Research progress on operation control and optimal scheduling of irrigation canal systems

Abstract

Open canals are a common water transfer method used in water transfer projects and agricultural irrigation and drainage projects. With the emergence of drawbacks in traditional canal control models and the increasingly severe shortage of water resources, accurate transport and distribution of water in the canal system of the irrigation district, rational allocation of water resources, reduction in water loss, improvement in the efficiency and benefit of water resource utilization, and satisfaction of the water demand of different water users are needed. Many scholars have conducted extensive research on canal operation control and optimal scheduling. This paper systematically reviews and summarizes the relevant research progress, including the theory of unsteady flow in open canals, the operation mode of the canal system, the operation control model and algorithm of canal systems, and the optimization of water distribution in canal systems. By summarizing the research progress already achieved, the existing problems and future development directions are identified according to actual needs, providing a reference for the ongoing modernization of irrigation districts and the research and application of digital twin irrigation district technology.

Résumé

Les canaux ouverts sont une méthode courante de transfert d'eau utilisée dans les projets de transfert d'eau et d'irrigation agricole et les projets de drainage. Avec l'apparition des inconvénients dans les modèles traditionnels de régulation des canaux et la pénurie de plus en plus grave des ressources en eau, il est nécessaire d'avoir un transport et une distribution précis de l'eau dans le système de canaux du district d'irrigation, une allocation rationnelle des ressources en eau, une réduction des pertes d'eau, une amélioration de l'efficacité et des avantages de l'utilization des ressources en eau, et la satisfaction de la demande en eau des différents utilisateurs. De nombreux chercheurs ont effectué des recherches approfondies sur le contrôle de l'exploitation des canaux et la planification optimale. Cet article passe en revue et résume systématiquement les progrès de la recherche pertinente, y compris la théorie de l'écoulement instable dans les canaux ouverts, le mode de fonctionnement du système de canaux, le modèle de contrôle de l'exploitation et l'algorithme des systèmes de canaux, et l'optimisation de la distribution de l'eau dans les systèmes de canaux. En résumant les progrès de la recherche déjà réalisés, les problèmes existants et les orientations de développement futur sont identifiés en fonction des besoins réels, fournissant une référence pour la modernisation en cours des districts d'irrigation et la recherche et l'application de la technologie numérique des districts d'irrigation jumelés.