ارزیابی میزان تاثیرگذاری سامانه کنترل خودکار توزیع آب سطحی کشاورزی به منظور کاهش برداشت و تعادل بخشی آبخوان در شرایط کم آبی (مطالعه موردی: کانال اصلی شبکه آبیاری قزوین)

این پژوهش به بررسی میزان تاثیر ارتقا عملکرد توزیع آب سطحی کشاورزی در تعادل بخشی و احیا آبخوان در شرایط کم‌آبی میپردازد. در گام نخست، مدل عددی آبخوان، با کد modflow، به‌منظور تحلیل مکانی تعادل‌بخشی آبخوان توسعه داده شد. در ادامه مدل شبیه‌ساز هیدرولیک جریان سیستم توزیع آب در نرم‌افزار matlab توسعه، کالیبره و صحت ‌سنجی شد و با مدل‌ کنترل خودکار سیستم بهره‌برداری سامانه توزیع لینک شد. نهایتا با لینک نمودن مدل‌های توسعه داده شده، تاثیر استفاده از روش‌ ارتقا بهره‌برداری شبکه آبیاری، در قالب سناریو جهت تعادل بخشی آبخوان، بررسی گردید. نتایج تحقیق نشان داد با ارتقا عملکرد سیستم توزیع آب کشاورزی، حتی در شرایط کم‌آبی، میانگین شاخص کفایت توزیع آب کشاورزی در محدوده‌های زراعی در سامانه‌ی کنترل خودکار غیرمتمرکز در حدود 32.7 درصد بهبود عملکرد داشته است. براین اساس میزان کاهش برداشت از آبخوان، 45.3 درصد در روش بهره‌برداری خودکار غیرمتمرکز حاصل شد. نتایج مدل‌سازی عددی آبخوان جهت تحلیل مکانی تعادل بخشی آبخوان نشان داد که در روش معمول بهره‌برداری تراز آب زیرزمینی همچنان روند افزایشی افت خود را حفظ می‌کند. بطوریکه نتایج نمایانگر مقدار افت سالانه در حدود 150 سانتی‌متر تحت روش معمول بهره‌برداری است. با بکار‌گیری سامانه کنترل خودکار غیرمتمرکز و افزایش کفایت تحویل آب در روش‌ مذکور، این امر سبب افزایش تراز در چاه‌های مشاهده‌ای قرار گرفته در شبکه آبیاری شد. راهکار تعادل‌بخشی آبخوان ارائه شده در این تحقیق، قابلیت توسعه برای کلیه نواحی زراعی (شبکه آبیاری) دارد که منابع تامین آب آن به صورت تلفیقی از منابع آب سطحی و زیرزمینی است.

Assessing the Effectiveness of the Centralized Proportional-Integral Control System in Improving Operation Management of the Main Irrigation Canal and Aquifer Storage and Recovery in water shortage conditions (Case study: Qazvin irrigation District)

The quantitative and qualitative degradation of groundwater resources has become a serious crisis due to high consumption in agriculture, population growth and urbanization, and the industrialization of communities. Rehabilitating groundwater aquifers is one of the main requirements in aquifer management. In this study, the effect of improving the performance of irrigation district and, of course, reducing waste in the process of transfer, distribution and delivery of agricultural water, balancing and rehabilitating aquifers were examined. For this purpose, in the first step, the numerical model of Qazvin aquifer, with the code MODFLOW, was developed for spatial equilibrium analysis of aquifer. Then, the hydraulic simulator model of agricultural water distribution system flow in MATLAB software was developed, calibrated and verified and the automatic control system of the distribution system was linked with the automatic control model. Finally, by linking the developed models, the effect of using the method of improving the operation of the irrigation district, in the form of a scenario for balancing the aquifer, was examined. The results showed that with the improvement of the performance of the agricultural water distribution system, even in low water conditions, the average efficiency index of agricultural water distribution in agricultural areas in the decentralized automatic control system has been about 32.7%. Accordingly, the rate of decline in aquifer harvest was 45.3% in the decentralized automatic operation method. The results of numerical modeling of aquifer for spatial analysis of aquifer balancing showed that in the usual method of groundwater level operation, the increasing trend continues to decrease. The results show an annual drop of about 150 cm under the usual method of operation. By using a decentralized automatic control system and increasing the adequacy of water delivery in this method, this increased the level in the observation wells located in the irrigation district. The equilibrium solution for aquifers presented in this study can be developed for all agricultural areas (irrigation district) whose water supply sources are a combination of surface and groundwater resources.