- NPS Pollution Reduction from Alpine Fields using Surface Cover Material
and Soil Amendments- Authors: Chulhee Won; Minhwan Shin, Suin Lee, Younshik Park, Youngjoon Lee, Yongchul Shin, Joongdae Choi
Abstract: We described the effects of straw mat cover and soil amendments on runoff, agricultural non‐point source nNPS) pollution and crop yield on sloping alpine fields in Korea. Two sandy loam field plots were prepared. One was a control plot and the other (SPG) was an experimental plot treated with rice straw, polyacrylamide (PAM) and gypsum (rice straw mat (3,300 kg/ha) + PAM (5 kg/ha) + gypsum (1 ton/ha)). Chinese cabbage was cultivated in the plots and seven rainfall‐runoff events were monitored during the growing season in 2012. Less runoff and a lower NPS pollution load were measured from the SPG plot, compared to those from the control plot. The SPG plot had 29.4% less runoff and the pollution load was reduced by 86.6% for suspended solids, 34.7% for total nitrogen and 39.1% for total phosphorus. The Chinese cabbage yield at the SPG plot was 39,600 kg/ha, which was about 40% higher than that at the control plot. These results indicated that the SPG treatment could not only reduce runoff and agricultural NPS pollution but also increase crop yield and be a best management practice for sandy loam sloping fields in Korea. © 2016 The
Authors . Irrigation and Drainage Published by John wiley & Sons Ltd.Nous avons décrit les effets de la couverture du sol par des paillis et des amendements sur le ruissellement, la pollution diffuse et le rendement des cultures sur les champs « alpins » (ie pentus) en Corée. Deux parcelles de terrain de sable limoneux ont été préparées. L'une était une parcelle de contrôle et l'autre (SPG) était une parcelle expérimentale traitée avec de la paille de riz, du polyacrylamide (PAM) et un paillis composite de gypse (3.300 kg/ha de paille de riz + 5 kg/ha de PAM +1 tonne/ha gypse). Le chou chinois a été cultivé dans ces parcelles et sept événements pluie‐débit ont été contrôlés au cours de la saison de croissance en 2012. SPG permet un contrôle du ruissellement et de la charge polluante. La parcelle SPG avait 29,4% de moins en ruissellement et la charge de la pollution a été réduite de 86,6% pour les solides en suspension, 34,7% pour l'azote total et 39,1% pour le phosphore total. Le rendement de chou chinois à la parcelle SPG était 39.600 kg/ha, soit environ 40% de plus que la parcelle témoin. Ces résultats indiquent que le traitement SPG pourrait non seulement réduire le ruissellement et la pollution diffuse agricole, mais permettrait une meilleure pratique de gestion pour des champs en pente limono sableux en Corée, tout en augmentant le rendement des cultures. © 2016 The
Authors . Irrigation and Drainage Published by John wiley & Sons Ltd.
PubDate: 2016-09-20T23:15:23.184977-05:
DOI: 10.1002/ird.2068
- Application of an Algal Bloom Control Technique using Large Zooplankton
Predators in An Eutrophic Agricultural Reservoir: A Preliminary Study- Abstract: Massive nuisance algal blooms are a primary concern for the management of eutrophic reservoirs. The effects of biomanipulation using trophic cascade effects in the aquatic food chain vary with the conditions of applied water bodies and are controversial. However, this mode of biomanipulation has long been considered an ecosystem‐friendly approach for the management of algal blooms. In the present study, herbivorous Daphnia similoides were artificially proliferated using a large culture system and were used to control algal blooms in a eutrophic agricultural reservoir. Introduced predators proliferated rapidly in the culture tanks, and high densities were subsequently sustained. Predators were then released into the reservoir at 1‐week intervals during early summer and autumn, and 84.4% algal removal efficiency was observed and mean values of chlorophyll a concentration decreased from 219 to 34.2 mg m−3 during the algal bloom period in autumn. However, no apparent effects were observed during early summer when fish predation and water temperatures were high. These data suggest that continuous release of predators from our culture facility efficiently facilitates early expansion of zooplankton populations and maintenance of their populations in the reservoir. The effects of introduced zooplankton may be maximized with concurrent management of resident zooplanktivorous fish. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Les proliférations algales massives sont une nuisance majeure pour les réservoirs eutrophes. Les effets de la biomanipulation utilisant des effets trophiques en cascade de la chaîne alimentaire aquatique varient selon les conditions des plans d'eau et sont sujets à controverse. Toutefois, ce mode de biomanipulation a longtemps été considéré comme une approche écologiquement acceptable de la gestion des proliférations d'algues. Dans la présente étude, des daphnies herbivores Daphnia similoides ont proliféré artificiellement dans grands systèmes de culture et ont été utilisées pour contrôler la prolifération d'algues dans un réservoir agricole eutrophisé. Les prédateurs ont été introduits rapidement et ont proliféré dans des réservoirs dédiés à leur culture, où l'on a maintenu des densités élevées de population. Les prédateurs ont ensuite été libérés dans le réservoir à intervalles d'une semaine pendant l'été au début et à l'automne, ce qui a eu pour conséquence de diminuer les populations algales pendant la période automnale de floraison des algues de 84.4% la concentration de chlorophylle 219 à 34.2 mg m−3. Cependant, aucun effet apparent n'a été observé au début de l'été lorsque les poissons étaient en saison de chasse et que la température de l'eau était élevée. Ces données suggèrent que la libération continue de prédateurs de notre élevage facilite l'expansion rapide des populations de zooplancton et l'entretien de leurs populations dans le réservoir eutrophe. Les effets de zooplancton introduit peuvent être maximisés en gérant simultanément les populations résidentes de poissons zooplanctivores. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-09-19T05:02:47.135302-05:
DOI: 10.1002/ird.2070
- Effects of Flow Path Geometrical Parameters on Flow Characteristics and
Hydraulic Performance of Drip Irrigation Emitters- Authors: Lili Zhangzhong; Peiling Yang, Yunkai Li, Shumei Ren
Abstract: In this paper, 13 fractal flow paths were designed and the effects of flow path geometric parameters on the internal flow characteristics and hydraulic performance explored. The results showed as the flow path width increased from 0.9 to 1.3 mm, the flow velocity followed from 1.83 to 2.43 m s−1. There was significant difference in the turbulence intensity. The flow velocity (about 2.14 m s−1) and turbulence intensity distribution (5.6–48.1%) in flow paths with different depths were approximately the same. Different flow path lengths would obviously affect the values of the flow characteristics, while the distributions were similar. The length increased from 128 to 256 mm, the flow velocity decreased from 2.52 to 1.84 m s−1 and the maximum turbulence intensity dropped from 55.6 to 40.1%. As for hydraulic performance, the flow regime indexes were all about 0.49. The flow coefficient was obviously positively related to flow path width and depth, but very negatively correlated with flow path length and a prediction model of flow coefficient was constructed (R2 = 0.94). After comprehensive consideration, the optimized flow path width was about 1.0 mm, the length should be less than 224 mm, and a series of emitters with different flow rates could be developed by changing the depth. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Dans cet article, 13 voies d'écoulement fractales ont été conçues et l'on a exploré les effets des paramètres géométriques des chemins d'écoulement sur les caractéristiques des flux internes et les performances hydrauliques. Les résultats ont montré qu'en augmentant la largeur de la voie d'écoulement de 0.9 à 1.3 mm, la vitesse d'écoulement augmentait de 1.83 à 2.43 m s−1. Il y a eu des différences significatives dans l'intensité de la turbulence. La vitesse d'écoulement (environ 2.14 m s−1) et la distribution en profondeur des intensités de turbulence (5.6 à 48.1%) dans la voie d'écoulement sont sensiblement constantes. Différentes longueurs de trajet d'écoulement affectaient les valeurs des caractéristiques d'écoulements, alors que les distributions restaient similaires. Quand la longueur a augmenté de 128 à 256 mm, la vitesse d'écoulement est passée de 2.52 à 1.84 m s−1 et l'intensité de la turbulence maximale a chuté de 55.6 à 40.1%. Quant aux performances hydrauliques, les indices du régime d'écoulement étaient tous autour de 0.49. Le coefficient d'écoulement était positivement corrélé avec la largeur de la voie d'écoulement et la profondeur, et fortement corrélé négativement avec la longueur du trajet d'écoulement. Un modèle de prédiction du coefficient de débit d'écoulement a été construit (R2 = 0.94). Un examen approfondi a montré que la largeur du trajet d'écoulement optimisé était d'environ 1.0 mm, la longueur devrait être toujours inférieure à 224 mm; une série d'émetteurs ayant des débits différents ont été développés en modifiant la profondeur. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-09-19T02:46:50.354769-05:
DOI: 10.1002/ird.2074
- Effect of Surface Cover on NPS Pollution from Sloping Fields under
Intensive Farming in Korea- Authors: Joongdae Choi; Chulhee Won, Minhwan Shin, Yonghun Choi, Woonji Park, Suin Lee, Youngjoon Lee, Wongu Jeong
Abstract: Sloping fields under intensive farming have been a major source of agricultural nonpoint source (NPS) pollution in Korea. Comprehensive studies to quantify edge‐of‐field water quality and measure surface mulch effects on NPS pollution discharge have been conducted over the past several years. Edge‐of‐field water quality was seriously degraded by NPS pollutants. The range of average event mean concentrations (EMCs) was suspended solids (SS) 547 ~ 2600 mg l−1, biochemical oxygen demand (BOD) 8.7 ~ 50.7 mg l−1, total nitrogen (TN) 3.5 ~ 21.8 mg l−1, and total phosphorus (TP) 2.4 ~ 13.1 mg l−1. Experiments treated by a rice straw mat mulch (S), S with gypsum (SG), and SG with PAM (SPG) showed good results as best management practices (BMPs) in controlling NPS pollution from sloping fields. The range of reductions by the treatments was runoff 28.3 ~ 96.7%, SS 71.5 ~ 99.5%, BOD 37.5 ~ 91.9%, TN 32.4 ~ 91.0%, and TP 43.0 ~ 95.7%. The SPG showed the best reduction effect for both runoff and NPS pollution. The S also showed encouraging results as a prospective BMP. Crop yields under the treatments also increased by up to 740% (lettuce) and 6.1 ~ 39.2% (cabbage and radish). The mulch treatments were proven to be effective for the increase of farm productivity and to improve runoff quality as well. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Les champs en pente sous agriculture intensive ont été une source majeure pollution diffuse agricole en Corée. Des études générales visant à quantifier la qualité de l'eau en bout de parcelle et de mesurer les effets de paillis de surface sur la pollution diffuse été menées au cours des dernières années. La qualité de l'eau en bout de parcelle été sérieusement dégradée par la pollution diffuse. Les paillis ont consisté en un mulch de paille de riz avec (SG) ou sans (S) traitement complémentaire au gypse, et un traitement combinant les deux précédents avec du polyacrilamide (SPG). La gamme des concentrations pour des évènements moyens (EMCS) ont été, pour les matières solides en suspension (SS) de 5474 à 2.2600 mg l−1, la demande en oxygène bio‐chimique (DBO) de 8.7 à 50.7 mg l−1, l'azote total (TN) de 3.5 à 21.8 mg l−1, et le phosphore total (TP) 2.4 à 13.1 mg l−1. Les traitements avec un paillis de natte de paille de riz (S), avec du gypse (SG), et SG avec PAM (SPG) ont montré de bons résultats pour contrôler la pollution diffuse. La gamme de réductions par les traitements ont été ruissellement 28.3 à 96.7%, SS 71.5 à 99.5%, DBO 37.5 à 91.9%, TN 32.4 à 91.0%, et TP 43.0 à 95.7%. Le SPG a montré le meilleur effet de la réduction à la fois pour les eaux de ruissellement et la pollution diffuse. Le S a également montré des résultats encourageants et pourraient constituer une bonne pratique de gestion. Les rendements des cultures dans le cadre des traitements ont aussi augmenté jusqu'à 740% (laitue) et de 6.1 à 39,2% (chou et le radis). Les traitements de paillis ont prouvé leur efficacité pour l'augmentation de la productivité agricole et l'amélioration de la qualité des eaux de ruissellement. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-09-16T01:50:34.417859-05:
DOI: 10.1002/ird.2046
- Linear Programming Application for Irrigation Network
Management–Implementation in the Irrigation Network Region of Pinios
(Central Greece)- Abstract: The purpose of this study is to find the optimal economical organization of agricultural production, by minimizing the use of available water resources. This purpose can be achieved by combining operational research and hydrology for the development of the appropriate methodology. For the study, the area of the Local Organization for Land Reclamation (LOLR) of Pinios was chosen, as this is a representative part of the plain of Thessaly and the findings could contribute to the total gross value of production in the region (central Greece). The method of linear programming was used for the optimization of agricultural production. The first results obtained within the predefined constraints led us to crop restructuring, while economic profit was increased by 41.7% and water saving reached 4.2%. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Le but de cette étude est de trouver la solution optimale de l'organisation de la production agricole, en minimisant l'usage de ressources en eau disponibles. Le but est accompli en combinant la recherche opérationnelle et l'hydrologie avec des méthodes appropriées. La région OLRS (Organisation Locale pour la Réclamation de Sol) de Pinios est choisie, laquelle est représentative du plain de Thessalie et les résultats de recherche vont contribuer énormément à la production de la Grèce centrale. La méthode de programmation linéaire est utilisée pour l'optimisation de la production agricole. Les premiers résultats obtenus avec des contraintes prédéterminés nous permettent de réorganiser les récoltes, amenant l'augmentation du profit économique de 41.7% et une économie d'eau de 4.2%. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-09-16T01:45:37.180787-05:
DOI: 10.1002/ird.2056
- Reduction of Non‐Point Source Pollution from Paddy Fields through
Controlled Drainage in an Aquatic Vegetable Wetland–Ecological Ditch
System- Authors: Shihong Yang; Junzeng Xu, Jiangang Zhang, Yijiang Wang, Shizhang Peng
Abstract: Nitrogen and phosphorus losses through runoff from paddy fields are the main sources of non‐point pollution in South China. Wetlands with non‐food aquatic plants and ditches are used separately in many countries to reduce agricultural non‐point pollution. In a field experiment conducted in the Taihu Lake Region of South China, an aquatic vegetable wetland–ecological ditch system (AWDS) with controlled drainage was constructed to purify the drainage from paddy fields. Concentrations of TN, TP, NH4+‐N and NO3−‐N in the AWDS decreased exponentially during the purification period. After 12 days of abatement, TN and TP concentrations in the outflow of the AWDS significantly decreased by 76.7 and 34.1% respectively compared to those in the inflow. In addition to the decrease in pollution concentration, the controlled drainage contributed to lower drainage from the AWDS. TN and TP loads were reduced by 90.9 and 77.8% respectively. After a growth period, nitrogen and phosphorus uptake of aquatic vegetables in the AWDS was 274 and 24.0 kg ha−1. After harvest, nitrogen and phosphorus contents in the soil increased in the AWDS compared with the contents before planting. The AWDS combined with controlled drainage practices seems to have the desirable functions to reduce non‐point pollution. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Les pertes en azote et phosphore par ruissellement provenant des champs de riz sont les principales sources de pollution diffuse dans le sud de la Chine. Les zones humides avec des plantes aquatiques non alimentaires et des fossés sont utilisés séparément dans de nombreux pays pour réduire la pollution diffuse agricole. Dans une expérience menée sur le terrain dans la région du lac Taihu (Chine du Sud), un fossé géré par drainage contrôlé comme une zone humide écologique et végétale (AWDS) a été construit pour purifier le drainage des rizières. Les concentrations de TN, TP, NH4+‐N et NO3−‐N dans les AWDS a diminué de façon exponentielle au cours de la période de purification. Après 12 jours d'abattement, les concentrations TN et TP dans l'écoulement des AWDS ont significativement diminué de 76.7 et 34.1% respectivement par rapport au flux entrant. En plus de la diminution de la concentration de la pollution, le drainage contrôlé a contribué à réduire le drainage des AWDS. Les charges en TN et TP ont été réduites de 90.9 et 77.8% respectivement. Après une période de croissance, les végétaux aquatiques dans les AWDS ont prélevé 274 et 24.0 kg ha−1 d'azote et de phosphore. Après la récolte, l'azote et de phosphore du le sol ont augmenté dans les AWDS par rapport au contenu avant la plantation. Les AWDS, combinés à des pratiques de drainage contrôlé, semblent avoir les fonctions souhaitables pour réduire la pollution diffuse. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-09-16T01:36:52.963482-05:
DOI: 10.1002/ird.2058
- Probabilistic Risk Assessment of Flood Disaster in South Korea Under The
