام پمپ‌ها به - یک یا دو عدد از پمپ‌ها با سرعت متغیر باشند و مابقی آن‌ها سرعت ثابت داشته باشند. این ترکیب زمانی کاربردی است که هر پمپ دارای لوله تخلیه مجزا به کانال باشد. در شکل (۳۷-۳) نمونه‌هایی از ایستگاه پمپاژ موازی با ترکیب موتورهای مختلف مشاهده می‌شود؛ پمپ یا پمپ‌هایی که در فرکانس کمی بالاتر از حداکثر -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۴ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی شکل ۳۷-۳- نمونه‌هایی از ابستگاه پمپاژ موازی با ترکیب مختلفی از پمپ/پمپ‌های مجهز به ۷۴۶۵ - چند نمونه از کنترل آبدهی در شبکه‌های داخل کشور اکثر پمپ‌های مورد استفاده در طرح‌های آبیاری در سطح کشورء پمپ تک سرعته است. در شرایط استفاده از پمپ‌های تک سرعته با توجه به تغییرات و توزیع ماهانه معنی‌دار آب مورد نیاز شبکه‌هاء معمولا در ایستگاه‌های پمپاژ از تعدادی از پمپ‌ها به صورت موازی استفاده می‌شود. در این حالت تعدد پمپ‌ها امکان تطابق محدود جریان را در شرایط می‌شود. این میزان برگشت آب می‌تواند از طریق سازه‌های سرریز جانبی پیش‌بینی شده در کانال‌های آبیاری, به سامانه طرح احیای نخیلات آبادان- خرمشهر مرور می‌شود. پروژه تامین انتقال و توزیع آب شیرین جهت احیای نخیلات آبادان- خرمشهر یکی از بزرگ‌ترین پروژه‌های کشور است که به دلیل پیشروی آب شور خلیج فارس از یک طرف و دلتایی بودن و فاقد شیب بودن اراضی تحت پوشش نخلستان‌ها اقدامات تحولی آبیاری از جزر و مدی به آبیاری برنامه‌ریزی شده و تامین گرادیان هیدرولیکی لازم انتقال آب شیرین به پای نخیلات به صورت پمپاژ جچند مرحله‌ای توصیه و اجرا شده است. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - عوامل و اجزای تاثیرگذار در بهره‌برداری خودکار شبکه‌های آبیاری ۱۴۰۳/۰۵/۰۷ ۳۵ در چنین پروژه‌هایی خودکارشدن سامانه از اهمیت فوق‌العاده‌ای برخوردار است. البته سامانه خودکار در شرایط هوشمند می‌تواند علاوه بر تامین آب. اهداف گسترده‌تری از جمله پایش 9 کنترل شوری و املاح, مدیریت رسوب. صرفه‌جویی در مصارف انرژی و سوخت و سهولت تحویل حجمی آب به کشاورزان را در پی داشته باشد. ۲-۵-۳ نکاتی در استفاده از درابوهای فرکانس متغیر در ادامه چند مورد از قواعد استفاده از درایوهای فرکانس متغیر (اینورتر)" ارائه شده است: ۱- تنها از کنترل‌گرهای با کیفیت استفاده شود. اگر جزئیات شیوه کنترل معلوم نیست. از متخصص مشورت گرفته‌شود و تنها بر اساس قیمت. اقدام به خرید نشود. بین کنترل‌گرها تفاوت‌های اساسی به قرار زیر وجود دارد: - کیفیت برق ارسالی به موتورها - طول کابل قابل استفاده بین موتور و کنترل‌گر - بازده, از نظر نیاز به یک سامانه خنک‌کننده در تابلو - محدوده حرارتی کار کرد - تولید هارمونیک‌های مزاحم در جریان - سر و صدای مزاحم - حساسیت به تغییرات ولتاژز منبع تغدیه (یکی از مسایل اصلی در پروژه‌های آبیاری در فواصل دور) ۲- اگر تنها یک درایو فرکانس متغیر ((۷]1) در ایستگاه پمپاز با پمپ‌های موازی موجود باشد. این کنترل‌گر 0 باید به پمپ با بیش‌ترین آبدهی متصل شود. ۲- پمپ باید با یک شیب منفی پیوسته (ولی بدون افت) از آبدهی صفر تا آبدهی حداکثر شروع به‌کار کند. از پمپ‌هایی که دارای یک منحنی قابل اعتماد کاهش تا آبدهی صفر نباشند. استفاده نشود. این مساله برای پمپ‌های جریان- محوری و جریان- مخلوط برای جلوگیری از کنترل ناپایداری, حیاتی است. ۴- از موتورهای « قابل کار با اینورتر"» استفاده شود. ۵- بازدهی موتور تحت بار و فرکانس متغیر با موتور تک سرعته که تحت بار مشابه کار می‌کند یکسان است. ۱- اینورتر در اصل تبدیل کننده جریان :)۸ به :16 و برعکس است. اما به درایوهای فرکانس متغیر که در آن تبدیل :)۸ به :16 و مجددا :)۸ انجام می‌شود نیز اینورتر گفته می‌شود. یک (]۷۳ (اینورتر)» بین منبع برق و موتور قرار می‌گیرد. برق ابتدا به اینورتر وارد شده و با توجه به نیاز موتورء فرکانس و ولتاز آن تنظیم می‌شود و سپس این جریان تنظیم‌شده به موتور تغذیه می‌شود. با تنظیم فرکانس, دور موتور و در نتیجه دور پمپ تغییر خواهد کرد. 11۷۵۲16۲-1۱۷[ -2 -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۶ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی کار منحنی پمپ با دورهای مختلف با منحنی سامانه تقاطع داده شود و نقطه کار شامل آبدهی. ارتفاع پمپاز و توان موتور براین اساس تعیین شود. استفاده از قانون تشابه " به صورت مستقیم نتایج اشتباهی به دست خواهد داد. طبق این قانون. برای نقاط مشابه دریک پمپ. آبدهی. ارتفاع پمپاژ و توان جذبی پمپ به ترتیب با توان (۲-۳) ,لا ۲۵۱ دا (0) (۳ )1 رد 11 3جی) ط (۴-۳) چ اس ۷ ص ۷- برای قابلیت اطمینان بالاترء بهتر است اندازه اسمی کنترل‌گر ۷۳1 یک اندازه بزرگ‌تر از موتور مورد نظر باشد. (در این خصوص باید بسته به شرایط و نسبت توان موتور به توان جذبی پمپ در خصوص توان درایو دور متغیر تصمیم‌گیری شود.) با توجه به کاهش شدید فشار پمپ با کاهش دور پمپ. استفاده از ترکیب پمپ‌های با کنترل‌گر درایو متغیر و بدون آن باید با توجه به منحنی سامانه انجام شود و در بسیاری از موارد این ترکیب در سیستم تحت‌فشار نامناسب است. ۶-۳- ۰ زن تنظ, در سک آبیاری استفاده از مخازن تنظیمی در پروژه‌های مدرن‌سازی شبکه‌های آبیاری توصیه شده و ضروری است. در برخی از نواحی آبیاری در غرب آمریکا تعداد این مخازن به بیش از ۲۳ عدد در هر شبکه می‌رسد. در ایران؛ غیر از کشت و صنعت هفت تپه در محدوده شبکه آبیاری و زهکشی دز و مخزن مغان (دریاچه شهرک) در شبکه مغان, در دیگر موارد به عنوان مخزن تنظیمی شبکه‌های تحت‌فشار استفاده شده است. دو نمونه از مخازن تنظیمی در شکل (۲۸-۳) مربوط به شبکه‌های تحت‌فشار زنور و بناب مرند نشان داده شده است. ۷۳] ۸۲۲1۷ -۱ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - عوامل و اجزای تاثیرگذار در بهره‌برداری خودکار شبکه‌های آبیاری ۱۴۰۳/۰۵/۰۷ ۳۷ شکل ۳۸-۳- نمونه‌هایی از مخازن تنظیمی. تنظیم شبکه تحت‌فشار (بالا)- شبکه روباز (پایین) ۱-۶-۳- ضرورت پیش‌بینی مخازن تنظیمی مصرف باشد (مازاد آب)» هرزرفت آب در انتهای کانال به‌وجود می‌آید و اگر مقدار آبدهی کم‌تر از تقاضا باشد (کمبود) بهره‌برداران در بخش‌های انتهایی کانال با کمبود آب مواجه می‌شوند. پدیده «مازاد یا کمبود» آب در انتهای شبکه در این روش کنترلی. باعث بی‌عدالتی در توزیع آب می‌شود. دلایل این پدیده متعدد و برخی موارد به شرح زیر است: - با افزایش استفاده از روش‌های قطره‌ای یا میکرو در آبیاری و ارتقای روش‌های آبیاری در مزرعه. کشاورزان خواستار دریافت آب با انعطاف‌پذیری بیش‌تر هستند که در این شرایط انعطاف‌پذیری موجود. کافی نیست. - تغییرات آبدهی در تاسیسات آبگیری, به‌صورت تدریجی به پایین‌دست می‌رسد و پایدار شدن و یکنواختی آبدهی در نقاط پایین‌دست کانال, به زمان طولانی نیاز دارد. - آبدهی در آبگیر مزارع غیردقیق اندازه‌گیری می‌شود (صحت ۵/ * در مزرعه مطلوب درنظرگرفته می‌شود). - دلایل مختلفی برای تغییر غیرمنتظره در آبدهی آبگیر تحویل به مزرعه وجود دارد. این تغییرات شامل نوسانات در سطح آب کانال, یا نوسان در فشارء یا نوسان در آب در پایین‌دست آبگیر می‌شود. -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۸ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی در صورت عدم وجود مخازن تنظیمی بی‌عدالتی توزیع رخ می‌دهد و کشاورزان در انتهای کانال بدترین نوع خدمت‌رسانی در طول کانال را خواهند داشت. روش‌های معمول مقابله با پدیده «مازاد یا کمبود» در شرایط عدم وجود مخازن تنظیمی, به قرار زیر است: - در شرایط سهولت دسترسی به منبع آب و تامین رضایت همگان معمولا بهره‌بردار بیش‌تر از نیاز محاسباتی آب را برای تحویل به کانال وارد می‌کند. بنابراین» هرزرفت آب در انتهای کانال دائمی است. این ساده‌ترین روش برای تحویل آب انعطاف‌پذیر به آب‌بران (کشاورزان) است. - با استفاده از بازه‌های کانال به عنوان مخزن برای تامین مازاد یا کمبود.ء هرزرفت آب کاهش پیدا می‌کند. در این حالت سطح آب در کانال نوسان خواهد داشت و درنتیجه. تحویل آب در آبگیرها با نوسان همراه خواهد بود. این نوسانات در تخریب کانال و آسیب‌های وارده توسط جوندگان در کناره کانال موثر است. به‌علاوه» کانال با ابعاد بزرگ‌تر (ذخیره در بازه)» هزینه بیش‌تری دارند و رسوب‌گذاری به دلیل سرعت کم می‌تواند ۲-۶-۳- مزایای مخازن تنظیمی نشان می‌دهد این مخازن مزایایی به شرح زیر دارد: - هرزرفت آب را به مقدار زیادی کاهش می‌دهد. - بهره‌برداری از شبکه بسیار ساده‌تر می‌شود. میراب با توجه به سطح آب در مخزن, تغییرات در درخواست‌ها را یک یا دو مرتبه در روز تنظیم آبدهی در تاسیسات آبگیری ابتدای شبکه کافی است. - مخازن امکان تحویل آب منعطف در بالادست را درحالی که سطح آب در بازه‌های بالادست کانال ثابت می‌ماند نیز فراهم می‌کنند. چراکه تمامی نوسانات آبدهی در مخزن تنظیمی تعدیل خواهد شد. - مخازن امکان تحویل آب منعطف را در پایین‌دست. به یکی از دو روش زیر فراهم می‌کنند: * اگر بخش پایین‌دست مخزن تنظیمی با کنترل پایین‌دست بهره‌برداری شود. مقدار آبدهی وارد شده به پایین‌دست با نیاز آب‌بران به خوبی هماهنگ خواهد شد. * اگر بخش پایین‌دست مخزن تنظیمی با کنترل بالادست بهره‌برداری شود.ء از منظر کنترلی این بخش, تنها ایجاد شده در بخش بالادست مخزن تنظیمی نمی‌شود. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - عوامل و اجزای تاثیرگذار در بهره‌برداری خودکار شبکه‌های آبیاری ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ ۳۹ ۳-۶-۳ عوامل مهم در طراحی مخازن تنظیمی ۱- زمین مورد نیاز مخزن؛ برای ایجاد مخزن با ابعاد مناسب در مکان مناسب. نیاز به سطح مشخصی از زمین در آن نقطه است که نیاز به استملاک دارد. ۲- هزینه احداث؛ هزینه ساخت مخزن به همراه سازه ورودی و خروجی آن» می‌تواند هزینه زیادی را به پروژه تحمیل کند (به طور مثال یک مخزن بتنی با حجم ۲۰۰ هزار مترمکعب به قیمت سال ۱۳۹۸ حدود ۲۰ تا ۲۰ ۳ مشخصات هیدرولیکی و بهره‌برداری؛ این مشخصات شبکه شامل آبدهی کانال‌هاء. طول کانال‌هاء نظام بهره‌برداری» سطح کنترل خودکار. مشکلات دسترسی و نحوه حضور به موقع بهره‌بردار در محل سازه‌های براساس این مشخصات یک مثال به شرح زیر ارائه می‌شود: - اختلاف آبدهی واقعی در کانال نسبت به آبدهی تحویلی؛ این اختلاف. به آبدهی در هر دو بخش بالادست و پایین‌دست مخزن تنظیمی مربوط می‌شود. این اختلاف می‌تواند ۵ تا ۱۰ درصد انتخاب شود. در این مثال آبدهی کل ۳۵ مترمکعب بر ثانیه و اختلاف آبدهی ۵ درصد منظور می‌شود. - زمان لازم برای رسیدن تغییر آبدهی جبرانی در تاسیسات آبگیری کانال به مخزن تنظیمی (زمان تاخیر)؛ این زمان به سرعت جریان در کانال و طول کانال بستگی دارد که برای این مثال, این زمان ۴ ساعت فرضص می‌شود. (طول ۲۰ کیلومتر و سرعت متوسط ۱/۳ متر بر ثانیه) - مدت زمانی که اپراتورها متوجه این اختلاف در آبدهی شده و نسبت به آن واکنش نشان دهند؛ این اختلاف ممکن است در خارج زمان‌کاری رخ دهد (بعد از ظهرها) که می‌تواند زمان واکنش را به ۱۲ساعت نیز برساند. - در حالت ایده‌آل, مخزن تنظیمی تا شروع هرگونه اختلافی تا نصف پر خواهد بود تا امکان فراهم‌کردن ذخیره و تعدیل مازاد آب را داشته باشد. بنابراین ضریب تعیین حجم بهینه مخزن با انعطاف لازم ۲/۰ فرض می‌شود. (زمان واکنش + زمان تاخیر) * شدت‌جریان کانال * (۱۰۰+درصد اختلاف آبدهی) * ضریب حجم بهینه مخزن < حجم مورد نیاز 4 > ۱۲ + ۴) 00/5 ۰۳۵ ۷۰/۰۵ ۲/۰ - حجم مخزن برای مثال مطرحشده در بالا برای مثال,ء حجم مخازن تنظیمی معمول در کالیفرنیا حدود ۵۰.۰۰۰ تا ۳۲۰.۰۰۰ مترمکعب است. تجربه نشان‌داده که در ابتدا تصور بر این است که حجم محاسبه شده مخزن تنظیمی بسیار زیاد است. اما پس از گذشت چندسال, معمولا بهره‌برداران خواهان مخازن بزرگ‌تر و بیش‌تر هستند. -------- صفحهٔ بعد -------- ۸۰ 0۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی ۴-۶-۳ تعیین ظرفیت مجرای ورودی و خروجی مخازن معمولا ابعاد مجرای ورودی مخزن نسبت به خروجی مخزن برای آبدهی بیش‌تری طراحی می‌شود. چرا که: ۱- معمولا ورودی یک مخزن به‌صورت نقلی است و خروجی آن در برخی مواقع نیاز به پمپ دارد. به‌علاوه که یک ورودی ثقلی با طراحی بزرگ‌تر از ابعاد مورد نیازء نسبتا ارزان‌تر از استفاده از پمپ بزرگ‌تر و تجهیزات آن است. ۲- باران‌های ناگهانی باعث می‌شود تا کشاورزان آبگیرهای خود را ببندند. که نیاز به ظرفیت آبدهی ورودی بالایی را به مخزن دارد. ۳- در یک سامانه آبیاری نوین, فراهم بودن انعطاف پذیری برای کشاورزان در بستن آبگیرهاء بدون اعلام قبلی بسیار مهم است. این انعطاف‌پذیری به کشاورزان اجازه می‌دهد تا در مصرف آب صرفه‌جویی کنند. ازطرفی فراهم‌کردن انعطاف پذیری در بازکردن آبگیرها بدون اعلام قبلی, اهمیت کم‌تری از بستن آن‌ها دارد. با توجه به شرایط اگر در طول روز احتمال ۲۰ درصدی تغییر در حجم مخزن قابل پیش‌بینی باشد. این بدان معنی خواهد بود که تغییرات در آبدهی لحظه‌ای ممکن است به ۴۰/ برسد. ۵-۶-۳- ملاحظات کنترل مخزن روش‌های کنترلی متعددی برای کنترل ورودی و خروجی به مخزن وجود دارد. روش کنترلی مورد استفاده معمولا به عوامل نظیر موارد زیر وابسته است: ۱- موقعیت مکانی (توپوگرافی)؛ برای مثال در برخی از موقعیت‌ها می‌توان در ورودی و خروجی از جریان ثقلی استفاده کرد. ۲- عمق و ارتفاع یک مخزن؛ در برخی مخازن ممکن است جریان‌های ورودی/خروجی در زمان‌هایی به‌صورت ثقلی باشد. اما در زمان‌های دیگرء نیاز به پمپاژ آب به داخل مخزن باشد. ۳- سادگی؛ کنترل‌گرهای منطقی برنامه‌پذیر ‎)۳]-٩(‏ برای بهره‌برداری از پمپ‌ها و دریچه‌هاء در برخی از پروژه‌ها مطابق استاندارد است. درحالی که برای پروژه‌های دیگر می‌تواند پیچیده باشند. ۱-۵-۶-۳ طرح‌های کنترلی مخزن در طرح‌های کنترلی که در ادامه ارائه شده, فرض‌شده است که کنترل کانال در پایین‌دست هر مخزن. مجددا با کنترل آبدهی از مخزن شروع شود؛ به‌عبارتی, بهره‌برداری از کانال به‌شکل کنترل بالادست ادامه می‌یابد. در مواردی. کنترل در پایین‌دست مخزن با کنترل سطح آب پایین‌دست به‌جای کنترل آبدهی انجام می‌شود. نمادهای زیر در شکل (۳۹-۳) تا شکل (۴۹-۳) استفاده شده‌اند: - ۲ سازه تنظیم سطح آب بالادست - لا ابزار اندازه‌گیری جریان -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - عوامل و اجزای تاثیرگذار در بهره‌برداری خودکار شبکه‌های آبیاری ۱۴۰۳/۰۵/۰۷ ۸۱ - (] سازه تنظیم جریان - 7 مقدار آبدهی هدف - 0 آبدهی متغیر - 0 آبدهی ثابت معمولا در ملاحظات کنترلی, موارد زیر با اهمیت هستند: ۱- بهتر است که آب مازاد از بخش فوقانی‌تر کانال وارد مخزن شود تا رسوب‌گذاری در مخزن حداقل شود. ۲- اگر بار آبی کافی در کانال نسبت به مخزن وجود نداشته باشد.» کنترل مخزن به شکلی عمل می‌کند که سطح آب نسبتا ثابتی را در بازه کانال مجاور مخزن حفظ کند (شکل ۳۹-۳). در این حالت لازم است موقعیت ۳- اگر بار آبی قابل ملاحظه‌ای در کانال وجود داشته باشد. احتمال‌دارد تا در ورودی و خروجی مخزن, جریان آبدهی. در سازه تنظیم داخل کانال انجام می‌شود. جریان ورودی به داخل مخزن متغیر و آبدهی خروجی از مخزن نسبتا کم بوده و با تغفییر سطح آب در مخزن تغییر می‌کند. امکان جریان نقلی ورودی به مخزن, کنترل خودکار سطح آب را در کانال مجاور فراهم می‌کند. ۴- در شرایطی که بار آبی کافی در دسترس نباشد. با در نظر گرفتن جمیع جهات. انتخاب جریان ثقلی برای ورود جریان آب مازاد به مخزن و استفاده از پمپ برای خروج آب از مخزن اقتصادی‌تر بوده و در کاهش مصرف انرژی موثرتر است. کنترل و اندازه‌گیری ۵ بازه با سطح آب ثابت << 0 -. _ شکل ۳۹-۳- کنترل مخزن بدون وجود افت بار آبی قابل توجه در کانال -------- صفحهٔ بعد -------- ۸۲ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی کنترل و بازه با سطح آب ثابت اش رن ۰ ۳ 0-0-0 شکل ۴۰-۳- کنترل مخزن با افت بار آبی قابل توجه در کانال ۱-۱-۵-۶-۳- انتقال جریان مازاد آب به مخزن مخزن, وجود دارد. این روش‌ها شامل: ۱- ورود به مخزن از طریق یک سرریز لبه طولانی (شکل ۴۱-۳) که اگر سرریز به مقدار کافی طولانی باشد. می‌توان افزایش رقوم سطح در مخزن را در ۸ سانتی‌متری و کم‌تر از سطح نرمال آب کانال نگه‌داشت. تا مخزن بتواند برابر با لبه این سرریز (به صورت تقلی) پر شود. بیشینه سطح اب کانال آب مخزن : ل معمولا 01 ۸ با کم‌تر مخزن تنظیمی بازه کانال شکل ۴۱-۳- سرریز به مخزن از طریق یک سرریز لبه طولانی ۲ سرریز به مخزن از طریق دریچه یک‌طرفه 176 (شکل ۴۲-۳). این روش کنترل دقیق‌تری بر سطح آب بازه کم می‌شود. به دلیل پر هزینه بودن معمولا انتخاب نمی‌شود. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - عوامل و اجزای تاثیرگذار در بهره‌برداری خودکار شبکه‌های آبیاری ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ ۸۳ کانال تقریبا بدون شکل ۴۲-۳- ورود آب به مخزن از طربق دریچه یک طرفه :)1141 با دریچه 11680111210 (به ندرت کاربردی است) ۳- جریان تقلی به داخل مخزن توسط یک دریچه تحت کنترل -ا] می‌تواند کنترل بالادست را در بازه مجاور ایجاد کند (شکل ۴۳-۳). اگر به خوبی کنترل شود. بهترین حالت را برای ترکیب کنترل بالادست سطح آب بازه در کانال و حداقل کاهش در ظرفیت ذخیره مخزن تنظیم را خواهد داشت. اگرچه نسبت به سرریز لبه کانال تقریبا بدون شکل ۴۳-۳- جریان تقلی به داخل مخزن توسط یک دریچه تحت کنترل -).1] ۴- پمپاز به داخل مخزن؛ در شرایطی که سطح آب در مخزن نسبت به سطح آب در بازه کانال بالاتر باشد. استفاده از پمپ لازم می‌شود. کنترل این حالت ممکن است ساده یا پیجیده باشد. ساده‌ترین کنترل (بدون -------- صفحهٔ بعد -------- ۸۴ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی ۷۳ بدون مبدل)» بیش‌ترین نوسانات سطح آب را نیز دارد. چند انتخاب برای این حالت در جدول (۲-۳) فهرست شده که در ادامه توضیح داده شده‌اند. مشخص‌شده ثابت بماند. شکل (۴۴-۳)» این ترکیب را نشان می‌دهد. ۳ با منطق پیچیده (۳1) سس رن کانال تا ۳ می‌کند مخزن تنظیمی بازه کانال 3 ۲ شکل ۴۴-۳- ترکیب در انتخاب الف برای کنترل پمپ انتخاب ب: ترکیبی از حس‌گر الکترونیکی سطح., کنترل مبتنی بر ل]۳ و پمپ‌های تک سرعته (شکل ۴۵-۳). وقتی افزایش پیدا می‌کند و بعد از زمانی مشخص. پمپ دوم روشن می‌شود و همین روال ادامه می‌یاید. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - عوامل و اجزای تاثیرگذار در بهره‌برداری خودکار شبکه‌های آبیاری ۱۴۰۳/۰۵/۰۷ ۸۵ کانال به گونه‌ای انتخاب شده تا از روشن و خاموش شدن پمپ‌ها بیش از ۵ مرتبه در هر ساعت جلوگیری شود شکل ۴۵-۳- ترکیب در انتخاب ب برای کنترل پمپ انتخاب پ: استفاده از حس‌گرهای تماسی (بدون مبدل) و پمپ‌های تک سرعته. بدون استفاده از ]۳ (شکل ۳- ۶). هر پمپ دارای یک سطح آب متفاوت برای «روشن‌شدن» و «خاموش‌شدن» است. این یک روش کنترل قدیمی است که منجر به نوسانات زیادی در سطح آب کانال می‌شود. اما فرایند ساده‌ای دارد. موقعیت حس‌گر به شکلی انتخاب می‌شود تا از روشن و خاموش شدن پمپ‌ها بیش‌تر از ۵ مرتبه در هر ساعت جلوگیری 7 شکل ۴۶-۳- ترکیب در انتخاب پ برای کنترل پمپ ۲-۵-۶-۳- کنترل تخلیه جریان از مخزن جهت تامین سطح آب ثابت در کانال پایین‌دست مخزن. دو حالت تخلیه جریان از مخزن وجود دارد: - اگر سطح آب در مخزن, برابر یا پایین‌تر از سطح آب در کانال پایین‌دست باشد. از پمپاژ باید استفاده شود. در این شرایط یکی از انتخاب‌ها (الف. ب و پ) را در جدول (۲-۲) می‌توان برای کنترل پمپ‌ها به‌کار گرفت. - اگر سطح آب در مخزن, حداقل ۸ سانتی‌متر بیش‌تر از سطح آب در بازه کانال پایین‌دست باشد. انتقال جریان به صورت ثقلی خواهد بود. (با استفاده از دریچه‌های تحت کنترل ]۳). -------- صفحهٔ بعد -------- ۸۶ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی مخزن وارد یا خارج شود. کنترل و اندازه‌گیری 0 بازه با سطح آب ثابت شکل ۴۷-۳- وجود خروجی و ورودی با جریان ثقلی با توسط پمپ در یک مخزن ۱-۲-۵-۶-۳- جریان نقلی خروجی هنگامی که یک افت بار آبی در کانال, امکان جریان ثقلی برای خروج آب از مخزن را ایجاد کند. نکات مهمی در ارتباط با محاسبه و کنترل آبدهی خروجی از مخزن مطرح می‌شود. دو مورد از شرایط متداول به شرح زیر هستند: ۱- برای آندازه‌گیری جریان داخل کانال در پایین‌دست خروجی مخزن. موقعیت مکانی خوب. یا شرایط مناسبی وجود نداشته باشد. برای مثال, ممکن است اختلاف بار آبی کافی برای ساخت سرریز لبه پهن وجود نداشته در این شرایط. برای کنترل و اندازه‌گیری باید دو موقعیت مناسب وجود داشته باشد (شکل ۴۸-۳). در این حالت هر دو خروجی 01 و خروجی در 0 دارای آبدهی‌های مشخص خواهند بود که مجموع آن‌ها برابر با آبدهی هدف در کانال ( 6 می‌شود. توجه شود که در این طرح کنترلی. خروجی ی باید به دقت اندازه گیری شود. برای اندازه گیری 0 ارو ها 0 شکل ۴۸-۳- دو موقعیت برای اندازه‌گیری و کنترل جریان -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - عوامل و اجزای تاثیرگذار در بهره‌برداری خودکار شبکه‌های آبیاری ۱۴۰۳/۰۵/۰۷ ۸۷ ۲- برای اندازه‌گیری آبدهی کل کانال» یک موقعیت مناسب در بازه پایین‌دست خروجی مخزن باید وجود داشته باشد. در این حالت. دو نقطه تنظیم آبدهی, نیازی به اندازه‌گیری آبدهی با دقت بالا ندارند. مقدار آبدهی از درون یک دریجه بزرگ. ثابت است (چرا که بارآبی ثابتی دارد)» اما به‌صورت دستی می‌تواند تنظیم‌شود. دریجه خودکاری» بازشدگی را به‌گونه‌ای تنظیم می‌کند تا جریان عبوری از جریان‌سنج نصب‌شده در پایین‌دست آن در یک مزیت این روش امکان اندازه‌گیری «آبدهی کلی کانال» در پایین‌دست مقطعی است که دارای تعداد زیادی آبگیر باشد. آبدهی واقعی مخزن به علاوه آبدهی کانال, با آبدهی هدف به علاوه آبدهی آبگیر. برابر مقدار هدف(۲])- شکل ۴۹-۳- مثالی با دو نقطه کنترل جریان ۷-۳- تامین انرژی شبکه آبیاری خودکار برای عملکرد خود نیاز به یک منبع انرژی دارد. این منبع انرژی هم نیروی لازم جهت باز و بستن دریچه را فراهم می‌کند و هم آنرژی سامانه کنترل را تامین می‌کند. برای بررسی منابع آنرژی, ابتدا لازم است برای جابه‌جایی خودکار دریچه‌هاء سامانه کنترل و میزان انرژی مورد نیاز در شبکه برآورد شود. از دید کلی. یک شبکه خودکار شامل مجموعه‌ای از دریچه‌ها است که توسط عمل‌گرها باز و بسته می‌شوند. از آنجایی که دریچه‌های کشویی, بیش‌ترین نیرو را برای جابه‌جایی نیاز دارند در اینجا توان مورد نیاز برای یک مورد نمونه - جرم دریچه 4 کیلوگرم - حداکثر جابه‌جایی دریچه با متر -------- صفحهٔ بعد -------- ۸۸ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی با این فرض‌ها آنرژی لازم به شرح زیر خواهد بود: (۵-۳) نیروی لازم به نیوتن 8 ۳ (۶-۳) انرژی لازم به ژول ۱1.8.۲ ۳.