بکارگیری معادلات فضای حالت در تعیین ابعاد دریچه‌ی تخلیه کننده سد دو مخزنی و هوشمند سازی آن

Abstract

طراحی نامناسب ابعاد هندسی دریچه تخلیه کننده و بازشدگی ناگهانی آن، باعث ایجاد خسارات مالی و جانی در پائین دست سد و عدم استفاده‌ی بهینه از آب درون مخزن می‌شود. برای افزایش تراز آب بر روی توربین‌های مولد برق، کنترل سیلاب‌ها و افزایش کارایی سد، تعیین ابعاد هندسی دریچه‌ی تخلیه کننده و هوشمند سازی آن ضروری است. در این مقاله معادلات غیر خطی دبی عبور از دریچه‌ی‌ تخلیه‌ کننده سد دو مخزنی و ارتفاع آب درون مخازن به معادلات خطی فضای حالت تبدیل شد. براساس معادلات خطی فضای حالت، هیدروگراف سیل طرح ورود و خروج از مخازن سد رسم گردید. با تعیین مقادیر مناسب برای پارامترهای بازشدگی دریچه‌ها، تنظیم نقطه‌ی تعادل هیدروگراف دبی ورود و خروج از مخازن سد، ارتفاع آب، حجم آب ذخیره شده در مخازن، ابعاد دریچه‌ی تخلیه کننده‌ی هر مخزن تعیین شد. با تنظیم و تغییر پارامترهای باز شدگی R نه تنها می‌توان نقطه‌ی تعادل دبی ورود و خروج سیل را در همان مکان هندسی روش پالس قرار داد بلکه در گستره‌ی وسیعی از هیدروگراف ورودی قابل تعیین است که با هر شرایط محیطی و اقتصادی انطباق پذیر است. سیستم‌های هوشمند دریچه‌ی تخلیه کننده با استفاده از المانهای الکترونیکی، میکروپروسسور، فاصله سنج، سنسورهای فرستنده و گیرنده آلتراسونیک، پردازشگر، قطعات دیگر و نرم‌افزار‌های مناسب ، طراحی و ساخته شدند. دریچه‌ی هوشمند تخلیه کننده، مجهز به سیستم‌های هشدار دهنده است و بر اساس برنامه‌ی بهره بردار و نظر طراح، از راه دور و بوسیله امواج ماهواره‌ای باز و بست می‌شود. سیستم-های هوشمند دریچه‌، در آزمایشگاه و کانال‌های باز آزمایش شد که از دقت بالایی برخوردار است. با نصب سیستم‌های هوشمند دریچه‌، نیروی انسانی کاهش، سیلاب‌ها کنترل و کارایی سد افزایش می‌یابد. این روش ساده، قابل اعتماد و انطباق پذیر با شرایط محیط است و در عمل می‌تواند جایگزین مناسبی برای روش های کنترل دستی و غیر اتوماتیک باشد.