Impact Of Climate Change- Abstract: The objective of this study was to develop a probabilistic method for flood‐risk assessment under climate change. The Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) released the Representative Concentration Pathways (RCP) in preparation for climate change; the RCP4.5 and RCP8.5 scenarios were selected to examine future flood damage. The study area was South Korea. The spatial and temporal resolutions were on a city and county basis, and four time periods (1990s: 1976–2005, 2025s: 2011–2040, 2055s: 2041–2070 and 2085s: 2071–2100). Proxy variables were selected to assess flood risk. Indicators were standardized using the Z‐score method and principal component analysis was conducted to calculate the weighting of indicators. Probability distribution of each indicator was fitted to analyse the flood risk. The generalized extreme value (GEV) distribution was selected as the appropriate distribution. Convolution was used to merge all probability density functions. The results show flood risk increasing during the 2025s period and continuing to rise up to the 2055s period. Especially, the increase from the 1990s to the 2025s is so large that countermeasures need to be developed. It also predicted that southern areas are at greater risk of flooding. These are expected to be used as appropriate data to establish an adaptation policy for climate change. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.L'objectif de cette étude était de développer une méthode probabiliste pour l'évaluation des risques d'inondation dans le changement climatique. Dans la perspective de l'élaboration de son 5ème rapport d'évaluation, le Groupe d'Experts Intergouvernemental sur l'Evolution du Climat (GIEC) a publié des scénarios de référence (RCP, pour Representative Concentration Pathways); les scénarios RCP4.5 et RCP8.5 ont été retenus pour évaluer les conséquences des inondations. La zone d'étude était la Corée du Sud. Les résolutions spatiales et temporelles ont été à l'échelle de la ville et du comté, et de quatre périodes de temps (années 1990: de 1976 à 2005, années 2025: 2011–2040, années 2055: 2041–2070 et années 2085: 2071–2100). Des variables proxy ont été choisies pour évaluer les risques d'inondation. Les indicateurs ont été normalisés selon la méthode Z‐score et l'analyse de la composante principale a été menée pour calculer la pondération des indicateurs. La distribution de probabilité de chaque indicateur a été déterminée pour analyser le risque d'inondation. La distribution des valeurs extrêmes généralisées (GEV) a été choisie comme la distribution appropriée. La convolution a été utilisée pour fusionner toutes les fonctions de densité de probabilité. Les résultats montrent un risque accru d'inondation pendant la période des années 2025, qui continue à croître jusqu'aux années 2055. Surtout, l'augmentation de 1990 à 2025 est si forte que la mise en œuvre de contre‐mesures est indispensable. Il est également apparu que le risque est plus grand dans les régions du sud. Ces résultats devraient être utilisés comme des données pertinentes pour établir une politique d'adaptation aux changements climatiques. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-09-16T00:51:25.774728-05:
DOI: 10.1002/ird.2049
- Assessment and Mitigation of Greenhouse Gas Emissions from Groundwater
Irrigation- Authors: Samanpreet Kaur; Rajan Aggarwal, Rattan Lal
Abstract: Irrigation with groundwater consumes considerable energy as well as water resources across the world. Using a case study from Indian Punjab, this article emphasizes how a continued and massive use of groundwater for irrigation has reduced groundwater levels and increased carbon emissions. Estimates of C emissions from groundwater pumping for irrigation in Punjab indicate that over a period of 14 years (1998–2012), groundwater use has increased by 23%; groundwater levels have fallen by 5.47 m; energy requirements have increased by 67% resulting in increase in C emissions by 110%. Emissions rates have increased from 33 to 55 g m−3 of groundwater used, and 43.2 to 78 g‐C kg−1 of grain. Thus, groundwater management is not only important to ensure sustainability of the finite resource but also is vital to control environmental consequences of groundwater use for irrigation. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.L'irrigation avec des eaux souterraines consomme beaucoup d'énergie ainsi que les ressources en eau à travers le monde. En utilisant une étude de cas du Pendjab indien, l'article met l'accent sur la façon dont une utilisation continue et massive des eaux souterraines pour l'irrigation a réduit les niveaux d'eau souterraine et augmenté les émissions de carbone. Conduit sur une période de 14 ans (1998–2012), l'utilisation des eaux souterraines a augmenté de 23%, les niveaux d'eau souterraine ont chuté de 5.47 m, les besoins énergétiques ont augmenté de 67%, entraînant une augmentation des émissions de carbone de 110%. Les taux d'émissions ont augmenté de 33 à 55 g m−3 d'eaux souterraines utilisées, et 43.2 à 78 g‐C kg−1 de céréales. Ainsi, la gestion des eaux souterraines est importante non seulement pour assurer la durabilité d'une ressource finie, mais aussi pour contrôler les conséquences environnementales de l'utilisation des eaux souterraines pour l'irrigation. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-09-13T23:45:44.511569-05:
DOI: 10.1002/ird.2050
- Classification of Wastewater Reuse for Agriculture: A Case Study in South
Korea- Authors: Hanseok Jeong; Chounghyun Seong, Taeil Jang, Seungwoo Park
Abstract: There are several types of wastewater reuse for agriculture, and an explicit classification is necessary before providing the proper management plan for the specific type. The objective of this study was to classify types of agricultural wastewater reuse for safe and sustainable wastewater irrigation. Three criteria were applied based on the reuse circumstances in Korea: (i) whether wastewater diluted with fresh water (direct/indirect); (ii) whether planned by government agencies (planned/unplanned); (iii) treatment level of wastewater (untreated wastewater/treated wastewater/reclaimed wastewater). The wastewater reuse for agriculture was classified into seven types. This study describes characteristics and a possible management practice for each reuse type, and also provides some representative cases. The proposed classification would contribute to a better understanding of agricultural wastewater reuse and help decision makers in both Korea and developing countries having agricultural similarity with Korea to provide optimal management plans. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Il existe plusieurs types de réutilisation des eaux usées pour l'agriculture, et une classification explicite est nécessaire avant de fournir le plan de gestion approprié pour le type spécifique. L'objectif de cette étude était de classer les types de réutilisation des eaux usées pour l'agriculture sûre, saine et l'irrigation des eaux usées durable. Trois critères ont été appliqués sur la base des circonstances de réutilisation en Corée: (i) si les eaux usées dilué à l'eau douce (direct/indirect); (ii) qu'elle soit prévue par les agences gouvernementales (planifié/non planifié); (iii) le niveau de traitement des eaux usées (eaux usées non traitées/eaux usées traitées/eaux usées récupérées). La réutilisation des eaux usées pour l'agriculture a été classé en sept types. Cette étude décrit les caractéristiques et une pratique de gestion possible pour chaque type de réutilisation, et fournit également quelques cas représentatifs. La classification proposée contribuerait à une meilleure compréhension de réutilisation des eaux usées agricoles et aider les décideurs dans les deux Corée et les pays en développement ayant une similarité agricole avec la Corée de fournir des plans de gestion optimales. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-09-13T23:30:34.22269-05:0
DOI: 10.1002/ird.2053
- Integrated Modelling System with Uncertainty Analysis for Reservoir Water
Quality Management in a Reclamation River Basin- Abstract: A developed integrated modelling system with uncertainty analysis (Monte Carlo simulation and generalized likelihood uncertainty estimation) was used to evaluate the effect of uncertainty sources on long‐term water quality and develop river basin management measures to meet the specified water quality criteria based on the predicted probability of occurrence in the reclamation river basin. The results of the deterministic integrated modelling system without uncertainty analysis showed that the Hwaong Reservoir water quality for total phosphorus (T‐P) (0.094 mg l−1) in 2022 would meet the reservoir water quality standard (0.1 mg l−1). However, the water quality prediction for the Hwaong Reservoir in 2022 using the integrated modelling system with uncertainty analysis showed that only 28% would meet the T‐P water quality standard, indicating that to meet the water quality standard with a 90% level of confidence, further river basin management measures should be applied in addition to the construction of planned wastewater treatment plants and treatment wetlands. The developed integrated modelling system with uncertainty analysis was demonstrated to be advantageous because it can allow modellers to make useful decisions about whether a river basin management plan can meet specified water quality criteria based on the probability of occurrence. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Le système de modélisation intégrée a été développé en combinant le programme‐FORTRAN de simulation hydrologique avec le programme de simulation de la qualité de l'eau. Ce système de modélisation intègre l'analyse d'incertitude (simulation de Monte Carlo et estimation de l'incertitude de vraisemblance généralisée), et a été proposé pour évaluer l'effet des sources d'incertitude sur la qualité de l'eau à long terme et d'élaborer des mesures de gestion des bassins hydrographiques pour répondre à la qualité de l'eau spécifiée par des critères basés sur la probabilité prédite d'occurrence dans le bassin ou la rivière est remise en état. Les résultats du système déterministe de modélisation intégrée sans l'analyse de l'incertitude ont montré que la qualité de l'eau du réservoir Hwaong pour le phosphore total (actuellement 0.094 mg l−1) serait conforme en 2022 à la norme de qualité de l'eau applicable à un réservoir (0.1 mg l−1). Cependant, le résultat de prédiction de la qualité de l'eau en 2022 obtenu en appliquant le système de modélisation intégrée à l'analyse d'incertitude a montré que seulement 28% serait conforme à la norme de qualité de l'eau de TP. Ceci indique que pour satisfaire à la norme de qualité de l'eau avec une confiance de 90%, des mesures de gestion complémentaires des bassins doivent être appliquées, en plus de la construction d'usines et de zones humides de traitement des eaux usées. Il a été démontré que le système de modélisation intégrée couplée à l'analyse d'incertitude peut permettre aux modélisateurs de prendre des décisions utiles si le plan de gestion du bassin de la rivière peut répondre aux critères spécifiés qualité de l'eau en fonction de la probabilité d'occurrence.
PubDate: 2016-09-07T20:40:31.176372-05:
DOI: 10.1002/ird.2069
- Innovative Soil Fertility Management by Stakeholder Engagement in the
Chókwè Irrigation Scheme (Mozambique)†- Abstract: Appropriate soil fertility management plays an important role in irrigated systems and can contribute to reducing the yield gap. To that end, abiotic, biotic, management and socio‐economic factors need to be considered and participatory approaches need to be implemented to ensure the sustainability of the interventions.Our objective is to analyse a participatory process conducted in the Chókwè Irrigation Scheme (Mozambique) to trigger agronomic innovation in soil fertility management.Through a method combining interviews with 31 farmers, soil sampling and the organization of communities of practice we studied actual agrarian practices and farmers' knowledge about soil fertility management as well as the social and physical context. This information was the basis for selecting an association in order to promote the innovation process. A participatory planning of the innovation test was conducted. The whole process was evaluated by farmers. Adoption of the majority of the practices is limited mainly by factors related to the socio‐economic status of farmers and not to the lack of knowledge. Farmers did not highly value the participatory process itself, but valued the learning‐by‐doing process and the collaboration with researchers. We consider that the approach increased collective learning and this process triggered the innovation dynamics. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Une gestion appropriée de la fertilité des sols joue un rôle important dans les systèmes irrigués et peut contribuer à réduire l'écart de rendement. À cette fin, des facteurs abiotiques, biotiques, des facteurs de gestion et socio‐économiques doivent être pris en considération et les approches participatives doivent être mises en œuvre pour assurer la durabilité des interventions.Notre objectif est d'analyser un processus participatif conduit dans le périmètre irrigué de Chókwè (Mozambique) pour déclencher l'innovation agronomique en matière de gestion de la fertilité des sols.Grâce à une méthodologie combinant des entretiens avec 31 agriculteurs, des analyses de sol et l'organisation de communautés de pratique, nous avons étudié les pratiques agraires en conditions réelles et les connaissances des agriculteurs sur la gestion de la fertilité des sols ainsi que le contexte social et physique. Cette information fut le matériau de base pour sélectionner une association afin de promouvoir le processus d'innovation. Une planification participative de l'essai de l'innovation a été réalisée. L'ensemble du processus a été évaluée par les agriculteurs. L'adoption de la majorité des pratiques est limitée principalement par des facteurs liés au statut socio‐économique des agriculteurs et non au manque de connaissances. Les agriculteurs n'ont pas réellement apprécié le processus participatif en lui‐même, mais ils ont apprécié le processus d'apprentissage par la pratique et la collaboration avec des chercheurs. Nous considérons que l'approche a augmenté l'apprentissage collectif et ce processus a déclenché la dynamique d'innovation. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-09-01T21:45:33.900785-05:
DOI: 10.1002/ird.2054
- Effects at Farm and Community Level of the Adoption of Sprinkler
Irrigation in the Ecuadorian Andes- Authors: Tamara Communal; Nicolas Faysse, Sylvain Bleuze, Byron Aceldo
Abstract: The shift from surface to sprinkler or drip irrigation has been hailed as a promising way to improve the performance of community‐managed irrigation schemes, but its effects have mainly been assessed at plot level. The study assesses the changes in water distribution and collective maintenance rules and in farm production patterns, which may be triggered or supported by the introduction of this technique. The case study reported here is a community‐managed irrigation scheme in the Ecuadorian Andes. At the farm level, farmers spent less labour time per hectare on irrigation. Farms endowed with more land and water resources used sprinkler irrigation to intensify their agricultural activities. By contrast, many farms with limited water and land resources used the time saved by shifting to sprinkler to increase off‐farm work. At the community level, the shift reduced the frequency of the irrigation turn and increased the reliability of water distribution. Sprinkler irrigation thus appears to be a versatile tool that helped farms evolve in different directions. However, to enable a significant improvement in farmers' ability to earn a living from farming, it should be part of a global approach that also tackles farm constraints which are not connected with access to water. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Le passage du gravitaire à l'aspersif ou à l'irrigation localisée a été jugé comme très intéressant pour améliorer les performances des systèmes irrigués gérés par des communautés d'irrigants. Cependant les effets de ce passage ont surtout été évalués au niveau des parcelles. Cet article analyse d'autres types de changements induits ou renforcés par ce passage à l'aspersif: d'une part, les règles de distribution et de maintenance au niveau collectif, et d'autre part les choix de production des exploitations agricoles. Le cas d'étude est un périmètre irrigué géré par des communautés d'agriculteurs dans les Andes Equatoriennes. Au niveau des exploitations, les agriculteurs passent moins de temps par hectare pour irriguer. Les agriculteurs qui disposent de ressources en sol et en eau importantes utilisent l'aspersif pour intensifier leur production. En revanche, de nombreux agriculteurs disposant de moindres ressources en eau et en sol utilisent le temps gagné grâce au passage à l'aspersif pour augmenter le travail hors‐exploitation. Au niveau des communautés, la conversion à l'aspersif a conduit à réduire la fréquence du tour d'eau et à augmenter sa fiabilité, ce qui a à son tour rendu les agriculteurs plus confiants pour investir dans leur production agricole. Cependant, les communautés n'ont pas organisé le paiement des coûts de maintenance. L'irrigation en aspersif apparait ainsi comme un outil polyvalent qui peut aider les agriculteurs à évoluer dans différentes directions. Cependant, pour que le passage à l'aspersif puisse contribuer de façon significative à ce que les agriculteurs vivent mieux de leurs activités agricoles, il doit faire partie d'une approche globale qui prend en compte l'ensemble des contraintes affectant les exploitations agricoles, et qui accompagne l'amélioration des capacités collectives de maintenance des périmètres irrigués en aspersif. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-09-01T21:45:29.379551-05:
DOI: 10.1002/ird.2063
- Regional Analysis of Virtual Water Flow in View of Crop Consumption
- Authors: Young Deuk Kim; Sung Hee Lee, Norihiro Itsubo, Yuya Ono