۶ ختا توان لازم از تقسیم انرژی بر زمان جابجایی به‌دست خواهد آمد. (۷-۳) ۷ رآ <] براساس رابطه فوق برای با زکردن یک دریجه ۱ تنی (با احتساب وزن کلیه اجزای دریجه و نیروی اصطکاک) با ار تفاع یک متر در مدت دو دقیقه به ۸۴ وات توان نیاز خواهد بود. شکل (۵۰-۳) یک موتور 1001۷۷۵11 را نشان می‌دهد. شکل ۵۰-۳- نوعی از یک موتور ۱۰۰۱۷2۵۸ و طرح نقشه آن (ابعاد به میلی‌متر) طول این موتورء چنان که در شکل‌های فوق دیده می‌شود. حدود ۱۰ سانتی‌متر و قطر موتور/۶۱۸۵ سانتی‌متر است که نسبت به وزن یک تن. نامتناسب به نظر می‌رسد. این عدم تناسب ناشی از نسبت کم سرعت جابه‌جایی دریچه نسبت به سرعت موتور است. درصورتی که سرعت جابه‌جایی به ۱ سانتی‌متر بر ثانیه و وزن موثر دریچه به ۲ تن افزایش یابد قدرت موتور مورد نیاز حدود ۱۹۶ وات خواهد بود که با اعمال ضریب اطمینان ۲. قدرت مورد نیاز حدود ۰/۵اسب بخار خواهد بود. همان‌طوری که ملاحظه می‌گردد سرعت جابه‌جایی دریچه نسبت به سرعت موتور خیلی کم است که لازم است از یک دریجه. باید به نحوی انتخاب شود که سرعت جابه‌جایی دریجه در محدوده قابل قبول و متناسب با توان موتور انتخابی باشد. (شکل ۵۱-۳) -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - عوامل و اجزای تاثیرگذار در بهره‌برداری خودکار شبکه‌های آبیاری ۱۴۰۳/۰۵/۰۷ ۸۹ شکل ۵۱-۳- یک دریچه کشویی با عمل گربرقی و دستی, نحوه عملکرد پیچ طولی در مانور دریچه ۱-۷-۳- انتقال نیرو برای تامین آنرژی راه‌های محدودی وجود دارد. به طور معمول آنرژی از طریق شبکه برق یا از طریق سلول‌های خورشیدی یا ترکیبی از هر دو انجام می‌شود. ۱-۱-۷-۳ استفاده از شبکه برق در شبکه‌هایی که امکان برق‌رسانی وجود دارد. می‌توان از این امکان برای تغذیه عمل‌گرها و سامانه کنترل استفاده کرد. باید توجه کرد که برق‌رسانی برای یک شبکه آبیاری ممکن است نیازمند کیلومترها کابل‌کشی باشد. برای درک مقدار کابل مورد نیاز, به طور تقریبی می‌توان گفت که طول کابل‌کشی لازم برای هر هکتار شبکه تا محل آبگیر مزرعه. حدود ۱۶۹۰ متر است. به طور مثال تامین برق یک شبکه خودکار به مساحت ۲۰ هزار هکتار. نیاز به حدود ۲ هزار کیلومتر کابل‌کشی دارد. استفاده از شبکه برق می‌تواند تا حدود زیادی تامین انرزی مطمئنی را فراهم سازد. اما مشکلات برق‌رسانی در یک شبکه آبیاری با توجه به این‌که کابل‌ها یا باید در زمین دفن شوند یا به صورت هوایی و توسط تیر عبور داده شوند. همراه پا هزینه زیاد و احتمالا مشکلاتی در بهره‌برداری خواهد بود. طراحان شبکه آبیاری, هنگام طراحی ۲-۱-۷-۳ استفاده از انرژی خورشیدی این آنرژی تقریبا در ۹۶ درصد ایران به راحتی در دسترس است. هزینه تامین خیلی زیادی ندارد و عمر آن بالغع بر ۲۰ سال است. همه این ویژگی‌ها آنرژزی خورشیدی را گزینه‌ای مناسب برای تامین انرژی یک شبکه آبیاری خودکار می‌کند. مشکل اصلی انرژی خورشیدی, قطع آن به هنگام شب و هنگام وجود ابر است؛ به‌همین دلیل لازم است انرژی خورشیدی اینورتر و عمل‌گرهاء باید برآورد انرژی مورد نیاز به صورت واقع‌بینانه‌ای به عمل آید تا هزینه‌ها بپهینه شود. -------- صفحهٔ بعد -------- ۹۰ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی ۳-۱-۷-۳ استفاده ترکیبی از برق شبکه و انرژزی خورشیدی با توجه به مشکلاتی که هنگام استفاده از انرژی خورشیدی یا شبکه برق, به‌صورت مجزا از هم پدید می‌آید و همچنین با توجه به انتظاراتی که از یک شبکه خودکار می‌رود. جهت بالا بردن قابلیت اطمینان سامانه خودکارء بهتر است از یک سامانه ترکیبی از آنرژی خورشیدی و شبکه برق استفاده شود. شاید بهتر باشد در این وضعیت که نقاط کلیدی کنترلی کانال‌های اصلی که تعداد آن‌ها در حدود ۱۰ درصد کل شبکه است. با استفاده هم‌زمان از شبکه برق و انرژی خورشیدی تامین انرژی شود و شبکه‌های فرعی فقط توسط انرژی خورشیدی تغذیه شوند. همچنین با توجه به صنعت رشد یابنده انرژی خورشیدی می‌توان حالتی را هم در نظر گرفت که با استفاده از سلول‌های ۳۷ انرژی خورشیدی به ولتاژ سه فاز قابل اتصال به شبکه تبدیل شود. در این حالت می‌توان با توزیع برق در کل شبکه. هم برق سامانه خودکار را تامین کرد و هم در مواقعی که شبکه آبیاری نیاز به برق ندارد. انرژی الکتریکی تولیدی را به شبکه برق سراسری منتقل کرد. ۴-۱-۷-۳- سلول‌های خورشیدی برای بازکردن یک دریجه کشویی نسبتا بزرگ. توان مورد نیاز حدود ۱۰۰ وات در مدت زمان حدود ۲۰۰ ثانیه است. برای استفاده از سلول‌های خورشیدی به این منظور لازم است که از یک مجموعه باتری و اینورتر استفاده شود. فرض می‌شود که ولتاژ باتری ۲۴ ولت باشد. با توجه به توان نامی موتور و توان مورد نیاز و در نظر گرفتن پارامترهایی مثل راه‌اندازی موتور و اصطکاک استاتیک راه‌اندازی دریجه. منطقی است که توان موثر حدود ۲۰۰ وات در نظر گرفته شود. دراین‌صورت جریان باتری مطابق رابطه زیر برابر خواهد شد با ۸ << 200/24 <] + ۳/۷ <-] ج] .۲-۷۷ باتری باید این جریان را در طول زمان بازشدن دریچه یا بستن آن تامین کند. از این‌رو میزان مصرف باتری مطابق محاسبه زیر برابر خواهد شد با: 0 200/36000 ۷ 8. 33 -ا1۷] یعنی میزان آمپر- ساعت مصرفی باتری برابر با ۰۴۲ است. این ظرفیت برای یک باتری بسیار کم است 0 در عمل ملاحظات دیگری هم لازم است. مهم‌ترین مساله‌ای که باید در نظر گرفته شود. جریان راه‌اندازی موتور است که این نیاز به جریان‌دهی بالا در هنگام راه‌اندازی» ظرفیت بالاتری را برای باتری ضروری می‌کند چرا که باتری با ظرفیت بالاء مقاومت داخلی کم‌تر و از این‌رو قابلیت جریان‌دهی بالاتری دارد. درصورتی‌ که فرض کنیم یک دریچه در طول روز حداکثر دو بار باز یا بسته شود لازم است یک سلول خورشیدی با احتساب ضرایب اطمینان کافی در طول دو ساعت انرژی مورد نیاز یک بار مانور دریچه را فراهم نماید. اگر جریان مصرفی متوسط از باتری را ۸/۳ آمپر در نظر بگیریم و مدت زمان تامین این جریان را ۲۰۰ ثانیه فرض کنیم خواهیم داشت: ۸ عی| ج2 مسا - 200/3000 ۷ ‎٩. 3 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - عوامل و اجزای تاثیرگذار در بهره‌برداری خودکار شبکه‌های آبیاری ۱۴۰۳/۰۵/۰۷ ۹۱ یعنی جریان شارژ برابر با ۲۳۰ میلی آمپر خواهد شد. اگر ولتاز سلول خورشیدی را ۳۳ ولت در نظر بگیریم توان سلول خورشیدی حدود ۸ وات خواهد شد: ۷۷ << 230 ۷ 33 در عمل توان سلول خورشیدی را بالاتر انتخاب می‌کنند. این‌کار قابلیت اطمینان کار را بالاتر می‌برد چون با سلول خورشیدی با توان بالاتر می‌توان در روزهای ابری هم باتری را شارژ کرد. درعمل استفاده از یک سلول خورشیدی ۱۵ تا ن وات برای چنین سامانه‌ای قابل توصیه است. لازم به ذکر است که مواردی که در اینجا محاسبه شده. فقط برای تشریح مفاهیم 9 نحوه محاسبه بوده و لازم است در عمل برای هر سازه کنترلی محاسبه مربوطه انجام شود. چنان‌که قبلا گفته شد بهتر است برای کانال‌های اصلی از برق شبکه استفاده شود و در صورت نیاز به عملکرد با اطمینان بالاتر از ترکیب سلول خورشیدی نیز با شبکه برق استفاده شود. کانال‌های اصلی حساسیت بالاتری دارند و اطمینان از عملکرد دریچه‌های اصلی اطمینان از عملکرد بهینه شبکه را بالا می‌برد. ۵-۱-۷-۳ شبکه برق برای استفاده از شبکه برق مهم‌ترین مساله نحوه انتقال و توزیع برق خواهد بود. بر اساس نتایج به‌دست آمده از محاسباتی که برای یک شبکه نمونه انجام شده. با توجه به توان مصرفی کم سامانه کنترل, برای تامین انرژی از شبکه برق نیاز به ولتاژ بالا (۲۰ کیلو ولت) نیست و می‌توان از ولتاژهای متعارف پایین مثل ۶۶۰ ولت یا ۱۰۰۰ ولت استفاده کرد. استفاده از این ولتاژها هزینه انشعاب در محل هر سازه کنترل را به شدت کاهش خواهد داد. برای مصرف کننده‌ها دو حالت متصور است. حالت اول این است که شبکه برق تنها به عنوان شارژ کننده باتری عمل کند و مصرف‌کننده دیگری هم به برق وصل نباشد. حالت دوم این است که از برق شبکه جهت روشنایی یا تامین برق اتاق کنترل (در صورت وجود) هم استفاده شود و کارکرد موتور نیز بدون استفاده از باتری و اینورتر انجام شود. در حالت اول با توجه به جریان کم لازم جهت شارژ باتری و انتخاب ولتازی مثل ۶۶۰ ولت به کابل با مقطع کوچک به طور مثال حداکثر ۱۰ میلی‌متر مربع نیاز خواهد بود. در حالت دوم محاسبات کابل بر اساس مصارف. همانند توان مصرفی موتورء روشنایی یا تامین برق اتاق کنترل و طبق افت مجاز و جریان در کابل و مطابق استانداردها انجام می‌شود. محاسبات باید به گونه‌ای باشد که ولتاژ خط و سطح مقطع کابل با لحاظ هزینه‌های انتقال و انشعاب به صورت بهینه‌ای تعیین گردد. بهتر است کابل برق در ترانشه کنار کانال اصلی با عمق حدود ۶۰ تا ۸۰ سانتی‌متر کارگذاری شود (شکل ۵۲-۳). در خصوص لوله‌های انتقال آب. می‌توان کابل‌گذاری را در ترانشه لوله انجام داد و تراز کارگذاری کابل حدود ۲۰ سانتی‌متر بالاتر از لوله مطابق مقطع تیپ شکل (۵۳-۳) باشد. در استفاده از این گزینه اخیر باید به مشکلات ناشی از وجود کابل در -------- صفحهٔ بعد -------- ۹1۲ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی ۲۳۱۱ 0 مس ۶ ای پوت :0 ۰ (غ ۸ ۹2::۸] خاکریز نهیی با خاک محلی وا مرها ۹ ی رای رد ۹ ۰ نوا ۰ را و نوار خطر 5 خاکریز سرندشده متراکم شکل ۵۲-۳ مقطع تیپ کارگذاری لوله انتقال آب همراه با کابل برق‌رسانی -------- صفحهٔ بعد -------- قصل ۴ مبانی کنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیار ی -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - مبان یکنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ ۹1۵ ۱-۴ مقدمه سامانه کنترل صنعتی (1۳8۱) یک اصطلاح کلی است که شامل چندین نوع سامانه کنترل, از جمله سامانه‌های کنترل نظارتی و جمع‌آوری داده‌ها (اسکادا)» سامانه‌های کنترل توزیع‌شده (128) و سایر سامانه‌های کنترل کوچک‌تر از قبیل کنترل‌گرهای منطقی برنامه‌پذیر (۳16) است که اغلب در بخش‌های صنعتی و زیرساخت‌های مهم کاربرد دارد. سامانه‌های کنترل صنعتی معمولا در صنایعی مانند برق, آب. روغن و گازء مواد شیمیایی. حمل و نقل, داروسازی, خمیر و کاغذ. مواد غذایی و نوشیدنی و تولیداتی مانند خودرو هوافضا و کالاهای بادوام مورد استفاده قرار می‌گیرد. سامانه‌های کنترل توزیع‌شده (1۳8) یا زیرسامانه‌های کنترل‌شده با ]۳1 معمولا به یک کارخانه یا حوالی کارخانه محدود می‌شوند. درحالی که ایستگاه‌ها و نقاط میدانی اسکاداء در یک محدوده جغرافیایی گسترده پخش هستند. ارتباطات 17۳85 و ]۳ معمولا با استفاده از فناوری‌های شبکه محلی (۸.]) انجام می‌شوند. اما سامانه‌های اسکادا به طور خاص برای رفع چالش‌های ارتباطی از راه‌دور (مانند تاخیر و از بین رفتن داده‌ها توسط راه‌های مختلف ارتباطی) طراحی شده‌اند. ۲-۴- مشخصات سامانه‌های کنترل اصول عملکرد سامانه‌های کنترل در شکل (۱-۴) نشان داده شده است. اجزای اصلی سامانه کنترل شامل موارد زیر است: حلقه کنترل؛ یک حلقه کنترل شامل حس‌گرهای اندازه‌گیری. سخت‌افزار کنترل‌گر (مانند 6 ]۳ها)» عمل‌گرها (مانند قرائت شده مرتبط با پارامتر کنترل " از حس‌گرها به کنترل‌گر منتقل می‌شوند. کنترل‌گرء سیگنال‌ها را بر اساس مقدار تعیین‌شده (هدف)" تفسیر می‌کند و متغیرهای متناظر جدیدی (متغیرهای اقدام کنترلی) را تولید می‌کند. که به عمل‌گرها منتقل می‌شود. تغییرات ناشی از این اغتشاش, منجر به ایجاد سیگنال‌های جدیدی در حس‌گرها می‌شود (شرایط جدید سامانه) که مجددا به کنترل‌گر منتقل می‌شود. 0 |0۲۵۱ [۵اد00 1 -۱ 5 ۲۵۲۵۱ ۵۵0ا۷ زا121۵ -2 ۷۵۳1۵01۵5 00۵۱1۵۵0 -3 4- 56 1 5- 00۵۱۱۵۵0 ۸0110 ۷۵۳1۵5 -------- صفحهٔ بعد -------- ۹۶ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی رابط انسان - ماشین (1111)؛ اپراتورها و مهندسان از آ/78آها برای تنظیم نقاط هدف. الگوریتم‌های کنترل, تنظیم و ایجاد پارامترها در کنترل‌گر استفاده می‌کنند. رابط انسان- ماشین همچنین اطلاعات وضعیت فرایند و اطلاعات سابقه را عیب یابی از راه‌دور و خدمات نگهداری و تعمیرات؛ ابزارهای تشخیصی و تعمیر و نگهداری برای جلوگیری, شناسایی یک سامانه کنترل صنعتی به طور کلی شامل تعداد بسیار زیادی حلقه‌های کنترل, 118/1 عیب‌یابی از راه‌دور و ابزارهای تعمیرات و نگهداری در آرایه‌ای از پروتکل‌های شبکه با قالب لایه‌ای است. گاهی اوقات این حلقه‌های کنترل, زنجیره‌ای " یا تو در توا" هستند که براساس آن, مقدار هدف " برای هر حلقه بر مبنای متغیر تعیین‌شده توسط حلقه دیگر مشخص می‌شود. حلقه‌های سطح نظارتی " و حلقه‌های سطح پایین‌تر" به طور پیوسته در طول مدت یک فرایند با چرخهٌ - مقادیر هدف - الگوریتم کنترل محدوده مجاز پارامترهای کنترل - داده‌های فرایندی َ رابط انسان نگهداری و عیب‌پابی ماشین (۲1۱۸1) شکل ۱-۴- عملیات اصلی سامانه کنترل صنعتٍ 1-8 مادت ۲ -2 3- 50 1 4- 500۲۷1۹۵0۲۷-1 ۵۷۵[ ]-05 5- 10۵۲-1۵۷۵۱] 4۹ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - مبان یکنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ ۹۷ ابزار و ادوات الکترونیکی و کنترلی برخلاف ابزار و ادوات مکانیکی. وابستگی زیادی به صنعتی که در آن استفاده می‌شوند. ندارند. ابزار الکترونیکی و کنترلی توسط سیگنال‌های الکتریکی با سامانه تحت‌کنترل خود ارتباط دارند. بنابراین برای این ابزارء نحوه پردازش سیگنال‌های ورودی و تولید سیگنال‌های لازم خروجی, اهمیت دارد و نه فرایند تحت کنترل؛ ازاین‌روء این ادوات به قدر کفایت. انعطاف‌پذیری لازم جهت انطباق با انواع سامانه‌ها را دارا هستند (ر.ک. پ.۴-۱). ۳-۴ متغیرها و پارامترهای کنترل عملکرد موفق یک سامانه کنترل بستگی به توانایی آن در تعیین دقیق «متغیرهای اقدام کنترلی» برای رسیدن به مقدار تعیین‌شده «پارامتر کنترل» دارد. الگوریتم کنترل یک روال تصمیم‌گیری است که با بررسی و پردازش ورودی‌های کنترل, شامل متغیرهای اندازه گیری شده و مقدار هدف در یک سازه, یک متغیر اقدام کنترلی (مانند بازشدگی دریچه) را محاسبه و برای اعمال تغییر به عمل‌گر ارسال می‌کند. به این ترتیب متغیرهای سامانه کنترل عبارتند از؛ ۱- پارامترهای کنترل, ۲- متغیرهای اندازه‌گیری شده و ۳- متغیرهای اقدام کنترلی. پارامترهای کنترل؛ به متغیرهایی گفته می‌شود که سامانه کنترل سعی در حفظ آن‌ها در مقداری ثابت دارد که این مقادیر ثابت معمولا مقادیر هدف گفته می‌شوند و در شبکه‌های آبیاری, آبدهی» سطح آب (عمق) بازه» حجم آب بازه کانال و فشار در لوله هستند. در کانال‌های آبیاری با توجه به آسان‌تر بودن اندازه‌گیری سطح آب و همچنین بیان‌شدن بسیاری از خصوصیات هیدرولیکی جریان و محدودیت‌های فیزیکی بر اساس تراز سطح آب. معمولا این متغیر به عنوان کنترل متفاوتی به کار رود. برای مثال معمولا در روش کنترل بالادست. در تاسیسات آبگیری کانال پارامتر کنترل, آبدهی و در سازه‌های تنظیم پایین‌دست پارامتر کنترل, سطح آب انتخاب می‌شود تا بار آبی/افشار ثابت برای آبگیرها فراهم شود. متغیرهای اندازه‌گیری شده؛ شامل سطح (عمق) آب (در بالادست یا پایین‌دست یا نقطه میانی بازه)» آبدهی سازه/پمپ و میزان گشودگی سازه تنظیم است. این متغیرها نیز افزون بر مقدار هدف در هر سازه» ورودی الگوریتم متغیرهای اقدام کنترلی؛ به متغیرهایی گفته می‌شود که سامانه کنترل برای بازگرداندن «پارامتر کنترل» به مقدار هدف. تنظیم می‌کند. زمانی که پارامتر کنترل مشخص شد. یک متغیر اقدام کنترلی مناسب باید انتخاب شود. در شبکه‌های آبیاری, تقریبا همیشه متغیرهای اقدام کنترلی برای دریچه و شیرء میزان گشودگی و در پمپ‌ها خاموش و روشن یا فرکانس ۷۳1 است. حتی اگر خروجی مورد نظر در نقطه کنترلی آبدهی باشد. به عنوان مثال, برای یک تنظیم‌کننده سطح آب خودکار» سطح آب پارامتر کنترل و گشودگی دریچه (وضعیت دریچه) متغیر اقدام کنترلی است. -------- صفحهٔ بعد -------- 1۸ 0۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی سطح آب قرار گیرد. از هر دو دریچه می‌توان برای تغییر سطح آب بازه استفاده کرد. اما نتایج حاصل از استفاده از یکی یا دیگری برایند کاملا متفاوتی در بهره‌برداری دارد. ۴-۴- روش‌های کنترل سامانه‌های آبیاری راهبردهای بهره‌برداری سامانه‌های آبیاری را می‌توان به دو دسته تقسیم‌کرد: عرضه‌گرا و تقاضاگرا. بیش‌تر راهبردهای بهره‌برداری در شبکه‌های کشور شامل جنبه‌هایی از هر دو روش هستند. برای یک سامانه عرضه‌گراء تصمیم‌گیری در مورد مقدار آب برداشت شده و تحویل شده به آب‌بران» توسط یک سازمان دولتی یا نهاد بهره‌بردار صورت می‌گیرد. چنین تصمیماتی مقدار جریان را از یک کانال به کانال بعدی مشخص می‌کند. در نهایت. آب به گروه‌هایی از ذی‌نفعان تحویل‌داده می‌شود و اعمال تغییر را می‌توان تا چنین سطوحی گسترش داد. سامانه‌های تقاضاگراء به کشاورزان اجازه می‌دهد تا آب را با توجه به برنامه مدیریت مزرعه. در زمان لازم سفارش‌دهند؛ اگرچه به ندرت روشی اجازه برداشت آب به مقدار نامحدود را در هر زمان به کشاورزان می‌دهد. درهرصورت ظرفیت شبکه و خروجی‌هاء مقدار جریان را محدود می‌کنند و در برخی موارد. امکان تامین آب می‌تواند بیش‌تر از ظرفیت شبکه ایجاد محدودیت کند. از این‌رو منعطف‌ترین شبکه‌های آبیاری درحال حاضرء شبکه‌هایی با تحویل آب توافقی هستند که در آن‌ها کشاورز باید درخواست آب را از پیش به شرکت یا تشکل بهره‌بردار داده باشد. محدودیت‌ها در تامین آب. تاثیر قابل توجهی را در روش‌ها و راهبردهای کنترلی شبکه دارد. صرف‌نظر از این‌که آیا تحویل آب بر اساس تصمیم یک مرکز یا بر اساس سفارش کشاورزان برنامه‌ریزی شده باشد» در برخی مواقع. تصمیم‌گیری برای مقدار جریان برداشت شده از منبع آب. مستقل از ملاحظات نیاز آبیاری خواهد بود. به‌علاوه اندازه گیری شدت جریان همییشه دارای مقداری خطا است؛ حتی اگر مقدار کل آبدهی در محل تامین آب با مقدار سفارش واقعی کشاورزان برابر باشد. همچنان در طول شبکه آبیاری به‌دلیل وجود خطا در هر انشعابی, تامین دقیق میزان در خواست آب برای هر یک از کانال‌ها مشکل است. درنتیجه در هر کانالی شرایط به‌گونه‌ای خواهد بود که بین مقدار آب در دسترس و سفارش‌شده اختلاف وجود خواهد داشت. به همین دلیل می‌توان گفت که روش‌ها و راهبردهای کنترلی. امکاناتی را برای غلبه بر این اختلاف‌ها فراهم می‌کنند. به شکل ساده. روش عمل در کنترل بالادست دارای کنترل آبدهی در ورودی اصلی (تاسیسات آبگیری)» ورودی کانال‌های جانبی و کنترل ثابت تراز آب در بالادست هر آب‌بند در سرتاسر کانال است و در شکل ابتدایی کنترل می‌دهد و این مقادیر جمع شده و در نهایت مقدار آبدهی لازم از تاسیسات آبگیری وارد شبکه می‌شود (شکل ۲-۴). کنترل یک سامانه آبیاری عرضه‌گرا با روش کنترل بالادست امکان‌پذیر است و کنترل یک سامانه آبیاری تقاضاگرا با روش کنترل پایین‌دست کارآیی لازم را فراهم می‌کند. به این ترتیب سازگاری رویکردها در انتخاب راهبرد بهره‌برداری و کنترل (بالادست و پایین) با اهمیت است که به صورت مقایسه ترسیمی در شکل (۲-۴) نمایش داده شده است. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - مبان یکنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ۱۴۰۳/۰۵/۰۷ ۹۹ ۱ ۱ شکل ۳-۴- سازگاری راهبرد بهره‌برداری و راهبرد کنترلی در شبکه آبیاری ۵-۴- فلسفه و مفاهیم کنترل برای درک بهتر راهبردهای کنترلی و مزایا و محدودیت‌های مفاهیم کنترلی, فرایند کار با نمودار و طرحی از یک بازه کانال ارائه شده‌است. این مفاهیم پایه‌ای در هر بخشی از یک شبکه می‌تواند اعمال شود. طبقه‌بندی این مفاهیم باید به درستی شناخته‌شده و در بخش‌های مختلف به‌کار گرفته شوند تا یک طرح کنترلی جامع را ایجاد کنند. نمودار کلی کنترل (شکل ۴-۴) اجزای تشکیل‌دهنده یک طرح کنترلی را نشان می‌دهد. هر بلوک در نمودار این پارامتر کنترل می‌تواند سطح (تراز) آب. آبدهی, فشار و حجم باشد. مقدار هدف با مقدار واقعی پارامتر (در سمت -------- صفحهٔ بعد -------- ۰ راست انته عبارت اس موجب نع به مجموع است. هم پایه‌ای مذ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری |) مقایسه شده و خطای آن (اختلاف مقدار قرائت شده با مقدار هدف) محاسبه می‌شود. بر اساس این : ترلی گرفته خواهد شد و یک اقدام کنترلی روی سازه (دریچه. عمل‌گر یا پمپ) اعمال می‌شود. تصمی ت از گشودگی سازه به اندازه مشخص و اقدام کنترلی, اعمال فیزیکی این تغییر خواهد بود. تغییر ر ناگهانی جریان ورودی به بازه کانال, یا یک تغییر در جریان خروجی, می‌تواند شرایط بازه کانال را نز جنین متغیر قرائت‌شده (متغیر اندازه‌گیری) به عنوان «ورودی» برای تصمیم کنترلی هستند. پارامتر م کنترلی برای آنواع مختلف کنترل متفاوت است. اما هر سامانه کنترل دستی یا خودکار شامل این و کور می‌شود. چنین نمودارهایی به مشخص‌کردن شرایط و الزامات سامانه‌های کنترل کمک می‌کند. شکل ۴-۴- نمودار پیکربندی کلی کنترل و زهکشی در سازه ازه کانال کنترل و بژگی‌های -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - مبان ی کنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ )۱۰ ۱-۵-۴ کنترل دستی و کنترل خودکار کانال‌ها یا بخشی از کانال‌ها را می‌توان توسط اپراتورها یا رایانه‌ها کنترل‌کرد. در حالت اول. یک اپراتور در منطقه.» تراز سطح آب را در محلی که نباز به کنترل دارد. قرائت می‌کند و در صورت لزوم تنظیم سازه را تغییر می‌دهد. این مفهوم کنترل به کنترل «دستی» (شکل ۵-۴) شناخته می‌شود. کنترل دستی می‌تواند با استفاده از یک سامانه اسکادا با طراحی مناسب. به‌شکل «کنترل راه‌دور دستی» نیز اجرا شود. در کنترل خودکار نوین (شکل ۶-۳)» حس‌گرهای الکترونیکی» مقدار متغیر مورد نظر را اندازه‌گیری می‌کنند و سیگنالی را به یک ریزپردازنده یا کنترل‌گر منطقی برنامه‌پذیر (۳]6) ارسال می‌کنند. یک مبدل آنالوگ به دیجیتال, سیگنال را برای کامپیوتر قابل خواندن می‌کند. یک الگوریتم. اقدام کنترلی لازم را محاسبه کرده و آن را از طریق یک مبدل دیجیتال به آنالوگ. یا یک سیگنال خاموش-روشن دیجیتال به موتور سازه می‌فرستد. موتورء تغییر مورد نیاز را اعمال می‌کند. معمولا این چرخه به‌صورت خودکار در یک فاصله زمانی ثابت تکرار می‌شود. دریچه‌هاء توسط دریچه‌های هیدرولیکی (شناور) مانند آویس و آویو یا دریچه‌های آمیل است. این نوع از دریچه‌ها در فصل ۳ به طور خلاصه مورد بحث قرار گرفته‌اند. جریان کنترل‌شده ‏ اقدام کنترل دستی شکل ۵-۴- دیاگرام پیکربندی کنترل دستی -------- صفحهٔ بعد -------- ۲ ۱-۴ اسان مید نمی شام ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهک شکل ۶-۴- دیاگرام پیکربندی کنترل خودکار ۳-۵- کنترل بازخوردی و کنترل پیش خوردی (نوع کنترل) کنترل بازخوردی یک روش کنترل است که مقدار متغیر مورد نظر را با یک مقدار هدف مقایسه می‌کند. هنگامی مقدار مشاهده شده و مورد نظر انحرافی وجود داشته‌باشد.ء یک کنترل‌گرء مقدار تغییر لازم در ورودی بازه کانال ر ن این خطاء محاسبه می‌کند. این تغییر برای اعمال, به سازه ارسال می‌شود که منجر به تنظیم جریان در « سود و بر شرایط هیدرولیکی بازه کانال تاثیر می‌گذارد. این چرخه کنترلی بسته است. زیرا کنترل‌گر تغییرات اب در سطح آب (بعد از اعمال تغییر) را در گام زمانی بعدی مشاهده می‌کند و چرخه کنترل تکرار می‌شود. در اش ۷) کنترل بازخوردی پایین‌دست در فاصله دور مشاهده می‌شود. کنترل پیش‌خوردی, بر خلاف کنترل بازخوردی, به خطای بین مقدار هدف و مقدار مشاهده شده. واکنش نن دهد بلکه به یک تغییر (اختلال) که می‌تواند موجب بروز خطا در آب تحویلی شود (به عنوان مثال» خطا در بل داده شده) واکنش نشان می‌دهد. برای تعدیل اثر اختلال بر سطح آب. کنترل‌گر پیش‌خوردی از یک مدل ب ن اقدامات کنترلی که تاثیر این اختلال‌ها را به حداقل برساند. استفاده می‌کند. برای مثال در شکل (۸-۴)» مدل : ی که ا بر سازه جاد کل ان آب رای نها با -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - م بازه وارد کند. بان یکنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ خواهدشد. سازه بالادست می‌تواند مقدار مورد نیاز را به مقدار , و در زمان ,7-] (زمان پیش کنترل‌گرهای پیش‌خوردی. اغلب از پیش‌بینی آبدهی آبگیرهای متوالی استفاده می‌کنند. کنترل بازخوردی شکل ۷-۴- نمودار پیکربندی کنترل بازخوردی ۱.