OPTIMIZATION OF THE ATABEY PIPE IRRIGATION NETWORK BY USING SUFEN NETWORK SOFTWARE
Date
2022-02-16
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Agricultural sector in the many developing countries of the world consumes about
70% of their total water resources. In Turkey, 73% of the total water resources is
consumed by the agricultural sector. During the last decade, classical irrigation
systems have been replaced by modern pipe irrigation networks to conserve water
and increase agricultural production. The Atabey irrigation scheme is one of the
fertile plains located in the central Mediterranean region known as lakes district of
Turkey, was designed and constructed as the classical irrigation system between
1980 and 1990. Due to the change of climate and decrease in total amount of
precipitation in the region, water level of the Eğridir Lake which is the main water
source of irrigation in the area started to decrease, thus the existing irrigation system
was transformed into pipe irrigation network. In this study pipe irrigation network
of the Atabey irrigation system was optimized in terms of optimizing pipe diameter
and hydraulic conditions by using SUFEN Network software which is based on the
simplex algorithm for optimization. Using the SUFEN Network, pipe diameters of
the main pipeline, and sub main pipeline were optimized, pressure in the pipe and
velocity criterion specified by the State Hydraulic Works (DSI) was achieved. It is
determined from the analysis that the operating pressure head in the main pipe varied
between 25 m to 35 m for the high pressure zone and between 10 m to 25 m for low
pressure zones in the area. Moreover flow velocity in the main pipe varied between
0.6 m/s which is greater than minimum allowable velocity of Vmin=0.5 m/s and 1.45
m/s which is also smaller than maximum allowable velocity of Vmax=3.0m/s. These
values conform with the hydraulic criteria defined by DSI. Similar results were also
obtained for the other branch sub pipe 1. The operating pressure head in this pipe
varied between 25 m to 35 m for the high pressure zone and between 10 m to 25 m
for low pressure zone and velocity values varied between 0.6 m/s which is greater
than allowable minimum velocity (Vmin=0.5m/s) and 1.9 m/s which is less than
maximum allowable velocity (Vmax=3 m/s). Based on the optimization results the
coordinates of the pipes and the final layout of the irrigation network were
determined by using Auto CAD application of the SUFEN Network Software.
Accuracy of the result obtained from this study was compared with the results of DSI
Network solution for the Atabey pipe network and it was found that both results were
almost identical. Thus, it was concluded that the optimization performed for the
Atabey pipe irrigation network is adequate.
Description
ATABEY BORULU SULAMA ŞEBEKESİNİN SUFEN ŞEBEKE YAZILIMI
KULLANILARAK OPTİMİZASYONU
ÖZ: Gelişmekte olan ülkelerde tarım sektörü ülkenin su kaynağının %70’ ini kullanmaktadır. Türkiye’de tarım sektörü toplam su kaynaklarının %73’ ünü kullanmaktadır. Geçen on yıllık sürede suyu tasarruflu kullanmak ve zırai ürün miktarını arttırmak için klasik sulama sistemleri modern borulu şebekelerle değiştirilmiştir. Orta Akdeniz göller bölgesinde bulunan Atabey ovası verimli bir ova olup 1980 ve 1990 yılları arasında sulama sistemi klasik sulama sistemi olarak inşaa edilmiştir. Son yıllarda iklim değişikliği ve yağış miktarında meydana gelen azalmayla birlikte ana su kaynağı olan Egridir gölündeki seviye azalması nedeniyle sulama sistemi borulu sulama şebekesine dönüştürülmüştür. Bu çalışmada, Simplex algoritmasını kullanarak geliştirilen SUFEN Şebeke yazılımı kullanılarak Atabey borulu sulama şebekesinin boru çapları ve hidrolik koşulları için optimizasyonu yapılmıştır. SUFEN Şebeke yazılımı kullanılarak ana boru hattının ve anayedek1 boru hattının çapları optimize edilmiş, boru hattında meydana gelecek basınç ve akım hızı değerleri DSİ tarafından belirlenen kriterlere uygun hale hetirilmiştir. Optimizasyon sonuçlarının analizinden ana boru hattında ve ana yedek 1 boru hattında işletme basınç yükü 25 m ile 35 m arasında akım hızı ise V=0.6 m/s>Vmin=0.5m/s ile V=1.9 m/s <Vmax=3m/s arasında değişmiş olup bu değerler DSİ tarafından belirlenen hidrolik kriterlere uygun olarak belirlenmiştir. Atabey borulu sulama şebekesinin hesaplanan hidrolik verileri ve hidrolik yük eğimi verileri Auto CAD yazılımı kullanılarak boruların yerleşim koordinatları ve projenin nihai genel yerleşim planı hazırlanmıştır. Bu çalışmada elde edilen sonuçlar, DSİ tarafından geliştirilen şebeke yazılımının aynı projeye uygulanmasıyla elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmış ve her iki optimizasyon çalışmasında elde edilen sonuçların birbirleriyle örtüştükleri belirlenmiştir. Bu doğrulama neticesinde Atabey borulu sulama şebekesinin optimizasyonunun doğru olduğu sonucuna ulaşılmıştır.
ÖZ: Gelişmekte olan ülkelerde tarım sektörü ülkenin su kaynağının %70’ ini kullanmaktadır. Türkiye’de tarım sektörü toplam su kaynaklarının %73’ ünü kullanmaktadır. Geçen on yıllık sürede suyu tasarruflu kullanmak ve zırai ürün miktarını arttırmak için klasik sulama sistemleri modern borulu şebekelerle değiştirilmiştir. Orta Akdeniz göller bölgesinde bulunan Atabey ovası verimli bir ova olup 1980 ve 1990 yılları arasında sulama sistemi klasik sulama sistemi olarak inşaa edilmiştir. Son yıllarda iklim değişikliği ve yağış miktarında meydana gelen azalmayla birlikte ana su kaynağı olan Egridir gölündeki seviye azalması nedeniyle sulama sistemi borulu sulama şebekesine dönüştürülmüştür. Bu çalışmada, Simplex algoritmasını kullanarak geliştirilen SUFEN Şebeke yazılımı kullanılarak Atabey borulu sulama şebekesinin boru çapları ve hidrolik koşulları için optimizasyonu yapılmıştır. SUFEN Şebeke yazılımı kullanılarak ana boru hattının ve anayedek1 boru hattının çapları optimize edilmiş, boru hattında meydana gelecek basınç ve akım hızı değerleri DSİ tarafından belirlenen kriterlere uygun hale hetirilmiştir. Optimizasyon sonuçlarının analizinden ana boru hattında ve ana yedek 1 boru hattında işletme basınç yükü 25 m ile 35 m arasında akım hızı ise V=0.6 m/s>Vmin=0.5m/s ile V=1.9 m/s <Vmax=3m/s arasında değişmiş olup bu değerler DSİ tarafından belirlenen hidrolik kriterlere uygun olarak belirlenmiştir. Atabey borulu sulama şebekesinin hesaplanan hidrolik verileri ve hidrolik yük eğimi verileri Auto CAD yazılımı kullanılarak boruların yerleşim koordinatları ve projenin nihai genel yerleşim planı hazırlanmıştır. Bu çalışmada elde edilen sonuçlar, DSİ tarafından geliştirilen şebeke yazılımının aynı projeye uygulanmasıyla elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmış ve her iki optimizasyon çalışmasında elde edilen sonuçların birbirleriyle örtüştükleri belirlenmiştir. Bu doğrulama neticesinde Atabey borulu sulama şebekesinin optimizasyonunun doğru olduğu sonucuna ulaşılmıştır.
Keywords
civil engineering