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EVALUATION OF HYDRAULIC PERFORMANCE OF DOWNSTREAM-CONTROLLED MAIRA-PHLC IRRIGATION CANALS UNDER CROP-BASED IRRIGATION OPERATIONS

Authors


  • Évaluation de la performance hydraulique de canaux à contrôle aval avec des systèmes d'irrigation à la demande, Maira- Pehure High Level Canal.

Sarfraz Munir, PhD Participant, Land and Water Development. UNESCO-IHE, P.O. Box 3015, 2601 DA Delft, the Netherlands. E-mail: munir_sarfraz@hotmail.com, munir.sarfraz@gmail.com

ABSTRACT

Demand-based irrigation systems are operated according to crop water requirements. As crop water requirements remain variable throughout the growing season, the discharges in the canal also vary to meet demands. The irrigation system under study is a demand-based semi-automatic irrigation system, where flows in the main canal are automatically controlled and secondary canals manually operated. The main canal headworks have been equipped with the SCADA system with proportional integral (PI) discharge controllers and the canal itself has been provided with self-regulating AVIS/AVIO downstream control gates for flow regulation in the canal. The secondary canals have manually operated sliding gates, which are opened or closed as per crop water requirements of the command area following a crop-based irrigations operation (CBIO) schedule under which they remain closed for one week after one or several weeks open, depending upon water needs. The flow in the main canal is then automatically adjusted according to the number of open or closed secondary offtakes. These operations result in fluctuating flows in the main canal and if not properly planned can cause serious implications for canal safety and its hydrodynamic performance. The PI discharge controllers regulate discharge releases to the canal in order to satisfy demands. The proper selection of PI coefficients ensures system safety and efficient water delivery. The operation of the secondary canals also plays a key role in defining the performance of the automatic operations. The planned opening and closure of a cluster of offtakes ensures safety of the self-regulating structures and stability of the flows in the main canal. In this paper various options have been tested using hydrodynamic modelling and we found some optimal values of PI coefficients and defined some rules for secondary canal operations to enhance the operational performance and sustainability of downstream-controlled irrigation canals. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.

RÉSUMÉ

Les systèmes d'irrigation à la demande doivent être capables d'apporter l'eau au moment où la plante en a besoin. Comme les besoins en eau des cultures différent tout au long de la saison de croissance, le débit du canal doit varier pour s'adapter à la demande. Le système sous étude est équipé d'une régulation semi-automatique au sens où le canal principal est équipé d'un contrôle automatique et que les canaux secondaires sont actionnés manuellement. L'ouvrage de tête a été équipé de contrôleurs de débit proportionnels et intégraux (PI) de type SCADA et le contrôle aval est dédié à des vannes auto régulantes de type AVIS / AVIO. Les canaux secondaires sont équipés de modules à masque manœuvrés selon le calendrier d'irrigation des cultures (CBIO) qui stipule que les modules doivent être fermés pendant une semaine après toute période d'irrigation, qui peut elle-même durer de une à plusieurs semaines après ajustée aux besoins en eau des cultures. Le flux dans le canal principal est alors automatiquement ajusté en fonction du nombre de modules ouverts ou fermés dans le secondaire. Il en résulte des fluctuations de débit dans le canal principal, qui, si elles ne sont pas anticipées, affectent la performance hydrodynamique et menacent même la sécurité du canal. Le bon choix des coefficients PI assure la sécurité du système et la livraison efficace de l'eau. Le fonctionnement des canaux secondaires joue donc un rôle clé dans la performance des automatismes et c'est donc bien la planification d'ouverture et de fermeture d'un groupe de prélèvements qui assure à la fois la sécurité des vannes de régulation autonome et la stabilité des flux dans le canal principal. Dans le présent document, différentes options ont été testées en utilisant la modélisation hydrodynamique et nous avons trouvé des valeurs optimales coefficients PI et défini un certain nombre de règles pour gérer le canal secondaire; il s'en suit l'amélioration des performances et la durabilité du contrôle en aval des canaux d'irrigation.

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