۳ بینی‌شده) به -------- صفحهٔ بعد -------- ۴ ۳-۵-۴- جهت ۱ هنگام استفاده (تغییر جریان) را به آب در آن. به عنوا مثال, افزایش جریا 1۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه« شکل ۸-۴- نمودار پیکربندی کنترل پیش خوردی از کنترل بازخوردی سطح آب در کانال از دو جهت کنترلی می‌توان استفاده استفاده از جهت کنترل بالادست (شکل ۹-۴). مشاهدات (قرائت‌ها) از بالادست - افزایش جریان در بالادست اتفاق افند. تغبیر در سطح آب تشخیص داده‌شده و ک پایین‌دست (شکل ۱۰-۴)» مشاهده (قرائت) در پایین‌دست سازه تنظیم انجام می ن تغییری است تا سطح آب را به سطح مورد نظر بازگرداند. ای آبیاری و زهکشی سازه تنظیم انجام ترل‌گر این اختلال -------- صفحهٔ بعد -------- ن یکنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ 333333333 جریان مقدار ِ جریان ۱ اقدام مقدار قرانت شده ‏ [ قرانت رقم ]۲ [ بازه کانال اکنترلی | کنترلی [ن | خطا هدف بالادست سازه (بازه تحت سازه تنظیم | ۱ ۹ | ]| کننرل ! بالادست : مقدار هدف شکل ۹-۴- نمودار پیکربندی جهت کنترل بالادست | جریان مقدار جریان اقدام مقدار قرائت شده [ قانت قراخ کنترلی | کنترلی اس خطا هدف ۳ بایین دست ا لنتتا ۱ سازه تنظیم 9 کنترلی 71 سازه خیم 7 کنترل ال شکل ۱۰-۴- نمودار پیکربندی جهت کنترل پایین‌دست ۵ ۳ -------- صفحهٔ بعد -------- ۶ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی ۴-۵-۴۳ کنترل قرائت محلی, کنترل قرائت از دور و کنترل راه‌دور کنترل بازخوردی را با استفاده از مشاهده و قرائت در هر محلی در طول کانال می‌توان به‌کار گرفت. کنترل قرائت محلی " (کنترل محلی ) (شکل ۱۱-۴ به شرایطی گفته می‌شود که مشاهده و قرائت در اطراف سازه تنظیم (بالادست یا در کنترل قرائت از دور" (کنترل بافاصله ( (شکل ۱۳-۴)» قرائت در محلی در فاصله‌ای دورتر از سازه تنظیم انجام می‌شود. که این محل معمولا در انتهای دیگر بازه کانال مانند سیستم (1]0آآتل در برخی موارد در میان بازه مانند سیستم ,31۷۸ و در برخی موارد در نقاط مختلف در طول بازه مانند سیستم 2۸13010 و کنترل دینامیک. کنترل بهینه است. برخلاف کنترل محلی, برای ارسال اطلاعات قرائت شده به انتهایی که سازه تنظیم قرار دارد. نیاز به وسیله ارتباطی است. کنترل از راه‌دور " (شکل ۱۳-۴) به شرایطی گفته‌می‌شود که تمامی اقدامات و تصمیم‌گیری‌ها در یک مرکز کنترل صورت گرفته و از این مرکز به نقاط شبکه ارسال می‌شود. شکل ۱۱-۴- نمودار پیکربندی کنترل محلی ]0۵۲۵ 10031-0086۷ -] |0۵ آهماآ -2 3- 11310 1-00۹6۳۷۵1101 )0۵۵[ 4- 113121 ۲0۵۵| 5- ۵۱۵۱۵ )0۵۳۵[ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - مبان یکنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ۱۳۴۳ ۱۰۷ 2223333333ججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججج ۳ جریان مقدار جریان اقدام مقدار کت بک یا ۷ ۵ تا ار ها یر ام نیاز به روش ارتباطی در طول کانال کنترل با اغتشاش کنترل راه دور جریان جریان اقدام سازه میم کنترلی از تا ر‌ ۰ ای 2 ی کنترلی کنترل مرکزی نیاز به روش ارتباطی در ۳ طول کانال ۹ ۳ راه دور ون بر ر هه هت ۱ مه ی و 31 دظ لس ی شکل ۱۳-۴- نمودار پیکربندی کنترل از راه‌دور -------- صفحهٔ بعد -------- ۸ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی ۵-۵-۴- کنترل سطح آب. آبدهی پا حجم متغیرهای سطح آب. آبدهی و حجم را می‌توان کنترل کرد و به آن‌ها «پارامترهای کنترل "» اطلاق می‌شود. کنترل سطح آب» معمول‌ترین روش است که پیش‌تر مورد بحث قرارگرفته است. شکل (۱۴-۴) تفاوت بین کنترل سطح آب و کنترل آبدهی را نشان می‌دهد (در این شکل از کنترل بازخوردی استفاده شده است). آبدهی را می‌توان با استفاده از کنترل بازخوردی مطابق شکل (۱۴-۴)» یا با استفاده کنترل پیش‌خوردی (شکل ۴- ۵ که از معکوس رابطه بارآًبی- آبدهی سازه تنظیمی برای رسیدن به آبدهی لازم استفاده می‌شود. کنترل کرد. در مثال شکل (۱۵-۴)» ترازهای سطح آبی که بر آبدهی سازه روزنه‌ای تاثیرگذار است. قرائت شده و رابطه دریچه برای محاسبه و تنظیم درست دریچه در موقعیت مناسب استفاده می‌شود. «متغیر اقدام کنترلی ؟» در مثال اول, آبدهی و در مثال دوم موقعیت دریچه است. کنترل آبدهی روی جریانی که از داخل سازه تنظیم عبورکرده و به پایین‌دست آن وارد می‌شود اعمال می‌شود؛ و اغلب ابزار آندازه‌گیری در پایین‌دست سازه نصب می‌شود که معمولا در نزدیکی سازه تنظیم است. اما در مواردی می‌تواند در فواصل دورتر قرار گیرد (مانند سرریز یا هرزرفت در انتهای پایین‌دست کانال). به این‌ترتیب می‌توان گفت که کنترل بالادست آبدهی در سازه یک روش عملی نیست. در تاسیسات آبگیری یا جایی که از پمپ استفاده در کنترل شبکه موثر است. از آنجا که حجم را نمی‌توان به ظور مستقیم قرائت‌کرد. در کنترل حجمی (شکل ۱۶-۴) حجم آب را بر پایه قرائت تراز سطح آب تخمین می‌زنند که معمولا در دو انتهای بالادست و پایین‌دست بازه کانال صورت می‌گیرد. حجم آب با دانستن ابعاد بازه کانال و میانگین وزنی از قرائت‌های تراز سطح آب یا با محاسبه مقدار «برگشت آب"» تخمین‌زده می‌شود. در کنترل حجمی ثابت. حجم آب بازه کانال ثابت نگه‌داشته می‌شود؛ به‌دلیل تغییرات در گرادیان هیدرولیکی (-۳101) با تغییر آبدهی. سطح آب در اکثر نقاط در کانال تغییر می‌کند. در این شرایط (کنترل 81۷۸ سطح آب در محدوده میانه بازه کانال, تقریبا ثابت می‌ماند؛ از آنجاکه آبگیرها معمولا در این محدوده قرار ندارند. دریچه آبگیرها باید برای ثابت نگه‌داشتن آبدهی تنظیم شوند که این کار با کنترل‌گرهای آبدهی صورت می‌گیرد. کنترل‌کننده‌های حجمی که با زمان. اجازه تغییر در حجم بازه کانال را می‌دهند. امکان استفاده از کانال را برای ذخیره موقت آب فراهم می‌کنند. [- )0۵1۲۵[[۵0 ۷۵۲۵|۵5 2- ))0۵۲۵[ ۸01۱۵ ۷۲1۵] [۵ 3 4- ۲1۷۵۲۵۵۱۱۵ 60۲۵06 ]6 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - مبان یکنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ کنترل آبدهی (بازخوردی) شکل ۱۴-۴- نمودارهای پیکربندی کنترل سطح آب و آبدهی (با کنترل بازخوردی) ۰۹ << -------- صفحهٔ بعد -------- ۰ و ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیار. کنترل آبدهی (پیش خوردی) شکل ۱۵-۴- نمودار پیکربندی کنترل آبدهی (با کنترل پیش‌خوردی) ی و زهکشی وت -------- صفحهٔ بعد -------- در جد - مبان یکنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ۱۴۰۳/۰۵/۰۷ و۳ جریان 1 جریان اقدام مقدار ۳ قرانت سطح آب در ی کنترلی کنترلی ۹ خطا هدف کنترل ۹ ۱ ۱ شکل ۱۶-۴- نمودار پیکربندی کنترل حجمی ول (۱-۴) روش‌های ارائه شده با نمودار خلاصه شده است. جدول ۱-۴- خلاصه‌ای از مفاهیم کنترلی ۱۱) -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۲۳ 0۷ اراهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی ۶-۴- ترکیب روش‌ها و مفاهیم کنترلی در یک شبکه آبیاری. می‌تواند ترکیبی از مفاهیم و روش‌های کنترلی از پیش گفته شده. استفاده شود. برای تبیین این موضوع در اینجا کنترل معمول دستی تشریح می‌شود. در کنترل دستی, آبدهی ورودی به کانال, چه با تقاضای پایین‌دست مطابق باشد یا خیرء توسط اپراتور تنظیم می‌شود. اپراتور دریچه‌ها (آبگیرها و سازهای تنظیمی در طول کانال) را در هر انشعاب برای تقسیم مناسب آب تنظیم می‌کند. در کنترل دستی معمول, تنظیم این دریچه‌ها ثابت می‌مانند و جریان با توجه به شرایط هیدرولیکی سازها (به‌عبارتی حساسیت نسبی دریچه به تغییرات سطح آب) تقسیم می‌شود. بعد از مدتی. (مثلاء زمانی که سطح آب پایدار شد) اپراتور مجددا به کانال باز می‌گردد تا مشخص کند که توزیع آب با تنظیمات اعمال‌شده به درستی انجام می‌شود یا خیر. اگر جواب منفی باشد. اپراتور مجددا تنظیمات جدیدی را اعمال می‌کند. در این بالادست محلی با کنترل بازخوردی است. کنترل آبدهی را می‌توان در تاسیسات آبگیری‌کانال (آب پخش) انجام داد. دریجه‌های خودکار و سازه‌های مکانیکی که سطح آب ثابتی (یا نزدیک به ثابت) را در بالادست آبگیر فراهم می‌کنند. آبدهی با ثبات‌تری را به آبگیرها می‌دهند. حتی اگر سازه آبگیرها خودکار نباشند. هرگونه کسری در جریان ورودی کانال‌هاء منجر به کمبود آب در آخرین آبگیرها می‌شود یا هر مقدار مازاد آب. به آبگیر انتهایی می‌رسد یا به‌شکل سرریز و هرزرفت خارج می‌شود. اگر اپراتور این اجازه را داشته باشد تا هنگامی که مقدار آب خیلی کم یا زیاد باشد. در جریان ورودی تغییری ایجاد کند. این اقدام نوعی از کنترل پایین‌دست به روش بازخوردی محسوب می‌شود. هنگام گذار از کنترل سنتی به کنترل خودکار در شبکه آبیاری, این مفاهیم و روش‌های کنترلی نیز با یکدیگر ترکیب می‌شوند. ۱-۶-۴- کنترل شبکه با بخش‌های کنترلی مجزا معمولا تقسیم سلسله مراتبی کانال‌های مختلف درشبکه با محدوده کانال‌ها به بخش‌های مجزاء مفید و کاربردی است. این بخش‌هاء تعدادی از سازه‌های تنظیم هستند که یک بخش از شبکه را کنترل می‌کنند. به طور معمول کانال اصلی یکی از این بخش‌ها است و هر یک از کانال‌های جانبی درجه ۱ و ۲ می‌توانند یک بخش کنترلی باشند. برای مثال, کانال اصلی می‌تواند با کنترل از راه‌دور (مانند اسکادا) و انشعابات توسط کنترل خودکار بالادست سطح آب بهره‌برداری به بخش‌های کنترلی مختلف, محل مخزن است. محدوده بالادست کانال تا مخزن جانبی داخل شبکه می‌تواند توسط کنترل یا انتقال اطلاعات بین بخش‌ها باید به وضوح مشخص باشد. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - مبان یکنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ‏ ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ ۳ ۷-۴- الزامات و شرایط خودکارسازی در سه گروه منبع آب. سامانه انتقال و شبکه توزیع و مصرف باید توجه شود که «اندازه‌ گیری» و «کنترل» دو مفهوم متفاوتند و هر دوی آن‌ها در مدرن‌سازی الزامی به‌شمار می‌روند. خودکارسازی شبکه آبیاری به عنوان یک ابزار مدیریتی در جهت ارتقای کنترل شبکه و بهبود خدمات‌رسانی آب است و بخشی از مدرن‌سازی محسوب می‌شود (ر.ک. ۲-۵). اندازه‌گیری و کنترل آبدهی در ورودی کانال‌ها و خطوط انتقال تحت‌فشار و همچنین در نقاط تحویل در مدرن‌سازی ضروری است و جزو الزامات خودکارسازی محسوب می‌شود؛ چرا که بدون اندازهگیری. ورودی الگوریتم کنترلی (متغیرهای اندازه‌گیری شده) وجود ندارد یا ناقص است. نبود یا اشکال و خطای زیاد (بیش‌تر از ۵ درصد) در اندازه گیری, یکی از نقاط ضعف در اکثر طرح‌های آبیاری محسوب می‌شود. نبود سازه‌های تنظیمی به تعداد کافی موجب می‌شود که مقدار آبدهی و حجم آب انتقالی و تحویلی. کنترل نشده و نامشخص باشد. درنتیجه امکان ارزیابی کمی و مدیریت آب. مختل‌شده و به‌کارگیری یک برنامه بهره‌برداری مشکل می‌شود؛ نامشخص بودن برنامه بهره‌برداری, به عنوان یکی از الزامات خودکارسازی» در عمل انجام خودکارسازی را بی‌معنی می‌کند. ۱-۷-۴- الزامات و شرایط خودکارسازی در ارتباط با منبع آب تغذیه شبکه‌های آبیاری در کشورء بیش‌تر از طریق آبگیری مستقیم از رودخانه‌ها است و تعداد معدودی از شبکه‌ها مستقیم به مخازن ذخیره یا تنظیمی متصل هستند. اصولا ارتباط شبکه‌های آبیاری با منبع آبی یکی از سه حالت زیر است که در تصمیم‌گیری برای خودکارسازی سامانه. هر کدام الزاماتی را در پی دارد: ب- آبگیری از رژیم طبیعی رودخانه (تقلی یا پمپاز) پ- آبگیری از رودخانه با رهاسازی برنامه‌ریزی‌شده از سد مخزنی بالادست یکی از الزامات در کنترل شبکه آبیاری. مشخص بودن مقدار آبدهی ورودی بر اساس نیاز آبی یا آب در دسترس است که در خودکارسازی شکل دریافت تقاضا از آب‌بران (مانند سامانه اینترنتی دریافت تقاضا) و نحوه وارد کردن در سامانه کنترل و انتقال آن به سازه و تجهیزات کنترل‌کننده آبدهی (دریافت داده‌ها توسط شبکه ارتباطی, تعیین مقادیر هدف به آبدهی در شبکه به تنظیم‌کننده تاسیسات آبگیری برای تطابق عرضه و مصرف (تقاضا) آب فراهم شود. الف - اتصال مستقیم شبکه به سد مخزنی با سد تنظیمی (شبکه متصل به منبع آب) وجود مخازن ذخیره‌ای و تنظیمی در ابتدا پا در داخل شبکه‌های آبیاری در اجرای موفقیت‌آمیز خودکارسازی شبکه‌هاء نقش اساسی و تعیین‌کننده دارند. درصورتی که این مخازن در ابتدای شبکه قرار داشته باشند. امکانات بیش‌تری در تنظیم و کنترل جریان به صورت سراسری دارند و درصورتی‌که کل سامانه آبیاری به صورت یک‌پارچه تحت کنترل -------- صفحهٔ بعد -------- ۴ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی سامانه خودکار باشدء دستیابی بهره‌برداران به آب مورد نیازشان در شرایط مطلوب قرار گرفته و طبعا تلفات آب در حداقل ممکن خواهد بود. هم‌چنین در شرایطی که شبکه آبیاری در سرتاسر اراضی به صورت یک‌پارچه تحت‌فشار باشد. کنترل جریان در بهترین حالت خواهد بود. و اجرای عملی برخی از روش‌های کنترلی خودکار (کنترل پایین‌دست) را ممکن می‌سازد. بدیهی است در شرایطی که سد مخزنی چند منظوره بوده و دارای نیروگاه برقابی باشد. به دلیل نوسان شبانه‌روزی تخلیه سد. شبکه آبیاری در ارتباط با سد تنظیمی پایین‌دست آن عمل‌کرده و می‌تواند مستقیم به این مخزن متصل‌گردد. اما در چنین حالتی لازم است برنامه زمانی و آبگیری شبانه‌روزی تغییرات ظرفیت مخزن و امکانات و محدودیت‌های آن در ارتباط با نقش تنظیمی برای نوسانات شبکه نیز مدنظر قرار گیرد. ب- آبگیری از رژیم طبیعی رودخانه (ثقلی با پمپاز) با توجه به این‌که جریان آب در رودخانه دائمی, یا فصلی باشد یا این که تخصیص مشخصی به صورت آبدهی معین و طبعا در صورتی که تخصیص. به صورت حجمی و بدون محدویت زمانی برداشت. باشد. قابلیت زیادی برای این که یک ماه مشخص مورد نظر باشد. در عمل بهره‌برداری باید بر اساس برنامه باشد و امکان برداشت بر اساس تقاضا با بهره‌برداران خواهد شد. در شبکه‌های متصل به رودخانه‌های فصلی. امکان بهره‌گیری از سامانه تماما خودکار. در عمل فاقد توجیه است. اما در رودخانه‌های دائمی با وجود نظام حقابه‌بری یا تخصیص حجمی آب یا آبدهی مشخص. امر خودکارسازی عملی خواهد بود. این حالت تا حدودی شبیه برداشت از رودخانه‌های دائمی با تخصیص معین است. اما به جهت فاصله مخزن تا محل آبگیری در رودخانه که تاخیر زمانی. نشت و زایندگی رودخانه را در بر دارد. می‌تواند نوساناتی را در پی داشته باشد که برای این نوسانات نیاز به مخزن ذخیره جانبی است. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - مبان یکنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ‏ ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ ۵ ت - پمپاز مستقیم از دریاچه سد مخزنی با سد تنظیمی و تغذیه شبکه پمپاژز مستقیم از دریاچه مشابه آبگیری مستقیم از رودخانه‌های با جریان دائمی یا اتصال مستقیم به مخزن همراه با درنظرگرفتن نوسانات سطح آب دریاچه است و میزان نوسان سطح آب نوع و نحوه پمپاژ را تعیین می‌کند. در این حالت نیز معمولا تخصیص آب. حجمی بوده و خودکارسازی بدون مشکل, عملیاتی می‌شود. وجود یک منبع آب که امکان فراهم کردن آب را برحسب تقاضا داشته باشد و بتوان با اندازه‌گیری و کنترل آبدهی در آن تقاضا و عرضه آب را با هم مطابقت داد. یک الزام در روش کنترل پایین‌دست خودکار محسوب می‌شود. حتی اگر کنترل پایین‌دست فقط محدود به بخشی در پایین‌دست شبکه آبیاری شود. ۲-۷-۴ الزامات و شرابط خودکارسازی در ارتباط با شبکه انتقال و نوزیع برخی اوقات مدرن‌سازی در نتیجه جایگزینی کانال با خط لوله حاصل می‌شود. اگرچه یک سامانه نوسازی شده» ممکن است هم دارای خطوط لوله و هم کانال‌های انتقال آب باشد. جریان در لوله‌های ثقلی یا کم‌فشار اغلب ساختار کنترلی مشابهی مانند کانال‌ها دارند. معمولا کنترل کانال‌ها به دلیل تاخیرات زمانی و انتشار امواج دشوارتر است. جریان در لوله‌های ثقلی زمان‌های تاخیر کم‌تری دارد و انتشار امواج در این لوله‌ها وجود ندارد یا کم است. بنابراین از دیدگاه کنترلی ساده‌تر هستند. به منظور کاهش تاخیر زمانی و کنترل انتشار امواج. کاهش طول بازه‌ها با سازه‌های تنظیمی به تعداد کافی یکی از الزامات کنترل و خودکارسازی محسوب می‌شود. انتقال آب و سامانه تحویل, بسته به ابعاد و پیچیدگی, متفاوتند و ممکن است تعداد یا تمامی اجزای زیر را داشته باشند: <- مخزن ذخیره - بند انحرافی - سیستم توزیع - سازه‌های تنظیم‌کننده سطح آب - ظرفیت حجمی کانال در بازه کانال (بین دو سازه تنظیم) - آبگیر مزرعه و آبگیر انشعابی داخل شبکه - ایستگاه‌های پمپاز - سازه‌های انتقال - هرزآبروها زراعت. باغات. وجود حوضچه‌های آبزی‌پروری» اهداف گردشگری, گستره محدوده مالکیت روستاها مشخص می‌کند. یکی از الزامات در شبکه انتقال و توزیع» پیروی از نظم و سلسله مراتب کانال‌ها مطابق با قاعده پذیرفته‌شده شبکه‌های مدرن -------- صفحهٔ بعد -------- ۶ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی آبیاری است. به‌عبارتی واحدهای زراعی شرایط واحد یا شبیه به هم داشته باشند و سازه‌های انتخابی برای تنظیم سطح سامانه‌های خودکار شرایط مطلوب‌تری خواهند داشت. ۳-۷-۴- الزامات و شرابط خودکارسازی در ارتباط با مصرف خودکارسازی داخل مزارع بسیار متنوع است و اشکال بسیار توسعه‌یافته‌ای در آبیاری دارد. در چند دهه اخیر. خودکارسازی در مزارع با مالکیت واحد. به‌ویژه در استفاده از منابع آب‌زیرزمینی و به‌خصوص پمپاز از چاه‌هاء توسعه یافته و شرکت‌های مختلفی در این زمینه. تجهیزات و برنامه‌های رایانه‌ای مورد نیاز را به صورت بسته‌های یک‌پارچه ارائه می‌دهند که در مجموع بازخورد خوبی نیز داشته است. در این نوع سامانه‌های خودکارء موضوع اصلی تعیین رطوبت خاک. نیاز آبی محصول و مدیریت توزیع آب در امر آبیاری برای به‌دست آوردن بالاترین بهره‌وری است؛ بدین‌جهت این موارد موضوع بحث در این راهنما نیست. کلیدی‌ترین نقطه تحویل آب هستند و وجود تجهیزات اندازه‌گیری جریان آب. جهت تحویل حجمی آب به مزرعه الزامی است. بدیهی است که یکی از الزامات خودکارسازی در نقاط تحویل آب علاوه بر اندازه گیری, استفاده از آبگیرهایی با ۸-۴- الزامات و شرابط خودکارسازی در انواع شبکه‌ها ۱-۸-۴ شکه آبیاری سطحی در خودکارسازی شبکه‌های آبیاری سطحی تمرکز اصلی بر روش‌های بهره‌برداری و کنترلی و تاثیر عملکرد در طول کانال و نحوه‌ی تغییرات سطح و حجم آب کانال در اثر تغییرات آبدهی کانال است. معیارهای اصلی و الزاماتی که باید رعایت شود یا مورد توجه و بررسی قرارگیرد به قرار زیر است: الف - الزامات مدیریت توزیع و تحویل آب در خودکارسازی در طرح‌ریزی و طراحی مرسوم در شبکه و کانال‌های آبیاری. ظرفیت عبوری برای تامین آب کشاورزی, معمولا بر اساس حداکثر نیاز آبی مفروض از یک الگوی زراعی انتخابی تحت پوشش کانال است. سامانه‌های خودکار توزیع آب. تمرکز را بر روی بهبود بهره‌وری مطلوب. به روش تحویل بر مبنای تقاضای آب. قرار داده‌اند تا دوره‌های تنش آبی را -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - مبان یکنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ‏ ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ رز کاهش دهند. یا امکان تغییر نوع محصول را داشته‌باشند که این امر مستلزم لحاظ نمودن ظرفیت‌های بالاتری در کانال یا نقاط تحویل درجه ۳ بوده به طوری‌که کشاورزان بتوانند آب را با انعطاف پذیری بیش‌تر تحویل بگیرند. نحوه انتخاب سامانه کنترل خودکار در شبکه توزیع آب تا اندازه‌ای پیچیده و پارامترهای تاثیرگذار در انتخاب متعدد است. نقش و وزن هریک از عوامل تاثیرگذار نیز در انتخاب سامانه کنترل یکسان نیست. در مرحله اول لازم است اهداف اصلی از کنترل آب به طور شفاف تعریف شود تا میزان تاثیر هر یک از عوامل در چارچوب اهداف تعریف شده ارزیابی شود. در مرحله دوم باید سیاست‌ها و خط مشی‌های مدیریت آب شبکه در ارتباط با سامانه عرضه و تقاضای آب. نحوه تنظیم برنامه آبیاری» روش کنترل آب در شبکه توزیع و ... تعیین شود. در مرحله سوم براساس مبانی فوق, سامانه کنترل جریان و سطح آب انتخاب شود و در آخرین مرحله فرآیند انتخاب, سامانه کنترل منتخب براساس معیارهای انتخاب ارزیابی گردد تا مشخص شود سامانه کنترل تا چه حد جوابگوی نیازها بوده و با محدودیت‌هاء الزامات و معیارها مطابقت دارد. ب - مقاطع کانال‌ها کانال‌ها برای یک شدت جریان معین طراحی می‌شوند. شدت‌جریان عبوری از کانال, در تعامل با چند پارامتر ازجمله شکل مقطع. شیب طولی. ضریب زبری, ارتفاع آزاد و همچنین سازه‌های هیدرولیکی مسیر (آبگذر زیر جاده» سیفون و غیره) قرار دارد. نحوه کنترل این سازه‌های تنظیمی می‌تواند به‌صورت قابل ملاحظه‌ای ظرفیت کانال را تحت تاثیر قرار دهد. از این‌رو به هنگام بررسی مدل شبیه‌سازی عکس‌العمل هیدرولیکی کانال به تغییرات و تلاطم‌های جریان, سازه‌های میانی نیز باید به‌صورت تک تک مورد توجه قرار گیرند. پ - هیدرولیک کانال بین سازه‌های تنظیم (بازه کانال) هر بازه در پاسخ به تغییرات جریان در حد فاصل سازه‌های تنظیم. منحصر به فرد است. آن دسته از پارامترهای (زبری سطحی) است. انتخاب روش بهره‌برداری بازه کانال و چگونگی گشودگی دریچه‌ها به؛ ۱- محدودیت طول و ارتفاع آزاد بازه کانال و ۲- عکس‌العمل زمانی و بازگشت جریان آب درهمان بازه کانال به حالت پایدارء بستگی دارد. روش‌های عمومی کنترل در هر بازه کانال, عبارتند از: <- حجم کنترل شده اگر شرایط پایدار در یک آبدهی ثابت در طول یک بازه لحاظ شود. دو نوع شرایط جریان می‌تواند رخ دهد: -------- صفحهٔ بعد -------- ۸ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی «جریان یکنواخت» که در آن عمق ثابت است. بنابراین سطح آب موازی شیب بستر است. توجه شود که هر شدت جریان یک عمق واحد متناظر دارد که عمق نرمال نامیده می‌شود (شکل ۱۷-۴ در ,0)). «جریان تحت برگشت آب» که در آن سطح آب در پایین‌دست انتهایی بازه و قبل از سازه تنظیم دوم بیش‌تر از عمق نرمال است و در فاصله‌ای در بالادست بازه با خط ترازی حدودا افقی. سطح آب نرمال را قطع می‌کند (شکل ۱۷-۴ در «0). در این حالت تغییر آبدهی تدریجی بوده و یکی از شرایط مهم جریان در طراحی کانال‌های خودکار است. هرچه آبدهی بیش‌تر باشد. طول سطح افقی نیز کم‌تر می‌شود (بعضی از کانال‌ها به گونه‌ای طراحی می‌شوند که در حداکثر آبدهی. سطح آب در عمق طبیعی بازه کانال (موازی شیب) بماند. درحالی‌که در آبدهی‌های کم‌ترء سطح آب در انتهای پایین بازه در جریان تحت برگشت آب قرار گیرد (شکل ۱۷-۴). با توجه به عملکرد کانال‌های خودکارء» جریان غیریکنواخت با تغییر تدریجی آبدهی. یکی دیگر از شرایط مهم جریان است. به عنوان مثال مشابه شکل (۱۸-۴) تغییر در گشوردگی دریچه. تغییراتی در جریان و در سطح آب بلافاصله از سازه تنظیم (بالادست و پایین‌دست) ایجاد می‌کند. تغییر آبدهی ایجاد شده, به شکل موج‌هایی در طول بازه منتقل می‌شوند. این موج. یک موج گرانشی است که در یک کانال باز منتشر شده و منجر به جابه‌جایی آب می‌شود. دامنه (ارتفاع) امواج انتقالی تابعی از مقدار تغییر آبدهی و هندسه کانال و شرایط اولیه جریان (عمق و سرعت) است. هنگامی که موج در طول بازه کانال حرکت می‌کند. نیروهای اصطکاکی ارتفاع جبهه موج را کاهش می‌دهند. اگر حرکت سازه تنظیمی خیلی ناگهانی باشد یا اگر شیب جبهه موج انتقالی زیاد شود.