Simulação numérica de canais de irrigação controlados por comportas automáticas

Abstract

Este trabalho introduz alguns aspectos do controle de canais de irrigação e apresenta um modelo matemático hidrodinâmico, desenvolvido para simular o controle de canais por comportas automáticas, submetido a demandas fortemente variáveis, típicas em sistemas de irrigação. O modelo subdivide o canal em trechos do tipo canal, reservatório, comporta e degrau, sendo o escoamento em cada trecho representado por equações específicas. Nos trechos de canal são usadas as equações de Saint-Venant, nos trechos de comporta e de degrau são utilizadas a equação da continuidade e uma equação de perda de energia específica para o tipo de trecho e nos trechos de reservatório são utilizadas uma equação de continuidade com armazenamento e uma equação de nível da água horizontal. O modelo pode ser empregado para verificar o dimensionamento dos canais e das comportas automáticas, sujeitos a determinados hidrogramas de demanda e para planejar os hidrogramas de demanda nas diferentes tomadas de água, permitindo evitar o colapso de sistemas já existentes ou já dimensionados. É apresentado um exemplo de aplicação a um canal de 2600 m de extensão, com 11 comportas automáticas, 4 tomadas de água e com controle por jusante.

This paper presents an introduction to several aspects related to the control of irrigation canals, and a simulation model of this control. The model is based on the hydrodynamic equations in one dimension, and can be applied to canals controlled by automatic gates, typical of irrigation systems. The model divides the whole canal into reaches with canals, gates, reservoirs and steps, and each reach is mathematically represented by the respective equations. The model may be used as a verification tool to design irrigation systems, with canals and automatic gates, where the systems are subject to strong variations in water demand, and to plan the demand calendar at the different water intakes. An example is presented applying the model to a 2600-meter long irrigation canal, controlled by 11 gates and with 4 water intakes.