بررسی راهکارهای مختلف کاهش مصرف انرژی در شبکه آبیاری صالح آباد

زمینه و هدف: امروزه وابستگی بین مصرف انرژی با مصرف آب به یکی از موضوعات مهم شبکه های آبیاری تحت فشار تبدیل شده است. به طوری که همراستا با مسایل و مشکلات کمبود آب، افزایش هزینه های انرژی مصرفی در بخش کشاورزی به یک چالش مهم تبدیل شده است. هدف از این پژوهش بررسی راهکارهای مختلف کاهش مصرف انرژی در شبکه ی آبیاری تحت فشار صالح آباد می باشد. روش پژوهش: برای این منظور ابتدا تغییرات جزئی اثرگذار بر مصرف انرژی شامل تغییر قطر لوله آبده مورد ارزیابی قرار گرفت. در این سطح، سناریوهای مورد ارزیابی شامل دو قطر لوله آبده (لترال) ۶۳ و ۷۵ میلی متر می باشد. تحلیل هیدرولیکی شبکه آبیاری با استفاده از نرم افزارWaterGems  و مصرف انرژی در ایستگاه های پمپاژ مختلف  محاسبه شد. در سطح دوم ارزیابی ها، با تغییرات اساسی در شبکه شامل بخش بندی شبکه، کنترل نقاط بحرانی، استفاده از استراتژی های ممیزی انرژی و مدیریت ایستگاه های پمپاژ چهار سناریو برای کاهش مصرف انرژی در شبکه ی آبیاری تعریف شد. سناریوها عبارت بودند از: سناریو یک ناحیه بندی شبکه با لحاظ حفظ کانال تغذیه کننده اصلی شبکه، سناریو دوم ناحیه بندی شبکه با لحاظ تغییر کانال اصلی به لوله، سناریوی سوم اجرای یک خط اصلی جدید برای اراضی ثقلی و سناریو چهار حذف پمپاژ ثانویه با تغییر رقوم مخزن و تقویت پمپاژ اصلی. در سناریوهای اول تا سوم بخشی از شبکه آبیاری که قابلیت آبیاری بارانی بدون نیاز به ایستگاه پمپاژ ثانویه را دار می باشد، مشخص و در ادامه با تغییر نوع یا تعداد پمپ-های ایستگاه های پمپاژ ثانویه برای تامین دبی و هد مورد نیاز اراضی بالادست، میزان صرفه جویی در هر سناریو محاسبه گردید.یافته ها: نتایج نشان داد که با توجه به شرایط توپوگرافی شبکه، تغییر قطر لترال ها تاثیری بر صرفه جویی در مصرف انرژی نداشت. همچنین نتایج نشان داد که با ناحیه بندی شبکه آبیاری و اعمال سناریوهای یک، دو و سه سطح اراضی آبیاری شده بدون نیاز به ایستگاه پمپاژ ثانویه به ترتیب ۸/۶۱۰، ۵/۱۵۹۱ و۸/۱۶۲۱ هکتار و میزان صرفه جویی در انرژی مصرفی پمپاژ ثانویه به ترتیب ۶/۱۴، ۱/۴۶ و ۴/۴۷ درصد و در کل شبکه به ترتیب ۹/۳، ۴/۱۲ و ۷/۱۲ درصد بود. در سناریو چهارم به بهینه سازی ایستگاه پمپاژ اولیه پرداخته شد و مشخص گردید که با تغییر پمپ های ایستگاه پمپاژ اولیه امکان حذف تمام ایستگاه های پمپاژ ثانویه وجود داشت. سطح اراضی آبیاری شده بدون نیاز به ایستگاه پمپاژ ثانویه ۲۸۲۰ هکتار و میزان صرفه جویی در انرژی مصرفی کل شبکه در این سناریو ۴۶/۸ درصد بود.نتایج: نتایج این مطالعه نشان داد که تغییر قطر لوله آبده تاثیر معنی داری بر مصرف انرژی شبکه ندارد. همچنین نتایج نشان داد که با ناحیه بندی و ایجاد تغییر در خط لوله آبرسان شبکه می توان ۳۱۲۱ مگاوات ساعت در مصرف انرژی سالانه شبکه صرفه جویی نمود. بنابراین پیشنهاد می شود در طراحی شبکه های آبیاری و زهکشی ناحیه بندی شبکه بر اساس فشار ورودی آبگیرها و استفاده از نیروی ثقل به عنوان یک راهکار تاثیرگذار در کاهش مصرف انرژی مد نظر قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

انرژی ، ایستگاه پمپاژ اولیه ، ایستگاه پمپاژ ثانویه ، صالح آباد ، ناحیه بندی