ء یک موج مخرب تشکیل می‌شود. این نوع موج را می‌توان یک پرش هیدرولیکی در حال حرکت دانست. از ایجاد موج‌های مخرب باید در کانال‌های خودکار جلوگیری کرد. چراکه باعث ایجاد نوسانات زیادی در سطح آب اطراف سازه‌های تنظیمی و وارد شدن اختلالات نامطلوب در کنترل خودکار می‌شوند که عموما الگوریتم کنترل به سختی می‌تواند پاسخ مناسب را تولید کند. در صورت تشکیل موج مخرب. یک اخطار باید توسط سامانه کنترل ایجاد شود و هشدار لازم برای جلوگیری از گسترش یا کنترل آن ارسال گردد. 3( جریان نرمال و یکنواخت در :0 0) جریان تحت برگشت آب در «0 شکل ۱۷-۴- بازه کانال (2) با شرایط جریان یکنواخت نرمال و (0) تحت برگشت آب -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - مبان یکنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ۱۴۰۳/۰۵/۰۷ ‎1٩ که سر سر ۳ شکل ۱۸-۴- ایجاد موج در اثر تغییر در گشودگی دریچه سازه تنظیمی ت - ظرفیت حجمی بازه کانال مقدارحجم آب موجود در هر بازه کانال وابسته به آبدهی آن است. شدت‌جریان‌های بالاتر از طراحی یا عدم توازن ورودی و خروجی منجر به حجم‌های بالاتر می‌شود. این حجم اضافه آب در مواقعی می‌تواند به عنوان ذخیره موقت درنظر گرفته شود. زمانی که نسبت آبدهی ورودی به خروجی افزایش می‌یابد و کانال ارتفاع آزاد لازم را داشته باشد. به حجم آب در بازه اضافه می‌شود و هنگامی که شدت جریان کاهش می‌یاید. این بخش ذخیره شده., مصرف می‌شود. اصولا تغییرات ظرفیت حجمی کانال بین سازه‌های تنظیم به عنوان بخشی از امکانات بهره‌برداری نرمال به حساب می‌آید. دقیق‌ترین روش برای تعیین ذخیره‌سازی به تغییر در آبدهی کانال است. مطابق شکل (۱۷-۴)» با اثر نسبتا کوچک برگشت آب در یک بازه. تفاوت می‌دهد که باید اضافه شود تا جریان از یک جریان پایدار به جریان دیگر افزایش یابد. هنگامی که طول بازه نسبت به می‌تواند حجم ذخیره‌سازی را بین دو آبدهی متفاوت. برای رسیدن به حالت پایدار کاهش دهد. بدیهی است که فاصله هنگامی که فاصله سازه تنظیمی و درنتیجه حجم گوه ذخیره کاهش یاید. تغییرات آبدهی و رسیدن به شرا یط جریان پایدار می‌تواند سریع‌تر انجام شود. -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۰ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی 2) جریان نرمال و یکنواخت در , سازه تنظر ۳ سازه تنظیم ۲ شکل ۱۹-۴- اثر گوه ذخیره بر حجم لازم برای رسیدن از یک آبدهی به آبدهی دیگر ث - محدودیت طول و ارتفاع آزاد بازه کانال محدودیت اصلی که روش مناسب بهره‌گیری از ظرفیت بازه کانال را تعیین می‌کند. دامنه ارتفاع آزاد و طول آن است. بدنه خاکریز کانال و ارتفاع آزاد پوشش بتنی یک هزینه عمده در ساخت کانال است. ارتفاع آزاد مورد نیاز برای محافظت از دیواره کانال به صورت هم‌تراز یا موازی با سطح آب برای حداکثر جریان طراحی شده است (شکل ۲-۴ خیلی کلی دیواره هم‌تراز یا موازی را نیز برای کنترل بالادست و پایین‌دست نشان می‌دهد). برای داشتن حداقل ارتفاع آزاد ثابت در طول بازه» طول بازه کانال حداقل ارتفاع آزاد ثابت شکل ۲۰-۴- حداقل ارتفاع آزاد ثابت در روش کنترل عمق ثابت پایین‌دست بازه همان‌طور که پیش‌تر اشاره شد. گوه ذخیره بازه برای رسیدن از یک وضعیت جریان پایدار به حالت بعدی به زمان نیاز داردء از این‌رو تغییر در آبدهی به کانال‌ها/آبگیرهای انشعابی نیز به تاخیر می‌افتد. بازه‌های طولانی هنگام ایجاد یک حالت پایدار جدید زمان طولانی‌تری نیاز دارند؛ بنابراین طول بازه کانال محدودیت فیزیکی دیگری است که زمان عکس‌العمل لازم برای تنظیم جریان کانال را تعیین می‌کند. در روش عمق ثابت بالادست بازه» بهره‌برداری از ذخیره بازه کانال به حداکثر ارتفاع آزاد احتیاج دارد (شکل ۲۱-۳). هزینه خاکریزی اضافی و پوشش. مهم‌ترین عیب این روش است. با این حال, در این روش کنترل بازه کانال, معمولا تاخیر زمانی برای تنظیم جریان حالت پایدار» محدودیتی در بهره‌برداری نیست. زیرا تحویل کانال را برای کانال‌های -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - مبان ی کنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ )۱۳ تقاضا محور به تاخیر نمی‌اندازد. ذخیره‌سازی در آبگیر مرکزی معمولا مورد نیاز نیست زیرا فضای ذخیره‌سازی اضافی در داخل بازه کانال فراهم می‌شود. حداکثر ارتفاع آزاد حداقل ارتفاع آزاد ۹۷۳ ۷ ۱۱ شکل ۲۱-۴- حداکثر ارتفاع آزاد در روش کنترل عمق ثابت بالادست بازه ارتفاع آزاد متغیر ارائه شده در شکل (۲۲-۴» روش حجم ثابت در بهره‌برداری از ظرفیت بازه کانال را امکان‌پذیر می‌کند. برای نیمه پایین بازه کانال, پوشش اضافی مورد نیاز است تا سطح آب در نزدیکی میانه کانال برای همه شرایط جریان پایدار متمرکز شود. در این روش که با کنترل هم‌زمان دو سازه تنظیمی بالادست و پایین‌دست بازه» سطح آب در وسط بازه ثابت نگه‌داشته می‌شود. می‌توان حجم آب را در یک بازه کانال ثابت نگه‌داشت. مزیت این روش به دلیل کنترل هم‌زمان سازه‌های تنظیمی, امکان تغییر سریع شرایط جریان و رسیدن به جریان پایدار جدید در کل کانال است. مجدد در یک بازه کانال تحت بهره‌برداری حجم ثابت تنها در حدود نیمی از زمان مورد نیاز برای روش‌های عمق ثابت پایین‌دست و بالادست (در شرایط فیزیکی مشابه) طول می‌کشد. یک عیب در روش حجم ثابت. ارتفاع آزاد بیش‌تر در انتهای پایین‌دست بازه است. بهره‌برداری از این روش کنترلی توسط کنترل دستی محلی و حتی کنترل خودکار محلی مشکل است و وجود یک سامانه نظارتی مانند اسکادا نتیجه مطلوب را فراهم می‌کند. شکل ۲۲-۴- ارتفاع آزاد متغیر در روش کنترل حجم ثابت در بازه -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۲ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی در روش حجم کنترل‌شده برای بهره‌برداری از ظرفیت ذخیره کانال به ارتفاع آزاد اضافی در کل طول بازه کانال نیاز است که در طرح شکل (۲۳-۴) مشاهده می‌شود. در این روش کنترل بازه» کنترل حجم با تنظیم هر دو سازه تنظیم بالادست و پایین‌دست بازه انجام می‌گیرد. تفاوت این روش با حجم ثابت. امکان افزایش یا کاهش حجم آب در بازه کانال است. در حجم کنترل‌شده با هدف کنترل نوسانات جریان و مطابقت بهتر برنامه‌های عرضه و تقاضای آب می‌توان از کانال پوشش‌دار با مقطع بزرگ‌تر جهت ایجاد امکان ذخیره بیش‌تر آب در بازه کانال استفاده کرد. بزرگی این مقطع را میزان عدم تطابق در تامین و تحویل مشخص می‌کند. در طرح کنترلی کانال می‌توان از یک یا چند بازه با روش حجم کنترل‌شده استفاده کرد. اارتفاع آزاد اضافی ثابت ذخیره‌سازی ظرفیت ذخیره‌سازی بازه حجم کنترل‌شده (تا حداکثر جریان طراحی) که وس و رم هچ آ 0 _ 0 رم ۱ زار 1 ۱ 1 ۹ : 1 شکل ۲۳-۴- ارتفاع آزاد اضافی ثابت و ظرفیت ذخیره‌سازی تنظیمی بازه در روش حجم کنترل شده خودکار که تنظیمات دریجه ر براساس سطوح آب قرائت‌شده تغییر می‌دهند. مهم است. کانال‌هایی با شیب کم. طول کوتاه یا عمق جریان زیاد. تا حدودی نسبت به امواج رزونانس حساس هستند. این امواج که بعد از تغییراتی که در عبور جریان از سازه رخ می‌دهند و قبل از تثبیت. بارها بین سازه‌های بالادست و پایین‌دست رفت و برگشت دارند. بسیار مهم و در اندازه گیری‌ها تاثیرگذار هستند. ج- عکس‌العمل و بازیابی جریان پایدار در کانال دریچه‌ها انجام می‌شود. اما دستیابی به شرایط ایده‌آل معمولا دشوار است. نحوه عکس‌العمل, به روش تغییر وضعیت سازه‌های تنظیمی و آبگیرها و به صورت متوالی صورت می‌پذیرد. این تکنیک به دلیل تاخیر زمانی» عکس‌العمل سریع نداشته و کند است. معمولا تاخیر زمانی برابر با زمان لازم برای تنظیم گوه ذخیره برای رسیدن به حالت پایدار جدید در -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - مبان یکنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ‏ ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ ۳۳ بازه‌ها است و به طول بازه کانال بستگی دارد. در شکل (۲۴-۴) و شکل (۲۵-۴) این فرایند برای هر دو حالت عمق ثابت پایین‌دست و بالادست ارائه‌شده و در تصاویر موج عکس‌العملی تا حصول شرایط پایدار نمایش داده شده است. در عمق ثابت پایین‌دست که با روش کنترلی بالادست سازگار است. انتقال جریان از بالادست به پایین‌دست و در حالت عمق ثابت بالادست که با روش کنترلی پایین‌دست انجام می‌شود. تطابق تغییر جریان از پایین‌دست به بالادست بهره‌برداری از این تکنیک استفاده کرد. همچنین روش کنترل نظارتی دستی نیز می‌تواند با ارسال متغیرهای اقدام کنترلی جدید به [1 ها یا اعلام آن‌ها به میراب‌ها از این تکنیک بهره‌برداری کند. تکنیک تنظیم دریچه‌ها به صورت هم‌زمان؛ این تکنیک کم‌ترین زمان را برای حصول شرایط پایدار جدید در سامانه ممکن می‌کند. بنابراین مناسب‌ترین راه عکس‌العمل فوری به شرایط جریان عادی» غیرعادی یا اضطراری است. (شکل ۴- ۶ با این حال, برای تنظیم سطح آب بازه کانال برای رسیدن به حالت پایدار هنوز به تاخیر زمانی نیاز است. به دلیل تغییر هم‌زمان دریچه‌هاء. در یک بازه موج‌هایی مثبت و منفی به سمت پایین‌دست و بالادست انتقال می‌یابد که در میانه راه با یکدیگر تلاقی کرده و در شرایط کنترلی مناسب اثر همدیگر را خنثی می‌کنند که موجب می‌شود جریان پایدار اگر تلاقی موج‌ها در وسط بازه باشد. حجم بازه ثابت می‌ماند و در غیراین‌صورت حجم افزایش یا کاهش می‌یابد (حجم کنترل‌شده). به همین دلیل, نوسان سطح آب باید به دقت تحت نظر باشد تا از حد مجاز سطح آب حداقل کم‌تر نشود و یا برای مدت طولانی در ارتفاع آزاد کانال نگه‌داشته نشود تا به پوشش و دیواره کانال آسیبی وارد نشود. برای عملیاتی در شرایط اضطراری, تنظیم و بستن هم‌زمان دریچه‌ها یک روش بسیار مناسب است. در شرایط اضطراری می‌توان اجازه داد تا سطح آب در محدوده ارتفاع آزاد بالا بیاید و از روش حجم کنترل‌شده استفاده کرد. در این حالت می‌توان نقطه تعادل آب را قبل از رسیدن به شرایط پایدار جدید به بالادست یا پایین‌دست بازه هدایت کرد. -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۴ ی ۷ رراهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زه ی نیت هه 00 00 الف- افزایش آبدهی در سا 00 00 00 اس با رسیدن موج به سازه ۲ افزایش آبدهی در سازه ۲ و آبگیر متناظر پ- افزایش آبدهی در سازه بعدی به ترتیب با رسیدن موج به سازه متناظر ب ت- حصول شرایط پایدار جدید شکل ۲۴-۴- تنظیم متوالی دریچه‌ها با افزایش آبدهی در مخزن و انتشار موج به پایین‌دست کشی کت -------- صفحهٔ بعد -------- پهارم - مبان ی کنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ 0 من 00 الف- کاهش آبدهی سازه ۴ در پایین‌دست کانال ب- تنظیم سازه ۴ با رسیدن موج به آن سازه 5 تنظیم ۲ یت 070 پ- تنظیم به ترتیب سازه‌ها با انتشار موج به سمت بالادست سازه تن تنظیم رم 10 0 01۳ ت- حصول شرایط پایدار جدید شکل ۲۵-۴- تنظیم متوالی دریچه‌ها از پایین‌دست شبکه به ترتیب تا مخزن و انتشار موج به بالادست ۳۵ سس -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳۶ با الزامار ۷ رراهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زه 00 الف- شرایط پایدار اولیه سازه تنظیم ۲ ات را ۸0 تا چرس سس ها 00 00 بگیرهای 00 00 ب- تنظیم هم‌زمان سازه‌های تنظیمی و آبگیرها پ- حصول شرایط جریان پایدار جدید شکل ۲۶-۴- تغییر هم‌زمان دریچه‌ها در حجم ثابت (نقطعه تعادل میان بازه) توجه به موارد فوق و شرایط عمومی شبکه‌های آبیاری سطحی در دست بهره‌برداری برای خودکارسازی در ش ت و پیش‌نیازها به قرار زیر است: - ظرفیت ذخیره‌سازی کانال‌ها در بازه‌های بین دو سازه - قابلیت تغییر یا اصلاح مکانیزم تنظیم یا باز و بسته شدن سازه تنظیم سطح آب - قابلیت تغییر یا اصلاح مکانیزم تنظیم یا باز و بسته شدن دریچه آبگیر جهت تنظیم آبدهی - امکانات ذخیره‌سازی تنظیمی جانبی به موازات کانال یا افزایش ظرفیت در بازه‌ای از کانال در برخی :| مشرف به بخشی از شبکه - استانداردسازی و واسنجی تجهیزات اندازه گیری - مقاوم‌سازی دریچه‌ها برای جلوگیری از دست‌کاری کشی که‌ها قاط -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - مبان ی کنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ ۳۷ - اطمینان از دقت دریجه‌ها در آب تحویلی و سلامت آن‌ها در عملکرد - مشکلات ناشی از رسوب در شبکه‌ها و تمهیدات جلوگیری از ورود رسوب به محل دریچه‌ها - دسترسی به آنرژی مناسب مورد نیاز - تامین نیروی انسانی با مهارت لازم - بسترسازی و ترویج اهمیت و تاثیر مثبت سامانه خودکار بر معیشت کشاورزان - حفاظت و ایمنی تاسیسات و تجهیزات - کار فرهنگی در میان مصرف‌کنندگان - اطمینان از تامین منابع مالی لازم برای خرید. اجرا و پشتیبانی به هنگام بهره‌برداری ۲-۸-۴- شبکه تحت‌فشار شبکه آبیاری تحت‌فشار شامل مجاری بسته انتقال و توزیع آب با مقطع پر است. شبکه انتقال و توزیع آبیاری تحت‌فشار مشابه شبکه آب شرب شهری است. با این تفاوت که شبکه‌های آبیاری عموما حلقوی نبوده و به صورت شاخه‌ای است و برداشت یا تحویل آب» طبق برنامه‌ریزی مدیریت آبیاری با توجه به درخواست مصرف‌کنندگان شبکه انجام می‌گیرد (برای اطلاعات تکمیلی به «راهنمای جامع بهره‌برداری از تاسیسات آب و فاضلاب- جلد هفتم استقرار سامانه اسکادا در تاسیسات آب و فاضلاب» رجوع شود). در شبکه آبیاری تحت‌فشارء قطع و وصل شیر تحویل آب مربوط به مزرعه یا در سطح بالاتری در سطح واحد زراعی یا واحد عمرانی» توسط مدیریت شبکه انجام می‌شود. ملاحظات طراحی برای این شبکه‌هاء مانند جلوگیری از ورود هوا به داخل مجاری انتقال و در صورت ورود ناخواسته در شرایط خاص. برای خروج هوا تمهیدات مناسب (نظیر شیر هوا) پیش‌بینی می‌شود. یا با توجه به نیاز شبکه از فشارشکن استفاده شود (برای اطلاع از تجهیزات این شبکه‌ها به «ضوابط و معیارهای فنی آبیاری تحت‌فشار (مشخصات فنی عمومی) نشریه شماره ۲۶۱» رجوع شود). بر این اساس با توجه به مقطع ثابت جریان در طول هر بازه. پارامترهای کنترلی در شبکه امکان کنترل آبدهی و اصولا کنترل آبدهی با تنظیم یا افت فشار (میزان گشودگی شیر یا تنظیم پمپ‌اپمپ‌ها) انجام خواهد شد. در این نوع سامانه‌هاء امکانات وسیع و بسیار خوبی برای خودکارسازی و کنترل وجود دارد که درنتیجه آن قابلیت تعریف نظام حقابه‌بری در شبکه‌های آبیاری تحت‌فشار نیز در سطوح مناسبی از خودکارسازی سامانه‌های آبیاری, -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۸ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی ۱-۲-۸-۴ انواع خودکارسازی در شکه تحت‌فشار خودکارسازی سامانه‌های آبیاری تحت‌فشار را می‌توان در سه بخش ۱- خودکارسازی در مزرعه (ر.ک. کتاب «نگرشی بر روش‌های خودکارکردن سامانه‌های آبیاری تحت‌فشار». شماره ۰۱۳۲۱ کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران)» ۲- خودکارسازی در خطوط لوله شبکه برای کنترل توزیع جریان آب و ۳- خودکارسازی در ایستگاه پمپاژ و فیلتراسیون به این ترتیب در سامانه خودکار شبکه انتقال و توزیع تحت‌فشارء سه قسمت اصلی ۱- تنظیم آبگیری از منبع آب ۲- تنظیم فشار در طول خط ۳-تنظیم آبدهی در نقطه مصرف مدنظر است. لازم به ذکر است که در سامانه تحت‌فشار (مگر در شرایط خاص) کنترل جریان در نقاط مصرف انجام خواهد شد؛ به نحوی که لازم است میزان مصرف حتما با میزان آب قابل تامین از منبع آب همواره یکسان یا کم‌تر باشد. با توجه به ثابت بودن مقطع جریان در سامانه تحت‌فشارء امکان افزایش آبدهی نسبت به آبدهی طراحی شده به دلیل افزایش قابل توجه آفت هیدرولیکی محدود است و به همین دلیل لازم است در این سامانه میزان برداشت آب به نحوی مدیریت شود که حداکثر برداشت آب در محدوده مجاز قرار گیرد. به طور مشخص باید توجه نمود که برداشت بیش از اندازه یک یا چند مصرف‌کننده, بلافاصله می‌تواند منجر به کاهش برداشت در سایر نقاط مصرف شود و لازم است سامانه خودکار تعریف شده براساس این امرء منطق کنترلی مناسب را تعریف و پیاده نماید. لازم به ذکر است که در سامانه تحت‌فشار (مگر در شرایط خاص) کنترل جریان در نقاط مصرف انجام خواهد شد؛ به نحوی که لازم است میزان مصرف حتما با میزان آب قابل تامین از منبع آب و ظرفیت انتقال و توزیع همواره یکسان یا کم‌تر باشد. محل‌های توزیع (خروجی خط لوله)» باید سامانه اندازه‌گیری و کنترل آبدهی با نصب کنتورها و شیرهای تنظیمی, اجرا شوند و مدیریت شبکه قابلیت پایش این اطلاعات و کنترل را در دست داشته باشد. افزون بر این» اندازه‌گیری و کنترل فشار/آبدهی می‌تواند در نقاط اصلی تقسیم شبکه (ورودی‌های نقاط توزیع خطوط لوله) انجام پذیرید. در اندازه گیری فشار, درصورت متصل نبودن به سامانه نظارتی, توصیه می‌شود از دستگاه‌های داده‌نگار مقدار فشار استفاده شود. این امکانات علاوه بر کنترل دقیق شبکه. درصورت نشت آب امکان تشخیص موقعیت آن را با مقایسه آبدهی ورودی و خروجی فراهم اندازه‌گیری فشار و آبدهی در شبکه‌های تحت‌فشار پا روش‌های مختلفی از جمله, کنتورهای مکانیکی. حس‌گرهای فراصوت داپلری» حس‌گرهای مغناطیسی, ونتوری‌ها و غیره صورت می‌گیرد که برای اطلاعات بیش‌تر می‌توان به ضابطه شماره ۸۲۳۳ سازمان برنامه و بودجه کشور با عنوان «ضوابط انتخاب و بهره‌برداری از تجهیزات اندازه گیری آب در شبکه‌های آبیاری و زهکشی» مراجعه نمود. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - مبان ی کنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ ۳۹ ترتیب با استفاده از واحد پردازش‌گر مرکزی و قابلیت پمپ دور متغیرء امکان تخصیص آبدهی متناسب با حقابه در هر واحد آبیاری وجود خواهد داشت. این امر در سامانه‌های آپیاری تحت‌فشار تجمیع شده که دارای قطعات مختلف زراعی و باغی با مساحت‌های مختلف است. جهت کاهش مشکلات فنی و اجتماعی ناشی از اجرای طرح تجمیع, اثر بخش خواهد بود. 4 نصب ابزار دقیق 3 تجهیزات ,9 شیرهای تنظ شکل ۲۷-۴- نمای کلی از خطوط شبکه آبیاری تحت‌فشار مخازن در سامانه انتقال و توزیع برای ذخیره‌سازی و پاسخگویی به نوسانات مصرف و تامین فشار مطلوب ساخته می‌شوند. در مورد بهره‌برداری از مخزن‌هاء کنترل سطح آب مخزن برای ایجاد فشار کافی و حفاظت از پمپ‌ها لازم است. برای پایش سطح آب در مخزن, می‌توان از حس‌گر سطح آب فراصوتی. حس‌گرهای هدایت الکتریکی یا شناورها استفاده کرد. ملاحظات نصب این تجهیزات در پایش صحیح مخزن بسیار مهم است. نصب این تجهیزات باید در موقعیتی باشد که قرائت صحیحی از سطح آب حاصل شود. در مورد حس‌گر فراصوتی» نباید مانعی بین حس‌گر و سطح آب وجود داشته باشد. موقعیت نصب برای هر سه نوع حس‌گرء به منظور حذف اثر اغتشاش ناشی از ورود و خروج آب به مخزن, باید در فاصله‌ای مناسب نسبت به ورودی و خروجی مخزن باشد. همچنین باید تمهیدات لازم برای دسترسی به حس‌گرها برای عملیات نگهداری و تعمیر لحاظ شود. باید تاکید شود که در نصب تمامی تجهیزات. ملاحظات ارائه شده توسط سازنده اجرا شود. به طور خلاصه تجهیزات کنترلی و تنظیمی در ورودی به شبکه تحت‌فشار می‌تواند شامل؛ پمپ. حس‌گر سطح آب. حس‌گر فشارء شیر و کنترل‌گر شیر باشد و در خط لوله تحت‌فشار و نقاط تحویل نیز از شیرهای تنظیمی و کنترل‌گر. کنتورهاء جریان‌سنج و فشارسنج می‌توان استفاده شود. در یک سامانه خودکار تحت‌فشارء هشدارها را می‌توان برای موارد زیر درنظر گرفت: -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۰ 0۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی - سطح بالا/پایین آب در مخزن - افزایش یا کاهش آبدهی خطوط از مقادیر مشخص شده - افزایش یا کاهش فشار خطوط از مقادیر مشخص شده - ایجاد مشکل در آبدهی خروجی پمپ‌ها - عمل نکردن شیرهای تنظیمی - بالا رفتن دما و لرزش الکتروموتورها - قطع برق ۳-۲-۸-۴ ملاحظات در روش‌های تامین آب در طول خط و توزیع مناسب جریان در نقاط مصرف خواهد بود. تنظیم فشار می‌تواند با مجموعه‌ای از شیرهای فشارشکن برای کاهش فشار مازاد یا مجموعه‌ای از ایستگاه‌های پمپاژ برای تامین کسری فشار در طول خط همراه باشد. تنظیم میزان برداشت همراه با تنظیم میزان آبدهی هر نقطه مصرف و زمان تحویل آب هر نقطه است. شیرهای گشودگی براساس تنظیمات پیش‌فرض قابل تنظیم (مقدار هدف) باشند. به طور مثال می‌توان با استفاده از یک شیر فشارشکن پیلوت‌دارء فشار پایین‌دست یک شیر را همواره مقدار ثابتی تنظیم نمود یا به جای آن از یک شیر گلوب با عمل‌گر برقی استفاده کرد که در پایین‌دست آن یک سوئیچ فشار قابل تنظیم نصب شده تا یک سیستم 1717-۳12 براساس اطلاعات دریافتی از سوئیچ فشارء میزان گشودگی شیر را تنظیم نماید. در حالت اخیر می‌توان از مرکز کنترل مدیریت شبکه درصورتی‌ که آبگیری از رودخانه انجام شود. تحت‌فشار پیچیدگی‌های زیادی بین تامین و مصرف قرار دارد و برای بهره‌برداری بهینه. داشتن سامانه هوشمند خودکار» ضروری و با اهمیت است. در شرایطی که تخصیص حجمی و برداشت آب در زمان دلخواه عملی باشد. نیاز به مخزن ذخیره نیست اما در شرایطی که عدم استفاده از سهم آب قابل بازگشت نباشد.ء مخزن ذخیره لازم خواهد بود. درصورت وجود ایستگاه پمپازه پمپ‌ها در پاسخ به بازخورد دریافت‌شده از پایش نقاط تحویل و با توجه به تغییر آبدهی مورد نیاز و لزوم داشتن فشار ثابت. به‌صورت خودکار راه‌اندازی» کنترل و متوقف خواهند شد. این سامانه با استفاده از الگوریتم‌های کنترلی» پارامترهای کنترل (فشار یا آبدهی) را پایش و با مقادیر هدف مقایسه نموده و در مورد اقدامی که برای تغییر وضعیت سامانه لازم است انجام شود. فرمان‌های لازم را به واحد پردازش‌گر اعمال می‌کند. در این شبکه‌هاء نوع کار کرد پمپ‌ها که به صورت دور ثابت یا متغیر باشد. با اهمیت است. پمپ‌های دور متغیر امکانات زیادی برای عملکرد قابل قبول سامانه خودکار دارند. در بند ۵-۳ (فصل سوم) به تفصیل در مورد پمپ‌ها توضیح داده شده است. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - مبان ی کنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ )۳ با استفاده از پمپ دور متغیرء واحد پردازش‌گر مرکزی و شیر برقی می‌توان به شبکه آبیاری تحت‌فشار. قابلیت نشت‌یابی خودکار را اضافه نمود. به این ترتیب که برای یافتن محل نشت. ابتدا آبدهی واحد آبیاری در واحد کنترل مرکزی تعیین می‌شود و بر اساس قابلیت پمپ دور متغیرء دور پمپ متناسب با نقطه کارکرد تنظیم می‌شود. سپس با استفاده از قابلیت فرمان در ایستگاه پمپاژه شیر برقی هر یک از واحدهای آبیاری به ترتیب باز شده و آبدهی و فشار هر واحد آبیاری توسط واحد کنترل مرکزی, پایش‌شده و با میزان دور متناسب پمپ تطبیق داده می‌شود. به این ترتیب در صورت شکستگی خطوط لوله یا بهره‌برداری نامناسب (آبگیری بیش از اندازه نقاط مصرف) نقطه کاری پمپ تغییر یافته و سامانه با پردازش تطبیقی با دور موتورء واحد معیوب را شناسایی خواهد نمود. در مورد فیلتراسیون نیزء زمان شستشوی فیلتراسیون بر اساس اعلام وضعیت حس‌گر تشخیص گرفتگی به یک .]