Sulama Amaçlı Bir Barajın Optimum İşletme Modelinin Belirlenmesi

Abstract

Ne zaman, nerede, ve ne kadar suya ihtiyaç olduğunu tespit eden ve sulama amaçlı bir haznedeki mevcut suyu optimum şekilde dağıtan bir SULAMA modeli geliştirilmiştir. Bu modelde ilk önce yıllık mevcut su kapasitesiyle maksimum net faydayı verecek optimum bitki deseni belirlenmektedir. Yeterli su potansiyeli durumunda tam sulama programı, yetersiz su potansiyeli durumunda ise, optimum su dağıtım programı dinamik programlama tekniğinden faydalanılarak yapılmaktadır. Sulama kısıntı oranları, hangi bitkinin hangi büyüme evresinde olacağı, klasik metotlardan farklı olarak dinamik olarak geliştirilen bir yöntemle belirlenmektedir. Karar aralıkları günlük olarak seçilirken sulama aralıkları dinamik olarak hesaplanmaktadır. Toprak nem dengesi dinamik yapı gösterdiği için muhtemel her bir kısıntı oranı için senaryolar geliştirilmiştir. Sadece bir bitki için 1 336 336 adet senaryo izlenerek net faydayı en yüksek yapan kısıntı değerleri bulunmuştur. Her bir senaryoda ekimden hasada kadar, günlük karar aralıkları ile dinamik sulama suyu ihtiyaçları hesaplandığından, optimizasyon sonucunda elde edilen çözüm bir bitkinin sezon boyunca sulama zaman ve miktarlarını vermektedir. Önerilen model birisi suyu talep eden bitki kök bölgesi ile diğeri suyu arz eden biriktirme haznesi olmak üzere iki farklı kontrol hacmini birbirine entegre etmektedir. Modelin uygulanabilirliği Çavdarhisar Barajında (Kütahya-Türkiye) yapılan bir çalışma ile gösterilmiştir.

A model called SULAMA was developed to determine where, when, and how much water is needed and to optimally allocate available water in an irrigation reservoir. In the model at the beginning, optimum crop pattern is determined to attain maximum net benefit with annually available water capacity. Under adequate water potential conditions full irrigation scheduling, under inadequate water potential conditions, optimal water allocation scheduling is determined by using soil water balance and dynamic programming. Irrigation deficit ratios for growth stages of a specific crop are determined by a method that is dynamically developed and different from classical methods. When daily decision intervals are selected, irrigation intervals are dynamically calculated. Since soil moisture shows dynamic structure, various scenarios are developed for probable deficit ratios. Optimum deficit ratios giving the highest benefit were calculated tracing 1 336 336 scenarios for each crop. In each scenario, since dynamic irrigation requirements using daily soil moisture balance were calculated from the planting to the harvest, solution obtained for optimum allocation is the solution for irrigation time and quantity through season. The proposed model integrates two control volumes, one is the root zone demanding water and the other is the reservoir supplying water. The applicability of the model was demonstrated through a case study of Çavdarhisar reservoir in Kütahya-Turkey.