Published July 12, 2024 | Version v1
Publication Metadata-only

Sensitivity Analysis of Performance Indices of Surge-Flow Irrigation with System Variables Using the SIRMOD Model

Creators

  • 1. University of Buenos Aires
  • 2. Universidad Politécnica de Madrid
  • 3. National University of Luján

Description

A current challenge of irrigationengineering is to modernize surface irrigation. For example, surge flow irrigation has the potential to increase the efficiency of applying irrigationwater. The objective of this study was to perform a sensitivity analysis using the performance indices: Application Efficiency (AE), Storage Efficiency (SE), Distribution Efficiency (DE), Deep Percolation (DP), and Runoff (RO), and to investigate their relationship with the main system variables: length (L), unit flow rate (Qo), surge cycles and surge time, using the SIRMOD model. The SIRMOD model simulates the hydraulics of surface irrigation at the field level. The model with the best fit of AE, DE, DP, and RO as a function of L, Qo, or surge cycles and surge time was a quadratic polynomial function with an R2 > 0.70. The model reflects the goodness of fit to the variable that is intended to be explained. The AE is an increasing function of L and a decreasing function of Qo, while DE and RO are decreasing functions of L and are increasing functions of Qo. The number of surges has an impact on the stream size of each surge and on the volume of water stored, but not on the performance indices. It was demonstrated that the SIRMOD model provided the ability to adjust the system parameters and design variables, giving answersto any surge flow configuration. The potential application efficiency (AEpot) (>80%) can be achieved by establishing, e.g., an optimal flow rate (Qopt), with a schedule for the cycle number and surge time, according to soil characteristics.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يتمثل التحدي الحالي لهندسة الري في تحديث الري السطحي. على سبيل المثال، الري بتدفق التيار المفاجئ لديه القدرة على زيادة كفاءة استخدام مياه الري. كان الهدف من هذه الدراسة هو إجراء تحليل للحساسية باستخدام مؤشرات الأداء: كفاءة التطبيق (AE)، وكفاءة التخزين (SE)، وكفاءة التوزيع (DE)، والترسيب العميق (DP)، والجريان السطحي (RO)، والتحقيق في علاقتها بمتغيرات النظام الرئيسية: الطول (L)، ومعدل تدفق الوحدة (Qo)، ودورات الطفرة ووقت الطفرة، باستخدام نموذج SIRMOD. يحاكي نموذج SIRMOD المكونات الهيدروليكية للري السطحي على مستوى الحقل. كان النموذج الذي يتناسب بشكل أفضل مع AE و DE و DP و RO كدالة لدورات L أو Qo أو الاندفاع ووقت الاندفاع عبارة عن دالة متعددة الحدود تربيعية مع R2 > 0.70. يعكس النموذج مدى ملاءمة المتغير المراد شرحه. AE هي وظيفة متزايدة لـ L ووظيفة متناقصة لـ Qo، في حين أن DE و RO يقللان من وظائف L ويزيدان من وظائف Qo. يؤثر عدد الطفرات على حجم تيار كل طفرة وعلى حجم المياه المخزنة، ولكن ليس على مؤشرات الأداء. وقد ثبت أن نموذج SIRMOD يوفر القدرة على ضبط معلمات النظام ومتغيرات التصميم، مما يعطي إجابات على أي تكوين لتدفق الطفرة. يمكن تحقيق كفاءة التطبيق المحتملة (AEpot) (>80 ٪) من خلال تحديد، على سبيل المثال، معدل التدفق الأمثل (Qopt)، مع جدول زمني لرقم الدورة ووقت الزيادة، وفقًا لخصائص التربة.

Translated Description (French)

Un défi actuel de l'ingénierie de l'irrigation est de moderniser l'irrigation de surface. Par exemple, l'irrigation par flux de pointe a le potentiel d'augmenter l'efficacité de l'application de l'eau d'irrigation. L'objectif de cette étude était d'effectuer une analyse de sensibilité à l'aide des indices de performance : Efficacité d'application (AE), Efficacité de stockage (SE), Efficacité de distribution (DE), Percolation profonde (DP) et Ruissellement (RO), et d'étudier leur relation avec les principales variables du système : longueur (L), débit unitaire (Qo), cycles de pompage et temps de pompage, à l'aide du modèle SIRMOD. Le modèle SIRMOD simule l'hydraulique de l'irrigation de surface au niveau du champ. Le modèle avec le meilleur ajustement de AE, DE, DP et RO en fonction de L, Qo ou des cycles de surtension et du temps de surtension était une fonction polynomiale quadratique avec un R2 > 0,70. Le modèle reflète la qualité de l'ajustement à la variable qui est destinée à être expliquée. L'AE est une fonction croissante de L et une fonction décroissante de Qo, tandis que DE et RO sont des fonctions décroissantes de L et des fonctions croissantes de Qo. Le nombre de crues a un impact sur la taille du cours d'eau de chaque crue et sur le volume d'eau stocké, mais pas sur les indices de performance. Il a été démontré que le modèle SIRMOD permettait d'ajuster les paramètres du système et les variables de conception, donnant des réponses à toute configuration de flux de pointe. L'efficacité potentielle de l'application (AEpot) (>80 %) peut être obtenue en établissant, par exemple, un débit optimal (Qopt), avec un calendrier pour le nombre de cycles et le temps de pointe, en fonction des caractéristiques du sol.