۳ اقدام لازم محاسبه شده و به شیرآلات پنوماتیکی شستشوی معکوس فیلتراسیون منتقل می‌شود. بررسی کلی مزایا و معایب سامانه‌های کنترل, نشان‌دهنده آن است که سامانه‌های کنترلی اسکادا و ]۴ به دلیل قابلیت ثبت اطلاعات. توانایی انجام محاسبات و اعمال دستورات کنترلی به اجزای مختلف. در سامانه‌های آبیاری وسیع دارای توجیه فنی و اقتصادی بیش‌تری هستند. همچنین سامانه‌های کنترلی رله‌ای و الکترونیکی (بدون برنامه رایانه‌ای)» به دلیل ملاحظات اقتصادی, در سامانه‌های آبیاری با وسعت کم. توصیه می‌شوند. آنچه می‌توان از خودکارسازی سامانه‌های آبیاری تحت‌فشار انتظار داشت. پایش لحظه به لحظه سامانه از طریق کنترل پارامترها و شرایط هیدرولیکی سامانه (آبدهی و فشار آب). مدت زمان کارکرد. روشن و خاموش کردن/دور پمپ‌ها و ادوات آبیاری» پارامترهای کیفی آب. کارکرد متوالی موازی یا هم‌زمان واحدهای آبیاری» سطح استاتیک و دینامیک چاه‌ها (سطح ایستابی آب زیرزمینی قبل از شروع آبیاری و در هنگام پمپاز آب)» پارامترهای حدی و حفاظتی الکتروپمپ‌ها و ایستگاه‌های پمپاژ و در نهایت سهم آب و انرژی مصرفی هر واحد آبیاری است. ۳-۸-۴- شکه کم‌فشار در سامانه‌های کم‌فشار کلاسیک. معمولا فشار مورد نیاز جریان آب در لوله‌ها و دریجه‌ها در آبگیر قطعات زراعی, توسط محفظه استوانه‌ای و گاهی لوله‌ای تنظیم می‌شود. شبکه‌هایی که با تامین فشار کم طراحی و اجرا می‌شود. می‌تواند در داخل شبکه آبیاری سطحی و در سطح مزارع اجرایی شود. اختلاف ارتفاع موجود از استخرها و مخازن یا بار هیدرولیکی (فشار مورد نیاز) پمپاز از رودخانه/کانال (مشابه کشت و صنعت‌های نیشکر در خوزستان یا پمپاز ثانویه نخلستان‌های جزیره آبادان) فشار لازم در سامانه را تامین می‌کند. در عمل, خودکارسازی در شبکه کم‌فشاری که سطحی دارد. (در مورد شرایط کنترل در سامانه‌های کم‌فشار به ضابطه شماره ۵۸۲ سازمان برنامه و بودجه کشور با -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۲ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی ۹-۴- راهبردهای عمومی - مبانی خودکارسازی در انواع مدیریت‌های توزیع آب و بهره‌برداری شبکه در طراحی‌های متداول و سنتی در شبکه آبیاری روبازء فرض بر این است که اپراتور می‌تواند شدت جریان صحیح را با بسیار اساسی است و اگر اپراتور می‌توانست این کار را انجام‌دهد. دیگر نیازی به کنترل‌های بعدی نبود. در سامانه‌های معمولی موجود. هنگامی که تغییری در جریان کانال اصلی ایجاد شود اپراتور باید هریک از سازه‌های تنظیم و خروجی‌ها را تا زمان عبور این تغییرء تنظیم کند و از آنجا که چنین تغییراتی به تدریج به پایین‌دست می‌رسد. فرایند تنظیم مشکل خواهد شد. چراکه اپراتورها نمی‌توانند به صورت هم‌زمان یا فاصله زمانی مناسب. در هر دریچه‌ای حضور داشته باشند تا موقعیت دریچه را تنظیم کنند. یک رویکرد معمول, تنظیم دریچه‌ها به صورت پی‌درپی و بازگشت و اصلاح دریچه‌ها باتوجه به مشاهدات است. چنین تغییرات ابتدایی و اصلاحات بعدی را می‌توان به‌ترتیب به‌صورت اقدامات کنترلی پیش‌خوردی" و بازخوردی" تفسیر کرد. تغییرات اولیه در اجزای شبکه برای فراهم کردن آبدهی‌های جدید در پایین‌دست. اقدامات پیش خوردی هستند. درحالی که اصلاحات بعدی بر اساس مشاهده شرایط واقعی, اقدامات بازخوردی هستند. کنترل از راه‌دورء که در آن مشاهدات به یک مرکز کنترل مخابره می‌شود و از آنجا امکان تنظیم دریجه‌ها از راه‌دور وجود دارد. به‌سادگی این امکان را فراهم می‌کند تا اپراتورء این اقدامات را سریع‌ترء در دفعات بیش‌ترء با زمان‌بندی بهتر و با قابلیت مشاهده هم‌زمان بخش بزرگی از شبکه انجام دهد. ازطرفی در کنترل خودکارء این تنظیم‌ها به‌شکل خودکار انجام می‌شود و امکان کنترل پایین‌دست نیز علاوه بر کنترل بالادست شبکه فراهم می‌شود. کنترل‌های خودکار. دفعات بیش‌تر و دقیق‌تر کنترل (اقدام کنترلی) را ممکن می‌سازند. اما در اصول. تمامی این رویکردها (دستی /امحلی. دستی از راه‌دورء خودکار) از یک راهبرد پایه‌ای یکسان استفاده می‌کنند. برای یک کانال معین. راهبرد کنترلی به معنی نحوه رسیدگی به اختلاف و عدم تطابق بین عرضه (تحویل) و تقاضای (سفارش) آب است. که شامل مشکلات داخلی مانند اندازه‌گیری و کنترل آبدهی ضعیف به آب‌بران می‌شود. در عمل تنها چهار گزینه راهبردی برای انجام این کار وجود دارد: ۱ وجود یک سازه آب‌بند ثابت در خروجی هر مجرای کانال. که خطای ایجاد شده در کانال بالادست را در آن خروجی تعدیل کند و در نهایت جریان تعدیل شده در واحدهای آبخور شبکه آبیاری» به کشاورزان تحویل 1] 2- ۳۵00 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - مبان ی کنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ ۳۳ ۲- راهبردی که اجازه می‌دهد تا عدم تطابق به پایین‌دست منتقل شود.ء جایی که یا کمبودی ایجاد می‌گردد یا این که آب یا هرز می‌رود (مازاد یا کمبود) یا بازچرخانی می‌شود. این راهبرد معمولا از کنترل بالادست استفاده می‌کند که در آن سطح آب در بالادست هر یک از سازه‌ها موجب می‌شود تا آبدهی مورد نظر و حداقل به میزان تقاضا در هر آبگیر (خروجی) جریان یابد. از آنجایی که معمولا خطای ایجاد شده به پایین منتقل می‌شود وکمبود آب در شبکه ایجاد می‌شود. ناگزیر جریان ورودی در این شبکه‌ها معمولا بیش‌تر از مقدار لازم است تا از تحویل آب به آخرین آب‌بران نیز اطمینال حاصل شود. اگرچه اغلب منجر به هرز رفتن آب نیز می‌شود. ۳ راهبرد انتقال عدم تطابق به بالادست. جایی که امکان ذخیره‌سازی یا جذب آن در شبکه وجود داشته باشد. در این راهبردها معمولا از کنترل پایین‌دست استفاده می‌شود که در آن. سطح آب در سازه‌های پایین‌دست کنترل می‌شود و تغییرات لازم برای ایجاد تعادل بین عرضه و تقاضای جریان آب اعمال می‌شود. در این راهبرد. جریان داخل کانال برای رسیدن به مقدار تقاضاء تنظیم می‌شود. در این راهبرد فرض می‌شود که مازاد آب را می‌توان در بالادست شبکه (مثلا مخزن) ذخیره کرد. تحویل آب در شبکه تحت‌فشار لوله نیز به همین بالادست در مخزن, شبکه تحت‌فشار را پر نگه می‌دارد تا فشار کافی برای در دسترس بودن آب فراهم نماید. ۳- ساخت مخزن, داخل یا در کنار شبکه. در موقعیتی که چنین تفاوت‌هایی را در عرضه و تقاضای آب. بتوان به‌صورت موقت ذخیره کرد. اگر کانال‌ها به اندازه کافی بزرگ باشند. می‌توانند عمل ذخیره آب را نیز انجام دهند (در نقش مخزن). با حضور مخازن تنظیمی در کنار شبکه. امکان بهره‌گیری از کنترل بالادست در بالادست مخزن و کنترل پایین‌دست در پایین‌دست مخزن فراهم می‌شود. ۱-۹-۴- طبقه‌بندی روش‌های کنترلی از آنجایی‌که در طراحی شبکه‌های داخل کشورء توسط مشاورین داخلی و خارجی. طبقه‌بندی‌های مختلفی برای روش‌های پایه‌ای بهره‌برداری در سامانه‌های روباز تحویل آب -که توسط مراجع مختلفی ارائه شده‌اند- ممکن است استفاده شده باشد به برخی از این تعاریف اشاره می‌شود. در عین حال یک طبقه‌بندی کاربردی «براساس موقعیتی که سازه تنظیم. سطح آب را ثابت نگه‌می‌دارد» روش‌هایی به قرار زیر پیشنهاد شده است که می‌تواند به عنوان راهنمای عمومی انتخاب و به کار برده شود. - کنترل به نسبت در این روش» جریان با توجه به نسبت‌های از پیش تعیین‌شده تقسیم می‌شود. بنابراین در بازه کانال سطح آب ثابتی وجود نخواهد داشت. - کنترل بالادست (ر.ک. ۴-۴- روش‌های کنترل سامانه‌های آبیاری) - کنترل پایین‌دست (ر.ک. ۴-۴- روش‌های کنترل سامانه‌های آبیاری) -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۴ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی ٩‏ کنترل 131۷۸1 (کنترل حجم ثابت) سطح آب در میانه بازه پایین‌دست سازه تنظیم مطابق مقدار هدف ثابت نگه داشته می‌شود. درنتیجه امکان ذخیره‌سازی موثر درون کانالی در بازه کانال وجود ندارد. کنترل 13۷۸ شبیه به کنترل پایین‌دست است و همچنین ازانجا که بلافاصله تغییر در تقاضای جریان را فراهم می‌کند. یک روش تطابق‌پذیر" است. بااین‌حال, دیواره‌های کانال را می‌توان در سطح پایین‌تری نگه داشته. اما به سامانه تله‌متری و دریچه‌های الکترومکانیکی نیاز است. * کنترل ۳10ات یا کنترل پایین‌دست در کانال شیب‌دار با یک سطح آب ثابت در انتهای پایین‌دست بازه موردنظر؛ این روش نیازمند اندازه‌گیری راه‌دور (کنترل با فاصله) و دریچه‌های الکترومکانیکی است. روش 0الآتا یک روش «تطابق‌پذیر» با تغییرات آبدهی خروجی, مشابه کنترل پایین‌دست و ,31۷۸ است. از سوی دیگرء روش کنترل ۳۳1.0 أتا از نظر خاکریز کانال, مشابه یک سامانه کنترل بالادست است و تغییرات در آبدهی خروجی تنها پس از یک «تاخیر زمانی»» به دلیل ذخیره‌سازی دینامیکی (منفی) در شبکه موثر می‌افتد. * سیستم ۸/۹0 با چند اندازه‌گیری در طول بازه پایین‌دست سعی در کنترل سطح آب در طول کل بازه مورد نظر را دارد. * سیستم کنترل دینامیکی که تمام نوسانات سطح آب و نظارت بر عملکرد کلیه سازه‌ها و تجهیزات در یک مدار بسته کنترلی به طور دائم و به صورت خودکار انجام می‌شود. همچنین ممکن‌است از روش‌های مختلف کنترلی در یک مکان استفاده شود. مانند کنترل ترکیبی (کامپوزیت)» درجایی که دریچه به طور معمول تحت کنترل پایین‌دست تنظیم می‌شود. اما ممکن است در شرایط خاص به کنترل بالادست تغییرکند. علاوه براین, اغلب استفاده از روش‌های مختلف بهره‌برداری در بخش‌های مختلف شبکه اصلی بسیار کاربردی و مفید است. ۳-۹-۴- تکنیک‌های اجرای کنترل یک تکنیک کنترل, الگوریتمی است که با تجزیه و تحلیل اطلاعات ورودی, اطلاعات خروجی سامانه کنترل را به‌نحوی تنظیم می‌نماید که پارامتر کنترل را به سمت مقدار هدف. هدایت نماید. الگوریتم‌های مختلف دارای نوع منطق و جهت کنترل متفاوت بوده و همچنین بسته به نوع ورودی و خروجی به دو گروه یک متغیره و چند متغیره تقسیم می‌شوند. من بت و -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - مبان ی کنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ ۳۵ خروجی کنترل در روش‌های یک متغیره همواره یک متغیر بوده" ولی تعداد ورودی‌ها می‌تواند یک یا بیش‌تر از یک باشد. تکنیک‌های متفاوتی در سال‌های اخیر توسعه یافته‌اند که از جمله می‌توان به تکنیک‌های کلاسیک ساده تا روش‌های نسبتا پیجیده نظیر بهینه‌سازی غیرخطی, اشاره نمود. تعدادی از این تکنیک‌ها عبار تنداز: تکنیک‌های تناسبی , تناسبی-انتگرالی تناسبی-انتگرالی-دیفرانسیلی. کنترل فازی4 تکنیک‌های ابداعی* و سه‌وضعیتی " جزو مهم‌ترین تکنیک‌های یک‌متغیره موجود هستند. تکنیک‌های یک‌متغیره برای کنترل موضعی کانال آبیاری به کار می‌روند. برای مثال روش‌های تک متغیر ابتکاری مانند 270۳61۳۵۳ ۲۸/1010 بر اساس استدلال هیدرولیک و نه بر اساس نظریه کنترل توسعه یافته‌اند و اگرچه در منابع مختلفی ذکر شده‌اند اما به سختی کاربردی شبکه آبیاری به عنوان یک سامانه متشکل از چند بازه یا زیرسامانه در نظر گرفته می‌شود و در فرآیند کنترل نمی‌توان از اثرات متقابل بین بازه‌های کانال صرف‌نظر کرد (برای اثر بین بازه ر.ک. بند ۱-۸-۴-ج). این روش‌ها باید بر روی یک مدل شبیه‌سازی کامل یا روی سامانه‌ای واقعی تنظیم شوند و چون هیچ ابزار ریاضی مشخصی نمی‌تواند این تنظیم را اعمال و نه کارایی آن‌ها را اثبات کند نمی‌توان از آن‌ها در یک سامانه بزرگ استفاده کرد. بدین منظور در کنترل مرکزی کانال‌های آبیاری» از تکنیک‌های جندمتغیره " استفاده می‌شود. مهندسین کنترل روش‌های جندمتغیره زیادی ارائه نموده‌اند که فقط تعدادی از آن‌ها در مورد کانال‌ها به کار برده شده‌است. تکنیک‌های از مهم‌ترین تکنیک‌های جندمتغیره موجود هستند. در ادامه برخی از تکنیک‌های طراحی به کار برده شده در شبکه‌های ۱- 51۵216 130/5۱۵۵216 010 )5150(( 2- ۳۳۵0۵۲110۵1-۳ [۳-[87۵ع116-[ ۳۳۵0۵۲110۵ -3 101۷۵11۷-1 -[827۵ع1 ۳۳۵۵۲0۵1-1 -4 00۵1 ۳۵77 -5 6- 0 3 ع11۳۳6]-7 8- ۱۵۱۵۵۱6 130/۵۱۵۱6 00100۲ )۱11۱10( 9- 1162۳0 |0- ۱1۵ 11۳62۳3 0 م7۵16 020) 106۵7] -1۱| 361۷0۵۲ [0۵ه۱ [۱۵۵ ۸ -۱2 -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۶ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی ۱-۲-۹-۴ تکنیک‌های بهینه‌سازی کنترل کننده‌های مرکزی نامیده می‌شوند. تمام الگوریتم‌های مربوط به بهینه‌سازی از نوع ترکیبی پس‌خورد به علاوه پیش‌خورد هستند. اطلاعات ورودی به الگوریتم کنترل. اطلاعات مربوط به میزان تقاضا یا میزان متغیر از پیش تعیین‌شده و شرایط هیدرولیکی موجود در کانال‌ها است. ساختار این الگوریتم ورودی چندگانه خروجی چندگانه است که متغیر اندازه گیری‌شده در آن تراز سطح آب و متغیر خروجی میزان آبدهی سازه است. برای مثال در الگوریتم تنظیم‌کننده خطی درجه دوم (016]) به مدلی از کل کانال متشکل از تمام انحرافات سطح آب و عکس‌العمل جریان کنترلی نیاز است. در هنگام بهینه‌سازی, الگوریتم 0014] از یک تابع هدف استفاده می‌کند که باید به حداقل برسد و شامل انحرافات آب در تمام بازه‌ها و همه تغییرات در آبدهی‌ها است. برای درنظر گرفتن انحرافات مثبت و منفی مربع این متغیرها محاسبه می‌شود. در مثال دیگر در تکنیک م11 می‌توان کنترل را به صورت 5190 یا ۷11/0 اجرا کرد. در این تکنیک به جای استفاده از یک تابع هدف درجه دو که در افق زمانی برای طراحی تکنیک کنترل به حداقل می‌رسد. کنترل در حوزه فرکانس " (دامنه‌های زمانی متوالی) طراحی می‌شود. به این ترتیب, کنترل به دست آمده برای موقعیت‌های تغییر حالت کند و همجنین تغییر حالت سریع. حتی در اختلالات تشدید کننده امواج بازه. به خوبی عمل می‌کند. ۳-۲-۹-۴ تکنیک مدل کنترل پیش‌بین هنگامی که در آبدهی سازه محدودیت وجود دارد. ممکن است نیاز به پیش‌بینی شرایط لازم باشد. مدل کنترل پیش‌بین " (۱1۳۴) یک روش ساختاری برای کنترل این مساله است که علاوه‌بر روش کنترل پس‌خورد و پیش‌خورد.ء یک روش بهینه‌سازی برای محاسبه متغیر خروجی کنترل بهینه و همچنین محدودیت سازه‌های موجود در سیستم درنظر گرفته می‌شود. این تکنیک همانند 1.01 از یک تابع هدف استفاده می‌کند. افق پیش‌بینی برای 11۳2 یک طول مشخص و محدود است. مهم‌ترین مزیت ۸/۳۴ آن است که امکان بهینه‌سازی گام زمانی جاری را با درنظر گرفتن گام‌های زمانی آینده می‌دهد. این کار با بهینه‌سازی یک افق زمانی محدود اما اجرای آن تنها در گام زمانی جاری انجام می‌گیرد. روش ۹1۳۲ توانایی پیش‌بینی رخدادهای آینده و اتخاذ اعمال کنترلی متناسب با آن را دارد. 1- ۳۳۵۵6۱۵۷ 0 2- /1006[ ۳۳۵۵1011۷۵ ۲0۵۵| -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - مبان ی کنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ ۳۷ اجرا می‌شود تا آبدهی‌های بهینه در سازه‌ها در یک افق پیش‌بینی پیدا شود. پس از بهینه‌سازی, اولین اقدام کنترلی اجرا می‌شود و پس از یک گام زمانی کنترل, مراحل مجددا تکرار می‌شود. در انجام بهینه‌سازی, محدودیت‌هایی بر آبدهی‌های کنترلی اعمال می‌شود. بنابراین. از مشکلات در آینده و نقض قگیود آبدهی اجتناب می‌شود. ۳-۲-۹-۴- تکنیک تناسبی -انتگرالی -د بفرانسیلی برای افزایش دقت و عملکرد تکنیک ]۳ یک بخش دیفرانسیلی به تکنیک ]۳ افزوده شده و به تکنیک تناسبی- انتگرالی-دیفرانسیلی پا ۳110 ارتقا یافته است. به عبارتی تکنیک ]۳ همان تکنیک ۳11 است که بخش دیفرانسیلی آن برابر با صفر است. تکنیک ۳ مقدار خطا را کاهش می‌دهد اما قادر نیست که سطح (عمق) آب را به‌طور دقیق در مقدار هدف تنظیم کند. وجود این عدم انطباق جزیی در محدوده مجاز در مدت زمان طولانی باعث تفاوت قابل توجه در آبدهی تحویلی به آبگیر و آبدهی مورد نیاز می‌شود. به همین دلیل یک کنترل‌کننده انتگرالی (/166۹۵) برای برطرف کردن این مشکل به سیستم اضافه می‌شود. در واقع مقدار انتگرالی متناسب با میزان تجمعی انحراف عمق از محدوده مجاز در طول فرآیند کنترل می‌باشد. به تعبیر دیگر خروجی کنترل معادل است با مجموعی از نسبت‌های تناسبی و انتگرالی. متغیر خروجی در کنترل‌کننده ]۳1 مجموعه‌ای از نسبت‌های تناسبی و انتگرالی و دیفرانسیلی مطابق رابطه (۱-۴) (۱-۴) ۸00 + ۸0۷ + ۸۷ * و۸ که در این رابطه ,)۵ مقدار تغییر متغیر خروجی کنترل در زمان » (, ۵ نسبت تناسبی متغیر مورد کنترل, روابط (۲-۴) تا (۴-۴) محاسبه می‌شود. (۲-۳) (۸1). ۴ * و۸0 (۳-۴) 1 ,]۴:۰ < بی۸0 0 -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۸ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی در روابط فوق, ۸ برابر تفاوت مقدار متغیر اندازه‌گیری‌شده و مقدار هدف در زمان)» ما برابر ضریب وزنی اثر نسبت تناسبی, :6 ضریب وزنی نسبت انتگرالی و ,1 ضریب وزنی نسبت دیفرانسیلی است. در حال حاضر تعداد بسیاری از تکنیک‌های ۳10 ابداع شده که در منطق کنترل و سخت‌افزار با یکدیگر متفاوت هستند. در این تکنیک نیز برای بهبود بخشیدن به عملکرد الگوریتم از مولفه جداسازی بازه‌ای استفاده می‌شود. در کنترل مرکزی, تنظیم کنترل‌گرهای ]۳1 با در نظر گرفتن کل کانال و همچنین با استفاده از بهینه‌سازی انجام می‌گیرد. نتیجه این بهینه‌سازی معمولاا کاهش تدریجی مقادیر 6[ کنترل‌گرها به صورت سری است. ۳-۹-۴- مدیریت سامانه تحویل و تنظیم سازه‌ها در شبکه آبیاری مدیریت سامانه تحویل, کل شبکه تحویل را شامل می‌شود و به چگونگی تطبیق شدت‌جریان در کل خروجی‌ها و ممکن یا لازم نباشد. این روش در سامانه‌های توزیعی «کنترل به نسبت» با تقسیم ثابت آبدهی و در سامانه‌های کنترل بالادست از پیش برنامه‌ریزی شده برای تحویل آب در فصل آبیاری خواهد بود. سامانه مرکزی؛ هنگامی که وظیفه یک مرکز بهره‌برداری از آب. تطبیق آبدهی ورودی از منبع آب با مقدار آب تحویلی مورد نیاز برنامه‌ریزی‌شده باشد. مدیریت سامانه مرکزی است. این روش در سامانه تحویل با کنترل بالادست اجرا می‌شود. سامانه تطابق پذیر؛ زمانی است که سامانه تحویل بتواند با تغییرات آبدهی خروجی‌ها خودش را تطبیق‌دهد. این حالت یک ویژگی کنترل پایین‌دست. 81۷۸ و ۳10ات و کنترل مرکب " است. ۴-۹-۴- فرایند انتخاب روش کنترل سامانه تحویل ۱-۴-۹-۴ روند و مراحل انتخاب مناسب‌ترین روش کنترل برای سامانه تحویل آب آبیاری. از قبیل کنترل تقسیم‌به‌نسبت. بالادست و پایین‌دست. پیچیده است. با توجه به اهمیت موضوع باید یک فرایند انتخاب سامانه سیستماتیک مورد نظر باشد. ابتدا ۱- عملیات 200011108] عبارت است انتقال مستقیم متغیر خروجی کنترل مربوط به یک بازه از کانال به بازه بالادست. به عبارت دیگر با توجه به این که آب مورد نیاز از بالادست باید تأمین شود برای جلوگیری از زمان تأخیر تأمین آب بعد از محاسبه خروجی کنترل توسط کنترل‌کننده, این مقدار از طریق تجهیزات ار تباطی به بازه‌های بالادست منتقل می‌شود. 2- 0۵۹16 6000 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - مبان یکنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ‏ ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ ۳۹ باید. هدف بهره‌برداری از سامانه تحویل تعریف شود. انتخاب اولیه روش کنترل به طور مستقیم از هدف بهره‌برداری تبعیت می‌کند. ویژگی‌های مشخصی از روش کنترل, مانند عملکرد هیدرودینامیکی. معیارهای طراحی و اجراء الزامات بهره‌برداری و نگهداری از شبکه و برخی از جنبه‌های دیگرء در بطن این انتخاب نهفته است. همچنین باید ارزیابی شود که آیا ویژگی‌های روش کنترلی انتخابی قابل قبول است یا خیر؛ اگر مورد قبول نباشد. باید در هدف اصلی بهره‌برداری از ۲-۴-۹-۴- عوامل قاثیرگذار بر روش کنترلی عوامل تاثیرگذار بر روش کنترلی از یک سامانه تحویل آبیاری» توسط سه عامل اصلی تعیین می‌شود: الف- تصمیم‌گیری در مورد روش آب‌رسانی به آبگیر درجه سه. به این مفهوم که «چه کسی» در مورد تحویل آب به واحد درجه سه تصمیم می‌گیرد. سه گزینه تصمیم‌گیری در مورد آب‌رسانی به آبگیرهای درجه سه وجود دارد: تحویل برنامه‌ریزی شده. تحویل توافقی که جزو روش بهره‌بردای عرضه‌گرا هستند و تحویل برحسب تقاضا که روش بهره‌برداری تقاضاگرا است (راهبرد بهره‌برداری). ب- در چگونگی تحویل آب به واحد درجه ۳ سه روش برای تحویل آب به آبگیر درجه سه وجود دارد. روش تحویل به‌صورت تقسیم به نسبت. که جریان موجود با استفاده از سازه‌های تقسیم‌کننده, هدایت می‌شود. روش تحویل, «جریان تناوبی (قطع/وصل)» است که در آن تحویل یک «جریان واحد» در بین مزارع به شکل برنامه‌ریزی‌شده انجام می‌گیرد و روش تحویل سوم. که «جریان قابل تنظیم» است که اغلب در زمان‌بندی آبدهی به مزارع اعمال می‌شود؛ هنگامی که آبدهی حداکثری مورد نیاز است و زمانی‌که شدت‌جریان به تدریج در دوره خارج از -------- صفحهٔ بعد -------- ۴۰ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی عامل اول: روند تصمیم‌گیری تعیین نحوه تحویل آب در ابگیرهای درجه ۳؟ (برداشت بر حسب تمایل) تحویل توافقی (دیکته شده) ل ۱ ۱ عامل دوم: روش تحویل آب چگونه آب به آبگیرهای درجه ۳ تحویل داده می‌شود؟ جریان قابل ‏ جریان نوبتی جریان قابل | جریان نوبتی جریان قابل ‏ جریان نوبتی تقسیم به نسبت درجه ۲ درجه ۲ درجه ۲ درجه ۲ درجه ۲۳ درجه ۲ درجه ۲ 8 5 ٍ ژ ٍ ۰ ۱ ز ز عامل سوم:روش توزیع آب چگونه آب در سامانه انتقال توزیع می‌شود؟ ۱ جریان قابل جریان قابل ‏ جریان گردشی ‏ جریان نوبتی تقسیم به تنظیم در تنظیم در در سامانه در سامانه نسبت جریان سامانه انتقال سامانه انتقال انتقال انتقال در سامانه اد انتقال .۰ ۰ 2 .۰ نا ۹۱ و« ۷۰ ۹ ۹ را زا ی نک ۷ *کنترل پایین‌دست #کنترل ححم ثابت * کنترل بالادست ِ کنترل تقسیم به نسبت کنترل , ۲:۱۲۱:۵0 شکل ۴- ۲۸- انتخاب روش کنترلی در سامانه‌های تحویل آبیاری کانال پ- روش توزیع آب» یعنی «چگونگی» توزیع آب از طریق سامانه اصلی آبیاری؛ روش توزیع می‌تواند پا بر اساس «تقسیم به نسبت». «آبدهی تناوبی» یا «جریان قابل تنظیم» باشد. درحالی که «تحویل برنامه‌ریزی‌شده» نیز می‌تواند زمانی اعمال شود که آبگیرهای درجه دو نیز به طور متناوب با جریان «چرخشی» مشابه‌ای تامین آب شوند. در نهایت همچنان‌که در شکل (۲۸-۴) مشاهده می‌شود. برای روش برحسب تقاضا می‌توان از روش‌های برخی از محدودیت‌های اصولی که باید در معیارهای بهره‌برداری گنجانده شوند به شرح زیر است: - نوسان سطح آب؛ دامنه نوسان بین حداقل و حداکثر, انعطاف‌پذیری سامانه را تحت تاثیر قرار می‌دهد. - تنظیم جریان ذخیره میانی کانال؛ فاصله دریجه‌های کنترلی ممکن است منجر به بازه‌های طولانی کانال شود. طول بازه هر کانال می‌تواند دو محدودیت مهم انعطاف‌پذیری بهره‌برداری را در پی داشته باشد اول؛ زمان بازیابی و دوم؛ خسارت ناشی از افت سریع سطح آب را تحمیل کند. ترکیب طول بازه و عمق منشور مقطع کانال از یک جریان ثابت به جریان دیگرء تاخیر زمانی لازم برای تنظیم مشخصات سطح آب بازه ذخیره‌ای کانال را تعیین می‌کند. بنابراین. بازه ذخیره‌ای کانال طولانی‌تر برای بازیابی حالت پایدار جدید به زمان -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - مبان یکنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ‏ ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ ۴ بیش‌تری نیاز دارد. بر این اساس. ممکن است برای جلوگیری از خسارت. گزینه‌هایی که در آن‌ها سطح آب با سرعت کم‌تر کاهش می‌یابد محدود شوند. - مدیریت انرژی در شرایط مختلف از جمله شرایطی که سامانه شامل نیروگاه برقابی و پمپاژ از کانال و مخازن - مخازن تنظیمی از عوامل مهم در خودکارسازی می‌باشند و عدم وجود آن‌ها محدودیت شدیدی ایجاد می‌کند. - ظرفیت ذخیره تنظیمی موجود در سامانه کانال‌هاء انعطاف پذیری بهره‌برداری را ایجاد می‌کند تا تغییرات قابل توجهی را بین برنامه‌های عرضه و تقاضا متعادل کند. - هرز آبرروها یک روش ایمن حفظ حداکثر ظرفیت ممکن ذخیره‌سازی در هربازه هستند و تخلیه جریان اضافی از کانال را فراهم می‌کنند. ازاین رو محل استقرار سازه سرریز و دامنه تغییرات ارتفاع آب روی سرریزء - سازه‌های انتقال مانند شوت و دراپ و سیفون معکوس ممکن است باعث ایجاد شرایط جریان آزاد در دریجه کنترل کانال بالادست شود و برای بهره‌برداری مطمئن اقدامات سازه‌ای ضروری است. ۳-۴-۹-۴ انتخاب اولیه روش کنترلی این انتخاب‌های منطقی برای روش کنترلی, از هدف بهره‌برداری فوق پیروی می‌کنند (به شکل ۲۸-۳ مراجعه کنید): به‌نسبت. در کل سامانه. تنها به سازه‌هایی نیاز است که جریان را به نسبت‌های ثابتی تقسیم می‌کنند. برای تحویل آب به آبگیرهای درجه ۳ با آبدهی قابل تنظیم و متناوب. به کنترل بالادست نیاز است. - در تحویل توافقی. شبکه آبیاری به سامانه کنترل بالادست با یک مدیریت مرکزی نیاز دارد. هنگامی که میزان دسترسی به آب. کم‌تر از آب مورد نیاز قابل دسترس باشد. روش‌های کنترل پایین‌دست. 31۷۸ و ۳1.