Development of Quantified Model for Application of Control Systems in Irrigation Networks by System Dynamic Approach

• Published in: Irrigation and drainage 2019-07, Vol.68 (3), p.433-442
• Main Authors: Hosseinzadeh Ghazichaki, Zeinab, Monem, Mohammad Javad
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Agricultural management; Agriculture; Automatic control systems; Computer simulation; Control systems; Distribution; dynamique du système; Extreme values; Groundwater; Hydraulic structures; Hydrologic data; Irrigation; irrigation networks; Irrigation systems; Networks; réseaux d'irrigation; Sensitivity analysis; system dynamics; systèmes de contrôle automatique; Water management; Water scarcity
• ISSN: 1531-0353; 1531-0361
• DOI: 10.1002/ird.2331

Because of water scarcity, improvement of water management has been gaining in importance. Agriculture is the largest water consumer, so improvement of irrigation networks is the priority. An automatic control system is one measure for achieving this goal. With the exception of automatic hydraulic structures, other automatic systems are new to Iranian irrigation networks, which make their selection a complicated task. In this paper, a dynamic system approach was used to investigate the interactions among automatic system components and the long‐term behaviour of irrigation networks. The conceptual model was developed and presented in a separate article. In this research, the quantified model is developed and verified for the Qazvin irrigation network (QIN). A data series of conveyance and distribution efficiency, and groundwater withdrawal, are used for verification using statistical indicators and extreme condition tests. The results show that the model simulates the system behaviour correctly. Sensitivity analysis shows that distribution and delivery management is the most effective parameter in irrigation network utility. Some improvement scenarios are tested. The results show that improving managerial structure has the greatest impact on network utility; in fact, other measures are not so useful, unless managerial structure is improved. © 2019 John Wiley & Sons, Ltd. Résumé En raison de la pénurie d'eau, l'amélioration de la gestion de l'eau a gagné en importance. L'agriculture étant le plus gros consommateur d'eau, l'amélioration des réseaux d'irrigation est une priorité. Le système de contrôle automatique est l'une des mesures permettant d'atteindre cet objectif. À l'exception des structures automatiques hydrauliques, d'autres systèmes automatiques sont nouveaux dans les réseaux d'irrigation iraniens, ce qui complique leur sélection. Dans cet article, une approche système dynamique a été utilisée pour étudier les interactions entre les composants du système automatique et le comportement à long terme des réseaux d'irrigation. Le modèle conceptuel a été développé et présenté dans un article séparé. Dans cette recherche, le modèle quantifié est développé et vérifié pour le réseau d'irrigation Qazvin (QIN). Les séries de données sur l'efficacité des moyens de transport et de distribution et sur les prélèvements d'eau souterraine sont utilisées pour la vérification à l'aide d'indicateurs statistiques et de tests de conditions extrêmes. Les résultats mont