Translated Description (Spanish)

Un desafío actual de la ingeniería de riego es modernizar el riego de superficie. Por ejemplo, el riego de sobreflujo tiene el potencial de aumentar la eficiencia de la aplicación de agua de riego. El objetivo de este estudio fue realizar un análisis de sensibilidad utilizando los índices de rendimiento: Eficiencia de la aplicación (AE), Eficiencia de almacenamiento (SE), Eficiencia de distribución (DE), Percolación profunda (DP) y Escorrentía (RO), e investigar su relación con las principales variables del sistema: longitud (L), caudal unitario (Qo), ciclos de sobretensión y tiempo de sobretensión, utilizando el modelo SIRMOD. El modelo SIRMOD simula la hidráulica de riego superficial a nivel de campo. El modelo con el mejor ajuste de AE, DE, DP y RO en función de L, Qo o ciclos de sobretensión y tiempo de sobretensión fue una función polinómica cuadrática con un R2 > 0,70. El modelo refleja la bondad de ajuste a la variable que se pretende explicar. El AE es una función creciente de L y una función decreciente de Qo, mientras que DE y RO son funciones decrecientes de L y son funciones crecientes de Qo. El número de oleadas tiene un impacto en el tamaño de la corriente de cada oleada y en el volumen de agua almacenada, pero no en los índices de rendimiento. Se demostró que el modelo SIRMOD proporcionaba la capacidad de ajustar los parámetros del sistema y las variables de diseño, dando respuestas a cualquier configuración de flujo de sobretensión. La eficiencia de aplicación potencial (AEpot) (>80%) se puede lograr estableciendo, por ejemplo, un caudal óptimo (Qopt), con un cronograma para el número de ciclos y el tiempo de sobretensión, de acuerdo con las características del suelo.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تحليل الحساسية لمؤشرات أداء الري بالتدفق المفاجئ مع متغيرات النظام باستخدام نموذج SIRMOD
Translated title (French)
Analyse de sensibilité des indices de performance de l'irrigation par flux de surtension avec des variables système à l'aide du modèle SIRMOD
Translated title (Spanish)
Análisis de sensibilidad de los índices de rendimiento del riego por sobretensión con variables del sistema utilizando el modelo SIRMOD

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4400584938
DOI
10.3390/agronomy14071509

Is supplement to
https://openalex.org/W4309524129 (Other)
https://openalex.org/W4303943945 (Other)
https://openalex.org/W4290993477 (Other)
https://openalex.org/W4245899862 (Other)
https://openalex.org/W4205593056 (Other)
https://openalex.org/W2610751701 (Other)
https://openalex.org/W2586462994 (Other)
https://openalex.org/W2366724728 (Other)
https://openalex.org/W2024978468 (Other)
https://openalex.org/W1679724328 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W1539991598
  • https://openalex.org/W1567185784
  • https://openalex.org/W1795027507
  • https://openalex.org/W1927318916
  • https://openalex.org/W1987430630
  • https://openalex.org/W2001307712
  • https://openalex.org/W2019076903
  • https://openalex.org/W2027358997
  • https://openalex.org/W2033805996
  • https://openalex.org/W2047149760
  • https://openalex.org/W2051384593
  • https://openalex.org/W2059092087
  • https://openalex.org/W2060525846
  • https://openalex.org/W2067372734
  • https://openalex.org/W2068522553
  • https://openalex.org/W2098567477
  • https://openalex.org/W2106711626
  • https://openalex.org/W2141576173
  • https://openalex.org/W2186816423
  • https://openalex.org/W2590798953
  • https://openalex.org/W2599007369
  • https://openalex.org/W2621222669
  • https://openalex.org/W2793945017
  • https://openalex.org/W2910489728
  • https://openalex.org/W2943053029
  • https://openalex.org/W2959008009
  • https://openalex.org/W2987027821
  • https://openalex.org/W2995454518
  • https://openalex.org/W3095360678
  • https://openalex.org/W3095814487
  • https://openalex.org/W4212769520
  • https://openalex.org/W4243365531
  • https://openalex.org/W4245863432
  • https://openalex.org/W4310346802