Optimal design of drip irrigation submains: presure-compensating emitters

Diseño óptimo de sectores de riego por goteo: emisores autocompensados

Carlos E. Schilardi Sícoli ORCID-iconhttps://orcid.org/0000-0001-5439-5122




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Abstract

For a drip irrigation system to be successful, it must be well designed, properly installed, managed and maintained. In plots with steep slopes and irregular topography that have little land leveling capacity and/or that require very efficient agricultural machinery, drip irrigation designs generally use pressure-compensating emitters. This work develops a methodology and implements it in a computer tool that makes it possible to optimally determine in drip-irrigated plots with pressure-compensating emitters: a) telescopic sizing of the submain manifold pipe, b) supply valve pressure and c) subunit’s intake valve location, when considering all hydraulic-economic aspects in the design phase. Techniques of optimal sizing of pipe networks and simulation of hydraulic networks under pressure are linked to economic analyzes of total annualized costs. Finally, the practical usefulness of the proposed methodology is shown with three examples of complex real cases where pipe design costs are reduced by 16-34% and energy costs by 37-51%.

Keywords: drip irrigation • design • submain • pressure-compensating emitters


Resumen

Para que un sistema de riego por goteo tenga éxito, debe estar bien diseñado, adecua¬damente instalado, apropiadamente manejado y mantenido. En parcelas con grandes pendientes, topografía irregular, con poca capacidad de nivelación y/o en situaciones donde se pretende tener una alta eficiencia de la maquinaria agrícola, los diseños de riego por goteo generalmente recurren a la utilización de emisores autocompensantes. El presente trabajo desarrolla una metodología y realiza su implementación en una herramienta informática que permite en sectores de riego por goteo con emisores autocompensantes determinar de manera óptima: a) el dimensionado telescópico de la tubería secundaria (porta-laterales), b) la presión en válvula de alimentación del sector y c) el punto de alimentación del sector (ubicación de dicha válvula); considerando todos los aspectos hidráulicos-económicos involucrados en la fase de diseño. Para ello, se vinculan técnicas de dimensionado óptimo de conducciones y simulación hidráulica de redes a presión con análisis económicos de costos totales anualizados. Finalmente, se demuestra la utilidad práctica de la metodología desarrollada mediante ejemplos reales de aplicación, donde los costos de diseño se reducen entre 16-34% y los costos de energía entre 37-51%.

Palabras claves: riego por goteo • diseño • subunidades • emisores autocompensantes
 
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