ارزیابی سازه‌های کنترل و تنظیم کانال اصلی شیب آب با استفاده از HEC-RAS

آب و خاک

مقاله 13، دوره 30، شماره 4 - شماره پیاپی 48، آبان 1395، صفحه 1059-1074   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v30i4.44841

نویسندگان

مریم محمدی؛ فرزاد حسن پور^* ؛ مجید عزیزپور پیرسرائی

دانشگاه زابل

چکیده

قسمت قابل توجهی از تلفات آب در شبکه‌های آبیاری و زهکشی مربوط به بخش انتقال و توزیع است. لذا مسئله مدیریت شبکه‌های آبیاری، افزایش راندمان آبیاری و در نتیجه بهره‌برداری از منابع آب، بخصوص در بخش کشاورزی باید بعنوان مسئله‌ای اساسی مورد توجه هر چه بیشتر قرار گیرد. شبکه آبیاری و زهکشی شیب‌آب با 5 بلوک دارای مساحت 23820 هکتار در دشت سیستان می‌باشد. این تحقیق با استفاده از مدل هیدرولیکی HEC-RAS، با هدف ارزیابی عملکرد و بهره‌‌برداری سازه‌های موجود در کانال اصلی شیب ‌آب طی یک مرحله آبگیری 15روزه انجام گرفته است. در ابتدا واسنجی مدل بر اساس داده‌های اندازه‌گیری و شبیه‌سازی عمق و دبی در شرایط واقعی بهره‌برداری برای دوره 10 روزه آبگیری کانال در تاریخ 2 تا 11 اردیبهشت انجام شد و مقادیر پارامترهای آماری RMSE، EF، MBE و R2 محاسبه گردید سپس با توجه به نتایج شبیه‌سازی مدل HEC-RAS در شرایط غیرماندگار، تابع هدف با استفاده از شاخص‌های عملکرد بهره‌‌برداری کفایت، راندمان، عدالت و پایداری در تحویل دبی مولدن و گیتس، ارزیابی گردید. نتایج حاصل از شبیه‌سازی در شرایط بهره‌برداری موجود، میزان خطای تحویل دبی را 54/0 نشان داد که این میزان خطا با اعمال مدیریت بر روی سازه‌های تنظیم شبکه تا 42/0 کاهش یافت. بر اساس نتایج شبیه‌سازی، مقادیر میانگین درصد بهبود شاخص‌های کفایت، راندمان، عدالت و پایداری و نیز تابع هدف در تحویل آب به ترتیب برابر 7/19، 90/20، 07/66، 24/65 و 81/54 می‌باشد. بنابراین بیشترین سهم بهبود در وضعیت تابع هدف برای شیوه مدیریتی پیشنهادی سازه‌های کنترل و تنظیم کانال اصلی شیب‌آب مربوط به شاخص‌های عدالت و پایداری می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

جریان غیرماندگار؛ دشت سیستان؛ شاخص‌های عملکرد؛ شبکه آبیاری؛ HEC-RAS

مراجع

1- Akbarian A. 2007. Design of Small Canal Structures. P. 189. Amidi Press, Tabriz, Iran. (in Persian)

2- Burt C. M., and Styles S. 1998. Modern Water Control and Management Practices in Irrigation: Impact on Performance. Proceeding of the First International ITIS Network Meeting on Modernization of Irrigation System Operations, India: 62-79.

3- Dahmardeh M. 2010. Performance Analysis of Poshtab and Shibab Main Channels in Sistan Plain using HEC-RAS Model. Msc thesis in agriculture faculty, University of Zabol, Iran. P. 129. (in Persian with English abstract)

4- Ghodusi H., Monem M.J., and Emadi A. 2009. Using Hydrodynamic Models in Determination of Irrigational Channels Operation in Unsteady Flow Conditions, National Conference of Water. P. 6. Soil, Planet and Agricultural Machinery, Azad University of Dezful, Dezful, Iran. (in Persian with English abstract)

5- Goussard J. 2000. Canal Operation Simulation Models. International Commission on Irrigation and Drainage Publisher (ICID Pub). New Delhi.

6- Habib Z., Shahid B., and Butta M. 1992. The Utility of a Simulation Model for Pakistan Canal Systems. Cemagref-IIMI International Workshop on the Application of the Mathematical Modeling for Improvement of Irrigation Canal Operation, Octobr 26-30, Montpellier, France, pp. 131-150.

7- HEC-RAS. 2010. River Analysis System, Reference Manual, Version 4.1. U.S. Army Corps of Engineers, Hydrologic Engineering Center, 411p.

8- Isalou-Pasban N., Zadeh-Deli A., Farsadi-Zadeh D., and Sadrodini A.A. 2008. Hydraulic Operation Evaluation of Water Flow Measurement Structures, Case Study: L1D/R2M Slide Gate Canal of Moghan Irrigation and Drainage Network, Technical Workshop on the Management. Operation and maintenance of Irrigational and Drainage Networks, Tehran, Iran. (in Persian with English abstract)

9- Islam A., Raghuwanshi N. S., and Singh R. 2008. Development and Application of Hydraulic Simulation Model for Irrigation Canal Network. Irrigation and Drainage Engineering, 134: 1(49).

10- Javid A., and Muhammad L. 2009. Flexibility Analysis of Irrigation Outlet Structures using Simulation of Irrigation Canal Hydrodynamic Model. Irrigation science. 29: 127-134.

11- Jebelifard S., and Omidvar A. 2002. HEC-RAS River Analysis System, Jahad Daneshgahi. P. 371. Tehran, Iran. (in Persian)

12- Litrico X., and Fromion V. 2004. Analytical Approximation of Open-Channel Flow for Controller Design. Applied Mathematical Modeling, 28: 677-695.

13- Mishra A., Anand A., Sing R., and Ranghuwanshi N. S. 2001. Hydraulic Modeling of Kangsabati Main Canal for Performance Assessment. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, ASCE 127(1): 27-34.

14- Mohseni Movahed S.A., Mohseni N., and Norouzpour S. 2010. Assessing Impacts of Weighting Indicators on Optimum Performance of Irrigation Canals. Journal of Water and Soil, 24: 1083-1096. (in Persian with English abstract)

15- Molden D. J., and Gates T. K. 1990. Performance Measures for Evaluation of Irrigation Water Delivery Systems. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, American Society of civil Engineering (ASCE), 116: 804-822.

16- Monem M.J., and Kiapasha M.S. 2009. Training and Testing of Upstream Phase Automated Control Systems in Irrigation Canals. Iran Water Research Journal, 4: 41-50. (in Persian)

17- Montazar A.A., and Pashazadeh N. 2010. Performance Assessment of West Main Canal of Dez in the Different Water Operational Scenarios Using CANALMAN Model. Journal of Water and Soil, 25: 125-139. (in Persian with English abstract)

18- Samani J.M. 2004. Report of Applied Research Plan: Legal Studies of Sistan Plain Water Resources. Code 410, No 7302. (in Persian)

19- Shafai-Bajestan M. Open Channel Flow. P. 386-388. Shahid Chamran University, Ahvaz, Iran. (in Persian)

20- Soltani H., Maroufi S., and Boroumand nasab S. 2006. Representation of a Mathematical Equation for Estimation of Channels Efficiencies (Case Study in Shavour Irrigation and Drainage Network). The 1st Conference on Optimum Utilization of Water Resources, 5-6 Sep. 2006. Shahrekord, Iran. (in Persian)

21- Zalaghi A. 2005. Flow Discharge Coefficient in Radial Gate. Msc thesis in water structures field, Shahid Chamran University of Ahvaz, Iran. (in Persian with English Abstract).