۳10 نیز می‌توانند در بهره‌برداری به‌شکل تحویل توافقی استفاده شود. در این حالت در ابتداء درخواست‌های آب برای آبگیرهای درجه ۳ با میزان آب موجود کنترل می‌شود و تحویل آب تنها پس از تایید توسط مسوولین بهره‌برداری انجام می‌گیرد. بنابراین. یک تاخیر زمانی در سامانه وجود خواهد داشت. - روش کنترل در تحویل برحسب تقاضا باید یک روش تطبیق‌پذیر باشد. کنترل پایین‌دست و کنترل 51۷۸ این شرایط را برآورده می‌کند. یک روش کنترل جایگزین می‌تواند کنترل ۳10ات باشد که یک روش تطابقی است. اما برای تنظیم جریان در مخزن کانال, نیاز به یک تاخیر زمانی دارد. -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۲ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی ۵-۹-۴- ارزیابی روش کنترلی ۱-۵-۹-۴ معیارهای ارزیابی در این ارزیابی عوامل وزنی مختلفی دخالت داشته‌باشند. به طورکلی. یک روش کنترلی را می‌توان از جنبه‌هایی مانند. عملکرد هیدرومکانیکی, شرایط هیدرولوژیکی و توپوگرافی, طراحی و ساخت. بهره‌برداری, نگهداری, اقتصادی و جنبه‌های اجتماعی و حقوقی آرزیابی کرد (جدول ۲-۳). ۲-۵-۹-۴ ارزیابی عملکرد هیدرو دینامیکی سامانه‌های دارای کنترل عمق ثابت در پایین‌دست بازه (مانند روش کنترل بالادست. کنترل ۳110) باید قبل از رسیدن به حالت پایدارء ابتدا مخزن داخل کانال را تنظیم‌کنند (ر.ک ۱-۸-۴-ث و شکل ۲۰-۴). زمان لازم برای تغییر حجم گوه ذخیره بازه تا رسیدن به حالت پایدار» منجر به ایجاد یک تاخیر زمانی بین رها شدن آب از تاسیسات آبگیری و در دسترس قرارگرفتن آب در آبگیرهای درجه ۳ می‌شود. بنابراین. این سامانه‌ها در زمان افزایش آبدهی, زمان تطبیق" طولانی دارند. برعکس این حالت زمانی که آبدهی کاهش داده شود. با خروج آب از مخازن درون کانالی اتفاق خواهد افتادء. درحالی که آبگیرهای درجه ۳ نیازی به این مقدار آب ندارند و این هدررفت در بهره‌برداری است. در کنترل پایین‌دست با کنترل عمق ثابت در بالادست بازه, می‌توان بلافاصله مقدار آبدهی افزایش یافته را در آبگیر فراهم کرد. درحالی که. در این کنترل با کاهش آبدهی می‌توان آب مازاد را در بازه‌های کانال برای استفاده‌های بعدی ذخیره کرد (ررک ۱-۸-۴-ث و شکل ۲۱-۴). در کنترل 81۷۸ حجم گوه بالادست بازه همیشه برابر با حجم گوه پایین‌دست بازه کانال است (ر.ک ۱-۸-۴-ث و شکل ۲۲-۴). در این حالت چنین کانالی مانند یک خط لوله تحت‌فشار, بدون مخزن دینامیک عمل می‌کند. بنابراین» سامانه‌های تحت کنترل پایین‌دست و کنترل ,31۷۸ دارای تاخیر زمانی و هدررفت بهره‌برداری نیستند. اگرچه ممکن است استفاده از آب با بازدهی بالا در سامانه‌هایی که مجددا از آب زهکشی استفاده می‌کنند یا در شرایطی که سایر سامانه‌ها (سامانه‌های بعد از شبکه) به این جریان برگشتی وابسته باشند. یک |- ۵۵00۵۲۹۵ 6 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - مبان ی کنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ ۳۳ ۳-۵-۹-۴ ارزیابی موقعیت هیدرولوژیکی و توپوگرافی روش‌های کنترلی تحت مدیریت تطبیق‌پذیر (پایین‌دستی. ۰81۷۸ ۲1۳10) در شبکه‌هایی که رودخانه فصلی بوده یا نوسان زیادی داردء ناکارآمد هستند. از طرف دیگرء سامانه‌های کنترل بالادست نیز ممکن است دچار مشکلات جدی خروج آب از بخش انتهایی کانال شوند. مگر این که از روش کنترل «دریچه‌های تقسیم‌به‌نسبت» استفاده شوند (ع1993 ۸11: ۲۱). برخوردار است. رسوب زیاد در بازه‌های کانال با جریان رسوب‌گذارء می‌تواند انتخاب روش‌های بهره‌برداری مانند کنترل پایین‌دست و کنترل حجمی را از گزینه‌های انتخابی حذف کند؛ همجنین کنترل بالادست و 11۳10 نیز انتخاب‌های مناسبی نخواهند بود. بنابراین ضروری است چاره‌ای اندیشیده شود و در زمان طراحی. وجود رسوب کاملا مورد توجه قرار گیرد و بهای لازم به آن داده شود. همچنین استفاده از رسوب‌گیر در تاسیسات آبگیری می‌تواند بار بستر را حذف و بار -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۴ 0۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی 3شششششششششششششششججشجججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججششششجششجشجشجشجششششششششجت جدول ۲-۴- ارزیابی روش‌های بهره‌برداری در آبیاری *زمان پاسخ‌اعکی‌السمل کوتا ]8 ات که اک *راندمان بهرهبرداری با اه تک با که که *راندمان بلای کل سامانه کنترل ] [ اک ره اد | *منا فقط برای آباری سل ری ال تن ای *عملکرد در شرایط کمیود آ اک را ات اب کت اک | *عملکرد تحت شرایط بار وروی ها ات بت اه ماس برای رای یرل ی ترا ۷ سادگی سازه‌ها و تنم گنها اب کت اک | *سازه‌ها و تنظیمکنندهای مطمان ‎ ]‏ ۳[ تاه *کاربرد ممالح حل ی ال اب اک تن دک تک هه سک کار وتات *بدون مرکز بهرهبرداری اج اک تا کبک ها ان ان ۳ * بدون اپراتور در آبگیرهای ترجه ۲ | 8 ات که اه دون اپرانور دراگ رای رس ال تیر ی ام کات با تا الا کا لاک یرادهگن هب هتسباو* *نگهداری بافاری اس ال تیی تر ات تا زک ی *هزینه کم سازه‌ها و دریچه‌ها ‏ ا ها ها تا که اک *استفاده تهاازویو شور ال رتی ‏ تستتاات تا تب تل تن لا شا با را آ ‏ سآ تقرس ریارب رد مواقم* ی *اختلال پکسان در عوض اه اه تا که اک | *اتعطاف‌پذیری در تحوبل با که اه *استفاده از ارگ زر رل ر رو یر تا ۵ نامرتبط | +: خوب | **:خیلی خوب | -: ضعیف | --: خیلی ضعیف -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - مبان یکنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ‏ ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ ۴۵ ۳-۵-۹-۴ ارزیابی الزامات بهره‌برداری و نگهداری کلیه سامانه‌های آبیاری با کنترل بالادست که می‌باید تغییر در نیازهای آبی را با یک منبع انعطاف‌پذیر آب تامین کنند. نیازمند واحدهای بهره‌برداری مرکزی هستند. حتی با داشتن چنین منبع تنظیمی به‌نظر می‌رسد که در شبکه‌های موجود. ایجاد یک واحد بهره‌برداری کارآمد بسیار دشوار است. از این‌رو این سوال پیش می‌آید که آیا بهتر است با حفظ این روش کنترل, تلاش‌ها را برای ایجاد واحدهای بهره‌برداری مرکزی کارآمدتر افزایش داد یا این‌که با انتخاب سایر روش‌های بهره‌برداری از تکیه بر واحد بهره‌برداری گسترده خودداری نمود؟ در بهره‌برداری از سامانه, به‌ویژه در کنترل بالادست به اپراتورهای میدانی وابستگی زیادی وجود دارد. دستورالعمل و برنامه شدت‌جریان آبگیری در این سامانه‌ها اغلب توسط واحد بهره‌برداری تنظیم می‌شود و تنظیم‌کننده‌های آبدهی و سطح آب باید بر این اساس تغییر کنند. شرایط ناپایدار سامانه در هنگام این تغییرات باعث می‌شود که تنظیم مناسب دریچه‌ها بسیار زمان‌بر باشد. اغلب. اندازه گیری آبدهی در کل سامانه بار سنگینی در مدیریت روزانه است که به ندرت به خوبی انجام می‌شود. تاخیر و تعویق در نگهداری کانال, باعث افزایش ضریب زبری کانال می‌شود که خود منجر به تغییر تراز سطح آب در بازه کانال می‌گردد. برای سامانه‌های کنترل تقسیم به‌نسبت. کنترل بالادست و 51-۳1.0. سطح آب در پایین‌دست بازه و بلافاصله قبل از سازه انتهایی از سطح طراحی‌شده بالاتر می‌رود. این اتفاق ممکن است. تا زمانی که ارتفاع آزاد و افت بار کافی در سازه‌های تنظیمی وجود داشته باشدء روی برداشت آب در سامانه تاثیری نداشته‌باشد. اما سامانه‌های تحت کنترل پایین‌دست و .131۷۸ ممکن است به این امر واکنش متفاوتی نشان‌دهند. تجربه نشان داده است که سامانه‌های تحت کنترل روش‌های پایین‌دست یا -۸ 131۷ نسبت به نگهداری ضعیف کانال, بیش‌تر آسیب‌پذیر هستند. ۵-۵-۹-۴- ارزیابی از جنبه‌های اقتصادی, سیاسی و اجتماعی هزینه. یک عامل اصلی در انتخاب روش کنترلی است. ایجاد فضای ذخیره مثبت درون کانالی (شکل۲۱-۴)» به این معنی است که دیواره‌ها باید از سطح آب طراحی‌شده بالاتر باشند که هزینه‌های بالاتری را به ویژه در مسافت‌های طولانی‌تر بین سازه‌های تنظیم, به پروژه تحمیل می‌کند. خودکارسازی دریچه‌های تنظیمی در روش‌های کنترل پایین‌دست. ,1۱۷۸ و ۳۳10 در مقایسه با دریچه‌های دستی, هزینه سرمایه‌ای بالاتری داشته و در نگاه اول بسیار گران‌تر است؛ درحالی‌که. این هزینه‌ها تنها سهمی جزئی از کل هزینه‌های پروژه را در طول عمر آن شامل می‌شوند. برآورد هزینه‌های روش‌های کنترلی مختلف. باید در زمان طراحی سامانه مشخص شود و محدودیت‌ها و امکانات آن با در نظر داشتن جنبه‌های دیگری مانند سازماندهی نیروهاء ارزش اقتصادی آبء تلفات آب کم‌ترء انعطاف‌پذیری تحویل آب و تفاوت آرزش تولیدات کشاورزی و همچنین نیاز به ارزهای خارجی ارزیابی شود. جنبه‌های اجتماعی و گاهی سیاسی, می‌تواند در انتخاب نهایی روش کنترلی یک نقش آساسی داشته باشد. این جنبه‌ها می‌تواند شامل موارد زیر باشد: آسیب‌پذیری در برابر سرقت. سوءاستفاده برداشت غیرمجاز آبء توزیع عادلانه آب -------- صفحهٔ بعد -------- ۴۳۶ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی در فصول مختلف. توزیع عادلانه در هنگام اختلال در تامین آب (سامانه‌های با کنترل بالادست)» انعطاف‌پذیری تحویل آب (سامانه‌های با کنترل پایین‌دست). ۶-۹-۴- انتخاب نهایی ۱-۶-۹-۴- ملاحظات در انتخاب نهایی مشخص است که فرایند انتخاب یک روش کنترلی مناسب برای سامانه‌های تحویل آب. آسان نیست و هر یک از روش‌های بهره‌برداری دارای مزایا و معایبی هستند (جدول ۲-۳): کنترل تقسیم به‌نسبت؛ ساده‌ترین روش کنترلی است که تنها برای شرایط معینی از آبیاری تک‌محصولی, آبیاری در تقسیم به‌نسبت را می‌توان بدون نیاز به مدیریت سامانه بهره‌برداری کرد. درصورتی که از سازه‌های تقسیم به‌نسبت با میزان کافی افت بارآبی استفاده شود. توزیع عادلانه (توزیع مازاد یا کمبود آب به نسبت یکسان) در تمامی مقادیر آبدهی تضمین می‌شود. این روش در شالیزارها با روش آبیاری غرقابی, دائمی و کرت به کرت استفاده می‌شود. کنترل بالادست؛ به طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار گرفته‌است. این سامانه‌ها نیازمند مدیریت مرکزی قوی هستند. بهره‌برداری از سامانه‌های تحت کنترل بالادست با مشکلاتی مواجه است که متاثر از زمان واکنش طولاتی در این سامانه‌ها است؛ همجنین تغییرات زیاد در تنظیم مقدار آبدهی. موجب هدررفت زیاد آب در بهره‌برداری می‌شود. کنترل پایین‌دست؛ به یک سامانه مدیریت مرکزی نیاز ندارد و مشکلات مذکور در بالاء زمان واکنش و هدررفت را برطرف کرده است. اما از طرف دیگرء عملیات خاکی و سازه‌های آن می‌تواند گران تمام شود. درحالی که معمولاء مخازن درون کانالی ناشی از عملیات خاکی بیش‌ترء برای بهره‌برداری شرایط خوبی را فراهم می‌کند. کنترل حجم ثابت؛ یک روش جایگزین برای کنترل پایین‌دست در کانال‌های شیب‌دار است. در این روش باید از سامانه اندازه گیری راه‌دور (تله‌متری) و دریچه‌های الکترومکانیکی استفاده شود. کنترل 1۳1,0؛ یک روش تطابق‌پذیر است و نسبت به کنترل ,51۷۸ عملیات خاکی کم‌تری نیاز دارد. با این‌حال, این روش هم نیاز به دریچه‌های الکترومکانیکی و اندازه‌گیری راه‌دور (تله‌متری) دارد. به علاوه که ذخایر درون کانالی آن‌هاء رفتاری مشابه با کنترل بالادست در زمان واکنش و هدررفت دارند. ترکیبی از سامانه‌های کنترلی ذکرشده. می‌تواند منجر به روش کنترلی بهینه‌ای شود. برای مثال, این امکان وجود دارد که از روش‌های کنترلی مختلفی در طول سامانه تحویل آب استفاده شود یا مخازن تنظیمی به‌کار گرفته شوند. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - مبان یکنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ‏ ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ رل ۲-۶-۹-۴- تغییر اهداف بهره‌برداری انتخاب روش بهره‌برداری در سامانه‌های موجود. هنگامی که اهداف بهره‌برداری آن‌ها به تدریج تغییر کرده باشد. می‌تواند پیچیده باشد. چرا که معمولا در چنین حالتی بین اهداف بهره‌برداری و روش بهره‌برداری موجود. عدم انطباق اتفاق افتاده است. تحویل توافقی در کنترل بالادست تنها هنگامی امکان‌پذیر است که سامانه مدیریت مرکزی قوی وجود داشته‌باشد. با این حال, بیش‌تر این احساس وجود دارد که ظرفیت مدیریتی برای چنین مرکز بهره‌برداری از آب به لحاظ فنی و اجتماعی وجود ندارد و یک سامانه کنترل بالادست بدون مدیریت مرکزی, هیچگاه نمی‌تواند تحویل توافقی را در برداشته باشد و تنها می‌تواند به صورت برنامه‌ریزی‌شده یا با هرج‌ومرج عمل‌کند. برای همین, کنترل تقسیم به‌نسبت (تحویل دیکته‌شده) یا کنترل 0]" ات (تحویل برحسب تقاضا با مدیریت تطابق‌پذیر) معمولا به نتایج بهتری منتهی می‌شود. بسیاری از سامانه‌های مبتنی بر عرضه برنامه‌ریزی‌شده تحت کنترل تقسیم به‌نسبت یا بالادست. برای آبیاری قابل کنترل طراحی و اجرا شده‌اند. این سامانه‌ها به‌راحتی نمی‌توانند به سامانه‌های مبتنی بر محصول (تحویل توافقی و برحسب تقاضا) تغییر شکل دهند. در وهله اول,. ظرفیت نسبی آن‌ها باید به میزان قابل توجهی افزایش یابد. و دسترسی به آب باید تضمین شود. دوم آن‌که. باید اذعان کرد که کنترل بالادست برای تحویل توافقی به دلیل این‌که زمان واکنش کند و در نتیجه هدررفت‌های بهره‌برداری اجتناب‌ناپذیر هستند باید به یک مدیریت مرکزی قوی متکی باشد. سایر روش‌های کنترل جایگزین تطابق‌پذیر نیز معمولا عملی نیست. کنترل پایین‌دست نیز به دلیل عملیات گسترده بازسازی دیواره‌های خاکریز کانال اغلب پذیرفتنی نیست. در کنترل 1۷۸ این عملیات عمرانی بازسازی» کاهش می‌یابد. اما به اندازه گیری راه‌دور و دریجه‌های الکترومکانیکی نیاز خواهد داشت. فرایند انتخاب ممکن است. سه مرحله ارائه شده در بالا (شکل ۲۸-۴) را به صورت تکرارپذیر دنبال کند؛ انتخاب نهایی ارتباط نزدیکی با برنامه‌ریزی آبیاری مورد نیاز دارد و این کار نیاز به دریافت اطلاعات به عنوان ورودی از همه طرف‌های ذی‌نفع با رویکردی گسترده دارد. ۱-۴ الزامات خودکارسازی در شبکه‌های با بهره‌برداران خرده مالک اصولا مسایل و مشکلات عمده خرده‌مالکی. در سطح مزرعه نمود دارد و در بالاتر از آبگیرهای درجه ۳ این موضوع کم‌رنگ‌تر شده وکم‌تر مساله‌ساز است. از طرفی تامین به موقع و به میزان مشخص و تعریف شده و شفاف آب مورد نیاز و درخواستی. کمک زیادی به خیل عظیمی از کشاورزان تحت پوشش این‌گونه شبکه‌ها کرده و باعث افزایش بهره‌وری از آب و توزیع عادلانه شده و اعتماد مردمی به مدیریت شبکه به وجود آمده و مشارکت فعال‌تر بهره‌برداران خرده مالک را در پی داشته و پرداخت آب بها به صورت صحیح‌تری انجام خواهد شد. اما در هر شرایطی الزامات زیر باید مورد توجه باشد: - سازماندهی کشاورزان خرده مالک و استقرار تشکل‌های آب‌بران در سطح مزرعه -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۸ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی - آموزش کشاورزان و ترغیب آن‌ها به رعایت اصول نوین کشاورزی - ترویج کارگروهی و ترغیب کشاورزان به حضور در شرکت‌های بهره‌برداری یا شرکت‌های تعاونی - برگزاری کارگاه‌های آموزشی و توضیح مزایا و نکات مثبت تحول شبکه از روش‌های سنتی و سلیقه‌ای به برنامه‌ریپزی شده» شناسنامه‌دار و در نهایت خودکار ۱۱-۴- الزامات سازه‌ای خودکارسازی در سامانه‌های کنترل از بالادست موجود امر خودکارسازی در شبکه‌های آبیاری, اعمال سیستم کنترلی برای توزیع و تحویل برنامه‌ریزی شده یا بر اساس تقاضای آب است. درصورتی که سازه‌های تنظیم و تحویل آب در داخل شبکه. مناسب اعمال خودکارسازی کامل نباشند و ناگزیر حفظ سیستم موجود کنترل از بالادست باشد. الزامات خودکارسازی با حفظ سیستم کنترل از بالادست در بند ۳- ۷ و ۸-۴- ارائه شده است. اما حداقل‌ها در راه‌اندازی سامانه کنترل از بالادست موجود به قرار زیر است: - اندازه‌گیری با قابلیت انتقال خودکار داده‌ها با دقت مناسب - قابلیت برقی کردن دریچه‌های توزیع آب در آبگیرها - قابلیت برقی کردن سازه‌های تنظیم سطح آب - دسترسی به انرژی الکتریکی با خورشیدی قابل اعتماد راه‌اندازی تجهیزات و عمل گرها - وجود شبکه ارتباطی بدیهی است در سامانه‌های آبیاری که از سازه‌های هیدرومکانیکال و سرریز ثابت برای تنظیم سطح آب استفاده شده باشد و دریچه‌ها مدول نیرپیک باشد. به‌خودی‌خود به صورت خودکار موضعی و با دقت در حد پیمانه‌های (مدول‌ها) دریچه‌های نیرپیک عمل می‌کند و تغییر سامانه آن‌ها بدون داشتن توجیه اقتصادی در افزایش تولید محصول از طریق افزایش انعطاف‌پذیری و صرفه‌جویی در مصرف آب از طریق اندازه‌گیری دقیق و کاهش خطای عملیات بهره‌برداری منطقی نخواهد بود. در شبکه‌هایی که دریچه‌های کشویی. قطاعی جهت تنظیم سطح آب و کشویی با قابلیت اندازه‌گیری آبدهی وجود داشته باشد. قابلیت خودکارشدن با توجه به ظرفیت‌های لازم ذخیره‌سازی و متناسب با آن قابل اجرا است. عدم وجود ظرفیت ذخیره‌سازی نوسانات جریان کنترلی, سیستم را در عمل به سیستم سامانه کنترلی نظارتی کاهش می‌دهد. ۱۲-۴ بررسی امکان تبدیل سامانه‌های کنترل از بالادست به انواع سیستم‌های کنترل از پایین‌دست بیش‌تر شبکه‌های کشور کنترل از بالادست هستند. حدود نیمی از آن‌ها به روش کنترلی فرانسوی بهره‌برداری می‌شوند که در آن‌ها برای تنظیم سطح آب از دریجه‌های هیدرومکانیکال و در اندازه‌های کوچک‌تر از سازه‌های ثابت بتنی و برای آبگیرهاء دریجه‌های نیرپیک (پیمانه‌ای یا مدولار) استفاده شده است. تنظیم سطح آب در این گونه شبکه‌هاء -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - مبان یکنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ ۳۹ بیش‌تر توسط دریچه‌های آمیل یا سرریز نوک اردکی است. مرجعی که نشان دهد می‌توان این دریچه‌ها را از نظر میزان گشودگی خودکار نمود. در دسترس نبوده است. اما با توجه به گستردگی استفاده از این دریچه‌ها در شبکه‌های کشور. درشرایط و ضرورت قطعی خودکار نمودن این نوع شبکه‌هاء می‌توان به روش‌های اصلاحی دراین سازه‌های فلزی فکر کرد. اما سرریزهای نوک اردکی که در شرایط موجود در دست بهره‌برداری هستند به سختی می‌تواند تغییرپذیر باشد و تغییر آن نیاز به اقدامات سازه‌ای خواهد داشت. در شبکه‌هایی که برای تنظیم سطح آب از دریچه‌های کشویی یا قطاعی استفاده می‌شود. هیچ مشکلی از نظر برقی کردن و خودکار نمودن وجود ندارد و در عمل مطابق توصیه‌هایی که در این راهنما صورت گرفته است. می‌توان اقدام کرد. در حال حاضر بیش‌تر این دریچه‌ها مجهز به جعبه دنده بوده و برخی دستی و تعدادی برقی است. اما در آبگیرها شرایط متفاوت است. بیش‌ترین آبگیرهای استفاده شده در شبکه‌های آبیاری کشورء کشویی ساده با دریچه‌های نیرپیک (پیمانه‌ای یا مدولار) است. تغییرات در جهت خودکار کردن دریچه‌های نیرپیک برای باز و بسته کردن آن‌ها با مشکلات پرشماری همراه است و از آنجایی که این دریچه‌ها در تراز معین سطح آب مقابل خود دارای تغییرات در کوچک‌ترین دریچه خواهد بود و اساسا برای خودکارسازی مناسب نیستند؛ اما خودکار کردن دریچه‌های کشویی با اصلاحات پیشنهادی ارائه شده در «ضوابط انتخاب و بهره‌برداری از تجهیزات اندازه‌گیری آب در شبکه‌های آبیاری و زهکشی»» می‌تواند عملی باشد. دارند از این‌رو در شبکه‌هایی که تنظیم‌کننده کشویی پا قطاعی و آبگیرهاء کشویی (از هر نوع) باشند. این دو سازه در تعامل با هم آبدهی مورد نظر را کنترل و تحویل می‌دهد. اما آبگیرهای مدول نیرپیک تنها برای سطح معینی از آب تنظیم و نصب شده است. از این‌رو در عمل آبگیر و تنظیم‌کننده کاملا در شرایط غیرقابل تغییر قرار دارند و اجرای سامانه خودکار در این شبکه‌ها بدون تعویض دریچه‌های مدول یا تغییرات اصلاحی در دریچه‌های کشویی و تغییر در سازه -------- صفحهٔ بعد -------- ۵۰ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی ۱۳-۴- اصول و مبانی مخابرات سامانه کنترل ۱-۱۳-۴- مدل‌های ارتباطی چندین مدل برای توضیح نحوه ارتباط بین تجهیزات با یکدیگر وجود دارد. مدل ارتباطی مستر-اسلیو " یک استاندارد باسابقه در اسکادا است. این نام‌گذاری, امروزه به دلایل فرهنگی تغییریافته و به صورت کلاینت-سرور (مطابق آنچه پیش‌تر اشاره شد) نامیده می‌شود. در این مدل, واحد کلاینت ارتباط با یک یا چند سرور را برقرار می‌کند. به طور معمول مرکز مانند کلاینت عمل می‌کند و واحدهای راه‌دور به عنوان سرور عمل می‌کنند (شکل ۲۹-۴). واحد کلاینت برای هر سرور دستوراتی را ارسال می‌کند. که معمولا از سرور اطلاعاتی را درخواست می‌کند. یا مقادیری را روی سرور می‌نویسد و هر واحد سرور پاسخ این دستورات را می‌دهد. هیچ ارتباط مستقیمی بین سرورها وجود ندارد. بنابراین» اگر یک سرور نیاز به یک مقدار از سرور دیگری داشته باشد. واحد کلاینت (مرکز) ابتدا مقدار را از سرور مناسب می‌خواند و سپس آن را روی سرور دیگر می‌نویسد. توانایی یک سرور برای گزارش‌دهی به واحد کلاینت می‌تواند یک مولفه ارتباطی مهم باشد؛ به‌خصوص برای هشدارها یا گزارش موارد امنیتی که توسط پایانه راه‌دور انجام شود. اما در چیدمان کلاینت-سرور به دلیل کاستی‌هایی در مولفه‌های ارتباطی مانند پروتکل ارتباطاتی, یا اتصالات فیزیکی, امکان گزارش‌دهی قابل اطمینانی از طرف سرورها وجود ندارد. واحد از راه دور واحد از راه دور (سرور) (سرور) شکل ۲۹-۴- مدل ارتباطی کلاینت -سرور ]|- ۷/1۵٩6 - 6 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - مبان ی کنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ ۵ در مدل همنا به همنا (۳2۳۱) همه واحدها می‌توانند مستقیم با یکدیگر ارتباط برقرار کنند (شکل ۳۰-۴). در این حالت. در صورت نیاز به تبادل اطلاعات بین واحدهای راه‌دورء دیگر نیازی نیست که واحد مرکزی واسطه باشد. گزارش‌دهی توسط واحدها. در بطن مدل ۳2۳ قرار دارد. تفاوت این دو مدل بیش‌تر مربوط به شیوه اجرای پروتکل ارتباطاتی بین واحدها است. به علاوه. نحوه ارتباطات ۳ پیاده شده باشد. ار تباطات ۳2۳ در تمام سامانه بین واحدها ممکن است برقرار نگردد. واحد از راه دور شکل ۳۰-۴- مدل همتا به همتا (۳28) ۳-۱۳-۴- پیکربندی شبکه ار تباطی پیکربندی شبکه‌ها به تجسم عملکرد یک سامانه ارتباطی از چندین منظر کمک می‌کند. ساده‌ترین پیکربندی, حالت نقطه به نقطه " است که تنها دو واحد را به هم متصل می‌کند. یک پیکربندی «باس *» از چندین واحد آدرس‌پذیر که به در پیکربندی باس, همه واحدها در پهنای باند ارتباطی کامل شریک هستند. هر واحدی می‌تواند اطلاعاتی را ارسال کند و تمامی واحدها این سیگنال معین را دریافت می‌کند. هر واحدی تنها اطلاعاتی را که برای آدرس اختصاصی خودش ارسال‌شده. پردازش می‌کند. یک مئال از شبکه باس, شامل مجموعه‌ای از واحدهای راه‌دور است که از طریق یک شبکه رادیویی سریال, به واحد مرکزی متصل باشد. 800۳-0-۲ -۱ 2- ۳۵۱1-10-1 3- 8۹ -------- صفحهٔ بعد -------- ۸۲ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی شکل ۳۱-۴- پیکربندی‌های نقطه به نقطه و باس در یک پیکربندی ستاره, هر واحد آدرس‌پذیر به‌شکل نقطه به نقطه به یک سوئیچ مرکزی متصل می‌شود (شکل ۴- ۲). کلیه ارتباطات باید از طریق این نقطه مرکزی عبور کند و سوئیچ بر اساس آدرس‌دهی در هر پیام. آن پیام را به می‌شود نمونه ای از یک پیکربندی ستاره است. جزییات قابل توجهی هستند. صرف‌نظر از این جزییات در یک پیکربندی مش. ایده اصلی به این شکل است که اطلاعات تا زمان رسیدن به مقصد خود در شبکه حرکت می‌کنند. یکی از مزیت‌های پیکربندی شبکه مشی قابلیت وجود زیرساخت‌های خوددرمان‌گر " است؛ به این نحو که اگر یک گره در شبکه از سرویس خارج شود. دیگر گره‌ها می‌توانند پیکربندی را مجددا تنظیم کنند و به کار خود ادامه دهند. وقتی گره غایب. مجددا در دسترس قرار گیرد. شبکه مجددا شکل ۳۲-۴- پیکربندی‌های ستاره و مش 6 ع 5011-16۵11 | -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - مبان ی کنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ ۵۸۳ یک شبکه ارتباطی می‌تواند ترکیبی از این پیکربندی‌ها را داشته باشد. فرض‌کنید که یک واحد مرکزی از طریق یک شبکه رادیویی سریال به تعدادی از واحدهای راه‌دور و هم‌زمان با استفاده از یک ارتباط مایکروویو نقطه به نقطه به تعداد دیگری از واحدهای در فواصل دورتر» متصل باشد (شکل ۳۳-۴). از منظر کاربردی مسیر واقعی این ترکیب را می‌توان به صورت ترکیبی از پیکربندی باس با یک دنباله نقطه به نقطه/باس دید. اگر ارتباط نقطه به نقطه قطع شود. امکان ارتباط بین خود واحدها در فواصل دورتر وجود خواهد داشت. اما ارتباط بین این واحدها و واحد مرکزی که توسط مایکروویو برقرار بود» قطع می‌شود. شکل ۳۳-۴- ترکیب پیکربندی باس و نقطه به نقطه ۳-۱۳-۴- حالت‌های ار تباطی ایستگاه رادیویی سیگنالی را ارسال می‌کند. اما چیزی دریافت نمی‌کند. این حالت برای یک سامانه صرفا پایشگر اسکادا قابل اجرا است که در آن واحدهای راه‌دور تنها اطلاعات ارسال می‌کنند. هنگامی که زیرساخت‌ها به یک دستگاه امکان ارسال و دریافت اطلاعات را به‌صورت هم‌زمان بدهد. این ارتباطات دو سویه. یک ارتباط «کاملا دوطرفه "» نامیده می‌شود. تر کیب برخی سخت‌افزارها و پروتکل‌های ار تباطاتی می‌تواند امکان نقطه ضعف این ارتباطات. مشکل بودن عیب‌یابی آن است. یک نمونه از ارتباطات کاملا دوطرفه.