Sistema de control adaptable para la regulación de canales de riego

• Brenes Gámez, Alfonso ^[1] ; de León Mojarro, Benjamín ^[2] ; Ruiz Carmona, Víctor Manuel ^[2] ; Rendón Pimentel, Luis ^[3]
  1. [1] SEDENA Costa Rica
  2. [2] Instituto Mexicano de Tecnología del Agua
  3. [3] Comisión Nacional del Agua

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• Localización: Ingeniería hidráulica en México (1985), ISSN 0186-4076, Vol. 15, Nº. 1 (enero-abril de 2000), 2000, págs. 63-72
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Adjustable control system for irrigation channels regulation
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• Resumen
  • español

    Con el propósito de mejorar el servicio de riego de los cultivos y reducir las pérdidas de agua en las redes de conducción y distribución de los distritos de riego, en este trabajo se presenta una aplicación de la Teoría de control adaptable en la operación de canales de riego. La investigación se desarrolló para las condiciones de la red principal del Distrito de riego 085, La Begoña, Guanajuato, México. El control adaptable se propone debido a que durante la operación de los canales se presentan grandes variaciones de la demanda de riego, de los niveles de referencia y de las políticas de maniobra de las estructuras de extracción y regulación, lo cual modifica las características dinámicas del funcionamiento hidráulico de los canales para cada valor del caudal, del nivel y de la localización de las estructuras en funcionamiento. El algoritmo de control regula el  caudal aguas arriba de cada tramo de canal en forma proporcional al error entre el nivel medido aguas arriba del tramo y su referencia, y en forma proporcional e integral al error entre el nivel aguas abajo del tramo y la referencia correspondiente. El control del caudal se realiza con base en una primera precompensación, que depende del pronóstico del riego, del retardo y del tiempo de respuesta del canal, y en una segunda que repercute de aguas abajo hacia aguas arriba las correcciones en cada tramo hasta llegar a la fuente de alimentación.  El algoritmo de control se probó en un modelo de simulación del flujo de agua en canales calibrado y validado con mediciones de campo. Los resultados muestran que la variación de los parámetros de regulación en función del caudal de demanda de los niveles de referencia, y de la ubicación de las estructuras en operación, permite reducir las pérdidas de agua y las variaciones del nivel en los canales, a la vez que mejorar el servicio de riego. 

  • English

    This paper presents the use of control theory in irrigation canal operation to improve water delivery management for irrigation and to reduce the water losses caused by operation. This research was developed for the main distribution network of the Begoña Irrigation District, Guanajuato, Mexico. A distributed control system was developed for three of the four operation sections of the Main Right Bank Canal. The regulator used determines the flow rate upstream each section proportional to the error between the upstream level of the section and its reference level, and in a proportional-integral form to the error between the downstream level of the section and its reference level. Two feedforward components were used. The first one considers the conveyance time to anticipate flow adjustments required for changing water demand. The second one reduces the cross-coupling effects between the controlled canal sections by the control actions upstream propagation. The canal dynamics and the bad performance of the control system, when the canal operation point change, suggest the use of an adaptive, self-tuning, implementation of the regulator used. The regulator capacity to compensate flow rate variations was tested. The feedforward components performance was evaluated to schedule and not schedule water demand variations. The simulation results demonstrated the ability of the control system to improve canal operation. The control system developed is an alternative to the control problem in irrigation canals.