Abstract: It is important to identify virtual water for crop production (Pvw) and consumption (Cvw) and to analyse the virtual water flow among regions for a better understanding of water resource use. The estimation of virtual water flow in a basin or between regions of a basin can contribute to finding options for water‐saving strategies, such as changing cropping pattern and land use. The objective of this study was to analyse virtual water flow by using Pvw, Cvw and virtual water content (VWC). VWC of a product is the amount of fresh water required to produce the product, expressed as m3 t−1. The virtual water consumption rate in this study is defined as Cvw/Pvw, which indicates the extent of water shortage and self‐sufficiency of water use in a region. The Cvw and Pvw of 16 regions were computed and the virtual water flow in the Han and Nakdong River basins was analysed. The analysis indicated that a shift of rice cultivation between the upper and the lower regions of these basins can save between 503 and 752 Mm3 of VW in ideal conditions. Virtual water analysis can be useful for finding solutions to improve water productivity at basin level and to reduce pressure on local water resources. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Il est important d'identifier l'eau virtuelle pour la production agricole (Pvw) et la consommation de produits agricoles (Cvw), et d'analyser les flux de cette eau virtuelle entre les régions pour une meilleure compréhension de l'utilisation des ressources en eau. L'estimation des flux d'eau virtuelle dans un bassin ou entre régions du bassin peut contribuer à trouver des options pour des stratégies d'économie d'eau, tels que le changement des successions culturales et l'utilisation des terres. L'objectif de l'étude est d'analyser le flux d'eau virtuelle en utilisant Pvw, Cvw et la teneur en eau virtuelle (VWC). VWC d'un produit est la quantité d'eau douce nécessaire pour produire le produit, exprimé en m3 t−1. Le taux de consommation d'eau virtuelle dans cette étude est défini comme Cvw/Pvw, ce qui indique l'ampleur de la pénurie d'eau et l'autosuffisance en l'eau dans la région. Cvw et Pvw de 16 régions ont été calculés et le flux d'eau virtuelle entre les bassins fluviaux du Han et du Nakdong ont été analysés. Il en ressort que le transfert de la culture du riz des régions plus élevées vers les régions basses du bassin peut épargner entre 503 et 752 Mm3. L'analyse de l'eau virtuelle peut être utile à trouver des solutions pour améliorer la productivité de l'eau au niveau du bassin et réduire les tensions sur les ressources locales en eau. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-09-01T21:35:26.97053-05:0
DOI: 10.1002/ird.2066
- Characteristics of water and droplet size distribution from fluidic
sprinklers- Authors: Junping Liu; Shouqi Yuan, Ransford Opoku Darko
Abstract: A new prototype of fluidic sprinkler (PXH) is proposed and its working theory is reported. The hydraulic performance of four different types of sprinkler head (PXH, PY, Toro S 800 and RainBird S 3504) was compared at the same operating pressure. Meanwhile, PXHs with nozzle diameters of 4, 6 and 8 mm were tested to establish a mathematical model of water distribution and droplet diameter. The results show that the PXH produces the longest wetted radius, potentially due to its unique working principles. The PXH exhibits optimal water distribution performance because the air in the nozzle destroys the fluid structure of the water jet. The PXH results in the smallest droplet diameter, which transfers less kinetic energy to the soil. The results from the empirical equations of a distribution model from the PXH were plotted against actual values to obtain regressions, with coefficients of determination ranging from 95.1 to 98.8%. The droplet size model was determined by fitting the experimental results obtained using different operating pressures and nozzle diameters. The model was verified using the experimental results of six cases with different droplet diameters. The average relative error between the predicted and measured droplet diameters was 4.6%. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Un nouveau prototype de gicleur fluidique (PXH) est. proposé et la théorie de son fonctionnement est. rapportée. Les performances hydrauliques de quatre différents types de têtes de gicleurs (PX, PY, Toro S 800 et S RainBird 3504) ont été comparées à la même pression de fonctionnement. Pendant ce temps, des PXHs avec des diamètres de buse de 4, 6 et 8 mm ont été testés pour établir un modèle mathématique de distribution d'eau et de diamètre des gouttelettes. Les résultats montrent que le PXH produit le rayon le plus long rayon mouillé, potentiellement en raison de ses principes de fonctionnement uniques. Le PXH présente une performance optimale de la distribution de l'eau parce que l'air dans la buse détruit la structure fluidique du jet d'eau. Il en résulte des gouttelettes de petit diamètre, qui transfèrent moins d'énergie cinétique au sol. Les résultats des équations empiriques d'un modèle de distribution de PXH ont été tracés en fonction des valeurs réelles pour obtenir des régressions avec des coefficients de détermination allant de 95.1 à 98.8%. Le modèle de la taille des gouttelettes a été déterminé par ajustement aux résultats expérimentaux obtenus en utilisant différentes pressions de fonctionnement diamètres de buse. Le modèle a été vérifié en utilisant les résultats expérimentaux de six cas avec différents diamètres de gouttelettes. L'erreur relative moyenne entre les diamètres des gouttelettes prédites et mesurées était de 4.6%. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-08-29T23:40:58.283652-05:
DOI: 10.1002/ird.2061
- Dynamic Behaviour of the Water–Food–Energy Nexus: Focus on Crop
Production and Consumption- Authors: Inas El Gafy; Neil Grigg, Waskom Reagan
Abstract: Water, energy, and food are interrelated and critical resources for human well‐being and environmental goals. Single‐sector national strategies that focus on individual sectors of the nexus without considering their interconnections may lead to acute unanticipated consequences. In the present study, the system dynamic model platform was used to create a new approach to analysis of dynamic behaviour, focusing on joint water–energy–food interactions stemming from crop production and consumption at the national level under different scenarios and alternatives. The developed system determines: (i) water and energy footprints of crop production and consumption; (ii) virtual water and energy import and export; (iii) the national water and energy saving balance due to trade of agricultural commodities; and (iv) a water–food–energy nexus index. A case study from Egypt was used to test the system and illustrate some of its significance. The research illustrates the importance of considering the water–food–energy nexus when developing national strategies. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.L'eau, l'énergie et la nourriture sont interdépendantes en tant que ressources essentielles pour le bien‐être de l'homme et les objectifs environnementaux. Les stratégies nationales mono sectorielles qui mettent l'accent sur un secteur particulier sans tenir compte de ses interconnexions peuvent conduire à des conséquences imprévues et graves. La plate‐forme du système de modèle dynamique a été utilisée pour créer une nouvelle approche de l'analyse du comportement dynamique en mettant l'accent sur les interactions mixtes eau–alimentation–énergie issues de la production et de la consommation des cultures au niveau national sous considération de différents scénarios et alternatives. Le modèle simule les interconnexions entre le montant de la production alimentaire, l'eau pour la production de ce montant, et l'énergie nécessaire à la production alimentaire, y compris l'énergie pour l'irrigation. Le système développé détermine: (i) les empreintes de l'eau et de l'énergie de production et de consommation des cultures; (ii) l'eau virtuelle et l'importation‐export d'énergie; (iii) le bilan des économies d'eau et d'énergie au niveau national dû au commerce des produits agricoles; (iv) un nouvel indice du nexus eau–alimentation–énergie. Une étude de cas en Egypte a été utilisée pour tester le système et illustrer sa portée. La recherche illustre l'importance de considérer le nexus eau–alimentation–énergie lors de l'élaboration des stratégies nationales. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-08-24T02:50:31.202982-05:
DOI: 10.1002/ird.2060
- Evaluating the Adequacy Performance of Sprinkler Irrigation Systems at
Finchaa Sugar Cane Plantation, Eastern Wollega Zone (Ethiopia)- Authors: Megersa Olumana Dinka
Abstract: The success of a sprinkler irrigation system largely depends on its actual performance in field conditions. Although the uniformity of water application is the most important aspect of the sprinkler system's performance, adequacy better explains the performance of the system. In this study, the adequacy of irrigation performance was measured in field conditions considering three operating hydrant pressures (4.0, 4.5 and 5.0 bars) and two sprinkler nozzle sizes (2.4 × 4.4 and 2.4 × 4.8 mm). The main objective of this study was to determine the level of current adequacy of irrigation performance in relation to predicted performance during the design period. Three different aspects of adequacy performance (delivery, infiltration and storage) were determined from the measurements of the two important basic sprinkler performance parameters: discharge and uniformity. The study result indicates excess irrigation water application more than the crop net irrigation requirement and soil moisture deficit, especially for the 2.4 × 4.8 mm nozzles sprinkler at all pressure ranges considered. In line with this, tremendous losses in terms of deep percolation (≅ 40%) have been observed, the consequence of which is leaching of soluble nutrients, loss of valuable water resources, reduced crop yield and rise of the groundwater table. The latter might lead to drainage problems, which require construction of expensive drainage systems and can also lead to the overall waterlogging, salinization and alkalization of the area. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Le succès du système d'irrigation par aspersion dépend en grande partie de ses performances réelles au champ. Bien que l'uniformité de l'application de l'eau soit l'aspect le plus important de la performance d'un système aspersif, l'adéquation explique mieux la performance du système. Dans cette étude, l'adéquation des performances de l'irrigation a été mesurée au champ sous trois pressions de fonctionnement (4.0, 4.5 et 5.0 bars) et deux tailles de buses d'arrosage (2.4 × 4.4 et 2.4 × 4.8 mm). L'objectif principal de cette étude était de déterminer le niveau de l'adéquation actuelle de la performance de l'irrigation par rapport à celle prévue par conception. Trois performances d'adéquation différentes (livraison, infiltration et stockage) ont été déterminées à partir des mesures des deux paramètres de base importants de la performance d'arrosage: le débit et l'uniformité. Le résultat de l'étude indique une application d'eau d'irrigation excédentaire résultant du besoin net en eau de la culture et de l'humidité nette du sol net pour les deux buses et toutes les gammes de pression considérées. Des pertes énormes en termes de percolation profonde (40%) ont donc été observées, avec pour conséquence le lessivage des éléments nutritifs solubles, la perte de précieuses ressources en eau, la réduction du rendement des cultures et l'élévation de la nappe phréatique. Ceci pourrait conduire à des problèmes de drainage, ce qui nécessiterait la construction d'un système de drainage coûteux ou pourrait également conduire à l'engorgement général, la salinisation et l'alcalinisation de la région. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-08-15T03:45:34.846702-05:
DOI: 10.1002/ird.2059
- An Improvement to the Waterfront Advance–Time Relation for
Irrigation Borders- Authors: Prabeer Kumar Parhi
Abstract: Using the Kostiakov, modified Kostiakov and improved modified Kostiakov infiltration models, three alternate solutions of the Philip and Farrel equation are suggested for the determination of waterfront advance–time relations for irrigation borders. To test the solutions with field data of waterfront advance–time relations, each accumulated infiltration–time relation was used in the Philip and Farrel equation and the waterfront advance–time relation was determined using six observed data sets on irrigation borders. The results show that the improved modified Kostiakov model performed best in prediction of accumulated infiltration time as well as the waterfront advance–time relation as compared with the modified Kostiakov and Kostiakov infiltration model. Also, the modified Kostiakov infiltration model performed better in prediction of the infiltration and advance–time relation as compared to Kostiakov. Hence this paper suggests the use of the improved modified Kostiakov infiltration model in the Philip and Farrel equation with the help of computer programs to determine the waterfront advance–time relation in irrigation borders most accurately, as compared to the modified Kostiakov and Kostiakov infiltration models. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.En utilisant les modèles d'infiltration de Kostiakov, Kostiakov modifiée et Kostiakov amélioré‐modifiée, nous proposons trois alternatives à l'équation Philippe et Farrel pour la détermination de l'avancement du front dans le cas de l'irrigation par planches. Pour tester les solutions avec des données de terrain, nous avons utilisé les relations d'infiltration cumulées dans le temps dans les équations de Philip et Farrel et déterminé la vitesse d'avancement du front d'humectation dans six parcelles irriguées à la planche. Les résultats montrent que le modèle amélioré‐modifié deKostiakov prédit mieux le cumul d'infiltration en fonction du temps ainsi que l'avancement du front que les deux autres modèles de Kostiakov. En outre, le modèle d'infiltration Kostiakov modifié prédit mieux l'infiltration et de l'avancement que le modèle de Kostiakov. Ainsi ce document suggère d'utiliser le modèle amélioré‐modifié de Kostiakov dans l'équation de Philippe et Farrel, avec l'aide de programmes informatiques pour déterminer le plus précisément possible les relations d'avancement du front d'humectation dans les systèmes d'irrigation par planche. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-08-15T03:45:26.184153-05:
DOI: 10.1002/ird.2062
- Assessment of hydrological changes in a river basin as affected by climate
change and water management practices, by using the cat model- Authors: Cheol Hee Jang; Hyeon Jun Kim, So Ra Ahn, Seong Joon Kim
Abstract: This study describes the applicability of the Catchment hydrologic cycle Assessment Tool (CAT) for improving the water cycle in a river basin, and suggests appropriate water cycle improvement methods for adapting the impact of future climate change on river basin hydrology. For future assessment, the Gyeongan‐Cheon River Basin located in the north‐eastern part of South Korea was selected. To evaluate future water cycle improvement, the data from two general circulation models (GCMs), MIROC3.2 hires and HadCM3 with A1B and B1 scenarios, were adopted and downscaled by using the Long Ashton Research Station–Weather Generator (LARS‐WG) after bias correction with 30 year (baseline; 1970 ~ 2000) ground measurements. The future annual surface runoff, groundwater flow and evapotranspiration changed up to +49, −45 and +44% in the late twenty‐first‐century of MIROC3.2hires A1B scenario and up to +56, −44 and +47% in the late twenty‐first‐century of HadCM3 A1B scenario. Under the condition of water cycle improvement are included by facilities, the hydrological cycle was enhanced by increasing groundwater flow and evapotranspiration, and decreasing surface runoff. The future annual surface runoff, groundwater flow and evapotranspiration were improved by −38, +13 and +24% in the late twenty‐first century MIROC3.2hires A1B scenario, and by −38, +13 and +25% for the HadCM3 A1B scenario. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Cette étude décrit l'applicabilité de l'outil d'évaluation hydrologique d'un bassin (CAT) pour améliorer le cycle de l'eau dans un bassin versant, et suggère des adaptations du bassin pour limiter l'impact des changements climatiques futurs sur l'hydrologie de la rivière. Pour l'évaluation future, nous avons choisi le bassin de la Gyeongan‐Cheon située dans la partie nord‐est. de la Corée du Sud. Pour évaluer les améliorations possibles, nous avons adopté et dégradé les données provenant de deux modèles de circulation générale (MCG) MIROC3.2 et HadCM3 pour les scénarios d'émissions (SRES) A1B et B1. Les données ont été dégradées en utilisant le générateur stochastique de Research Station–Weather Generator (LARS‐WG) après correction des biais sur 30 années (1970 à 2000) de mesures au sol de trois stations. Les données quotidiennes du futur, de 2021 à 2100, ont été générées pour chaque station météorologique. Le ruissellement de surface annuel, l'écoulement vers les eaux souterraines et l'évapotranspiration varieraient jusqu'à +49, −45 et +44% à la fin du 21e siècle selon MIROC3.2 scénario A1B, et +56, −44 et +47% pour le scénario A1B de HadCM3, comparés respectivement à la période de référence. Si l'on considère que l'amélioration du cycle de l'eau passe par des installations et ouvrages, alors le cycle hydrologique pourrait être amélioré en augmentant le flux des eaux souterraines et l'évapotranspiration, et en diminuant le ruissellement de surface. Ceci donnerait des projections à la fin du 21e siècle sur le ruissellement de surface annuel, l'écoulement vers les eaux souterraines et l'évapotranspiration de −38, +13 et +24% pour MIROC3.2hires, scénario A1B, et −38, +13 et +25% pour le scénario A1B HadCM3, respectivement. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-08-09T02:28:15.332927-05:
DOI: 10.1002/ird.2044
- Effects of Beach Nourishment and the Influence of Irrigation Water
Discharge on Byunsan Beach, West Coast, Korea- Abstract: Byunsan Beach located on the west coast of Korea has been undergoing significant erosion in recent years during and after the construction of a large tidal embankment, the Saemanguem Dike, mostly because of the blocking of the sand supply from rivers. To reduce and prevent beach erosion, the Korean government decided to carry out beach nourishment in May 2012 just before the summer season. In order to monitor the performance of beach nourishment, precise measurements of beach morphology were taken 21 times during a 1‐year period from May 2012 to April 2013 by using a RTK‐GPS system. The result showed that the beach nourishment preserved the beach effectively, based on the fact that most of the additional sand remained on the beach after 1 year. Although a local part of the beach was severely eroded by a heavy volume of irrigation discharge during the summer rainy spell, it recovered within a short period of time. As a major erosional event the whole area of the beach experienced massive erosion in a strong cyclone, Typhoon Sanba, in September 2012, but the beach recovered rapidly after the typhoon. Sediment accumulation also took place during the winter season, retaining the sand and aiding recovery of the beach. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.La plage de Byunsan située sur la côte ouest de la Corée montre depuis plusieurs années un état d'érosion important consécutif à la construction d'un grand remblai de protection maritime, le Saemanguem Dike, principalement en raison du blocage de l'approvisionnement en sable provenant des rivières. Afin de réduire et de prévenir l'érosion des plages, le gouvernement coréen a décidé d'effectuer le rechargement des plages, dans le mois de mai 2012, juste avant la saison estivale. Pour la surveillance de la performance de rechargement de la plage, des mesures précises de morphologie de la plage ont été faites 21 fois au cours d'une période d'un an de mai 2012 à avril 2013, en utilisant un système RTK‐GPS. Le résultat a montré que le rechargement a préservé la plage car la plupart du sable apporté était resté sur la plage après un an. Une petite partie de la plage a été érodée sévèrement par un le déversement important du canal d'irrigation pendant un épisode pluvieux estival, mais la plage s'est. reconstituée après un court laps de temps. La plage a connu une érosion massive due à un cyclone de forte intensité (Sanba en septembre 2012), mais la plage a récupéré rapidement après le cyclone. L'accumulation de sédiments a également prévalu au cours de la saison d'hiver pour conserver et récupérer la plage. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-08-08T09:55:17.305666-05:
DOI: 10.1002/ird.2048
- Estimation of Runoff Ratios of Pesticide Residue from Paddy Fields Using
the RICEWQ Model- Abstract: Runoff ratios, of losses by runoff to applied amounts, of pesticides butachlor, oxadiazone, chlorpyrifos‐me, diazinon, 2,4‐D and carbaryl were estimated using the RICEWQ model in certain paddy fields. To reflect the actual water management by farmers, the water balance of a paddy field in Korea was monitored. A hydrology submodel was calibrated with observed field data. Laboratory incubation tests were conducted and the decaying pesticide concentrations monitored. Parameters for the pesticide submodel were determined by using incubation test results after calibration. The RICEWQ model simulated runoff and concentrations of the pesticide using the calibrated hydrologic and pesticide submodels under a conventional pesticide application scenario. The runoff ratio of each pesticide was estimated based on simulation results. When the application date of the pesticide was varied up to 7 days, the runoff ratios of butachlor, oxadiazone, chlorpyrifos‐me, diazinon, 2,4‐D and carbaryl varied between 13.1 ~ 17.5, 1.2 ~ 1.4, 0.57 ~ 0.66, 12.0 ~ 20.5, 21.9 ~ 28.9 and 12.7 ~ 14.3%, respectively. In general, pesticides with a longer half‐life and a lower soil‐water partitioning coefficient for organic compounds (Koc) resulted in a higher runoff ratio. The simulation results showed that proper application practice and drainage management are to be recommended to reduce the runoff ratio of pesticides. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Le coefficient de ruissellement (rapport entre les pertes par ruissellement et la quantité appliquée de pesticides) de six pesticides (butachlor, oxadiazone, chlorpyrifos‐me, diazinon 2,4‐D, carbaryl) issus de rizières a été estimé en utilisant le modèle de RICEWQ. Pour tenir compte de la gestion réelle de l'eau par les agriculteurs, nous avons suivi les entrées et les sorties d'une rizière expérimentale en Corée. Un sous‐modèle hydrologique a été calibré avec les résultats du bilan hydrique observé. Des tests d'incubation de laboratoire ont été effectués pour surveiller la décomposition des pesticides. Les paramètres pour le sous‐modèle de pesticide ont été déterminés à l'aide de résultats de tests d'incubation après le calibrage. Le modèle de RICEWQ a été utilisé pour simuler un scénario d'application conventionnel des pesticides. Le ratio de ruissellement de chaque pesticide a été estimé sur la base des résultats de simulation. Lorsque la date de pesticides de l'application a été modifiée jusqu'à 7 jours, le taux de ruissellement des butachlor, oxadiazone, chlorpyrifos‐me, diazinon, le 2,4‐D et le carbaryl variée 13.1 à 17.5, 1.2 à 1.4, 0.57 à 0.66, 12.0 à 20.5, 21.9 à 28.9 et 12.7 à 14.3% respectivement. En général, les pesticides ayant une demi‐vie plus longue et un plus faible Koc ont donné lieu à un coefficient de ruissellement plus élevé. Les résultats des simulations ont montré que la pratique de la bonne application du pesticide et la gestion de drainage sont recommandées pour réduire le coefficient de ruissellement de pesticides. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-08-08T09:55:11.491624-05:
DOI: 10.1002/ird.2057
- Situation, Strategies and BMPS to Control Agricultural NPS Pollution In
The European Union- Authors: Giorgio Provolo; Guido Sali, Claudio Gandolfi, Jeongryeol Jang, Youngkweon Cho, William Magette
Abstract: Although significant improvements in water quality have been achieved in Europe over the last two decades, water quality status is still below desirable levels in many locations. As in many other regions around the world, nonpoint source pollution from agricultural landscapes remains the key cause of water quality problems in many parts of Europe due to nitrogen surplus, and, in some countries, losses of phosphorus. A variety of physical, managerial, financial and political tools exist for addressing nonpoint source pollution from agricultural sources. However, water resource managers face difficulties in cajoling landowners to adopt the necessary actions, particularly if the effects of such actions to enhance productivity do not exist (or are not apparent). As shown by trends in groundwater quality data, there may be significant delays in observable water quality improvements after action has been taken. These delays in the response times of natural systems will further challenge the willpower of governments at all levels to provide the financial and human resources necessary to combat diffuse pollution. Consequently, there must be continued close cooperation between researchers seeking new control strategies, government agencies that fund such research and finance implementation and landowners who must adopt the measures. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Bien que des améliorations significatives de la qualité de l'eau sont observées en Europe depuis les vingt dernières années, l'état de la qualité de l'eau est. encore en deçà des niveaux souhaitables en de nombreux points. Comme dans de nombreuses autres régions du monde, les pollutions agricoles diffuses restent la principale cause de problèmes de qualité de l'eau dans de nombreuses régions en Europe, dues aux excédents d'azote, et, dans certains pays, aux pertes de phosphore. Une variété d'outils physiques, administratifes, financiers et politiques existent pour traiter les pollutions diffuses d'origine agricoles. Toutefois, les gestionnaires des ressources en eau ont des difficultés à persuader les agriculteurs d'adopter les mesures nécessaires, en particulier si ces actions sont sans effets ou peu visibles sur l'amélioration de la productivité. Comme le montrent les tendances des données sur la qualité des eaux souterraines, il peut y avoir des retards importants la décision et l'amélioration bservée de la qualité de l'eau. Ces délais de réponse des systèmes naturels vont contraindre les volontés des gouvernements à tous les niveaux de fournir les ressources financières et humaines nécessaires pour lutter contre les pollutions diffuses. Par conséquent, une coopération étroite et continue doit être engagée entre les chercheurs qui explorent de nouvelles stratégies de contrôle, les agences publiques qui financent la recherche et la mise en œuvre, et les agriculteurs qui doivent adopter ces mesures. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-08-01T20:00:32.771512-05:
DOI: 10.1002/ird.2030
- Approach of Land Cover Based Asymptotic Curve Number Regression Equation
to Estimate Runoff- Authors: Jichul Ryu; Younghun Jung, Dong Soo Kong, Bae Kyung Park, Yong Seok Kim, Bernard A. Engel, Kyoung Jae Lim
Abstract: The Natural Resources Conservation Service‐Curve Number (NRCS‐CN) method has been used widely for estimation of direct runoff. However, the determination methods of CN values for land covers from the National Engineering Handbook Chapter 4 (NEH‐4) are inadequate due to uncertainty raised in determining the of the hydrologic soil group, which could change from reported soil survey data due to soil compaction and other human activities. To overcome these drawbacks, an asymptotic CN (ACN) regression equation for the relationship between measured streamflow and rainfall for gauged river basins (ACN‐RB) was developed and used in various studies. The ACN‐RB determines various CN values depending on the amount of rainfall in an event. The ACN‐RB has limitations in application to ungauged river basin because the ACN‐based CN values do not consider various land covers. Accordingly, 13 land cover‐based asymptotic CN regression equations (LC‐ACN‐REs) were developed and evaluated in this study by comparing estimated direct runoff with measured data. The estimated direct runoff using the LC‐ACN‐REs, which were classified as “standard types”, matched observed direct runoff well, as evidenced by a Nash‐Sutcliff efficiency (NSE) value of 0.78 for Jungrang A basin and a NSE value of 0.73 for Tancheon A basin. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.La méthode des curver numbers du service natural conservation des ressources (NRCS‐CN) a été largement utilisée pour l'estimation de ruissellement direct. Cependant, les méthodes de détermination des valeurs de CN données par le manuel national de l'ingénierie (National Engineering Handbook Chapitre 4 ; NEH‐4) sont inadéquates en raison de l'incertitude dans la détermination du groupe hydrologique de sols ; cette classification est. de nature à évoluer en raison des tassements du sol et d'autres activités humaines. Afin de remédier à ces inconvénients, une équation de régression asymptotique du CN pour la relation entre le débit mesuré et les précipitations a été élaborée pour des bassins hydrographiques calibrés (ACN‐RB) et utilisée dans diverses études. L'ACN‐RB détermine différentes valeurs CN selon la quantité de précipitations au cours d'un épisode. L'ACN‐RB a aussi ses limites dans l'application aux bassins non jaugés parce que ces valeurs CN ne considèrent pas la diversité des couvertures terrestres. En conséquence, les équations de régression (LC‐ACN‐RE) de treize couvertures terrestres ont été proposées et évaluées dans cette étude, en comparant le ruissellement direct estimé avec les données mesurées. Les ruissellements directs estimés, qui ont été proposés comme types standard, sont bien en accord avec les valeurs observées, comme en témoignent les coefficients de Nash‐Sutcliff obtenus pour deux bassins, de 0,78 pour le bassin de Jungrang et de 0,73 pour le bassin de Tancheon. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-07-25T01:05:35.540977-05:
DOI: 10.1002/ird.2047
- Climate Change and Food Security in India: Challenges and Opportunities
- Authors: Gurbachan Singh
Abstract: Achieving food and nutritional security in a scenario of degrading natural resources (water, soil, biodiversity) and climate change seems to be a big challenge. Global warming has triggered the melting of glaciers, sea level rise and submergence of islands/coastal areas, and change in rainfall and temperature pattern over the next century is predicted. Such change is bound to affect water, land and biodiversity patterns which will demand a new set of land‐use patterns including enterprises, commodities, crops and varieties. Effects of climate change have already started impacting on agricultural productivity in several agroclimatic regions and subregions of India. The likely predicted scenario of climate change on agriculture, location‐specific case studies depicting climate change impacts such as drought, cold and heatwaves and required adaptation and mitigation strategies are discussed in this paper. It is emphasized that adaptations of agriculture to climate change will call upon proactive or anticipatory research on enterprises, commodities, crops, varieties and farming systems resilient to cold, heat and moisture stresses. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.C'est apparemment un grand défi que d'atteindre la sécurité alimentaire et nutritionnelle dans un scénario de dégradation des ressources naturelles (eau, sol, biodiversité) et de changement climatique. Le réchauffement climatique a déclenché la fonte des glaciers, l'élévation du niveau de la mer, la submersion des îles et des zones côtières, et va provoquer au cours du prochain siècle des changements dans la distribution des précipitations et l'élévation des températures. Ce changement va affecter l'eau, la terre et la distribution de la biodiversité, ce qui exigera un nouvel ensemble de schémas d'occupation du sol qui concernera les entreprises, les denrées, les cultures et les espèces. Les effets du changement climatique se font déjà sentir sur la productivité agricole dans plusieurs régions agroclimatiques de l'Inde, et des études de cas spécifiques décrivent les impacts du changement climatique tels que sécheresses, vagues de froid et de chaleur, qui nécessiteront adaptation ou compensation. Il est souligné que les adaptations de l'agriculture au changement climatique feront appel à la recherche proactive ou anticipatoire sur les entreprises, les denrées, les cultures, les variétés et les systèmes de culture résilients aux stress de froid, de chaleur et d'humidité. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-07-15T00:21:15.010141-05:
DOI: 10.1002/ird.2038
- Impact of Different Fertilizer Types on Nutrient Pollutant Loads from Rice
Paddy Fields in South Korea†- Abstract: The objective of this study was to evaluate the effects of best management practices (BMPs) on nutrient load reduction from rice paddy fields. Three different fertilizations were considered as the study BMPs: slow‐release chemical fertilizer (SC), swine compost manure (CM) and swine liquid manure (LM). Two experiments were conducted independently in fields with sizes of 100 × 40 m in the Saemangeum region. One experiment was conducted at Iksan City to compare conventional chemical fertilizer (CA) with SC in non‐point source (NPS) surface runoff, while the other was conducted at Kimje City to compare chemical fertilizer (CB) with CM and LM. Nutrient surface discharge from the SC‐treated paddy was 50–55% less than from the CA‐treated paddy. The nutrient loads from the LM‐ and CM‐treated fields were 18–48% less than the CB field. This indicates that the SC, CM and LM applications can effectively reduce paddy surface nutrient loads and thus be alternatives to chemical fertilizer application. However, rice yield was slightly decreased (by approximately 7.5%) in the SC‐treated field compared to the CA‐treated field. With certain compensation measures for the economic losses, the alternative fertilization can be sustainable ways for paddy nutrient load reduction. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Cette étude a été réalisée pour évaluer l'effet de la réduction des nutriments de rizicole en cas d'introduction de meilleures pratiques de gestion (MPG) comme les engrais chimique à libération lente (SC), le compost de fumier porcin (CM) et le lisier de porcs (LM). Ces trois engrais ont été testés en comparant la pratique des engrais chimiques traditionnels (CA, CB) sur le bassin versant Saemangeum en 2013. Le flux de nutriments des rizières traitées avec des SC était inférieur de 50 à 55% de celles traitées par CA. Le flux des nutriments des rizières traitées avec des LM et CM était inférieur de 18 à 48% à celles traitées avec des CB. Ce résultat montre que l'application des SC, CM et LM peut réduire le flux des nutriments des rizières et constituer ainsi une alternative à l'utilisation de la fertilisation chimique. Mais le rendement du riz des rizières traitées avec des SC a diminué de 7.5% par rapport à celles traitées avec des CA. Avec l'application de certaines mesures de compensation pour les pertes économiques des agriculteurs, la mise en œuvre de la fertilisation alternative peut‐être adaptée à la réduction des flux en éléments nutritifs des rizières. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-07-15T00:21:12.137398-05:
DOI: 10.1002/ird.2041
- Vegetative Filter Strip (Vfs) Applications for Runoff and Pollution
Management in the Saemangeum Area of Korea- Abstract: This study was conducted to develop a vegetative filter strip (VFS) technique to manage agricultural non‐point source (NPS) pollution in the region in Korea. The experimental plots were constructed with two different sizes and slopes in the uplands within the Saemangeum Basin. The soil type of the study area was classified as loam with NRCS hydrologic soil type B, and showed typical upland soil characteristics. The rainfall–runoff relationships and NPS pollution reduction effects of the VFS were assessed, and the total cost of VFS application was estimated. It was noted that runoff reduction effects ranged from 14.1 to 69.3%, and NPS pollution reduction effects were 9.8–94.2% in suspended solid (SS), 24.0–73.3% in total nitrogen (T‐N) and 47.6–80.9% in total phosphorus (T–P) from the VFS plots. The variations of VFS effects were caused by various factors including size and slope of the source area, cover ratio and width of VFS, as well as rainfall characteristics. The total VFS application cost was estimated to be approximately US$3390 ha−1 yr.−1, considering the costs for construction and maintenance of the VFS system and the loss of benefit caused by giving up crop cultivation in the area needed for VFS construction. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Cette étude a été menée afin de développer une technique de bande filtrante végétalisée (VFS) afin de gérer la pollution diffuse d'origine agricole (NPS) dans la région de Saemangeum en Corée. Les parcelles expérimentales ont été construites dans les pentes des hautes terres du bassin de la Saemangeum. Le type de zone d'étude de sol a été classé comme un limon de type B selon la classification hydrologique NRCS des sols. Les relations pluie–débit et les effets des systèmes VFS réduction de la pollution diffuse ont été évalués, et le coût total de l'application VFS a été estimé. Il a été noté que le ruissellement a été réduit de 14.1 à 69.3%, et la pollution était de 9.8 à 94.2% pour les matières en suspension (SS), de 24.0 à 73.3% pour l'azote total (TN) et de 47.6 à 80.9% pour le phosphore (TP). Les variations des effets VFS ont été causés par divers facteurs, notamment la taille et la pente de parcelle, le ratio de couverture et la largeur de VFS, ainsi que les caractéristiques des précipitations. Le coût total de l'application VFS a été estimée à environ 3,390 US$ par hectare et par an, compte tenu des coûts pour la construction et l'entretien du système VFS et la perte de profit causée par l'abandon des cultures dans la région nécessaire pour la construction VFS.