ء استفاده از اینترنت برای یکدیگر را دریافت کنند. بسته‌های اطلاعات صدا و تصویر به شکل هم‌زمان. ارسال و دریافت می‌شود. |- 5۱ 2- ۳۵1-۵ -------- صفحهٔ بعد -------- ۵۴ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی ارتباط نیمه دوطرفه"» در هر بار فقط به یک طرف اجازه ارتباط می‌دهد. در معماری پروتکل کلاینت-سرورء هنگامی که کلاینت یک سیگنال ارسال می‌کند. کانال مسکوت می‌ماند تا این‌که سرور مشخص‌شده پاسخی را ارسال کند. یا زمان پاسخگویی پایان یابد. اگرچه این زمان مرده, ممکن است در یک سامانه نظارتی محض با نرخ درخواست" آهسته چندان مهم نباشد. اما می‌تواند برای سامانه‌های بزرگ یا سامانه‌هایی با کنترل مرکزی بسیار مهم و تاثیرگذار انتخاب ارتباط نیمه دوطرفه در مقابل کاملا دوطرفه. محدودیت‌هایی را در حجم اطلاعات و همچنین تصمیمات مختلف طراحی از جمله انتخاب پروتکل, انتخاب بستر انتقال (رادیقی فیبر نوری. تلفن همراه) یا در مورد رادیوی فرکانس ثابت. تعداد فرکانس‌های رادیویی مورد نیاز برای پیکربندی تنظیمات ار تباطی یکسان را خواهد داشت. ۴-۱۳-۴- پردازش ار تباطات تولیدکنندگان 9 صنایع مختلف استاندار دها 9 پروتکل‌هایی را برای سخت‌افزارها 9 نرم‌افزارها ایجاد کرده‌اند که شکل 9 فرمت دیجیتالی انتقال اطلاعات را بین ایستگاه‌ها مشخص می‌کند. سازمان بین‌المللی استانداردسازی (1507) مدل اتصال متقابل سامانه‌های باز (*051) را ایجاد کرده‌است تا این استانداردها را در هفت لایه برای تشریح چگونگی ارتباط دو سامانه انتقال اطلاعات بر پایه انواع رسانه‌ها در یک شبکه تشریح کند. به‌عبارتی» هرچیزی که شبکه‌ای می‌شود یا هر نوع برنامه‌ریزی مفید است. آشنایی مقدماتی با این لایه‌ها 9 نحوه تعامل آن‌ها با هم می‌تواند هنگام انتخاب سخت‌افزار 0 نرم‌افزار برای ایستگاه مرکزی و راه‌دور و همچنین زیرساخت‌های ارتباطی مفید باشد. همان‌طور که در شکل (۳۳۴-۴) نشان داده شده‌است. اطلاعات از داخل لایه کاربرد (لایه ۷) یک دستگاه و از بین دسته‌ای از لایه‌ها به لایه فیزیکی (لایه [( ۵ عبور می‌کند و سپس در انتهای مسیر گیرنده» دوباره مسیر را ردیابی می‌کند. هنگامی که اطلاعات از طریق لایه‌ها پایین می‌رود. اطلاعاتی به یک انتها یا هر دو انتهای بسته اولیه داده» متصل می‌شود تا نیازهای آن لایه را برآورده سازد. سپس هنگامی که اطلاعات در سمت دیگر از طریق لایه‌ها بالا می‌رود. در هر لایه این اطلاعات اضافی از بسته داده جداشده تا در نهایت بسته داده (به شکل اولیه آن) به دریافت کننده (رسیور) برسد. ]۲1۵11-000 -۱ ۵ ۳۵([|۱۲۵ -2 0 0۳۵2171100 ,11۵۲۵110۵ -3 5۹۱۵۲0 0060 -4 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - مبان ی کنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ 2۵ 5۹۱۵۲ |] ۹ 2 ۹ اطلاعات اسلایه کاربرد . ۹9 چ اد چاه مشچ وچ ِ اطلاعات ۶- لایه نمایش نس چم ادا ه 0 چد وچ ۱ اطلاعات ۵- لایه نشست چندچ تس یی ۳۹ ۹ ِ اطلاعات ۴ لایه انتقال ی ۳ اطلاعات وه چا و ما پم و دش موه ده مها ْ اطلاعات 5 ۳ لایه شبکه ۱ ی 4ا یل ماج 1 ی ی چچ نو ٍ بد ما ‌ دج و مر دس زچه ‏ ما مق لاه ا ۱ 1 سم لفط | ۱ رم ی ی او چاو و ۳ ۹ ۷ چومو ۳ اه ۱- لایه فیزیکی اطلاعات هه لفط 1 خ ‌ مشاه له که ف ۱ شظ انتقال اطلاعات شکل ۳۴-۴- مدل ارتباطی 051 برخی از لایه‌ها در برخی از پروتکل‌ها و ترکیب‌های سخت‌افزاری استفاده نمی‌شوند. برای نمونه» پروتکل سریال 1 ۸1۵00۵ را در شکل (۳۵-۴) درنظر بگیرید. یک پیام ۱1000۱5 توسط درایور رابط آ[/۲18] ۷10005 در لایه کاربرد (لایه ۷) آغاز می‌شود و با توجه به این که در این پروتکل سطوح سه تا شش استفاده نمی‌شوند. شکل درخواست و پاسخ 0۵ در لایه پیوند داده‌ها (لایه ۲) اعمال می‌شود. در لایه فیزیکی (لایه ۱) اطلاعات از طریق یک رابط سریال (به عنوان مثال,ء 131۸-232 یا 1:1۸-485) ارسال می‌شود. یک 1717 104005 سریالی را می‌توان به یک سامانه 727 11040۸ شبکه تبدیل کرد. برای این‌کار. درایور ۱100۶ ۴۳ در لایه کاربرد قرار می‌گیرد. پروتکل کنترل انتقال (1-۳۱) و پروتکل اینترنت (*۳]) برای رسیدگی به جنبه‌های سوئیچینگ و همتا به همتا شبکه. به لایه‌ها اضافه می‌شوند و اترنت جایگزین قالب پرس‌وجو و پاسخ" می‌شود. سرانجام, خط سریال با یک استاندارد سازگار با شبکه. مانند 10018۸40-7 یا اترنت در لایه فیزیکی جایگزین می‌شود. ۳۲۵۸۵۵01 |600۵ ۱-1۳۵۳۹۵۲۱ ۳۳۵1۵۵۵ 11۵۳۵1 -2 لاآم۵ها 2۵00 ام -3 -------- صفحهٔ بعد -------- ۵۶ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی ان ات ان 051 7 کبطل۸1۵ ریگ از سطال۸10 ۸/10 17 ۱ دامن 0 حال0 ۱ ( ۱۳ ۱ شکل ۳۵-۴- مدل 051 به‌کار رفته در ن1811 ۷1000۶ و 1:00 ۱100005 اگرچه اجرای این انتقال از 3717 به 707 بسیار پیچیده و مشکل است. اما نشان می‌دهد که چگونگی انتخاب مولفه مناسب. می‌تواند به یک راه‌حل انعطاف‌پذیر طولانی‌مدت بینجامد. به طور معمول. رابط‌های آنسان-ماشین و سخت‌افزارهای میدانی, امکان استفاده از پروتکل‌های مختلف را در انواع روش‌های ارتباطی فراهم می‌کنند. در مثال قبلی, اگر ]۲1۸ و سخت‌افزار زمینه از هر دو نسخه ۱104015 پشتیبانی کنند و هرکدام دارای یک پورت سریال و یک پورت اترنت باشند. این نوع انتقال از 17 به 7۳۳ نیاز به اصلاحات نرم‌افزاری و جایگزینی اتصال سریال با اتصال اترنت (یا معادل رادیویی آن) دارد. توجه شود که این انتقال می‌تواند بین هر پروتکلی باشد. پروتکل :۸/0400 یک مثال ساده است که فایده مشاهده اجرای پروتکل از طریق مدل اتصال متقابل سامانه‌های باز (051) را نشان می‌دهد. بسیاری از بسته‌های نرم‌افزاری رابط انسان-ماشین امکان اجرای چندین درایور به طور هم‌زمان را ایجاد می‌کنند. مانند 3717 ۱100005 روی رادیو سریال و نسخه ۳ پروتکل شبکه توزیعی (1081۳3) از طریق اترنت رادیویی. این مورد برای بسیاری از تجهیزات سخت‌افزاری راه‌دور نیز صادق است. این امکان دارای چندین مزیت است: اول, این اجازه را می‌دهد تا با گذشت زمان از یک پروتکل یا سخت‌افزار به نوع دیگری جابه‌جا شود. این مساله می‌تواند در به‌روزرسانی شبکه با استفاده از زیرساخت‌های ارتباطی موجود مفید باشد. چراکه نیازی به یک تحول اساسی ندارد. دوم قابلیت پشتیبانی از چندین جریان ارتباطی به طور هم‌زمان, امکان به‌کاربردن ارتباطات کمکی را فراهم می‌آورد و در آخر. توانایی سخت‌افزاری نقاط راه‌دور برای اداره چندین پروتکل در نقش‌های مختلف. می‌تواند باعث افزایش انعطاف پذیری در -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - مبان یکنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ‏ ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ ۵۷ ۵-۱۳-۴- اهداف سامانه‌های مخابراتی سامانه‌های مخابراتی برای جمع‌آوری اطلاعات و داده‌ها از سطح شبکه و انتقال فرامین به تجهیزات و سازه‌های قابل کنترل در سامانه خودکارسازی شده. به‌کار می‌رود. وجود این سامانه‌ها برای انجام اهداف در نظر گرفته‌شده برای خودکارسازی و عملکرد مناسب شبکه‌های آبیاری. ضروری است. مدیر شبکه می‌تواند از طریق سامانه ارتباط صوتی در بستر ارتباطی مناسب. دستورالعمل‌های لازم را در ارتباط با تنظیم مناسب دریجه‌ها و سطوح آب به اپراتورهای بهره‌برداری صادر نماید. در این بستر اپراتورها نیز گزارش شرابط عملکرد و شرایط غیرعادی شبکه را به مدیر مسوول شبکه آرائه می‌کنند. همچنین بهره‌گیری از سامانه هشدار موجب می‌شود مدیر شبکه بتواند از قابلیت گزارش هشدار خودکارء از طریق سامانه مخابراتی مناسب. استفاده کند. اطلاعات هشدار دریافت شده می‌تواند به صورت پیوسته به سامانه ارتباط صوتی مورد استفاده مدیر شبکه ارسال شود تا او بتواند بر اساس آن‌ها دستورالعمل‌های صحیح را به اپراتورها ابلاغ نماید. مدیر شبکه همچنین می‌تواند هدایت صحیح و دقیق اپراتورها را به منظور حضور در موقعیت مناسب در شرایط اضطراری و غیرعادی بر اساس اطلاعات مبتنی بر سامانه هشدار خودکار فراهم سازد. سامانه ارتباط مخابراتی و انتقال اطلاعات موجب می‌شود که مدیر شبکه اطلاعات و داده‌های ابزاردقیق و وضعیت تجهیزات را در زمان مناسب. در اختیار داشته باشد. قابلیت کنترل تجهیزات شبکه از طریق سامانه ارتباط مخابراتی صورت می‌گیرد. امکان جمع‌آوری اطلاعات و داده‌ها و ارسال فرامین کنترل در یک بستر واحد. قابلیت پایش و کنترل شبکه را میسر می‌سازد. وقتی که وظیفه و کار هر دو سامانه تله‌متری و کنترل در یک سامانه مخابراتی آمیخته شود.ء به مجموعه این سامانه معمولا با عنوان سامانه مخابراتی جمع‌آوری اطلاعات و کنترل نظارتی (اسکادا) اطلاق می‌شود. سامانه مخابراتی اسکادا به منظور بهره‌برداری مناسب از شبکه آبیاری, بیش‌ترین انعطاف را در اختیار مدیر شبکه قرار می‌دهد. سامانه مخابراتی اسکادا اطلاعات. هشدارهاء وضعیت تجهیزات و مقادیر واقعی موقعیت دریچه‌هاء سطوح آب و آبدهی در سرتاسر کانال روباز را در اختیار قرار می‌دهد. با در اختیار داشتن این اطلاعات. بهره‌برداری از شبکه را می‌توان به صورت خودکار فراهم کرد. این امر باعث بهره‌برداری با دقت و بازده بالای شبکه خواهد بود. در این شرایط امکان بهره‌برداری و کنترل شبکه در شرایط غیر معمول نظیر وقوع سیل و.... با دقت قابل ملاحظه‌ای وجود دارد. در این فصل ضمن معرفی سامانه‌های مخابراتی و کارکردهای آن در خودکارسازی شبکه‌های آبیاری. مباحث زیر روش‌های مختلف سامانه‌های مخابراتی از روش ساده ارتباطی تا روش‌های پیچیده. معرفی شده و معیارهای انتخاب و مزایا و معایب هریک از دیدگاه‌های خودکارسازی شبکه‌های آبیاری تشریح خواهد شد. آرایش فیزیکی سامانه مخابراتی و این‌که هر چیدمان چگونه نیاز مخابراتی خاص خود را تامین خواهد نمود و همچنین این‌که کدام چیدمان می‌تواند براساس معیار خودکارسازی شبکه با بالاترین راندمان جوابگو باشد. تشریح خواهد شد. -------- صفحهٔ بعد -------- ۵۸ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی بود. سامانه‌های مخابراتی مناسب که یکی از عوامل موفقیت خودکارسازی شبکه‌ها است باید به نحوی طراحی گردد که ارتباط موْنثر کاملا مطمئن برقرار شود. به علت این که عملکرد کانال مستقیم وابسته به قابلیت سامانه کنترل است. به منظور تعیین مقادیر واقعی شبکه در هر زمان باید اطلاعات به‌روز از سطح شبکه جمع‌اوری و از طریق سامانه مخابراتی به سامانه کنترل ارسال شود. ۶-۱۳-۴- عوامل انتخاب انتخاب سامانه مخابراتی برای خودکارسازی شبکه‌ها نیاز به ملاحظات زیر دارد: - سامانه کنترل استفاده شده در شبکه آبیاری و نحوه عمکرد آن - موقعیت تجهیزات اندازه‌گیری و تجهیزات قابل کنترل در شبکه - نیازهای قابل اطمینان بودن عملکرد سامانه کانال - هزینه سامانه مخابراتی - پیکربندی سامانه مخابراتی - تعداد و موقعیت واحدهای ار تباطی راه‌دور جهت کنترل و جمع‌آوری اطلاعات - تعداد نقاط کنترل و جمع‌آوری اطلاعات مربوط به هر واحد 1717 - طراحی نیازهای سامانه کنترل و جمع‌آوری اطلاعات فرایند انتخاب همچنین شامل شناسایی منطقه‌ای است که پروژه در آن واقع شدهء بنابراین سامانه‌های مخابراتی که برای موقعیت خاص شبکه مناسب نباشد از فهرست انتخاب خارج می‌شود. هر یک از این گزینه‌ها باید قبل از انتخاب نهایی سامانه مناسب مخابراتی برای خودکارسازی ارزیابی شود. بعد از انتخاب روش مناسب برای سامانه مخابراتی. طراحی, نصب و کیفیت نگهداری, موفقیت کلی سامانه مخابراتی را تعیین خواهد کرد. انواع سامانه مخابراتی که بیش‌ترین کاربرد را در خودکارسازی شبکه‌های آبیاری دارد به شرح زیر هستند: - کابل قلزی - کابل قیبر نوری - فرکانس‌های بالای رادیویی (1۲1۳/۷]1۳]) - ماکروویو سامانه‌های مخابراتی ذُکر شده برای پروژه‌های خودکارسازی شبکه‌ها در سایر کشورها بارها مورد استفاده قرارگرفته و ثابت‌شده است که آن‌ها مطمئن‌ترین و اقتصادی‌ترین گزینه‌ها می‌توانند باشند. با توجه به رشد همه جانبه شبکه‌های -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - مبان یکنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ‏ ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ ۸۹ تلفن همراه و قابلیت‌های بی‌نظیر آن جهت ارسال اطلاعات و امکان استفاده هم‌زمان از شبکه اینترنت و قابلیت تعیین موقعیت (0۳5) به نظر می‌رسد بستر تلفن همراه, سامانه مخابراتی آینده سامانه‌های اسکادا را رقم خواهد زد. برخی دیگر از سامانه‌های مخابراتی که گاهی در خودکارسازی شبکه‌های آبیاری استفاده می‌شود شامل موارد زیر است: - خط مخابراتی استیجاری - ماهواره ۷-۱۳-۴- سامانه‌های مخابراتی با کابل فلزی سامانه‌های مخابراتی با کابل فلزی, مناسب کاربردهایی است که نیاز به عرض باند کوچک‌تری دارند و به سرعت انتقال داده پایین‌تر و فواصل ارسال کوتاه‌تری نیازمند هستند. سامانه‌های کابل فلزی, با حداقل نیاز به تجهیزات الکتریکی بیرونی» می‌تواند به صورت هم‌زمان جهت انتقال صوت و داده مورد استفاده قرار گیرد. کابل فلزی همچنین برای انتقال فرکانس صوتی تسهیم‌شده" چندتایی و کانال داده‌ها با استفاده از تجهیزات تسهیم کننده آنالوگ و دیجیتال مورد استفاده قرار می‌گیرد. انتقال چندتایی پیغام‌های تسهیم‌شده نیاز به نصب یک وسیله تکرارکننده سیگنال در فواصل مساوی از نظر فیزیکی در طول مسیر کابل خواهد داشت. در این نوع سامانه مخابراتی برای خودکارسازی شبکه‌های آبیاری از کابل مدفون برای داده‌ها استفاده می‌شود. مهندسان طراح زمانی که امنیت سامانه‌های مخابراتی اهمیت زیادی دارد یا سامانه‌های مخابراتی به صورت سری و پشت سر هم مورد نظر باشد. از کابل مدفون استفاده می‌نمایند. برای مثال اگر سازه‌های کنترل کنار هم نیاز به ارتباط مخابراتی داشته باشد بهترین راه حل, استفاده از کابل مدفون است. اگر سازه‌های کنترل راه‌دور نیاز به ارتباط مخابراتی با یک کامپیوتر مرکزی در فاصله بالای ۴۰ کیلومتر داشته باشند. کابل فلزی جوابگو نیست و باید از ارتباطات رادیویی استفاده شود. برای سامانه ارتباطی مخابراتی با کابل مدفون ابتدا باید حق عبور از زمین‌های مربوطه قبل از بررسی استفاده از کابل مدفون کسب گردد. با توجه به این‌که جاگذاری کابل‌ها پرهزینه است بنابراین این سامانه می‌بایست برای پروژه‌ها و شبکه‌های در حال ساخت مورد استفاده قرار گیرد. با توجه به این‌که عمر کابل مدفون حدود ۲۰ سال است. هزینه سالیانه سامانه در مقایسه با سامانه‌های رادیویی مناسب به نظر می‌رسد چرا که در سامانه‌های مخابراتی رادیویی. عمر تجهیزات ۶ تا ۸ سال برآورد می‌گردد. م۱0 6ام ۱۵۱۵ -۱ -------- صفحهٔ بعد -------- ۶۰ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی است چرا که نشت آب و آسیب دیدن کابل‌ها به وسیله جانوران جونده, می‌تواند مشکل بزرگی برای سامانه کابل مدفون محسوب گردد. برای اطمینان از امکان توسعه سامانه در آینده تعدادی رشته اضافی در کابل مدفون منظور می‌شود. ۱-۷-۱۳-۴- انواع کابل ساختمان کابل مدفون به صورت قابل توجهی نسبت به کابل‌های هوایی متفاوت خواهد بود. ساختمان کابل مدفون باید مانع از نفوذ رطوبت به داخل آن شود. تفاوت اصلی در ساختمان کابل مدفون در اندازه شیلد بیرونی مورد استفاده, تعداد پوشش‌هاء اندازه شیلد آرمه و استفاده از مواد پرکننده مابین عایق‌ها است. مواد پر کننده به منظور جلوگیری از نفوذ رطوبت و ورود آب به داخل هسته کابل و همچنین نفوذ آب در طول هسته کابل مورد استفاده قرار می‌گیرد. شیلد آرمه عهده‌دار حفاظت هسته کابل از میدان الکترومغناطیسی و الکترواستاتیکی است. این شیلد همجنین حفاظت کابل از خسارت وارده به وسیله حیوانات جونده و همجنین حفاظت در مقابل رعد و برق را نیز بر عهده دارد. ۱-۱-۷-۱۳-۴- کاربردها کابل فلزی شاید بهترین کاربرد را برای سامانه‌های مخابراتی به‌خصوص سامانه‌های کنترل بلادرنگ یا کنترل از راه‌دور تله‌متری 9 ارسال هشدار دارد. دلیل آن تنیز قابلیت بهره‌برداری از کابل فلزی برای مدارهای جداگانه از جمله هشدارهاء ارسال داده‌ها و استفاده خط مخصوص و پیکربندی شعاعی است. الف - مزایا - مالکیت اختصاصی برای سامانه خودکار طراحی شده و کنترل کامل توسط استفاده کننده - عدم نیاز به دریافت مجوز از سازمان‌های مربوطه - مناسب برای مخابرات به صورت شعاعی پا خط اختصاصی - سرعت متوسط ارسال داده‌ها و طول باند در دسترس, تا ۱۲۰۰بیت در ثانیه - طول عمر بالای ۳۰ سال - سامانه قابل طراحی برای توسعه ارزان قیمت با استفاده از نصب زوج‌های اضافی برای مصارف آینده - زوج‌های اضافی, توسعه آسان قابلیت‌های کانال ارتباطی را میسر می‌سازد. امکان استفاده از یک زوج برای مخابره صوت _ مناسب برای جستجوی مداوم داده‌هاء کنترل نظارتی و سامانه‌های جمع‌آوری اطلاعات ب - معایب - هزینه‌های قابل توجه برای نصب اولیه -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - مبان ی کنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ‏ ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ ۶ - هزینه بالای تعمیرات و عیب‌یابی موقعیت خرابی کابل‌ها - امکان تخریب کابل در معرض آب و هوا و خاک‌برداری - نیاز به حفاظت از رعد و برق - شیلد کردن کابل و مدفون کردن آن به منظور جلوگیری از تداخل امواج در اثر به وجود آمدن میدان - طراحی خاص و فیلترینگ مورد نیاز مابین زوج‌های کابل برای کاهش سیگنال‌های ناخواسته که از وجود - نیاز به اتصالات مکانیکی مخصوص برای کابل چند زوجی (نیازمند زمان زیاد برای اجرای این اتصالات مخصوص به‌ویژه در کابل‌هایی با تعداد زوج بالا) - تولید کابل‌های با تعداد زوج بالا در متراژهای کوتاه و درنتیجه نیاز به تعداد اتصالات مکانیکی مخصوص ۸-۱۳-۴- کابل فیبر نوری کابل فیبر نوری مناسب سامانه‌هایی است که نیازمند پهنای باند عریض, نویز کم. امنیت بالا نسبت به تداخلات الکترومغناطیسی و الکترواستاتیکی. سرعت بالا و حجم بالای داده هستند. به طور معمول کابل فیبر نوری را برای کاربردهای با اسپن‌های بزرگ غیرقابل تکرارء کابل سبک و ایزولاسیون بهتر مورد استفاده قرار می‌دهند. سامانه‌های کابل فیبر نوری دارای طول آسپن عملی ‎٩۱۴‏ متر (۳۰۰۰ فوت) به عنوان شاخص پله‌ای فیبرها و ۷۳۱۵ متر (۲۴۰۰۰ فوت) برای انواع شاخص درجه‌بندی شده مورد استفاده قرار می‌گیرند. سامانه‌های مخابراتی فیبر نوری» معمولا با استفاده از شاخص درجه‌بندی کابل به علت ظرفیت بالای داده‌های در دسترس برای خطوط طولانی, مورد استفاده قرار می‌گیرند. فیبرهای نوری با شاخص پله‌ای مورد استفاده لینک‌های داده‌ها برای فواصل مساوی یا کم‌تر از ‎٩۱۴‏ متر (۳۰۰۰ فوت) می‌باشند. به طور معمول اتلاف اصلی موقعی اتفاق می‌افتد که از اتصالات فیبر نوری استفاده گردد. روش‌های سه‌گانه اجرای اتصالات مکانیکی " به شرح زیر است: - با استفاده از لوله‌های مسی, آلومینیمی و .. - با استفاده از چسب - با اتصالات جوشکاری شده و فیوز م5 -۱ -------- صفحهٔ بعد -------- ۶۲ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی اتصالات مکانیکی دارای اتلاف ۱ تا ۲ دسی‌بل برای هر اتصال می‌باشند. اتصالات با چسب یا اپوکسی دارای اتلاف ۰/۵ تا ۱/۵ دسی‌بل برای هر اتصال می‌باشند و اتصالات فیوزدار دارای اتلاف ۰/۱ تا ۰/۴ دسی‌بل برای هر اتصال هستند. اتلاف اضافی باید به اتلاف هر قطعه کابل اضافه گردد. مخابرات با اتصال فیبر نوری معمولا به شرح زیر طراحی می‌شود: ۱- طول باند مورد نیاز سامانه (تعداد کانال‌ها و طول باند هر یک از کانال‌های اصلی) ۲ نسبت سیگنال به نویز (سرعت ماکزیمم مورد نیاز داده‌ها) ۳- فاصله مابین نقاط انتهایی مدار یا کانال قدرت فرستنده فیبر نوری با توجه به نسبت خطای هر بیت (یا نسبت سیگنال به نویز) تعیین می‌شود. فیبرهای پلاستیک مورد استفاده برای اسین‌های ‎٩۱‏ متر (۳۰۰ فوت) برای سرعت ارسال داده‌ها ۶ مگابیت در ثانیه یا کم‌ترمورد استفاده خواهد بود. فیبرهای شیشه‌ای پلاستیکی برای اتصال‌های مخابراتی ۲۷ تا ۴۵۷ متر (*۹ تا ۱۵۰۰ فوت) مورد استفاده خواهد بود. فیبرهای با تلفات پایین برای اتصال‌های تا حدود ۷۳۱۵ متر (۲۴۰۰۰ فوت) و طول باند ۵*۰ مگاهرتز برای استاندارد ۴ متر (۳۰۰۰ فوت) و برای هر مقطع یا اسپن مورد استفاده قرار می‌گیرد. اتصال‌های نمونه مخابراتی حدود ۱۸۲۹ متر ۶۰۰۰۱ فوت) می‌تواند داده‌ها را با سرعت ۱۶۰ هرتز تا ۲۰ مگاهرتز با خطای * ۱۱۰ بیت ارسال نمایند. ۱-۸-۱۳-۴- طراحی سامانه کابل فیبرنوری فاصله ارسال تا ‎٩۱۴‏ متر (۳۰۰۰ فوت) برای فیبرهای مرحله ای و تا ۷۳۱۵ متر (۲۴۰۰۰ فوت) برای فیبرهای درجه‌بندی شده را پوشش می‌دهد. تکرارکننده‌ها برای فواصل هر ۶ تا ۸ کیلومتر (۴ تا ۵ مایل) برای فیبرهای درجه‌بندی شده مورد نیاز است. نصب کانال فیبر نوری مشابه کابل فلزی است. همچنین همان احتیاط‌ها و نیازها برای نصب کابل فیبر نوری مدنظر ۲-۸-۱۳-۴- کاربردها به علت هزینه‌های موجود و پیچیدگی‌های کابل فیبر نوری این کابل کاربرد کم‌تری در مقایسه با کابل فلزی دارد. هر چند ممکن است در آینده قیمت سامانه‌های فیبر نوری کاهش یافته و امکان جایگزینی آن به جای سیم‌های فلزی با هزینه کم‌تری فراهم شود. در حال حاضر کاربرد مناسب فیبر نوری برقراری ارتباط مابین تجهیزات قابل کنترل و ایستگاه کنترل مرکزی است. الف - مزایا - داشتن امنیت در مقابل میدان‌های الکترومغناطیسی و الکترواستاتیکی - طول باند زیاد یا قابلیت سرعت بالای ارسال داده‌ها -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - مبان ی کنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ ۶۳ - عدم ایجاد سیگنال‌های ناخواسته به واسطه وجود ترافیک مابین فیبرهای نوری - امنیت کامل در مقابل رعد و برق و طوفان - عدم نیاز به مجوز - اندازه کوچک‌تر نسبت به کابل فلزی که امکان نصب آسان‌تر آن را فراهم می‌کند. - مناسب برای پایش مداوم سامانه‌های جمع‌آوری اطلاعات و کنترل نظارتی - به‌کار بردن کانال‌های صوتی و داده‌ها به صورت هم‌زمان - کنترل کامل سامانه مخابراتی توسط کاربر - هزینه سرمایه‌گذاری بالای نصب - نیاز به تبدیل سیگنال الکتریکی به نور و سپس تبدیل دوباره به سیگنال‌های الکتریکی در تجهیزات - عمر مفید ۲۰ تا ۳۰ ساله در مقایسه با کابل فلزی - نیاز به تجهیزات خاص برای سنجش عملکرد و نگهداری و بهره‌برداری - پیچیدگی تعمیر در مقابل خسارت ایجاد شده در زمان خاک‌برداری - ترمینال‌بندی خاص و نیاز به تجهیزات اتصال در نقاط پایانه نهایی ۹-۱۳۴- فرکانس راد بوبی 1۲1۳/۷11۲ سامانه‌های رادیویی 1۳1۲7/۷۲۹۳] برای کاربرد‌های مورد نیاز با طول باند