نظارت بر سدها با استفاده از سیستم‌های کنترل از راه دور
با توجه به محدودیت دسترسی به منابع آب شیرین و مشکلاتی از قبیل تغییرات جوی، خشکسالی و پیامدهای آن بر اقتصاد کشور، مدیریت آب بیش‌تر از گذشته اهمیت پیدا کرده است. هرچند نقش سدها در مدیریت آب بر کسی پوشیده نیست، با این حال هنوز هم شاهدیم که در بسیاری از موارد، شیوه‌های سنتی برای مدیریت و نظارت بر دروازه‌های سد، اندازه‌گیری سطح آب و سایر پارامترها استفاده می‌شود؛ این درحالی‌ست که می‌توان با به کارگیری سیستم‌های کنترل از راه دور و نظارت آنلاین و مستمر بر بخش‌های مختلف سد، از پیش آمدن بسیاری از خرابی‌ها و مشکلاتی که ممکن است منجر به شکست سد شوند جلوگیری کرد. استفاده از این فناوری به مدیران و متخصصان این حوزه کمک می‌کند تا با داشتن اطلاعات لحظه‌ای از امنیت و وضعیت سد، بتوانند بهترین تصمیمات را اتخاذ کنند.
سیستم‌های مختلف مرتبط با اتوماسیون نظارت بر سدها وجود دارد که هر کدام بطور ویژه بخش متفاوتی را رصد می‌کنند. به عنوان مثال:
سیستم‌های توسعه دروازه‌های سد بطور مستقل، با استفاده از سنسورهای سطح و کنترل‌گر موتور، از جمله این سیستم‌ها هستند. اگرچه دروازه های سد به طور خودکار با استفاده از موتور DC کنترل می‌شوند اما در این سیستم‌ها اطلاعاتی در مورد سطح آب ارائه نمی شود.
در این روش سیستمی ایجاد شده که در آن از طریق داده‌هایی که از سنسورهای سطح آب مستقر در نزدیکی سد به دست می‌آید دروازه‌های سد را کنترل می‌کند. این ایده به مهندسان و مدیران سد کمک می‌کند تا با کاهش نیروی انسانی برای نگهداری از سد، سدهای سراسر کشور را به طور موثر کنترل و نظارت کنند. برای بهبود عملکرد این سیستم، مجموعه‌ای از سنسورها برای جمع‌آوری اطلاعات مربوط به سطح آب استفاده می‌شوند تا دستورالعمل‌هایی را برای کنترل سد ارسال نمایند. این سیستم توانایی آن را دارد تا از وضعیت فعلی سد اطلاع یافته و همچنین در صورت تغییر شرایط سد از حالت نرمال هشدارهای لازم را صادر کند.
همچنین سیستم دیگری طراحی شده که ترک‌های دیواره سد و سطح کدری آب را در پایین دست بررسی کرده و در صورت بالاتر رفتن آن‌ها از حد مجاز هشدار می‌دهد؛ استفاده از این سیستم می‌تواند خراب شدن لوله‌ها و وجود خوردگی در دروازه‌های سد را تشخیص داده و از پیشروی و ایجاد رسوب در آن جلوگیری نماید. اطلاعات به‌دست آمده قابلیت استفاده در سیستم‌های اندروید را دارا می‌باشند.
یکی دیگر از برنامه‌های مورد استفاده برای هشدار در مورد امکان وقوع سیل از شبکه سنسور بی سیم در سیستم عامل اندروید، برنامه ZigBee است. شبکه سنسور از طریق ارتباط با ZigBee جزئیات مربوط به سطح آب را به سرور ارسال می‌کند. ZigBee به سد و سرور اصلی متصل می‌شود تا کاربر بتواند نقشه برداری منطقه را بدون نیاز به اینترنت انجام دهد.
این سیستم‌ها از سنسورهای مختلفی برای نظارت بر پارامترهای سد استفاده می‌کند. به عنوان مثال:
سنسور جریان :
برای اندازه گیری خروجی آب از سد، از سنسور جریان استفاده می شود که شامل بدنه، شیر پلاستیکی، روتور و سنسور مرکزی است. هنگامی که آب از روتور عبور می کند، روتور می‌چرخد و سرعتش را برای رسیدن به مقدار جریان متفاوت تغییر می‌دهد. میزان خروجی، همبسته به پالس است که توسط سنسور مرکزی ارائه می‌شود.
سنسور سنجش میزان کدر بودن آب:
میزان کدر بودن آب توسط سنسوری با استفاده از قوانین نور اندازه‌گیری می‌شود. میزان عبور و پراکندگی آب با استفاده از مادون قرمز محاسبه می‌شود. خروجی با مقدار ولتاژ مربوطه محاسبه شده و با میزان کدورت آب تناسب معکوس دارد.
به طور کلی کارکرد این سیستم را می‌توان به دو قسمت تقسیم کرد:
کنترل خودکار دروازه سد
در این سیستم با استقرار حسگرهای سطح آب در سطوح مختلف مخزن، باز شدن دروازه سد به طور خودکار کنترل می‌شود. پس از باز شدن دروازه سد، خروجی آب با استفاده از سنسور جریان محاسبه شده که منجر به مدیریت و استفاده موثر از آب موجود می‌گردد.
تشخیص خوردگی
خوردگی دروازه‌های سد با اتصال خارجی آند و کاتد و جریان تولید شده اندازه‌گیری می‌شود. از آنجا که دروازه‌های سد از فلز ساخته می‌شوند، عنصر حساس به یون یا یون‌متر روی اجسام فلزی قرار می‌گیرد. بنابراین خوردگی دروازه‌های سد کنترل شده و اطلاعات لازم جمع‌آوری می‌شود. براساس این اطلاعات، اندازه‌گیری متقابل پوشش اپوکسی را می‌توان برای حفظ سلامت دروازه سد انجام داد.
خروجی سنسورها به‌طور مداوم در سرورها نظارت و به‌روز شده و در صفحه وب نمایش داده می‌شوند. تجزیه و تحلیل این اطلاعات خروجی را می توان با استفاده از داده‌های ذخیره شده انجام داد و سیستم را به گونه‌ای برنامه‌ریزی شده تدوین کرد که هرگاه پارامتر از مقدار آستانه فراتر رفت، دروازه‌های سد بطور خودکار باز شوند. لازم به ذکر است که این داده‌های جمع آوری شده را می‌توان از طریق صفحه سرور نیز کنترل نمود.
اتوماسیون نظارت بر سدها- تشخیص خوردگی در سدها- سیستم‌های کنترل از راه دور- راهکارهای نظارت بر سد