PubDate: 2016-07-15T00:21:08.890881-05:
DOI: 10.1002/ird.2043
- Statistical Framework to Assess Water Quality for Irrigation and Drainage
Canals- Authors: M. Shaban
Abstract: The rapid pace of economic growth in Egypt has been accompanied by resource depletion and environmental degradation. Consequently, management action and regular assessment to meet the challenges are essential.The aim of this work is to introduce a statistical framework to assess water quality for irrigation and drainage canals in accordance to monitoring objectives that deal with pollutant concentrations and loads.The water quality/quantity data collected from 2000 to 2013 for the El‐Salam Canal and the Hadus Drain in Egypt were used as case studies. A framework that includes a series of statistical tools was employed to facilitate better handling of the collected data and then transform it into fruitful information. These tools included descriptive statistics, frequency/percentile analysis and presenting pollutant loads through boxplot analysis. Finally, hierarchical cluster analysis was employed to classify the monitoring locations into a number of groups that have similar water quality conditions.The success in applying the proposed framework to the El‐Salam Canal and Hadus Drain data showed its effectiveness and applicability to check compliance with water quality standards and allocate waste loads from different sources as well as classifying water quality status. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Le rythme rapide de la croissance économique en Egypte a été accompagné par l'épuisement des ressources et la dégradation de l'environnement. Par conséquent, des mesures de gestion et une évaluation régulière sont essentielles pour relever les défis.Le but de ce travail est. de présenter un cadre statistique pour évaluer la qualité de l'eau dans les canaux d'irrigation et de drainage en accord avec des objectifs de suivis des charges et concentrations en polluants.Les données de qualité/quantité d'eau collectées de 2000 à 2013 pour El‐Salam Canal et Hadus drainage en Egypte ont été utilisées comme études de cas. Un cadre qui comprend des séries d'outils statistiques a été utilisé pour faciliter une meilleure gestion des données collectées, pour les transformer en informations utilisables. Ces outils comprenaient des statistiques descriptives: fréquence/analyse des percentiles et représentant les charges de polluants à travers l'analyse boxplot. Enfin, une analyse par classification hiérarchique a été utilisée pour classer les sites de surveillance en groupes ayant des conditions de qualité de l'eau similaires.Le succès de l'application du cadre proposé aux données de El‐Salam Canal et au réseau de drainage de Hadus a montré son efficacité et son applicabilité pour vérifier la conformité aux normes de qualité de l'eau et distribuer les charges provenant de différentes sources tout en classant les eaux suivant leur qualité. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-07-08T01:36:04.785073-05:
DOI: 10.1002/ird.2042
- A Plot‐Scale Monitoring Experiment To Assess The Agricultural
- Authors: Min Won Jang; Dong Hyeon Kim, Jeong Ryeol Jang, Sang Min Kim
Abstract: The objective of this study was to assess the non‐point source pollution reductions by a silt fence and berm through field monitoring. Experimental plots were established in two sizes on three slopes (110 m2 on 3 and 9% slopes, and 225 m2 on 6% slope). Flumes were used to monitor plot runoff. Runoff samples were collected during heavy rainfall (12 events from 2011 to 2014) for subsequent analysis. Cultivated crops were radish, Chinese cabbage and soybean. Runoff from the silt fence and berm treatment plots was 23.1 and 25.8% lower, respectively, than that from the control plot. On average the silt fence reduced BOD losses by −10.0% (i.e. 10% increase), COD by 28.7%, T‐N by 42.5%, T–P by 22.7%, and SS by 48.0% compared to losses from the control plot. The berm reduced BOD losses by 34.1%, COD by 30.0%, T‐N by 30.8%, T–P by 68.9%, and SS by 59.9% compared to losses from the control plot. The SS load reductions were statistically significant (5% level). Thus, the silt fence and berm were both effective in reducing pollutant losses in surface runoff. However, long‐term monitoring is required to obtain a more quantitative and reliable description of the reduction effect for diverse crops. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.L'objectif de cette étude était d'évaluer par suivi sur le terrain les effets de fascines et de bermes en limon sur la pollution diffuse agricole. Deux tailles de parcelles d'expérimentation ont été utilisées, à savoir: 5 m de large et 22 m de long pour 9% de pente et 15 m de côté pour 6% de pente. Les dédits ont été mesurés par des canaux jaugeurs et le recueil des échantillons confié à des échantillonneurs automatiques commandés à distance. Les plantes cultivées étaient du radis et du chou chinois pour 2011 et 2012 et du soja pour 2013 et 2014. Les échantillons de qualité de l'eau ont été recueillis pour 12 évènements de 2011 à 2014. Le ruissellement des parcelles avec fascines et des parcelles avec bermes était de 23.1 et de 25.8% inférieurs à celui du contrôle, respectivement. Les fascines ont permis de réduire la DBO de 10.0%, la DCO de 28,7%, l'azote total de 42.5% (TN), le phosphore total de 22.7% (TP) et les matières en suspension de 48.0% (SS); pour la berme, les taux de réduction, comparés au témoin, ont été de: DBO 34.1%, COD 30.0%, TN 30.8%, TP 68.9%, et SS 59.9%. Les différences pour les deux traitements sont significatives au seuil de 5% pour les SS. Les résultats de l'expérimentation indiquent que les fascines et les bermes étaient efficaces pour réduire à la fois les polluants le ruissellement de surface. Toutefois, le suivi à long terme est. nécessaire pour obtenir des résultats sur un plus grand nombre de cultures et augmenter la fiabilité des résultats. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-07-08T01:35:55.724332-05:
DOI: 10.1002/ird.2045
- Basin‐Scale Irrigation Planning in Areas with Scarce Data†
- Authors: Takao Masumoto; Takeo Yoshida, Ryoji Kudo
Abstract: This paper presents a basin‐scale approach to irrigation planning for use in areas with scarce hydrological and meteorological data. We review the past development of cascade irrigation facilities in Cambodia's Kep Province and present the results of applying a distributed water circulation model that incorporates agricultural water use in Cambodia's Pursat River Basin. Basic hydrological and meteorological data are scarce for these areas, partly as a result of the Cambodian civil war. Although 70% of overall water use is for agriculture, irrigation rates in many areas of monsoonal Asia are low and farming depends mainly on rainwater, even in basins where paddy fields are dominant and water resources are abundant. Moreover, basic hydrological and meteorological data are scarce in these areas. Past irrigation planning proposals in these areas have not specified the required volumes of water or the necessary capacities of irrigation facilities. Our consideration of irrigation projects in the Pursat River Basin, based on meteorological data inputs estimated by using a general circulation and/or climate change model, showed that basin‐scale irrigation planning can be applied despite the scarcity of data. Application of the results of long‐term climate change modelling by Japan's Meteorological Research Institute and a distributed water circulation model developed by Institute for Rural Engineering, NARO (NIRE), show that it is possible to model and use basic data when observational data are inadequate. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Alors que 70% de l'utilisation de l'eau est. destinée à l'agriculture, le rapport d'irrigation dans beaucoup de régions de l'Asie affectées par la Mousson est. très bas même dans les régions où les rizières dominent et où les ressources en eau sont réputées comme abondantes. En outre, même si lorsque l'on a planifié le programme d'irrigation dans lesdites zones, les observations sur les données fondamentales météorologiques et hydrographiques sont très peu nombreuses. Avec la manière conventionnelle de proposer une irrigation, il n'est. pas possible de décider des volumes requis des ressources en eau pour les installations en question. Par contre, dans cet exposé nous avons eu pour but de proposer de nouvelles propositions et de différentes approches pour irriguer un grand bassin global dans le but de développer « un grand bassin pour une planification généralisée ». Cette étude est. basée sur l'exemple des installations d'irrigation en cascade dans la Province de Kep au Cambodge et du plan d'utilisation des ressources en eau dans le bassin de Pursat situé dans la province éponyme au Cambodge. En raison de la guerre civile entre autres facteurs, il n'existe pas de données concernant ces secteurs et à l'heure présente l'agriculture dépend principalement des précipitations. Nous avons proposé cette nouvelle approche pour proposer une planification de l'irrigation basée sur l'impact sur l'environnement prenant en compte les changements climatiques sur l'utilisation de l'eau à des fins agricoles dans des régions où l'on possède très peu de données. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-06-21T04:25:59.062681-05:
DOI: 10.1002/ird.2032
- River Basin Scale Analysis on the Return Ratio of Diverted Water from
Irrigated Paddy Areas- Authors: Takeo Yoshida; Takao Masumoto, Naoki Horikawa, Ryoji Kudo, Hiroki Minakawa, Norio Nawa
Abstract: Water flows in irrigated paddy areas are complicated not only by the substantial volumes involved but also by repeated cycles of diversion and return flow. A spatially explicit hydrological model that simulates water diversion and return processes in irrigated paddy areas was used to evaluate the return ratio of diverted water to river basin. Assuming complete mixing of the rainfall and irrigated water over the entire irrigation period, the time‐averaged return flow was calculated using the simulated net drainage from the irrigated areas. The return ratio, which is defined as the fraction of the total return flow volume to the total diverted water volume, was 48.5% (ranging from 42.3 to 52.1%) in our case study. These values suggest that most of the water diverted to the irrigated paddies will be discharged except that which is lost through evapotranspiration, because we consider the return ratio during a sufficiently long period and for large irrigation areas. While the largest and smallest return ratios were obtained in the driest and wettest years, respectively, the correlation between rainfall amount and return ratio was not significant, suggesting the need for a more appropriate averaging period that accounts for the short‐term variabilities in return flow processes. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Les flux d'eau dans les systèmes irrigués sont compliqués par les volumes mis en cause et les cycles alternés de détournement et de retour de flux d'eau. Un modèle hydrologique explicite spatialisé a été utilisé pour évaluer le taux de retour de l'eau détournée d'un bassin versant. En supposant un brassage complet des eaux de pluie et d'irrigation, nous avons calculé le drainage effectif pendant la période de calcul de la moyenne. Le taux de restitution, défini comme la part de l'écoulement restituée aux eaux détournées aux déversoirs, était de 48.5% (dans la gamme de 42.3 à 52.1%). Ces valeurs suggèrent que la plus grande partie des eaux prélevées retournent à la rivière modulo les pertes d’évapotranspiration, ce que nous permet de faire la longue période d'observation et la taille du système observé. Alors que les plus grands et les plus petits taux de restitution étaient observés en année sèche et humide, respectivement, la corrélation entre les volumes précipités et les taux de restitution n’était pas significative, suggérant un besoin de périodes plus appropriées pour le calcul des moyennes, qui comptent beaucoup dans la variabilité à court terme dans les processus de retours des flux. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-06-21T04:20:36.942821-05:
DOI: 10.1002/ird.2040
- Micro‐Irrigation in Participatory Mode Pays Huge
Dividends—Apmip Experiences, India- Authors: K. Yella Reddy
Abstract: In India more than 80% of the renewable water resources are consumed in agriculture alone. The government of India has recognized the importance of micro‐irrigation for improving water and land productivity and identified a suitable potential area of 69 Mha. In order to make the systems costs affordable for farmers, the government has extended the subsidy on the equipment cost.Andhra Pradesh state launched the Andhra Pradesh Micro‐Irrigation Project (APMIP) in 2003 to promote this water‐saving irrigation technology on a large scale. The major thrust was to put the 3 million electrified pump sets in the state of Andhra Pradesh into micro‐irrigation. The project has so far covered more than 1.042 million ha under micro‐irrigation systems in a 9‐ year period with capital investment of US$533 million, benefiting 0.66 million farmers.The project is contributing an additional productivity of worth US$254 million (Rs 15 300 million) per annum. On an annual basis the project is indirectly helping a saving of 4.37 BCM (billion cubic metres) of water, 593 million kWh of energy. The attractive payback period of less than 3 years has influenced bankers to provide loans to farmers to procure micro‐irrigation systems. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.En Inde, plus de 80% des ressources en eau renouvelables sont consommés par l'agriculture. Le gouvernement de l'Inde a reconnu l'importance de la micro‐irrigation pour améliorer la productivité de l'eau et des terres et a identifié un potentiel équipable de 69 Mha. Afin de rendre les coûts des systèmes abordables pour les agriculteurs, le gouvernement étend la subvention au coût de l'équipement.L'état d'Andhra Pradesh a lancé le Projet de Micro Irrigation Pradesh Andhra (APMIP) en 2003 pour promouvoir à grande échelle cette technique d'irrigation économe en eau. L'axe majeur était d'équiper en micro‐irrigation les 3 millions de postes de pompage électrifiés dans l'état d'Andhra Pradesh. Le projet permis en 9 ans de convertir à la micro‐irrigation plus de 1.042 million ha avec un investissement en capital de 533 millions US$, au profit de 0.66 million d'agriculteurs.Le projet contribue à une productivité supplémentaire de 254 millions US$(Rs 15 300 millions) par an. Sur une base annuelle, le projet a permis indirectement contribue d’économiser 4.37 MMC (milliards de mètres cubes) d'eau et 593 millions de kWh d'énergie. La période de remboursement de moins de 3 ans a été suffisamment attractive pour décider les banquiers de fournir des prêts aux agriculteurs pour investir dans des systèmes de micro‐irrigation.