کوتاه‌تر و سرعت ارسال داده‌های پایین‌تری است. سامانه‌های رادیویی 17۳1۳/۷1۳ را می‌توان برای مخابره فرکانس صوتی و داده‌ها استفاده نمود. به طور معمول این نوع سامانه مخابراتی. اقتصادی‌ترین سامانه مخابراتی در حال حاضر است. به‌ویژه وقتی که هیچ یا تعداد کمی تکرارکننده مورد نیاز باشند و همچنین مجوز دریافت فرکانس به آسانی قابل دسترس باشد. ۱-۹-۱۳-۴- طراحی سامانه سامانه‌های رادیویی 1771۳/۷۲۳ دامنه فرکانس از ۳۰ تا ۳۰۰ مگاهرتز (۷11۳) و ۳۰۰ تا ۳۰۰۰ مگاهرتز (1[71۳) را فرکانس‌های 7۳[۳] بالاتر از ۱۰۰۰ مگاهرتز با باند ماکروویو هم‌پوشانی دارد و تجهیزاتی که فقط برای سامانه 771۳] طبقه‌بندی شده است را مورد استفاده قرار نمی‌دهد. سامانه‌های رادیویی 11۲۳[] دارای دامنه ۳۲ تا ۴۴۸ کیلومتر (۲۰ تا -------- صفحهٔ بعد -------- ۶۴ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی ۰ مایل) برای مناطق مسطح و دشت‌ها (بدون عوارضی مثل کوه) است. دریافت مجوز برای مناطق پرجمعیت و همچنین در صورت تداخل با نیازهای تجاری و نظامی منطقه سخت‌تر خواهد بود. دامنه و کیفیت سیگنال می‌تواند با تخصیص ترانسیمترهای با قدرت بالاترء آنتن‌های مستقیم یا آنتن‌هایی که روی محل‌های بلند نصب شده باشند. مانند بالای ساختمان‌هاء بالای برج‌های فلزی یا بالای کوه‌هاء بهبود یابد. نیازهای حقوقی و قانونی نصب ترانسیمتر در موقعیت مجاز, اخذ مجوزهای مورد نیاز و محدودیت‌های دولتی, تامین موقعیت مناسب برای نصب آنتن و هزینه مربوطه همگی باید مورد بررسی قرار گیرند. دامنه اضافی رادیویی و پوشش مناطق کوهستانی با استفاده از تکرارکننده‌ها حاصل می‌شود. در این صورت سامانه قابل اطمینان باید به تکرارکننده‌هایی که دارای برق دائم و همچنین برق پشتیبان به منظور جایگزینی در زمان قطع برق اصلی باشد. تجهیز شوند. تکرار کننده‌ها دارای مجوز برای چند زوج فرکانس بوده و نه فقط برای یک فرکانس خاص و به همین علت تکرارکننده‌ها قادر به کار در حالت دوطرفه خواهند بود. بدین معنی که دریافت سیگنال را می‌توان در یک فرکانس و ارسال دوباره سیگنال را در فرکانس متفاوت انجام داد. تکرارکننده‌ها نیاز به تجهیزات آنتن اضافی مانند دوسویه‌ساز (دوبلکسر) را حذف می‌کنند. در زمان طراحی سامانه باید ملاحظات لازم در خصوص فرکانس مقرر شده برای داده‌ها و صوت به صورت هم‌زمان انجام شود. ارسال داده‌ها باید بین ۳ تا ۵ ثانیه در هر دقیقه انجام شود که در نهایت اجازه مخابرات صوتی مابین واحدهای رادیویی و موبایل را در طول زمان باقیمانده فراهم سازد. شرایط بهینه برای این سامانه ارسال داده‌ها به صورت غیر مداوم است. ارسال گزارش‌های اصلی از ایستگاه‌های راه‌دور را می‌توان طبق برنامه زمان‌بندی برای شب‌ها یا در زمان‌های مناسب ترافیکی صوتی انجام داد. هزینه پایین تجهیزات 1111۳ در فرکانس ۸۵۰ مگاهرتز و بالاتر می‌تواند اجازه اختصاص کانال‌های بیش‌تر و سرعت بالاتر را میسر نماید. سامانه‌های فرکانس بالاء حتی می‌تواند دارای هدایت بالاتر در مقایسه با فرکانس‌های باند ۴۷۰ تا ۰ مگاهرتز باشد. این تجهیزات می‌تواند ارتباط مابین ایستگاه کنترل از راه‌دور را به مجموعه‌ای از کنترل کننده‌های قبل از طراحی و تعیین مشخصات پارامترهای سامانه رادیویی از نقطه نظرهای فیزیکی و الکتریکی. مطالعه با مدل کامپیوتری به منظور پیش‌بینی پوشش سیگنال رادیویی الزامی خواهد بود. نتیجه این مطالعات موقعیت‌های مناسب نصب آنتن را پیش‌بینی می‌کند. این نتایج شامل بررسی نیاز به تکرارکننده‌ها در محل‌هایی که نیاز به تقویت سیگنال انتن دارد. قدرت خروجی سیگنال رادیویی فرستنده و پوشش مورد نظر جغرافیایی مورد انتظار سامانه با توجه به قابلیت اطمینان آ هستند. به منظور تایید مطالعات رایانه‌ای آزمایش‌های واقعی اندازه‌گیری قدرت سیگنال در منطقه انجام ن -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - مبان یکنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ‏ ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ ۳۵ ۲-۹-۱۳-۴- کاربردها در شرایطی که ایستگاه کنترل مرکزی و سایت‌های کنترل از راه‌دور (ل11؟1) به صورت ستاره یا رادیال (در مقایسه با خطی) پیکربندی شده باشد. سامانه‌های رادیویی (711۳/۷11۳]) بهترین کاربرد را دارند. به طور نمونه تحت شرایطی که دارنده سامانه رادیویی نتواند مالکیت زمین‌های مابین ایستگاه کنترل مرکزی و سایت‌های ترمینال راه‌دور را تامین نماید. در این شرایط امکان وجود مسیرهای نامساعد از نظر جغرافیایی که باعث کاهش سرعت ارسال حجم داده‌ها به‌ویژه در زمانی که سایت‌های کنترل راه‌دور نسبت به ایستگاه کنترل مرکزی با فاصله زیاد و به صورت پراکنده قرار گرفته باشد. وجود دارد. در این شرایط باید سایر سامانه‌های مخابراتی انتخاب شود. الف - مزایا - هزینه اجرای سامانه در مقایسه با سامانه ماکروویو یا کابلی ارزان‌تر است. - زمان اجرای سامانه حداقل خواهد بود. - سامانه در مقابل مشکلات ایجاد شده بر اساس خطای کابل یا آسیب کابل مصون خواهد بود. - گسترش سامانه قابل دسترس بوده و با کم‌ترین هزینه در مقایسه با سامانه کابلی یا ماکروویو امکان‌پذیر است. - می‌تواند با فرکانس‌های مخابراتی تلفن همراه به صورت اشتراکی فعال باشد. ب- معایب - این سامانه گزینه مناسب برای ارسال حجم بالای داده‌ها و کاربردهای با طول باند زیاد نیست. - دریافت مجوز ممکن است مشکل, پر هزینه و طولانی باشد. - ایستگاه‌های تکرارکننده ممکن است مشکل‌ساز و پرهزینه باشد. ۱۱-۱۳۴ ماکروویو سامانه‌های ماکروویو مشابه سامانه‌های کابل فیبر نوری تامین‌کننده سرعت بالای ارسال داده‌ها برای کاربردهای با طول باند بلند و تامین‌کننده ایمنی بالا در مقابل تداخل امواج الکترومغناطیسی یا الکترواستاتیکی خواهد بود. به طور کلی ماکروویو تامین‌کننده مسیر ارسال داده‌های بسیار مطمئن و طول باندهای بسیار بزرگ‌تر در مقایسه با سامانه‌های رادیویی (11۲/۷11]1[]) خواهد بود. ۱-۱-۱۳-۴- طراحی سامانه سامانه‌های ماکروویو فرکانس‌های از ۱۷۰۰ تا ۲۲۰۰۰ مگاهرتز را اشغال نموده و روی خطوط ایستگاه‌های با دامنه ۲ تا ۴۸ کیلومتر (۲۰ تا ۳۰ مایل) که بستگی به عوارض زمینی منطقه دارد. مورد استفاده خواهند بود. طراحی سامانه ماکروویو در انتخاب بعضی عوامل در مورد محل نصب آنتن و ایستگاه تکرارکننده. مشابه طراحی سامانه‌های رادیویی -------- صفحهٔ بعد -------- ۶۶ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی (۲1۳/۷11۳[]) است. عواملی از قبیل کسب مجوز فرکانس و مشکلات استقرار و نصب ایستگاه‌های فرستنده مانند سامانه‌های رادیویی (771۳/۷11۳])» مطالعات مدل رایانه‌ای برای سامانه ماکروویو قبل از انتخاب پارامترهای فیزیکی و تکرار کننده‌ها در محل‌هایی که آنتن نیاز به تقویت دارد قرار می‌گیرد. برای تایید نتایج مطالعه کامپیوتری باید آزمایش قدرت سیگنال واقعی انجام شود. فرستنده‌های آزمایشی باید در محل‌های پیشنهاد شده و در ایستگاه‌های تکرارکننده نصب شوند. برای بالا بردن قابلیت اطمینان, می‌توان سامانه‌های ماکروویو را هم‌زمان با واحدهای آماده به کار رادیویی مورد استفاده قرار داد. سازگاری با صنعت مخابرات دیجیتال اجازه استفاده از طول باند دینامیکی را میسر می‌سازد. مسیریابی دینامیکی و محیط آمیخته شده از منابع آنالوگ و دیجیتال از طریق فرستنده به صورت دیجیتال و از طریق ۲-۱-۱۳-۴- کاربردها سامانه‌های ماکروویو برای کاربردهایی که نیاز به پهنای باند بزرگ و سرعت ارسال بالای داده‌ها وجود دارد مورد استفاده قرار می‌گیرد. این کاربردها می‌تواند مابین ایستگاه اصلی و نیروگاه برقابی یا ایستگاه پمپاژ که مقدار زیادی از داده‌ها بر پایه فواصل زمانی تعریف شده ارسال می‌شود. مورد استفاده قرار گیرد. کاربرد دیگر آن بخشی از مسیر پشتیبان سیگنال داده‌های برگشتی از ایستگاه‌های راه‌دور به ایستگاه اصلی است. برای عرض باند کوچک‌تر و سرعت ارسال پایین‌ترء استفاده از سامانه ماکروویو مقرون به صرفه نخواهد بود و سامانه‌های 1111۳/۷۲1 یا سایر سامانه‌های مخابراتی الف - مزایا - زمان نصب سامانه در مقایسه با سامانه کابلی کوتاه‌تر است. - سامانه در معرض اختلال ایجاد شده در اثر خطاهای کابل و انشعابات نخواهد بود. - توسعه سامانه با کم‌ترین هزینه در مقایسه با سامانه کابلی قابل حصول خواهد بود. - ظرفیت پیش‌بینی آینده سامانه می‌تواند به صورت اشتراکی مدنظر قرار گیرد به نحوی که هزینه اشتراک را با سازمان‌های دیگر به صورت مشترک پرداخت نمود. - در مقابل میدان‌های الکترومغناطیسی و الکترواستاتیکی مصونیت دارد. - با اسکن مداوم از سامانه کنترل نظارتی و سامانه‌های جمع‌آوری اطلاعات متناسب است. - می‌توان کانال‌های متعدد صوت و داده را به صورت هم‌زمان بهره‌برداری نمود. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - مبان ی کنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ ۶۷ - بهره‌بردار کنترل کامل سامانه مخابراتی را در دست خواهد داشت. - امنیت در مقابل پایش ناخواسته مخابراتی در مقایسه با سامانه رادیویی ۲1۳/۷]]۳[] بالاتر است. ب - معایب - هزینه نصب اولیه در مقایسه با سامانه رادیویی ۲1۳/۷[1۳ل] بالا است. - ساخت دفاتر و ساختمان‌های بلند مرتبه در مقابل مسیر سیگنال بعد از نصب آنتن سامانه ماکروویو می‌تواند سامانه را به طور کلی غیرفعال نماید. از نظر هزینه برای پهنای باند کوچک و سرعت پایین داده‌ها توجیه اقتصادی ندارد. ۱۱-۱۳-۴- مخابرات (دامنه فر کانس) استیجاری به طور کلی هر سامانه مخابراتی را می‌توان اجاره نمود. این سرویس با هزینه یک بار نصب در اختیار مشتری قرار می‌گیرد و برای هر مدار اجاره‌ای ماهیانه صورت‌حساب ارسال می‌گردد. بعضی از سرویس‌های نصب ممکن است مبلغی نیز بابت هزینه زیرساخت سامانه شارژ نمایند. ۱-۱۱-۱۳-۴- کاربردها به طور معمول کاربرد خطوط اجاره‌ای برای پایش ایستگاه‌هایی با نیازمندی به امنیت اطلاعاتی پایین‌تر و پایش بر مبنای ارسال غیر مداوم با حداقل یا هیچ‌گونه کنترلی خواهد بود. این نوع استفاده مستلزم داشتن یک پایانه ارسال راه‌دور با استفاده از یک خط اجاره‌ای بوده که در هر ساعت یک‌بار در طول روز پایش شود. کاربرد دیگر آن نیز برای تامین مسیر مخابراتی پشتیبان با استفاده غیر مداوم است. به عبارت دیگر این سامانه مخابراتی در زمان خرابی مسیر مخابراتی الف - مزایا - حذف سرمایه‌گذاری اصلی برای سامانه مخابراتی - حذف کسب مجوز و ملاحظات تملک اراضی. حق استفاده از ساختمان‌هاء برج‌هاء نیرورسانی و جاده دسترسی (در مقایسه با سایر سامانه‌های مخابراتی معرفی شده). - به حداقل رساندن هزینه لازم نرم‌افزار نهایی -------- صفحهٔ بعد -------- ۶۸ 1۷ رراهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی ب - معایب - عدم کنترل زمان توقف و وقفه سامانه به‌وسیله استفاده کننده - احتمال قطع یا مختل شدن سرویس توسط مرکز مخابراتی بنا به نیاز و سهولت کار مرکز بدون در نظر گرفتن و لزوما با نیاز و سهولت کار مشتری - احتمال افزایش قیمت‌ها در ابتدای تمدید مدت اجاره و عدم امکان کنترل استفاده‌کننده در مورد هزینه‌های فوق - زمان‌بر و دشوار بودن رفع مشکلات ایجاد شده, به‌ویژه مشکلات ایجاد شده در محل رابط " سامانه مخابراتی و ۱۳-۱۳-۴- ماهواره مخابرات ماهواره‌ای مشابه شبکه مخابراتی تکرار کننده است. البته با دو تفاوت قابل توجه: تفاوت اول, تکرارکننده روی یک مدار سنکرون در فضا مستقر می‌گردد و تفاوت دوم, ماهواره به صورت متناوب و در زمان‌های مقررشده در دسترس قرار خواهد گرفت. اطلاعات و داده‌ها را می‌توان ابتدا در حافظه جمع‌آوری و سپس در زمان مقرر برای ایستگاه گیرنده ارسال نمود. مخابرات ماهواره‌ای نیازمند و وابسته به سرویس ماهواره‌ای برای مخابرات است. سامانه مخابراتی ممکن است به علت مشکلات ماهواره قطع گردد. مخابرات ماهواره‌ای پس از اسقرار و برقراری دارای قابلیت و اطمینان بالایی خواهد بود. شبکه‌های ماهواره‌ای اطلاعات خواسته‌شده را در یک برنامه زمان‌بندی تامین می‌نماید. این سامانه‌ها به طور گسترده‌ای برای جمع‌آوری اطلاعات هواشناسی مورد استفاده قرار می‌گیرند. مخابرات ماهواره‌ای یک انتخاب عالی برای سامانه‌های تله‌متری است که نیاز به جمع‌آوری اطلاعات به صورت تناوبی دارد. ولی نیازی به سامانه کنترل ندارد. مخابرات ماهواره‌ای برای سامانه‌های هشدار و سامانه‌های کنترل بلادرنگ" درحالی که دستورات کنترل قبلا در واحد پایانه راه‌دور ذخیره شده است. معمولا در این سامانه اطلاعات و داده‌ها از طریق [۹71اها جمع‌آوری و به ایستگاه‌های گیرنده مرکزی و مراکز کامپیوتری مربوطه ارسال می‌شود. ورودی‌های داده‌ها 6 -[ ۵ 8۵۵ -2 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - مبان ی کنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ ۸۶۹ محدود به درجه حرارت. باد. باران. سطح آب دریاء جزر و مد امواج و پایش‌های محیط‌زیستی است. سامانه ماهواره‌ای سرویس‌های زیر را فراهم می‌سازد: - برگشت تصویرهای قابل رویت و مادون قرمز از سطح زمین - دریافت و ارسال مجدد اطلاعات هواشناسی - اندازه‌گیری انرژی و گذرگاه اصابت ذرات فضایی - دریافت و ارسال دوباره داده‌ها از محل جمع‌آوری داده مستقر در کلیه ایستگاه‌های راه‌دور ۱-۱۳-۱۳-۴- طراحی سامانه مهم‌ترین بخش سامانه ماهواره‌ای مشخص نمودن زمان‌های استفاده مورد نیاز برای ماهواره است که تعیین‌کننده زمان دسترسی برای انجام عملیات مورد نظر خواهد بود. بخش دوم شامل ایستگاه‌های زمینی و ایستگاه مرکزی می‌شود. ۲-۱۳-۱۳-۴- کاربردها سامانه‌های ماهواره‌ای برای جممع‌آوری اطلاعات هواشناسی شامل اطلاعات و داده‌های مربوط به باران یا برف یا سامانه ماهواره‌ای برای سامانه‌های نظارتی مناسب نیستند. الف - مزایا - تجهیزات ارزان - عدم نیاز به تکرارکننده‌ها - استفاده از ایستگاه اصلی مادر فقط برای سامانه‌های تله‌متری ب - معایب - محدودیت خودکارسازی و کنترل - وابستگی به ماهواره و صاحب امتیاز ماهواره - عدم تناسب برای پایش و کنترل آنی و بلادرنگ ۱۴-۴- پیکربندی سامانه دو نوع پیکربندی مخابراتی یا شبکه‌ای به شرح زیر هستند: -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۰ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی - سامانه (ع11 0271۷)» که یک کانال, کلیه واحدهای راه‌دور را سرویس می‌دهد. در این سامانه هر یک از [11اها دارای یک آدرس خاص بوده و سرویس به آن‌ها به‌صورت تکی و غیر هم‌زمان خواهد بود. این سامانه اجازه مخابرات مستقیم مابین واحدهای راه‌دور []1٩اها‏ را که مورد نیاز باشند تامین می‌نماید. - سامانه رادیال, که در این سامانه برای هر یک از واحدهای راه‌دور یک کانال مخابراتی تعریف شده و از آن طریق با ایستگاه مرکزی در ارتباط هستند. سامانه رادیال تامین‌کننده مخابرات سریع با تعداد قابل توجهی از نقطه‌های داده و کنترل مستقیم خواهد بود. مخابرات مابین واحدهای راه‌دور باید از طریق ایستگاه مرکزی با هاب " سامانه مخابراتی انجام گردد. ۱-۱۴۴ انتخاب پیکربندی سامانه عوامل زیادی در انتخاب پیکربندی سامانه مورد بررسی قرار می‌گیرد. این عوامل شامل تعداد واحدهای راه‌دور یا []11+اهاء مقادیر داده‌ها برای هر []161. زمان به‌روز رسانی و سرعت انتقال اطلاعات هستند. همه این اطلاعات در انتخاب تعداد واحدهای راه‌دور که می‌تواند از یک کانال مخابراتی کنترل شوند. موثر است. شرایط جغرافیایی پروژه نیز روی نوع تجهیزات و پیکربندی سامانه تاثیرگذار خواهد بود. نوع تجهیزات انتخاب‌شده سامانه را به یکی از دو انتخاب رادیال یا (ع110 (0271) محدود می‌کند. یک شبکه کوچک با مرکز کنترل مستقر در مرکز آن می‌تواند طراح را به سمت انتخاب سامانه رادیال کابلی هدایت کند در حالی که برای یک شبکه با کانال اصلی طویل و دارای مرکز کنترل در ابتدا یا انتهای آن. از نظر اقتصادی بهتر است سامانه (ع111 (0271) کابلی استفاده شود. سامانه کابلی به راحتی می‌تواند هر نوع پیکربندی را سرویس دهد. سامانه رادیویی مناسب سامانه 11116 0271۷ است. سامانه‌های مخلوط نیز می‌توانند برای تعدادی از واحدهای پایانه راه‌دور که در یک موقعیت نزدیک به هم قرار دارند. با استفاده از کابل و ارتباط یکی از موقعیت‌ها به ایستگاه کنترل از سامانه رادیویی 1۳لا استفاده کنند. بنابراین در این سامانه, ار تباط فواصل کوتاه با استفاده از کابل و فواصل دور با استفاده از امواج رادیویی امکان‌پذیر است. ۱۵-۴ انواع کانال‌های مخابراتی آخرین ملاحظات مربوط به مخابرات. انتخاب کانال است. سه نوع اصلی کانال باید مورد بررسی قرار گیرد: ۲1۳ -| -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - مبان ی کنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ 1 - کانال «سیمپلکس !"» ساده‌ترین کانال مخابراتی است که در آن جریان داده‌ها فقط به یک سمت هدایت می‌شود. مثال آشنای آن رادیو تجاری است؛ ایستگاه رادیویی سیگنالی را ارسال می‌کند. اما چیزی دریافت نمی‌کند. کانال‌های سیمپلکس استفاده کمی برای خودکارسازی شبکه‌ها دارند و فقط برای کنترل از راه‌دور یک طرفه یا کاربردهای محدودی که اپراتور می‌تواند تاثیر عملکرد سامانه کنترل را مشاهده نماید. مورد استفاده قرار می‌گیرد. - یک کانال «نیمه دوطرفه"» به وجوداًورنده یک مخابرات دوطرفه است. هر چند که به طور هم‌زمان فقط انتقال اطلاعات به یک طرف امکان‌پذیر است. وقتی که جریان داده‌ها از یک سو کامل می‌شود یک سیگنال به سیگنال ارسال می‌کند. کانال مسکوت می‌ماند تا این‌که سرور مشخص‌شده پاسخی را ارسال کند. یا زمان پاسخگویی پایان یابد. یک سامانه (ع11 (0271) ممکن است در ارتباط با پیکربندی ایستگاه مرکزی و کانال مخابراتی به منظور عبور کنترل از ایستگاه مرکزی به واحدهای متعدد راه‌دور مورد استفاده قرار گیرد. - کانال «کاملا دوطرفه "» تامین‌کننده هم‌زمان امکان ارسال و دریافت اطلاعات دوطرفه مابین ایستگاه مرکزی و واحدهای راه‌دور است. مزیت ارتباط کاملا دوطرفه. افزایش حجم اطلاعات قابل جابه‌جایی است. با این‌حال, نقطه ضعف این ارتباطات. مشکل بودن عیب‌یابی آن است. یک نمونه از ارتباطات کاملا دوطرفه. استفاده از اینترنت برای برقراری تله‌کنفرانس است. همکاران یک شرکت در شهرها یا کشورهای مختلف می‌توانند به صورت هم‌زمان صدا و تصویر یکدیگر را دریافت کنند. بسته‌های اطلاعات صدا و تصویر به شکل هم‌زمان, ارسال و دریافت می‌شود. سامانه‌های دو سیمه معمولا برای مخابره صوت. مورد استفاده قرار گرفته و سامانه‌های جهار سیمه معمولا برای ارسال داده‌ها و اطلاعات مورد استفاده قرار می‌گیرد. هرچند که مخلوطی از هر دو می‌تواند یک مدار کامل را پایه‌گذاری نماید. اتصالات ترکیبی " برای متصل نمودن سامانه دوسیمه به سامانه چهارسیمه مورد استفاده قرار می‌گیرد. |- 5۱ 2- ۲131 ۲-1۷ 3- ۳۵۱-1 4- 11۷5 -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۲ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی سامانه دوسیمه (اتصالات صوت 27 یا [2)) شامل دو سیم بوده که هر دو صدای ارسالی و دریافتی ر همان دو سیم انتقال می‌دهد. در سامانه چهارسیمه. دو سیم برای ارسال صدا و دو سیم دیگر برای دریافت صدا تخصیص‌داده می‌شود. سامانه چهارسیمه (اتصالات صوت 211 یا 24-)) موقعی مورد نیاز است که ارسال دوطرفه و هم‌زمان در دستور کار باشد. سامانه‌های کنترل بلادرنگ برای انجام اهداف خود به سامانه چهارسیمه کاملا دوطرفه نیاز دارند. سامانه‌های داده و اطلاعات که از تجهیزات کامپیوتر مرکزی برای ارسال به دو یا چند واحد پایانه راه‌دور استفاده می‌کنند می‌توانند از کانال دوسیمه سیمپلکس استفاده نمایند. در ادامه محدودیت‌های طراحی برای سامانه‌های دوسیمه و چهارسیمه به شرح زیر تشریح شده است. <- ورودی امیدانس مودم‌ها باید 2۵ ۷/۱۰ ۶۰۰ بالانس‌شده 9 دارای ماهیت مقاومتی در سرتا سر پهنای باند ۰ نا ۰ هرتز باشد. دوسیمه از ۱۳۲ دسی‌بل تجاوز نماید. قدرت هر مدار برای کانال چند مداره نباید از (1)01]0810)1 تجاوز نماید که در آن ‏ تعداد مدارهای یک کانال است. - اگر دو یا چند کانال, اطلاعات مشترک را انتقال دهند در این صورت قدرت هر کانال باید با فاکتور ۱/۵ کاهش ۱-۱-۱۵-۴- مدولاسیون (۳-۱1) تکنیک مدولاسیون (۲۸/۱) موقعی استفاده می‌شود که نویز یا نسبت نویزاسیگنال به میزان دلخواه نباشد؛ در این حالت از طرح معمول (۳1۸/1۲) استفاده می‌شود. به علت افزایش پهنای باند /۳۲۸ ۵۶ کیلوهرتز برای تک کانال صوتی در مقایسه با ۴ کیلوهرتز برای تک کانال صوتی ۳1۸ این مکانیسم معمولا روی سامانه‌های مخابراتی با سیم و با پهنای 00 0006 ۳۵۵6 -1 ۱/۱ 11۷13100 ۵۵و۳۳ -2 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - مبان یکنترل و بهره‌برداری خودکار سامانه آبیاری ‏ ۱۴۰۲/۰۵/۰۷ ۳۳ ۲-۱-۱۵-۴- ملاحظات قابل اطمینان بودن مدار رادبوبی قابلیت اطمینان مسیر مدار رادیویی کاملا به «حاشیه ضعیف سیگنال » وابسته است. حاشیه ضعیف سیگنال, به عنوان اضافه مسیر تقویت بالاتر از سطح سیگنال حداقل مورد نیاز برای ایجاد نسبت نویزاسیگنال دمودوله‌شده حداقل برای کاربردهای تک کانال ۷11۳۳ طراح باید حداقل ۲۵ دسی‌بل اضافه مسیر تقویت تامین نماید تا بتواند قابلیت اطمینان مسیر را در حد ۹۰ درصد تضمین کند. همچنین حصول ۴۰ دسی‌بل حاشیه ضعیف سیگنال برای مدارهای داده‌ها و اطلاعات نیاز به قابلیت اطمینان ۹۹/۹ درصد خواهد داشت. قابلیت اطمینان ۹۰ درصد به معنی این است که مسیر رادیویی برای ۰/۱۸۷۰ ساعت یا ۸۷۰ ساعت در سال قابل استفاده نخواهد بود که به طور متوسط تقریبا معادل ۳ روز در ماه خواهد بود. نمونه‌های مطمئن - برای مسیرهای ۷1۲1۳ تک کانال: (حاشیه ضعیف سیگنال ۲۵ دسی‌بل ‎)۹٩۰/.< - برای مسیرهای 1۳آلآ. تک کانال: (حاشیه ضعیف سیگنال ۳۵ دسی‌بل ‎)۹٩۶/.< - برای مسیرهای 1۳آلا. شش کانال: (حاشیه ضعیف سیگنال ۵۵ دسی‌بل 11.5 </۹۹/۹) - برای مسیرهای ۲ گیگاهرتز ۱۲۰ کانال: (حاشیه ضعیف سیگنال ۴۰ دسی‌بل <./۹۹/۹) ۱۶-۴ حفاظت در مقابل رعد و برق رعد و برق و دیگر پدیده‌های طبیعی یکی از مشکلات تجهیزات داخل ایستگاه خواهند بود. منبع تامین برق معمولا به صورت کافی حفاظت نمی‌شود. سامانه مخابرات کابلی در معرض خطر صاعقه و سایر تداخلات امواج قرار دارد. سازه آنتن در معرض آسیب صاعقه قرار می‌گیرد. سیب دیدن پایگاه داده‌ها در کامپیوتر اصلی و تجهیزات مربوطه در اثر رعد و برق در صورتی که مانند سایر تجهیزات مخابراتی حفاظت نشوند امکان‌پذیر خواهد بود. صاعقه و دیگر نوسانات ناگهانی می‌تواند باعث خرابی ناگهانی یا تخریب کنترل‌کننده شود. خرابی ناگهانی معمولا راحت‌ترین وضعیت است. چراکه مشکل به سادگی شناخته می‌شود. تخریب در مرور زمان باعث ایجاد خطاهای متناوب در زمان‌های نامناسب خواهد شد. معمولا مشکلات به ندرت قابل تشخیص هستند. به دلیل این‌که حضور در سایت در زمان ایجاد مشکل تقریبا غیرممکن است. ۳۵۵ -۱ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۴ ۷ راهنمای بهره‌گیری از سامانه‌های خودکار در شبکه‌های آبیاری و زهکشی ۱-۱۶-۴- سامانه زمین سامانه زمین برای حفاظت از رعد و برق کاملا ضروری است. کلیه تجهیزات سامانه‌های خودکار باید با یکدیگر هم‌پتانسیل شده و سپس به صورت مطمئن به زمین وصل شود. ۲-۱۶-۴- قطع برق صاعقه و دیگر پدیده‌های جوی باعث قطع برق می‌شوند. اگر مدت زمان قطع برق برای سامانه کنترل قابل تحمل ۱( تله‌متری و کنترل دریچه مورد نیاز باشد. الکتروموتورهای دریچه باید وقتی که کنترل‌کننده دریجچه فرمان‌دهد. فعال شود. این عملکرد نیاز به منبع تغذیه برق ۳ جایگزین مانند ژنراتور با سامانه خودکار استارت یا یک خط جایگزین برق دائم )۸ خواهد داشت. در حالت ۲ فقط