Simulación de Flujo en Red de Canales de Riego

Resumen En el presente trabajo se muestra la aplicación de un modelo numérico unidimensional a la simulación del flujo en una red de canales de riego. El modelo utilizado ha sido desarrollado previamente por el autor y nos permite simular diversas condiciones de flujo, tales como flujo uniforme y no uniforme, estacionario y no estacionario. El modelo numérico se basa en las ecuaciones gobernantes de flujo en canales abiertos (ecuaciones de Saint Venant), las cuales han sido discretizadas mediante el esquema de diferencias finitas implícito de Preissmann. Las variables de cálculo son el caudal (Q) y el nivel de la superficie líquida (Z). Mediante un algoritmo especial se reduce el número de ecuaciones resultantes a un solo par de ecuaciones por canal, los cuales conjuntamente con las condiciones de frontera externas e internas componen el sistema de ecuaciones algebraicas lineales a resolverse. La red se compone de canales rectangulares ramificados con fines de riego de parcelas de cultivo. El trabajo consiste en diseñar la geometría de los canales simulando flujo permanente para obtener una superficie liquida constante en todo el sistema. Los resultados comprueban la bondad del modelo utilizado. Palabras clave: Simulación numérica, hidráulica de canales, hidráulica computacional, diseño de canales. Abstract In the present work we show the application of a one-dimensional numerical model in the simulation of flow in a network of irrigation channels. The used model has been developed previously by the author and it permits to simulate a broad range of flow conditions, such as uniform and non-uniform flow, steady and unsteady. The model is based in the governing equations of flow for open channels (Saint Venant's equations), which have been converted into discrete form by the implicit finite difference Preissmann scheme. The computation variables are the discharge (Q) and the water surface level (Z). Using a special algorithm we reduce the number of resulting equations to one pair of equations per channel, those equations plus the external and internal boundary conditions compose the system of linear algebraic equations to be solved. The network is composed of branched rectangular channels. The work consists into design the geometry of the channels simulating steady flow to get a constant water surface in all the system. The results demonstrate the goodness of the used model.