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COMPARATIVE ANALYSIS OF DESIGN METHODS OF PRESSURIZED IRRIGATION NETWORKS

Authors


  • Analyse comparative des méthodes de conception de réseaux d'irrigation sous pression.

César González-Cebollada, Department of Fluid Mechanics, EPS Agricultural Engineering, Huesca. Universidad de Zaragoza. Escuela Politécnica Superior, Carretera de Cuarte s/n. 22071 Huesca, Spain. Tel.: +34 974239301. E-mail: cesargon@unizar.es

ABSTRACT

This paper offers a comparison between the main methods of designing a pressurized irrigation network. The methods are applied to two networks: a small example network and a real irrigation network (located in Fonz, Huesca province, Spain). After presenting and defining the design problem, the theoretical foundations of the main existing design methods are reviewed. These methods are: maximum velocity, recommended velocity, Mougnie velocity, constant hydraulic slope, Lagrange multipliers, linear programming, Labye's method, genetic algorithms and recursive design. Implementation of each is explained.

The Example and Fonz networks are then presented with detailed information in figures and tables. The design methods were applied to both networks and results are shown with bar graphs. Final costs were very different depending on the method used. Methods without economic considerations in their formulations (functional methods) were more expensive than advanced methods with internal economic targets. In this comparison, the Lagrange multipliers method and recursive design method were less expensive solutions in both networks. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.

RÉSUMÉ

Cet article propose une comparaison entre les principales méthodes de conception d'un réseau d'irrigation sous pression. Les méthodes sont appliquées à deux réseaux: un petit réseau, à titre d'exemple, et un réseau d'irrigation réel (situé à Fonz, province de Huesca, Espagne). Après la présentation et la définition précise du problème de la conception, les fondements théoriques des principales méthodes de conception existantes sont passés en revue. Ces méthodes sont les suivantes: vitesse maximale, vitesse recommandée, vitesse de Mougnie, pente hydraulique constante, multiplicateurs de Lagrange, programmation linéaire, méthode de Labye, algorithmes génétiques, et conception récursive. A chaque fois, les modalités de mise en œuvre sont expliquées.

Le réseau d'exemple et le réseau de Fonz sont ensuite présentés avec des informations détaillées dans les figures et les tableaux. Les différentes méthodes de conception ont été appliquées aux deux réseaux et les résultats sont affichés avec des graphiques à barres. Les coûts finaux obtenus sont très différents selon les méthodes. Les méthodes sans considérations économiques dans leurs formulations (méthodes fonctionnelles) donnent des coûts plus élevés que les méthodes de pointe avec des objectifs internes économiques. Dans cette comparaison, la méthode des multiplicateurs de Lagrange et la méthode de conception récursive conduisent aux solutions les moins chères dans les deux cas. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.

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