PubDate: 2016-06-21T04:15:26.412413-05:
DOI: 10.1002/ird.2039
- Development of Optimal Pipe Size Design Tool for Irrigation Systems and
its Application to Saemangeum Reclamation Area- Authors: Do Guen Yoo; Young Hwa Kim, Young Deuk Kim, Jaeyong Cho, Joong Hoon Kim
Abstract: This study aims to develop an economical tool for pipe size (diameter) design, i.e. a model, by using optimization techniques for agricultural irrigation systems. The developed model is validated through applications to an actual target region (Saemangeum reclamation area, zone 6). A newly developed metaheuristic optimization algorithm, termed a proportional genetic harmony search algorithm (PGHSA), is proposed in this study. To evaluate the optimization results of pipe diameters for the target region, the cost and hydraulic results of the initial and optimal designs are investigated by means of a comparison. Spatial equalization of nodal pressure and the economic velocity of each pipe are used as indicators for evaluating the hydraulic stability of the irrigation system. The results indicate that the proposed optimal design model can save construction cost considerably, by 1–11%, in comparison to the original plans. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.La présente étude vise à développer un outil économique pour le dimensionnement (calcul du diamètre) des tuyaux des systèmes d'irrigation agricole, en utilisant des techniques d'optimisation. Le programme développé a été validé avec des applications à une région cible réelle (le projet d'aménagement de la zone de Saemangeum, secteur 6). Un nouvel algorithme d'optimisation méta‐heuristique, appelé algorithme de recherche de l'harmonie génétique proportionnelle (PGHSA), est. élaboré et proposé dans cette étude. Pour comparer et évaluer les résultats de l'optimisation initiale des diamètres de tuyaux, le coût et les résultats hydrauliques de la conception initiale et le dimensionnement optimisé ont été étudiés. L'égalisation de la répartition de la pression nodale et la vitesse économique de chaque tuyau sont utilisées comme des indicateurs dans l'évaluation de la stabilité hydraulique du système d'irrigation. Les résultats indiquent que le modèle proposé de dimensionnement optimal peut économiser considérablement le coût de construction, de 1 à 11%, par rapport aux plans originaux. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-06-07T19:25:34.858073-05:
DOI: 10.1002/ird.2028
- Climate Change Impacts on Agricultural Drought with Consideration of
Uncertainty in CMIP5 Scenarios- Authors: Jaepil Cho; Gwangdon Ko, Kwangyoung Kim, Chansung Oh
Abstract: This study was conducted to evaluate the impact of climate change on agricultural drought on 104 agricultural reservoirs in Korea. The bias corrected data appropriately reproduced the temporal trends of inflow from upstream river basins, irrigation water demand from paddy areas and reservoir storage level. When eleven climate model data were applied to a representative reservoir, inflow by individual models had a range of ‐11.5 to 11.1%, compared to the multi‐model ensembles mean value. Water demand also showed a similar trend to the inflow, had a range of ‐11.0 to 10.0%, while storage level had a narrow range of ‐3.9 to 2.1%. When 104 reservoirs were considered, inflow in the future period (2011 ~ 2040) increased by 7.8 and 9.3% for the Representative Concentration Pathways (RCP) 4.5 and 8.5 scenarios, respectively, mainly due to the increase in precipitation. Similarly, irrigation water demand increased by 2.3 and 1.6% for RCP4.5 and 8.5, respectively, due to the increase in temperature. As a result, the water storage level increased by 0.7 and 0.5% for RCP4.5 and 8.5, respectively. However, despite the increase in average reservoir storage level, the frequency of the number of droughts more severe than 10 year frequency drought increased. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Cette étude a été menée afin d'évaluer l'impact du changement climatique sur la sécheresse agricole de 104 réservoirs agricoles en Corée. Les données corrigée des biais reproduisent de manière appropriée les tendances temporelles des flux entrant en provenance des bassins en amont, la demande en eau d'irrigation pour les rizières et le niveau de remplissage du réservoir. Lorsque les données onze modèles climatiques globaux (MCG) ont été appliquées à un réservoir représentatif, le flux entrant estimé pour chaque modèle était dans une gamme de ‐11,5 à 11,1%, par rapport à la moyenne de tous les modèles tous ensamble (MME). La demande en eau des zones de paddy a également montré une tendance similaire de ‐11,0 à 10,0%, tandis que le niveau de stockage a une gamme étroite ‐3,9 à 2,1%. Les entrées dans les 104 réservoirs pour la période à venir (2011 ~ 2040) a augmenté de 7,8 et 9,3% pour les scénarios RCP 4,5 et 8,5, respectivement, principalement en raison de l'augmentation des précipitations. De même, la demande en eau d'irrigation a augmenté de 2,3 et 1,6% pour ces mêmes scénarios, en raison de l'augmentation de la température. En conséquence, le niveau de stockage d'eau a augmenté de 0,7 et 0,5%, respectivement, pour RCP4.5 et 8,5. Cependant, en dépit de l'augmentation du niveau moyen de stockage du réservoir moyenne, la fréquence du nombre de sécheresses sévères ‐actuellement décennale‐ augmente. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-06-06T20:40:33.024879-05:
DOI: 10.1002/ird.2035
- Modification of DWCM‐AgWU Model Applied to A Paddy‐Dominant
Basin with Large Dams- Authors: Jutithep Vongphet; Takao Masumoto, Hiroki Minakawa, Ryoji Kudo
Abstract: The Distributed Water Circulation Model incorporating Agricultural Water Use (DWCM‐AgWU) was modified and the revised model was applied to assess water use in the Chao Phraya River basin in Thailand for the years 2008–2011, during which there were droughts and floods. A reservoir management model was introduced to incorporate two large dams (Bhumibol and Sirikit dams), with several remote irrigated areas in water allocation/management, and performed special treatments of flood peaks to account for agricultural practices. In the system, the two dams are the main sources of irrigation water during the dry season and they are used to control floods during the rainy season. Moreover, for the lower Chao Phraya River from Nakhon Sawan to the sea, another special water management was applied on rainy days to keep the release at the Chao Phraya Diversion Dam at or below a certain threshold. That is, when discharge exceeded the threshold, water was diverted to main irrigation canals on the western and eastern sides of the Greater Chao Phraya Irrigation Project. According to the simulation, the average relative error between the calculated and observed daily discharge was 21% at the Nakhon Sawan station, which is located below the confluences of the four main tributaries of the Chao Phraya River. The modified model will enable continuous calculations for mitigating the impacts of extreme events, such as the 2011 flood in Thailand, managing the use of irrigation water, and proposing adaptive countermeasures to climate change. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Nous avons modifié le modèle (DWCM‐AgWU) de circulation et de distribution de l'eau avec intégration de l'utilisation de l'eau agricole, et appliqué ce modèle modifié en vue de l'évaluation de l'utilisation de l'eau dans le bassin versant de Chao Phraya en Thaïlande pendant les années 2008 à 2011 et durant lesquelles des sécheresses et des inondations se sont produites. Nous avons introduit un modèle de gestion de réservoir afin d'intégrer deux grands barrages (barrages de Bhumibol et de Sirikit) comportant plusieurs zones d'irrigation éloignées pour la répartition et la gestion de l'eau et eu recours à des traitements spéciaux des pointes de crue pour représenter les pratiques agricoles. Dans ce système, les deux barrages représentent les sources principales de l'eau d'irrigation pendant la saison sèche et sont utilisés afin de contrôler les crues pendant la saison des pluies. Par ailleurs, nous avons appliqué aux biefs inférieurs du bassin, de Nakhon Sawan jusqu'à la mer, une gestion de l'eau spéciale pour les jours de pluie afin de conserver la surverse au niveau du barrage de diversion de Chao Phraya autour d'une certaine valeur seuil; ainsi, au‐delà de cette valeur, l'eau était détournée vers les canaux d'irrigation principaux des bordures occidentales et orientales du projet d'irrigation de Chao Phraya. D'après la simulation, l'erreur relative moyenne entre les rejets quotidiens calculés et observés était de 21% à la station Nakhon Sawan à l'aval de la confluence des quatre principaux affluents de la rivière Chao Phraya. Le modèle modifié va permettre des calculs continus en vue de l'atténuation des impacts d'évènements extrêmes tels que les inondations de 2011 en Thaïlande et de proposer des contre‐mesures adaptatives au changement climatique. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-06-02T00:05:46.656512-05:
DOI: 10.1002/ird.2013
- Chemical Clogging of Emitters and Evaluation of Their Suitability for
Saline Water Drip Irrigation- Authors: Zhangzhong Lili; Peiling Yang, Shumei Ren, Yunkai Li, Yu Liu, Yuhong Xia
Abstract: Drip irrigation with saline water is one of the most effective methods to ease the current worldwide water shortage. However, there are more ionic compositions in saline water, resulting in easy clogging of drip irrigation emitters. In this study, we selected five common emitters as study subjects and conducted a saline water drip irrigation experiment in the Hetao Irrigation District (Inner Mongolia, China). The results showed that, as the running time increased, the discharge ratio variation (Dra) and coefficient of uniformity (CU) both declined. The Dra and CU of cylindrical emitters decreased gently, while those of flat emitters showed a 'slow–fast' downward trend. The Dra of the five different emitters decreased to 46.3–78.6% and the CU dropped to 23.5–85.0% over the course of the experiment. Cylindrical emitters with higher flow showed better anti‐clogging capacity. The temporal and spatial distribution of clogging materials within emitters differed. Specifically, the dry weights (DW) of clogging materials in different positions occurred in the order of DWhead
PubDate: 2016-06-02T00:00:39.744264-05:
DOI: 10.1002/ird.1972
- Paddy Field Modelling System For Water Quality Management
- Abstract: The objective of this study was to develop a paddy field modelling system for predicting pollutant (nutrient) loads and evaluating various best management practices (BMPs) on paddy fields. The system consists of a pre‐processing component, the CREAMS‐PADDY (Chemicals, Runoff, and Erosion from Agricultural Management Systems for PADDY) model, and a post‐processing component. The CREAMS‐PADDY was selected as the core model. The pre‐processing component included manipulation of meteorological data, management of input parameters such as spatial characteristics and farming methods, batch running, and implementing various scenarios. The post‐processing component contained visualization of water and nutrient balance components and statistical analyses for calibration, validation and application. To evaluate the applicability of the developed system, reduction effects on water control methods in paddy fields were simulated. Model parameters related to hydrology and water quality were calibrated and validated by comparing model predictions with field data collected over 2 years. The simulation results indicated that reducing nutrient loss through surface drainage by water‐saving irrigation and raising drainage outlet heights could protect downstream water quality. The simulation system will be a useful tool for planning BMPs to reduce nutrient loads from paddy fields in various regions including Korea. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.L'objectif de cette étude était de développer un système de modélisation de rizière pour prédire les charges polluantes (nutriments) et évaluer diverses pratiques de gestion (BMP) sur les rizières. Le système se compose d'un composant de pré‐traitement, le modèle CREAMS‐PADDY (acronyme en anglais pour produits chimiques, eaux de ruissellement, érosion des systèmes de gestion agricole pour le riz) modèle, et un composant de post‐traitement. Le CREAMS‐PADDY a été choisi comme le modèle de base. Le composant de pré‐traitement inclut la manipulation des données météorologiques, la gestion des paramètres d'entrée tels que les caractéristiques spatiales et des méthodes de culture, le traitement en arrière‐plan, et l'implémentation de différents scénarios. Le composant de post‐traitement contenait visualisation des bilans hydriques qualitatif et quantitatif de l'eau, et des analyses statistiques pour l'étalonnage, la validation et l'application. L'applicabilité d'un système donné est. évaluée en simulant ses effets de réduction sur le contrôle de l'eau dans les rizières. Les paramètres des modèles liés à l'hydrologie et à la qualité de l'eau ont été calibrés et validés en comparant les prédictions du modèle avec des données de terrain recueillies sur deux ans. Les résultats des simulations indiquent que la diminution des pertes d'éléments nutritifs pour protéger la qualité de l'eau en aval peut s'obtenir en diminuant le drainage de surface, résultat d'une irrigation économe en eau, et par l'augmentation de la hauteur des sorties de drainage. Le système de simulation sera un outil utile pour la planification des BMP afin de réduire les charges en nutriments des rizières dans les différentes régions, y compris la Corée. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-06-01T23:30:40.523391-05:
DOI: 10.1002/ird.2034
- Assessment of Options for the Sustainable Use of Agricultural Drainage
Water For Irrigation in Egypt by Simulation Modelling- Authors: M.A.S. Wahba
Abstract: The water management simulation model DRAINMOD‐S was applied to simulate different strategies for using agricultural drainage water for irrigation over a 20‐year period. The irrigation strategies considered were: (i) fresh/non‐saline water as the baseline for comparison; (ii) drainage water of different salinities; (iii) cyclic use of fresh water and drainage water; (iv) deficit irrigation combined with controlled drainage; and (v) interseasonal cyclic use of drainage water and fresh water (2 years drainage/2years fresh).The study area was in the North‐West Delta of Egypt which already uses fresh canal water blended with agricultural drainage water for irrigation. The most common 2‐year crop rotation in the area of wheat–maize–berseem–cotton was simulated. Four different drainage water salinities (4, 8, 12, 16 dS m−1) were simulated and three different options for the freshwater/drainage water cycle.Better results were found, yields being maintained, for the strategies of deficit irrigation combined with controlled drainage, cyclic use of agricultural drainage water of 4–12 dS m−1 with fresh water and the inter‐seasonal cycling of drainage and fresh water. These results provide a set of sustainable options for using agricultural drainage water for irrigation. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Le modèle de simulation de gestion de l'eau DRAINMOD‐S a été appliqué pour simuler différentes stratégies d'utilisation de l'eau de drainage agricole pour l'irrigation sur une période de 20 ans. Les stratégies d'irrigation envisagées étaient: (i) leau douce comme base de comparaison; (ii) des eaux de drainage de salinités différentes; (iii) l'utilisation alternée de l'eau douce et de l'eau de drainage; (iv) une irrigation déficitaire combinée à un drainage contrôlé; et (v) l'utilisation cyclique inter‐saisonnière de l'eau de drainage et d'eau douce (2 ans avec eaux de drainage et deux années fraîches).La zone d'étude était à l'Ouest du Nord‐Delta en Egypte, qui utilise déjà de l'eau douce du canal mélangée avec de l'eau de drainage agricole pour l'irrigation. La rotation des cultures de deux ans la plus commune dans cette zone (blé–maïs–bersim–coton) a été simulée. Quatre différentes salinités deau de drainage (4, 8, 12, 16 dS m−1) ont été simulées et trois options différentes pour lalternance eau douce/eau de drainage.De meilleurs résultats ont été trouvés, avec maintien des rendements, pour les stratégies d'irrigation déficitaire combinés avec du drainage contrôlé, l'utilisation alternée des eaux de drainage agricole de 4–12 dS m−1 avec de l'eau douce, et lalternance inter‐saisonnière deau de drainage et d'eau douce. Ces résultats fournissent un ensemble d'options pour l'utilisation durable de l'eau de drainage agricole pour l'irrigation.
PubDate: 2016-06-01T22:00:30.952529-05:
DOI: 10.1002/ird.2029
- Irrigation uniformity under different socio‐economic conditions:
evaluation of centre pivots in Aragon (Spain) and Utah (USA)- Authors: S. Lecina; R.W. Hill, J.B. Barker
Abstract: This study is an analysis of the influence that the socio‐economic context may have on irrigation performance. The main objective is to provide useful information to support the decision‐making processes of farmers, water user associations, policy‐makers and agritech companies. For this purpose, 34 centre pivots were evaluated in Aragon (Spain) and Utah (USA). Utah has a lower agricultural production potential than Aragon, and crop production is a secondary activity with respect to livestock production on many farms. In Aragon, farms are mainly devoted to crop production. These and other features may bias farmers' decisions regarding investment, operation and maintenance of their irrigation systems. This bias may be the underlying cause of the lower irrigation uniformity obtained in Utah. Coefficients of uniformity (CU) averaged 90% in Aragon and 80% in Utah. The gap between the actual and potential (90%) CU translates into an estimated net land productivity reduction of −18% (€66 ha‐1, US$89 ha‐1) in Utah. Measures aimed at closing this gap could cost less than €15 ha‐1 (US$20 ha‐1). Multidisciplinary approaches are required to quantify these gaps and to understand their causes in order to bridge them in a cost‐effective manner. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Cette étude est une analyse de l'influence que le contexte socio‐économique peut avoir sur les performances de l'irrigation. L'objectif principal est de fournir des informations utilisables pour appuyer les processus de prise de décision des agriculteurs, des associations d'usagers de l'eau, des responsables politiques et des entreprises de l'agrotechnologie. Dans cet objectif, 34 pivots ont été évalués en Aragon (Espagne) et en Utah (États‐Unis). L'Utah présente un potentiel de production agricole inférieur à celui de l'Aragon, et la production agricole est une activité secondaire par rapport à l'élevage de bétail dans de nombreuses exploitations. En Aragon, les exploitations sont principalement consacrées à la production agricole. Ces caractéristiques entre autres peuvent influencer les décisions des agriculteurs à l'égard des investissements, du fonctionnement et de la maintenance de leurs systèmes d'irrigation. Cette influence peut être la cause sous‐jacente d'une uniformité de l'irrigation inférieure en Utah. Les coefficients d'uniformité (CU) sont en moyenne de 90% en Aragon et de 80% en Utah. L'écart entre les CU réel et potentiel (90%) se traduit par une réduction de la productivité des terres nette estimée à −18% (€66 ha‐1, $US89 ha‐1) en Utah. Les mesures visant à réduire cet écart pourraient coûter moins de €15 ha‐1 ($US20 ha‐1). Des approches multidisciplinaires sont nécessaires pour quantifier ces lacunes et comprendre leurs causes afin de les combler d'une manière rentable. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-05-31T22:20:39.209129-05:
DOI: 10.1002/ird.2031
- Hydrologic Evaluation of River Basin Scale Tillage Effects on Non‐Point
Source Loads from Upland Crop Areas†- Authors: So Ra Ahn; Joong Dae Choi, Seong Joon Kim
Abstract: This study used the Hydrological Simulation Program—Fortran (HSPF) model to evaluate the river basin scale effects of nonpoint source (NPS) pollution loads caused by tillage and no‐tillage applications to upland crop areas. The study site was the Byulmi‐cheon river basin (1.21 km2) of South Korea. Hourly rainfall, discharge and stream water quality data for 2 years (2012–2013) were collected at the river basin outlet. The HSPF model under tillage conditions was calibrated using 23 rainfall events with an average Nash–Sutcliffe model efficiency value for runoff of 0.61 and determination coefficients for sediment, total nitrogen (T‐N) and total phosphorus (T–P) of 0.58, 0.61 and 0.62 respectively. The field experiment results from the no‐tillage plots with slopes of 3 and 8% under radish and sesame cultivation showed decreases in the runoff ratio, sediment, T‐N and T–P of 10.8, 81.7, 11.9 and 17.1% respectively. The HSPF model parameters soil bulk density (BD) and soil infiltration capacity (INFILT) were controlled for the upland crop areas during the evaluation of the no‐tillage effects. By increasing the parameter values from 1.33 Mg m−3 BD and 4.1 mm h−1 INFILT for the tillage condition to 1.90 Mg m−3 BD and 8.9 mm h−1 INFILT for the no‐tillage condition, the river basin runoff ratio and sediment, T‐N and T–P values were reduced by 10.3, 56.7, 18.3 and 35.9% respectively. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Cette étude a utilisé le programme de simulation hydrologique‐Fortran (CPSC) pour évaluer à l'échelle du bassin versant la pollution diffuse causée par deux modalités de mise en culture des zones de hautes, avec travail du sol et sans travail du sol. Le site d'étude était le bassin de la Byulmi‐cheon (1.21 km2) en Corée du Sud. Les précipitations horaires, les débits et de qualité de l'eau ont été recueillis à la sortie du bassin pendant 2 ans (2012–2013) au pas de temps horaire. Le modèle CPSC a été calibré en utilisant 23 événements pluvieux avec une valeur de 0.61 du coefficient moyen de ruissellement de Nash–Sutcliffe de ruissellement, et des coefficients de détermination pour les particules en suspension, l'azote total (TN) et le phosphore total (TP) de 0.58, 0.61 et 0.62 respectivement. Les résultats de l'expérience de terrain des parcelles sans labour avec des pentes de 3 et 8% et cultivées en radis et sésame ont montré une diminution du coefficient de ruissellement, des particules en suspension, TN et TP de 10.8, 81.7, 11.9 et 17.1% respectivement. Les paramètres d'entrée de CPSCT que sont la densité du sol (BD) et sa capacité d'infiltration (INFILT) ont été contrôlés lors de l'évaluation des effets du non‐labour. En augmentant les valeurs des paramètres de 1.33 Mg m−3 BD et 4.1 mm h−1 INFILT pour la condition de travail du sol à 1.90 Mg m−3 BD et 8.9 mm h−1 h INFILT pour la condition de non‐travail du sol, le ratio de ruissellement et les valeurs de particules en suspension, TN et TP ont été réduits de 10.3, 56.7, 18.3 et 35.9%, respectivement.
