Caso práctico

Distrito de Irrigación Frenchman Cambridge (FCID)

Frenchman Cambridge aumenta la sostenibilidad de la cuenca hidrográfica

Detalles

Country: EEUU
Location: Cambridge, Nebraska
Organization: Distrito de Irrigación Frenchman Cambridge (FCID)

El Distrito de Irrigación Frenchman Cambridge (FCID) es responsable del suministro de agua a más de 18.000 hectáreas de tierra a través de cuatro sistemas de canales que se extienden por un total de 251 kilómetros.

Este distrito incluye a 400 regantes. La adopción del sistema de control autónomo de canales le ha permitido ajustar con precisión el suministro a la demanda y conservar más agua embalsada para proporcionar una mayor seguridad de suministro.

El Distrito de Irrigación Frenchman Cambridge (FCID) ha actualizado su red de canales con un sistema de precisión de suministro a demanda para mejorar la gestión de las reservas de agua y potenciar la sostenibilidad de la cuenca fluvial. Con la implementación del sistema Total Channel Control™ (TCC™) de Rubicón, el distrito podrá gestionar las descargas de agua embalsada con precisión. El ahorro conseguido gracias a gestión precisa de las reservas hídricas conlleva importantes beneficios para los cultivos y fortalece la sostenibilidad de la cuenca hidrográfica. Al gestionar con precisión las descargas, se retiene más agua en las reservas, lo que proporciona una mayor tranquilidad ante periodos prolongados de sequía. Además, un mejor nivel de servicio permite a los agricultores tomar decisiones más precisas sobre la gestión del riego, de forma que sus cultivos reciban el agua necesaria, en el momento preciso y con el caudal requerido. Esto permite obtener una mayor cosecha por megalitro de agua utilizada.

Situación

Durante la última década, el agua embalsada en el río Republicano no ha alcanzado los niveles adecuados, por lo que el distrito no ha sido capaz de entregar cantidades constantes de agua de riego a los agricultores. Los regantes han tenido que adaptarse cambiando los cultivos, poniendo parcelas en barbecho, cultivando bajo estrés cultivos y recurriendo a pozos adicionales cuando los había. Con un creciente énfasis en la eficiencia operativa de los sistemas, cada vez somos más conscientes de la importancia de eliminar los derrames en canales y parcelas, así como de mejorar los niveles de servicio a los agricultores.

El FCID lleva invirtiendo desde los años 80 en la mejora de la infraestructura de distribución. Primero aumentaron la eficiencia al sustituir los canales laterales más pequeños por tuberías de PVC enterradas de 300 mm y 450 mm. También se instaló SCADA en varios puntos del sistema para poder monitorizar y controlar mejor los caudales. Sin embargo, la necesidad de operar manualmente los principales canales del sistema suponía un desafío a la hora de ajustar la oferta a la demanda, además de que obligaba a los agricultores a regar en bloques de 24 horas. A menudo, esto implicaba que no se podía cuadrar con precisión el agua que llegaba a los cultivos con el déficit de humedad del suelo.

Precisamente para maximizar el uso eficiente del agua embalsada, el FCID ha invertido en el sistema Total Channel Control (TCC) con el propósito de evitar las pérdidas de agua resultantes de los derrames operativos de la red de canales provocados por los frecuentes desajustes de caudal que conlleva la operación manual del sistema.

«Eliminar el exceso de derrames ha mejorado nuestra eficiencia.
Al reducir los derrames en la presa de desvío y al final del canal, podemos conservar el agua embalsada para el próximo año.»

Brad Edgerton

Director General, del FCID

Solución

El Distrito entendió que, al instalar compuertas herméticas de regulación en todas las estructuras de la red de suministro, sería posible actualizar los canales para que funcionaran como una serie coordinada de reservas intermedias distribuidas que proporcionaría un caudal preciso a demanda a los agricultores.

El Canal Cambridge se equipó con compuertas herméticas FlumeGates™ para capturar y retener agua para el suministro en todo el sistema y evitar derrames operativos. Las compuertas automatizadas de control regulan y miden continuamente el caudal, y están coordinadas a través del software de gestión de red para ajustar con precisiónel suministro a la demanda a lo largo de toda la red de canales, 24 horas al día, los 7 días a la semana.

Un sistema de control distribuido usa los datos precisos de medición de caudal de las compuertas para actualizar, continuamente y en tiempo real, el valor de ajuste de cada una de las estructuras de control del canal para que los caudales suministrados coincidan con la demanda aguas abajo y eliminar, así, los derrames operativos no intencionados.

