Aplicación de un modelo de simulación del flujo establecido en canales abiertos

Resumen

Con el fin de apoyar el mejoramiento de la eficiencia de conducción y distribución en la operación de los sistemas de riego por gravedad sobre bases más firmes y auxiliándose en los actuales equipos de cómputo, se presenta la aplicación parcial de un modelo de simulación del flujo establecido en canales, denominado STEADY desarrollado en la Universidad Estatal de Utah, en los Estados Unidos, aparte de la red hidráulica del distrito de riego 025: Bajo Río Bravo, Tamaulipas. La configuración considerada, en términos de la caracterización hidráulica y geométrica, abarca 11 tramos en 93.4 km de canal principal y 6 tramos en 37.6 km de canales laterales; 113 salidas por tomas parcelarias y desagües, y 81 estructuras de control en represas. Se considera que son las estructuras más usuales los orificios en sus diversos tipos: rectangulares, circulares y redondos, y vertedores y bombas centrífugas. Con esto se abarca en buena proporción lo que es la red mayor del distrito. Como parte importante de este esquema figura una estación de bombeo que auxilia a otro distrito de riego, el 026, Bajo Río San Juan, hasta con 30-32 m³/seg; se compone de 12 equipos que elevan el agua a una altura promedio de 15.5 m con un gasto de diseño por bomba de 2.5 m³/seg. Verificada la lógica y consistencia del esquema de configuración se plantearon tres opciones de demanda, con datos cuasi-reales del propio distrito y se corrieron las simulaciones respectivas, cuyos resultados tienen un buen grado de aproximación a los que se hubieran obtenido en situaciones reales. En este modelo, las demandas se plantean sólo en las tomas parcelarias, desagües y puntos terminales de cada canal, y el modelo da como resultado los gastos totales y parciales a la entrada y salida de cada tramo de canal, de cada derivación lateral, de cada toma parcelaria, tirantes en los puntos de interés sobre el tramo y en los puntos de salida (tomas y laterales), aberturas de compuertas, cargas sobre la cresta de vertedores, etc. Además, estima las pérdidas por infiltración, por tramo y total de la red, disminuyendo así la dependencia y parcialidad de los operadores en aumentar a las demandas de los usuarios las pérdidas por conducción. Por no disponer de la información respectiva de la calibración de estructuras, los parámetros hidráulicos de las mismas se tomaron como los valores teóricos más usuales, y se espera hacer los ajustes correspondientes en la medida en que se opere el sistema y el modelo se use en forma paralela a la forma actual de operar, lo que a la fecha no se ha podido realizar por las frecuentes lluvias en el área del distrito, lo que ha ocasionado que no se hayan regularizado los riegos. Los tres casos de demanda considerados abarcan prácticamente todo el rango de operación, desde alrededor de 35 m³/seg, que es la demanda mínima, hasta mas de 200 m³/seg y ocasionalmente hasta 260 m³/seg, en condiciones de demanda máxima; en todos, el comportamiento simulado del sistema es adecuado, de donde se deduce que la aplicación y uso de un modelo de este tipo, con las premisas en que se ha desarrollado, puede ser de gran utilidad para lograr los fines planteados. Existen, desde luego, modelos más complejos para el mismo fin, que tratan con el flujo no establecido (transitorio), que es el que en realidad se presenta en la práctica, pero  sus limitantes son la gran cantidad y variedad de información de campo, así como el equipo de cómputo que requieren, lo que los hace un tanto prohibitivos en el medio de los distritos de riego.