Toward a simple real-time control system for efficient management of furrow irrigation

Authors

  • Kanya L. Khatri,

    Corresponding author
    1. Cooperative Research Centre for Irrigation Futures, and National Centre for Engineering Agriculture, University of Southern Queensland, Toowoomba, Queensland, 4350, Australia
    • Cooperative Research Centre for Irrigation Futures, Faculty of Engineering and Surveying, University of Southern Queensland, Toowoomba, QLD, 4350, Australia.
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  • R. J. Smith

    1. Cooperative Research Centre for Irrigation Futures, and National Centre for Engineering Agriculture, University of Southern Queensland, Toowoomba, Queensland, 4350, Australia
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  • Vers un contrôle en temps réel simple pour une gestion efficace de l'irrigation de sillon.

Abstract

A simple real-time control system for furrow irrigation is proposed that predicts the infiltration characteristic of the soil in real time using data measured during an irrigation event, simulates the irrigation, and determines the optimum time to cut-off for that irrigation. The basis of the system is a new method for estimating the soil infiltration characteristic under furrow irrigation, previously developed by the authors, that uses a model infiltration curve, and a scaling process to predict the infiltration characteristic for each furrow and each irrigation event. Using the new method, infiltration parameters were calculated for two different fields. The SIRMOD simulation model was then used to simulate irrigation performance under different model strategies. These were framed to assess the feasibility of, and demonstrate the gains from, the real-time control strategy. The simulation results showed that the system is feasible. The scaled infiltration gave predictions of the irrigation performance comparable to the measured performance, clearly establishing the suitability of this method for use in real-time control. The results further indicated that under simple real-time control the irrigation performance for the two fields could be greatly improved with reductions in the total volume of water applied to the two fields of 20 and 60% respectively, indicating the scale of benefits that can be achieved in the irrigation sector by implementing simple real-time control. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.

Abstract

Un système de contrôle en temps réel simple est proposé pour l'irrigation de sillon, prévoyantles caractéristiques d'infiltration du sol en fonctions de données mesurées en temps réel au cours d'une irrigation, simulant ensuite l'irrigation, et déterminant ainsi le moment optimum pour l'arrêter. Il est basé sur une nouvelle méthode d'estimation des caractéristiques d'infiltration du sol pendant une irrigation de sillon, développée antérieurement par les auteurs à partir d'une courbe type d'infiltration et d'un procédé de réduction (scaling) pour prévoir les caractéristiques d'infiltration de chaque sillon et de chaque d'irrigation. En utilisant la nouvelle méthode, des paramètres d'infiltration ont été calculés pour deux champs différents. Le modèle de simulation SIRMOD a alors été utilisé pour simuler la performance de l'irrigation sous différentes stratégies. Ces dernières ont été conçues de manière à évaluer la faisabilité et démontrer les gains d'une stratégie de contrôle en temps réel simple. Les résultats des simulations ont non seulement démontré la faisabilité du système de commande en temps réel, mais ils ont aussi montré que la diminution de l'infiltration a reproduit une performance d'irrigation similaire à celle obtenue avec une infiltration réelle, démontrant ainsi clairement l'utilité de cette méthode. Les résultats ont en outre montré que, avec un contrôle en temps réel simple, la performance d'irrigation pouvait être grandement améliorée avec des réductions respectives de 20 et de 60 % des volumes d'eau utilisés pour les deux champs, faisant ainsi apercevoir les énormes avantages qui pourraient être atteints dans le secteur de l'irrigation à l'aide du contrôle en temps réel simple. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.

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