Antes de la implementación del TCC, cualquier disminución en la demanda aguas abajo habría supuesto un desperdicio de agua en forma de derrame en el desvío. Ahora, el Canal Cambridge toma toda el agua pedida del embalse y el software aumenta automáticamente los niveles de reserva para almacenar cualquier exceso de agua para un uso futuro.

Conocer el volumen de agua disponible en el canal permite pedir caudales precisos a los operadores de los embalses, además, saber que solo se libera el agua embalsada necesaria para cubrir las necesidades diarias de agua de los agricultores inspira confianza.

Estructura FlumeGate hermética y automatizada ubicada a lo largo del Canal Cambridge.
FlumeGate icon, overshot integrated gate and flow meter

FlumeGate x 68

SlipMeter Undershot integrated control gate and flow measurement icon

SlipMeter x 1

NeuroFlo Icon

NeuroFlo™

Network Visualisation Icon

Network Visualisation

SCADAConnect Icon

SCADAConnect

Irrigation Radio Communication Network Icon

Radio Network

Resultados

El proyecto ha mejorado la operación de los embalses del distrito al proporcionar información en tiempo real de la demanda que se puede usar para ajustar con precisión los caudales de descarga de la presa al valor exacto necesario para satisfacer la demanda aguas abajo. También permite tener en cuenta el volumen intermedio embalsado en el propio canal para ajustar con precisión los caudales a liberar en la presa. Esta información permite a los operadores reducir la extracción y liberación de agua que anteriormente pasaba por el sistema en momentos no gestionados y sin proporcionar los máximos beneficios.

Total Channel Control de Rubicon ha convertido la red de canales en un sistema de embalsado hermético distribuido que controla con precisión el suministro de agua desde el embalse principal hasta el punto de suministro de cada agricultor. Es posible ajustar las entregas de agua a las necesidades de cada agricultor, reduciendo así el exceso de suministro y reservando más agua para su ulterior uso en la estación de crecimiento. Al mismo tiempo, durante toda la temporada de riego se gestionan rigurosamente los niveles de agua en los puntos de entrega, con lo que se mejora el nivel de servicio a los agricultores.

Las compuertas automáticas garantizan que el FCID solo mueva la cantidad de agua que necesaria en el momento necesario. Esto ha reducido los derrames en la presa de desvío y al final del canal. La eliminación del exceso de derrames ha mejorado la eficiencia de transporte del Distrito. El FCID ahora puede retener más agua embalsada para el año siguiente.

Los derrames operativos desaparecen

Desde la implementación de TCC, se han eliminado los derrames operativos no intencionales tal y como lo demuestran los siguientes datos del canal de desecho de la Oficina de Reclamación de los Estados Unidos (USBR). Según los gráficos, las pérdidas medias de las temporadas 2016-2019 fueron de 23,4 ML/d, 15,5 ML/d, 13,8 ML/d y 21,7 ML/d, respectivamente.

Tras la activación de TCC en el 2020, las pérdidas medias en el canal de desecho del Canal Cambridge durante el mismo período se han reducido a 0,8 ML/d. Esta pérdida media se puede atribuir a la escorrentía producida por los 19 mm de lluvia caídos en un episodio de precipitaciones a finales de julio. La escorrentía pasó de manera segura por todo el sistema como se puede ver en el siguiente cuadro del 2020.

Ahora, el agua ahorrada puede devolverse a los agricultores o dejarla embalsada para su futuro uso. El sistema TCC ha mejorado la sostenibilidad del agua en la cuenca del río Republican al recuperar el derrame operativo anual no gestionado del Canal Cambridge, conservando esta agua en los embalses de superficie y permitiendo su liberación reprogramada para contribuir a múltiples objetivos de suministro, incluida mejorar la recarga de aguas subterráneas, aumento de la corriente, control de inundaciones, producción sostenida de cultivos, preservación del hábitat de la vida silvestre y asistencia con el cumplimiento del pacto interestatal.

Valores de derrame del canal de desechos del Canal Cambridge, 2016-2020

Valores de derrame del canal de desechos del Canal Cambridge, 2016-2020

 Valores de derrame del canal de desechos del Canal Cambridge, 2016-2020

 

 

«La automatización y la mejora de la eficiencia son inversiones que todos los distritos de riego deberían considerar, sobre todo si se encuentran en una cuenca deficitaria en la que el agua tiene un gran valor.»

Brad Edgerton

Director General, del FCID