PubDate: 2016-05-26T22:35:34.515859-05:
DOI: 10.1002/ird.2025
- Water and Energy Scarcity for Agriculture: Is Irrigation Modernization the
Answer?- Authors: Aftab Ahmad; Shahbaz Khan
Abstract: Scarcity, high price and environmental footprints of water and energy resources are well‐recognized and wicked issues in irrigated agriculture. Water and energy are principal inputs for agricultural production systems. Efficient use of these resources is vital for the productivity and economic competitiveness of agriculture as well as for environmental sustainability. Modern irrigation application systems are on the one hand highly water efficient, but on the other they require a high energy input. This paper explores the water–energy nexus of irrigation modernization by presenting a case study from a large irrigation area in the Murray‐Darling Basin. A dynamic node–link model was developed to model various combinations of irrigation supply systems and irrigation application technologies. Comparison of modelled water savings and additional energy consumed to realize those savings indicates that more water savings (2.98 ML ha−1) can be achieved by conversion to drip irrigation at the expense of an additional 146 kWh ha−1 as compared to furrow irrigation. For a sprinkler system 1.19 ML ha−1 can be saved by expending an additional 353 kWh ha−1. These water savings result in additional GHG emissions of up to 1027 kgCO2‐e ha−1. The water and energy use indicators show that pressurized irrigation systems are in fact more efficient and more productive than traditional irrigation approaches. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.La rareté, le prix élevé et l'empreinte écologique des ressources en eau et de l'énergie sont des questions bien connues et pointues de l'agriculture irriguée. L'eau et l'énergie sont des entrées principales pour les systèmes de production agricole. L'utilisation efficace de ces ressources est. vitale pour la productivité et la compétitivité économique de l'agriculture ainsi que pour la durabilité environnementale. Les systèmes d'irrigation modernes permettent d'un côté une très haute efficacité de l'eau, mais d'autre part, ils nécessitent un apport énergétique élevé. Ce document explore le lien eau–énergie de la modernisation de l'irrigation en présentant une étude de cas d'une grande zone d'irrigation dans le bassin de la Murray‐Darling. Un modèle dynamique de nœuds et de liens a été développé pour modéliser les diverses combinaisons de systèmes d'approvisionnement d'irrigation et les technologies d'application de l'irrigation. La comparaison des économies d'eau modélisées et de l'énergie supplémentaire consommée pour réaliser ces économies montre que les d'économies d'eau par la conversion en irrigation goutte à goutte sont de 2.98 ML ha−1 pour une dépense énergétique accrue de 146 kWh ha−1 par rapport à l'irrigation à la raie. S′agissant d'aspersion, on peut économiser 1.19 ML ha−1 en dépensant 353 kWh ha−1 supplémentaires. Ces économies d'eau entraînent jusqu'à 1027 kgCO2‐e ha−1 d'émissions de GES supplémentaires. Les indicateurs eau et d'énergie montrent que les systèmes d'irrigation sous pression sont en fait plus efficaces et plus productifs que les approches traditionnelles d'irrigation.
PubDate: 2016-05-26T22:25:32.407831-05:
DOI: 10.1002/ird.2021
- Formulation of an Emitter Clogging Control Strategy for Drip Irrigation
with Reclaimed Water- Authors: Zhou Bo; Li Yunkai, Song Peng, Wang Tianzhi, Jiang Yinguang, Liu Honglu
Abstract: Controlling emitter clogging by reducing clogging substances is commonly used nowadays, but it is merely applied in clogged emitters, so establishing a convenient and pre‐treated emitter clogging control strategy is essential. In this paper, four types of non‐pressure‐compensating emitters were selected for a drip irrigation experiment using reclaimed water. Furthermore, suspended particles' components in reclaimed water treated with four technologies were tested, and then their components' relations with emitter clogging substances were studied. The results showed that clogging substances inside emitters and suspended particles both showed the complicated biofilm structure. The mineral components, relative phospholipid fatty acids (PLFAs) concentrations and dominant microbial communities of clogging substances inside emitters were consistent with those of suspended particles in the same reclaimed water. Mineral components were quartz, alkali‐feldspar and illite (total exceeding 88.0%). The relative PLFA concentrations were 0.7–0.8‰, while the main PLFAs were 12:0, i15:0, 16:0 and 18:0. Moreover, bacteroides, bacillus and cellvibrio were the dominant bacteria. However, solid particles in four types of reclaimed water represented more differences. The mineral components, relative PLFA concentrations and dominance indexes varied by 9.7–29.9, 57.9–253.0 and 2.6–49.0%, respectively. Therefore, an emitter‐clogging control strategy could be established according to suspended particles' components in the same reclaimed water. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Une pratique courante de contrôle du colmatage d'un émetteur consiste à réduire la charge en particules colmatâtes, ce qui implique de recourir à un prétraitement de l'eau. Dans cet article, quatre types d'émetteurs non‐compensés en pression ont été sélectionnés pour une expérience d'irrigation au goutte à goutte à l'aide de l'eau de réutilisation. De plus, nous avons étudié les relations entre la composition des eaux traitées selon quatre technologies, avec la composition des substances trouvées dans les émetteurs. Les résultats montrent que les substances à l'intérieur des émetteurs et sur les particules en suspension ont toutes deux une structure compliquée de biofilms. Les composants minéraux, le ratio d'acides gras phospholipidiques (PLFAs) et les communautés microbiennes dominantes présentes dans les substances à l'intérieur des émetteurs étaient cohérents avec celles des particules en suspension dans l'eau de réutilisation. Les composants minéraux étaient du quartz, du feldspath alcalin et de l'illite (88.0%). Les concentrations relatives PLFAs étaient de 0.7 à 0.8‰, tandis que les concentrations principales PLFAs étaient 12: 0, 15: 0, 16: 0 et 18: 0. En outre, Bacteroides, bacillus et Cellvibrio étaient les bactéries dominantes. Cependant, les particules solides présentes dans les quatre types de l'eau de réutilisation présentaient plus de différences. Les composants minéraux, les concentrations relatives PLFAs et les indices de dominance variaient de 9.7 à 29.9, de 57.9 à 253 et de 2.6 à 49.0%, respectivement. Par conséquent, une stratégie de contrôle du colmatage de l'émetteur pourrait être établie selon la composition des particules en suspension dans l'eau de réutilisation.
PubDate: 2016-05-26T22:25:27.629737-05:
DOI: 10.1002/ird.2020
- Estimation of pollutant unit load of paddy fields with and without a
rainfall factor- Abstract: The new guideline of the National Institute of Environmental Research (NIER) method for unit load estimation suggested using long‐term average annual precipitation, representative event mean concentrations (EMCs) of pollutants and runoff ratio in Korea. The guideline also suggested estimating the runoff ratio and EMCs for rainfall groups (0–10, 10–30, 30–50, above 50 mm) and rainfall weighting factor, to give a representative runoff ratio and EMC of a pollutant. The objective of this study is to evaluate the method suggested by the NIER. In this study, a 5‐year intensive field monitoring was carried out to determine pollutant load from paddy fields. The observed average annual pollutant losses from the studied paddy fields were compared to the unit load determined by three different methods. Overall, the method using the NIER guideline produced similar results to the method using arithmetic mean runoff ratio and EMC, which had been used for previous unit load determination. Meanwhile, the study revealed that estimation of unit load by the NIER method was closer to the observed unit load of pollutant from paddy fields than that by the method using EMCs from log‐normal and gamma distribution. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Selon la nouvelle directive de l'Institut National de la Recherche Environnementale (National Institute for Environmental Research, NIER), la méthode d'estimation de la charge unitaire suggère d'utiliser la précipitation annuelle moyenne à long terme, un événement représentant les concentrations moyennes par évènement (CME) de polluants, et le ratio de ruissellement en Corée. La directive a également suggéré d'estimer le taux de ruissellement et la CME pour des niveaux de précipitations (0–10, 10–30, 30–50, plus de 50 mm) et des facteurs de pondération, d'évaluer un ratio de ruissellement représentatif et la CME d'un polluant. L'objectif de cette étude est. d'évaluer la méthode proposée par le NIER. Dans cette étude, une surveillance intensive sur le terrain de cinq ans a été effectuée afin de déterminer la charge polluante des rizières. Les pertes de polluants annuelles moyennes observées des rizières étudiés ont été comparées à la charge de l'unité déterminée par trois méthodes différentes. Globalement, le procédé utilisant la directive NIER produit des résultats similaires à ceux obtenus par la méthode utilisant la moyenne arithmétique du ratio de ruissellement et de la CME, qui a été utilisé pour la précédente détermination de la charge de l'unité. L'étude a également révélé que l'estimation de la charge de l'unité par la méthode NIER était plus proche de la charge unitaire observé de polluant des rizières que ceux obtenus par la méthode utilisant la CME selon des distributions log‐normales et gamma.
PubDate: 2016-05-24T20:41:41.984057-05:
DOI: 10.1002/ird.2027
- Effect of Early‐Stage Regulated Deficit Irrigation on Stem Lodging
Resistance, Leaf Photosynthesis, Root Respiration and Yield Stability of
Winter Wheat under Post‐Anthesis Water Stress Conditions- Abstract: A field micro‐plot experiment was conducted to study the effect of early‐stage regulated deficit irrigation (RDI) on the stress tolerance of winter wheat in the late growth stage. Plants were subjected to two RDI treatments: proper water deficits (45‐55% field water capacity) were imposed during tillering—the beginning of the spring growth stage (T1) and during the beginning of spring growth to the end of the stem elongation stage (T2). The control plants (CK) were maintained with an adequate water supply until anthesis. The results showed that T1 and T2 shortened the length of the first and second internodes, and increased their weight per unit length, and thereby enhanced stem lodging resistance. Although post‐anthesis drought and waterlogging lowered leaf photosynthetic rate and root respiration rate, the two RDI treatments improved significantly compared to the control. The two RDI treatments had no significant effects on grain yield under post‐anthesis well‐watered conditions but increased grain yield and yield stability of wheat under post‐anthesis water stress. In addition, T1 and T2 significantly reduced water consumption and increased water productivity (WP) of wheat compared to the control. In summary, this study shows that appropriate RDI at early growth stages increased grain yield and yield stability through improving population characteristics, root respiration and photosynthesis of plants under post‐anthesis water stress conditions. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Une expérience de terrain en micro‐parcelle a été menée pour étudier l'effet du déficit d'irrigation (RDI) au stade précoce du blé d'hiver sur sa tolérance au stress en fin de la croissance. Les plantes ont été soumises à deux traitements de RDI: les déficits en eau ont été imposés du tallage au stade de développement de la pousse (T1), et de ce stade à la fin du stade tige d'allongement de la tige (T2). Les plantes de contrôle (CK) ont eu un approvisionnement en eau adéquat jusqu'à la floraison. Les résultats ont montré que T1 et T2 raccourcissent la longueur des premier et deuxième inter‐nœuds, et augmentent leur poids par unité de longueur, et, par voie de conséquence, augmentent la résistance de la tige. Bien que la sécheresse et l'engorgement post‐anthèse aient abaissé le taux de photosynthèse des feuilles et le taux de respiration des racines, les deux traitements de RDI ont montré une amélioration considérable du rendement par rapport au contrôle. Les deux traitements RDI n'ont pas montré d'effet significatif sur le rendement en grain en cas de post‐anthèse correctement arrosée, alors que ce même rendement a augmenté et avec une meilleure stabilité dans le cas de post‐anthèse hydriquement stressée. En outre, T1 et T2 se sont accompagnés d'une réduction significative de la consommation en eau du blé et de l'augmentation de la productivité de l'eau (WP). En résumé, cette étude montre qu'une RDI appropriée au début de croissance a augmenté le rendement en grain et la stabilité du rendement grâce à l'amélioration des caractéristiques de la population, la respiration des racines et la photosynthèse des plantes sous conditions de stress hydrique post‐anthèse.
PubDate: 2016-05-23T20:26:56.410842-05:
DOI: 10.1002/ird.2022
- Estimating Suitability of Localities for Biotechnical Measures on Drainage
System Application in Vojvodina†- Abstract: Increasing the efficiency of a drainage system, reflected in the timely evacuation of excess water from the active layer of soil, is possible by applying biotechnical measures. These measures include a broad variety of actions, including using different types of vegetation intended to solve individual or groups of problems, e.g. improving water quality, protecting the soil from water and wind erosion, and increasing biodiversity. The factors on which the decision concerning the location where the biotechnical measures will be applied would be made mainly depend on the vulnerability of the drainage system. Estimation of the suitability of localities for biotechnical measures would include identifying key factors and appropriately evaluating them, using GIS technology for spatial analysis, and an objective determination of the weight criteria based on entropy. As a result of the process described, optimal locations for the application of biotechnical measures were obtained, and findings show that utilization of these measures in Vojvodina has a significant and positive potential in water management, agriculture and forestry in both ecological and economic senses. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Il est. possible d'augmenter l'efficacité du système de drainage, qui se reflète dans l'évacuation rapide des eaux excédentaires de la couche active du sol, en appliquant des mesures biotechniques. En général, ces mesures comprennent l'utilisation de différentes actions, y compris l'utilisation de différents types de végétation destinés à résoudre un problème ou un groupe de problèmes, par exemple améliorer la qualité de l'eau, protéger le sol contre l'érosion hydrique ou éolienne, et augmenter la biodiversité. L'adéquation d'un lieu à recevoir des mesures biotechniques dépend principalement de la vulnérabilité du système de drainage. L'évaluation de cette adéquation comprend l'identification des facteurs clés et leur évaluation, en utilisant la technologie SIG pour l'analyse spatiale et la pondération objective des critères basées sur l'entropie. Résultant du processus de description, les implantations optimales des mesures biotechniques ont été définies, et les résultats montrent que l'utilisation de ces mesures en Voïvodine ont un potentiel positif important dans la gestion de l'eau, de l'agriculture et de la forêt à la fois dans les sens environnementaux et économiques du terme. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-05-23T20:19:44.801444-05:
DOI: 10.1002/ird.2024
- Prediction of desalination time of saemangeum reservoir
- Authors: ChanSung Oh; JaePil Cho, JungHoon Choi, YoungKweon Cho
Abstract: The Saemangeum Reservoir is located on the western coast of the Republic of Korea and is embanked by a 33.9 km sea dike. The Saemangeum River Basin consists of the Mankyeong and Dongjin river basins, which have an immediate influence on the hydrodynamic characteristics of the Saemangeum Reservoir. The objectives of this study are to simulate a series of temporal and spatial distributions of water temperature and salinity to estimate the required time for desalination of the Saemangeum Reservoir and to suggest possible timing for the first agricultural water supply. To achieve this objective, a hydrodynamic numerical model is calibrated and five conditions are considered for estimating the required desalination period. The simulated period for desalination is 2.0 ‐ 2.5 years considering the conditions of percolated seawater and leached salt from the reclaimed areas, while the period of desalination is expected to take more than five years considering the conditions of salt elution from the benthic layer. Under the conditions that rural water can mostly be supplied from the surface layer of the Saemangeum Reservoir, it is expected to supply water for agricultural use in three years after the desalination of the surface layer of the reservoir. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Le réservoir de Saemangeum est situé sur la côte ouest de la République de Corée et est protégé de la mer par une digue de 33,9 km. Le bassin du fleuve Saemangeum comprend les bassins fluviaux du Mankyeong et du Dongjin, qui ont une influence immédiate sur les caractéristiques hydrodynamiques du réservoir de Saemangeum. Les objectifs de cette étude sont de simuler une série de distributions spatiales et temporelles de la température et de la salinité de l'eau pour estimer le temps nécessaire au dessalement du réservoir et de suggérer le calendrier possible pour la première livraison d'eau agricole. Pour atteindre cet objectif, un modèle numérique hydrodynamique est calibré et cinq conditions sont considérées. La période simulée pour le dessalement est 2,0 à 2,5 années compte tenu des intrusions sous‐marines et du lessivage des sels en provenance des zones assainies; cette période pourrait toutefois prendre plus de cinq ans compte tenu de l'élution du sel contenu dans la couche benthique. En admettant que l'eau destinée à l'agriculture puisse principalement être fournie à partir de la couche de surface du réservoir, il est prévu de livrer l'eau à usage agricole dans les trois ans après le dessalement de cette couche de surface.
