PERFORMANCE EVALUATION OF IRRIGATION CONVEYANCE SYSTEMS USING DYNAMIC SIMULATION MODELS

Abstract

The sustainability of irrigation projects, which use extensive open channel conveyance systems to distribute water, depends to a great extent on the ability of the system to economically satisfy farm water needs and to ensure maximum utilization of water commanded for irrigation purposes. The delivery of water from supply to farm normally incurs a significant proportion of project costs in terms of real currency, (i.e. actual costs), lost water resources, (i.e. water diverted but not used for crop production or other beneficial uses), land taken out of production, (eg. due to system right-of-way requirements and waterlogging and salinization), and suboptimal farm productivity, (i.e. due to inadequate farm water delivery). Each of these costs are a complex function of conveyance system design, method of operation, management practice, and maintenance programs. The relative significance of system costs is determined using appropriate performance evaluation criteria. Assessment of project sustainability requires that performance be measured or reliably estimated by engineers, agronomists, economists, bankers, governments, farmers and other professionals and stakeholders.For assessments to be useful, costs used in performance evaluation need to be related to the specific physical and operational characteristics of the conveyance system being evaluated. Historically, conveyance system performance evaluation has been seriously inhibited by the lack of data. Even if existing systems were monitored to the required extent, the impacts of proposed changes to design, operations, etc. could have only been surmised. These difficulties may be overcome using recent developments in dynamic simulation of irrigation conveyance system hydraulics, operation and hydrologic environment. Unlike water balance models, dynamic simulation models provide the opportunity to relate specific system characteristics to actual costs and selected performance evaluation criteria. The impact of irrigation water distribution system design, management, operations and maintenance on the sustainability of existing or proposed irrigation projects may now be readily assessed.

La durabilité des projets d’irrigation, qui utilisent les vastes réseaux de transport à canal ouvert pour distribuer l’eau, dépend en grande partie de la capacité du réseau de satisfaire d’une façon économique aux besoins en eau des exploitations agricoles et d’assurer une utilisation maximale de l’eau commandée aux fins d’irrigation. La livraison de l’eau de l’approvisionnement à l’exploitation agricole engage normalement une proportion considérable des coûts du projet en fonction des vraies devises (c’est-à-dire les frais réels), des ressources d’eau perdues (c’est-à-dire l’eau détournée mais non utilisée pour la production de récoltes ou d’autres emplois utiles), des terres retirées se la production (par suite des besoins d’emprise des réseaux, de la saturation d’eau et de la salification) et de la productivité suboptimale des exploitations agricoles (par suite d’une livraison insuffisante d’eau aux exploitations agricoles). Chaque élément de ces coûts est une fonction complexe de la conception des systèmes de transport, de la méthode de fonctionnement, de la méthode de gestion et des programmes d’entretien. L’importance relative des coûts des systèmes est déterminée à l’aide des critères appropriés d’évaluation du rendement. L’évaluation de la durabilité d’un projet exige que le rendement soit mesuré ou évalué de façon fiable par des ingénieurs, des agronomes, des économistes, des banquiers, des gouvernements, des agriculteurs et d’autres professionnels et participants.Pour que les évaluations soient utiles, il faut associer les coûts utilisés pour l’évaluation aux caractéristiques physiques et opérationnelles précises du système de transport qui est évalué. Historiquement, l’évaluation du rendement des systèmes de transport a été gravement ralentie par un manque de données. Même si les systèmes existants étaient surveillées dans la mesure nécessaire, on ne pouvait que supposer les conséquences des changements proposés à la conception, au fonctionnement, etc. Il est possible de surmonter ces difficultés par l’utilisation de nouvelles découvertes en simulation dynamique de l’hydraulique des systèmes de transport des eaux d’irrigation, du fonctionnement et de l’environnement hydrologique. Contrairement aux modèles de régime hydrologique, les modèles de simulation dynamique offrent la possibilité d’associer les caractéristiques précises du système aux coûts réels et à des critères choisis d’évaluation du rendement. Il est maintenant possible d’évaluer facilement les incidences de la conception, de la gestion, du fonctionnement et de l’entretien des systèmes de distribution d’eau sur la durabilité des projets d’irrigation existants ou proposés.