PubDate: 2016-05-19T23:01:17.074653-05:
DOI: 10.1002/ird.2033
- Climate change impacts on agricultural non‐point source pollution with
consideration of uncertainty in cmip5†- Authors: JAEPIL Cho; CHANSUNG Oh, JUNGHOON Choi, YOUNGKWEON Cho
Abstract: Changes in non‐point source pollutant loads in the Mankyeong River Basin for the 30‐year future period (2011–2040) were assessed with consideration of the uncertainties in the climate change scenario data. The downscaled weather variables from eleven Climate Models for the Representative Concentration Pathways (RCP) 8.5 scenario were used as input to the calibrated and validated Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model for simulating the changes of future NPS pollutant loads. The bias‐corrected data appropriately reproduced the spatial and temporal patterns of the NPS pollutant load, which was derived by using observed weather data. The rates of change in sediment, total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) loads within each sub‐basin under the RCP8.5 future scenario showed an average increase of 13.1 to 143%, −13.4 to 49.5%, and 0.40 to 128%, respectively. It can be concluded that sediment and TP loads are sensitive to changes in the characteristics of climate variables by showing an increase trend in most of the sub‐basins. Looking at the temporal distribution, the uncertainty ranges for both sediment and TP were higher during the wet season from June to September. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Les variations des charges de pollutions diffuses dans le bassin du Mékong ont été évaluées pour la future période de 30 ans (2011–2040), en tenant compte des incertitudes dans les données de scénarios de changement climatique. Les variables météo à échelle réduite de onze modèles climatiques pour les scénarios RCP 8,5 ont été utilisées comme entrée dans le modèle Soil and Water Assessment Tool (SWAT) pour simuler l'évolution des pollutions diffuses. Les données non biaisées reproduisent de manière appropriée les configurations spatiales et temporelles de la charge polluante, qui a été dérivée en utilisant des données météorologiques observées. Les charges en matières en suspension, azote total (TN) et phosphore total (TP) au sein de chaque sous bassin et pour le scénario RCP8.5 ont montré une augmentation moyenne de 13,1 à 143%, −13,4 à 49,5%, et de 0,40 à 128%, respectivement. Il peut être conclu que les charges en matières en suspension et en phosphore sont sensibles aux changements dans les caractéristiques des variables climatiques en montrant une tendance à l'augmentation dans la plupart des sous‐bassins. En regardant la répartition temporelle, les incertitudes sur ces deux paramètres ont été plus élevées au cours de la saison des pluies, i.e. de juin à septembre.
PubDate: 2016-05-19T21:30:39.888419-05:
DOI: 10.1002/ird.2036
- Effect of Water Regimes and Palm Coefficient on Growth Parameters, Date
Yield and Irrigation Water Use of Tissue Culture‐Regenerated
‘Barhee’ Date Palms Grown in a Newly Established Orchard- Abstract: A field experiment was carried out at the Agriculture Experimental Station of King Abdulaziz University during the 2013 and 2014 seasons to study the effect of water regimes and palm coefficient on growth parameters, yield and irrigation water use (IWU) of tissue culture‐derived ‘Barhee’ date palm cultivars in a newly established orchard. Four water regimes T1, T2, T3 and T4 representing 70, 85, 100 and 115% of water requirement were studied to select the best water regime that maximizes yield and IWU. Water requirement in 2013 was calculated based on the FAO palm coefficient (Kp) but based on measured Kp during 2014. Results revealed that using measured Kp reduces water requirements in the summer season and increases date yield. It saves about 12% of irrigation water compared to FAO Kp. Increasing the water regime increased yield per palm, where the highest yield was obtained from T4 (16.5 kg per tree), and the least from T1(12.4 kg per tree). IWU is increased by decreasing the water regime. However, the differences between T4 and T3 were not significant, indicating that giving the highest water regime produces the highest yield. It is concluded that increasing water supply maximizes yield production of young tissue culture‐derived ‘Barhee’ date palms in a newly established orchard. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Une expérience sur le terrain a été réalisée à la station expérimentale d'agriculture de l'Université King Abdulaziz au cours des saisons 2013 et 2014 pour étudier l'effet du régimes hydique et du coefficient cultural du palmier dattier sur les paramètres de croissance, le rendement et l'utilisation de l'eau d'irrigation (IWU) de dattiers ‘Barhee’ issus de la culture tissulaire dans un verger nouvellement créé. Quatre régimes hydriques T1, T2, T3, T4 et représentant respectivement 70, 85, 100 et 115% des besoins en eau ont été étudiés pour sélectionner le régime de l'eau qui maximise le rendement et IWU. Les besoins en eau en 2013 ont été calculés sur la base du coefficient cultural de la palme tel. que donné par la FAO (Kp), tandis que cette même valeur a été mesurée au cours de 2014. Les résultats ont révélé qu'en utilisant la valeur mesurée de Kp réduit les besoins en eau dans la saison d'été et augmente le rendement de la date. On économise ainsi environ 12% de l'eau d'irrigation par rapport à Kp FAO. L'augmentation du régime hydrique a augmenté le rendement de la palme, avec un maximum pour T4 (16.5 kg/arbre), et un minimum pour T1 (12.4 kg/arbre). IWU est. augmentée pour des valeurs diminuantes du régime hydrique. Toutefois, l'absence de différences significatives entre T4 et T3 indique que le régime hydrique le plus élevé produit le rendement le plus élevé. Il est. conclu que l'augmentation de l'approvisionnement en eau maximise la production de jeunes palmiers de culture tissulaire ‘Barhee’ dans un verger nouvellement créé.
PubDate: 2016-05-18T00:36:26.618468-05:
DOI: 10.1002/ird.2016
- Impact of Water Resources Development and Technology Introductions on
Livelihood of Farmers in Eastern India: A Case Study†- Authors: S. Mohanty; R. K. Mohanty, K. G. Mandal, S. Ghosh, S. K. Rautaray, Ashwani Kumar
Abstract: Agricultural technology introductions were carried out and their impact was studied in two clusters of villages in the Dhenkanal Sadar and Odapada blocks of Dhenkanal District in Odisha in the eastern Indian plateau region. Ten water‐harvesting structures (WHSs) were constructed in two clusters of villages in the farmers' fields on a participatory basis. Harvested water in WHSs was used for multiple purposes, viz. agriculture, fish culture, on‐dyke horticulture, vegetable cultivation, poultry, dairy and mushroom cultivation; integrated farming system (IFS) models were developed. Adequate training was also given to the farmers. The net income from the integrated farming systems varied widely between Rs. 16 100 and 251 000 ha−1. Poultry farming in the uplands and intensive cultivation around the embankments of the ponds were found to be effective in increasing the net return from the IFS models. Impact analysis of the water resources development and technology introductions at the study sites was carried out by analysing the comparative position of physical, social, financial, human and natural assets of the farmers before and after adoption of the introductions. The overall standard of living of the study farmers increased from 13.5 to 17.1 on a scale of 5 to 25, respectively. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Des interventions sur la technologie agricole ont été réalisées, et leur impact a été étudié dans deux groupes de villages à Dhenkanal Sadar et Odapada, du district de Dhenkanal, en Orissa, sous le plateau de la région orientale de l'Inde. Dix systèmes de collecte d'eau (WHS) ont été construits chez des agriculteurs et sur la base du volontariat. L'eau recueillie dans WHS a été utilisée à des fins multiples comme: l'agriculture, la pisciculture, l'horticulture sur la digue, la culture des légumes, la volaille, les produits laitiers et la culture des champignons. Les modèles intégrés de système agricole (IFS) ont été développés. Les formations adéquates ont également été dispensées aux agriculteurs. Le revenu net provenant des systèmes agricoles intégrés variait considérablement entre 16 100 et 251 000 Rs ha−1. Les modèles IFS montrent que l'aviculture dans les hautes terres et la culture intensive autour des digues des étangs sont efficaces dans l'augmentation du rendement net. L'analyse comparative d'impact de l'évolution des ressources en eau et les interventions technologiques sur les sites de l'étude a été faite sur des critères d'actifs physiques, sociaux, financiers, humains et environnementaux. Le niveau de vie global des agriculteurs de l'étude a augmenté de 13.5 à 17.1 dans une échelle de 5 à 25, respectivement.
PubDate: 2016-05-18T00:25:37.440967-05:
DOI: 10.1002/ird.2014
- Irrigation Management Transfer Between Public Organizations and the Role
of Participatory Irrigation Management Under Public Irrigation Management
in Korea†- Abstract: The recent irrigation management transfer (IMT) from local government to the Korean Rural Community Corporation (KRC) run by the government for better service is an emerging social issue. In this study, we conducted an extensive survey to learn about IMT between the KRC and local government. Structured questionnaires were prepared and a survey conducted with farmers, KRC members and local government officials. Most agreed with the IMT from local government to the KRC. However, the transfer of assets revealed divided opinions. The survey results show that the farmers' contribution to the maintenance of canals, including clearing water weeds and dredging ditches, was required to maintain quality even after the transition to KRC management in accordance with political and social issues. The survey also confirmed that some actions have to be implemented to improve irrigation management by encouraging farmers' participation under the public irrigation management (PubIM) system. These actions include reorganization of the discarded water management committee to revive the concept of participatory irrigation management (PIM) and subsidies (direct payments) for loyal farmers as an incentive for their labour. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Le récent transfert de la gestion de l'irrigation (irrigation management transfer, IMT) de l'administration locale à la Société Communautaire Rurale Coréenne (Korean Rural Community Corporation, KRC), gérée par le gouvernement pour un meilleur service, est. une issue sociale émergente. Dans cette étude, nous avons mené une enquête approfondie pour apprendre sur l'IMT entre le KRC et le gouvernement local. Des questionnaires structurés ont été préparés et une enquête a été menée auprès des agriculteurs, des membres du KRC et des fonctionnaires locaux. La plupart sont d'accord avec le transfert de l'IMT du gouvernement local à la KRC. Toutefois, le transfert des actifs a révélé des divergences d'opinions. Les résultats de l'enquête montrent que la contribution des agriculteurs à l'entretien des canaux, y compris le nettoyage des mauvaises herbes aquatiques et le dragage des fossés a été nécessaire pour maintenir la qualité même après la transition vers la gestion KRC, conformément aux questions politiques et sociales. L'enquête a également confirmé que certaines actions doivent être mises en œuvre pour améliorer la gestion de l'irrigation en encourageant la participation des agriculteurs dans le cadre du système de gestion publique de l'irrigation (public irrigation management, PubIM). Ces actions comprennent la réorganisation du comité de gestion des eaux de rejet pour faire revivre le concept de PIM (participatory irrigation management) et les subventions (paiements directs) pour les agriculteurs fidèles comme une encouragement pour leur travail.
PubDate: 2016-05-18T00:23:09.764297-05:
DOI: 10.1002/ird.2026
- Evaluation Of The Procedure To Design Irrigation Canals With
Sediment‐Laden Water By The Rational Method†- Authors: Herman Depeweg; Krishna P. Paudel, Bart Schultz
Abstract: The design of irrigation canals with sediment‐laden water is generally below expectation and potential as in most cases the aspects of sediment transport and in some cases the proposed management plans were not included in the design process. The sediment transport process is affected by the flow conditions in the canals, and the latter are affected by the existing water delivery mode. Hence, the design is one of the important aspects that determines the sediment transport process and sedimentation or erosion. A design that reflects the energy considerations (rational method) will lead to less sediment problems for the design discharge. However, changes in the discharge and the connected sediment behaviour are not covered by this design and mathematical modelling of the sediment transport offers the possibility to investigate the distribution of sediment deposition or entrainment for a particular flow and a specific situation in time and place. The mathematical model SETRIC has been used to evaluate an existing design and its effect on the sediment transport process. The modelling results show that it is possible to reduce sedimentation problems by improving the existing design approach. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Les systèmes d'irrigation utilisant des eaux chargées en sédiments fonctionnent généralement bien en deçà des attentes et des performances escomptées, car la conception ne prend en général pas en compte les aspects du transport des sédiments et, encore moins, les plans de gestion. Le processus de transport des sédiments est conditionné par l'écoulement dans les canaux, qui, eux‐mêmes sont affectés par le mode de distribution de l'eau. Par conséquent, la conception est l'un des aspects importants qui détermine la sédimentation ou l'érosion au cours d'un processus de transport. Un projet qui reflète les considérations énergétiques (méthode rationnelle) donnera lieu à moins de problèmes de sédiments pour la conception du débit. Toutefois, les changements de débit et les comportements associés des sédiments ne sont pas couverts par cette conception. La modélisation mathématique du transport des sédiments offre la possibilité d'étudier la distribution des dépôts, la sédimentation ou l'entraînement pour un flux particulier et une situation spécifique. Le modèle mathématique SETRIC a été utilisé pour évaluer une conception existante et son effet sur le processus de transport des sédiments. Les résultats de la modélisation montrent qu'il est possible de réduire les problèmes de sédimentation par l'amélioration des approches de conception existantes.
PubDate: 2016-05-17T20:50:30.853135-05:
DOI: 10.1002/ird.1979
- Reservoir Operation in View of Effective Utilization of Limited Water in
Semi‐Arid Areas The Case of Gumsalasa Earthen Dam Irrigation Scheme in
Tigray, Ethiopia- Authors: Eyasu Yazew Hagos; Bart Schultz, Herman Depeweg
Abstract: Tigray is one of the semi‐arid and drought‐prone regions of Ethiopia. The rainfed agriculture is characterized by low productivity and the region faces an average annual cereal food deficit of 180 000 t. Realizing these problems, the regional government has been engaged in earthen dam irrigation development activities since 1995. So far 44 earthen dams with related irrigation facilities have been constructed.The Gumsalasa earthen dam was constructed in 1995 with a reservoir capacity of 1.9 million m3, which irrigates about 67 ha. In Tigray the main irrigation season starts in January, which is four months after the end of the main rainy season. The reservoir is therefore exposed to evaporation during these four months. This demands formulation and implementation of an operational plan that can reduce losses and increase the benefits. In this regard, a change in reservoir operation from the present (January–June) to the proposed (September–January) has shown the possibility of increasing the irrigated area and the number of farmers. This indicates the potential of the proposed change to contribute towards regional food security if it is practised at existing and future earthen dam irrigation schemes in Tigray. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Le Tigré est. l'une des régions semi‐arides et sujettes à la sécheresse de l'Ethiopie. L'agriculture pluviale est. caractérisée par une faible productivité, et la région est. confrontée à un déficit annuel moyen de céréales alimentaire de 180 000 t. Conscient de ces problèmes, le gouvernement régional s'est. engagé dans le développement de barrages en terre pour l'irrigation depuis 1995. Jusque‐là, 44 barrages en terre avec leurs installations d'irrigation ont été construits.Le barrage en terre Gumsalasa a été construit en 1995 avec une capacité de 1.9 millions de m3, il irrigue environ 67 ha. La principale saison d'irrigation du Tigré commence en janvier, soit quatre mois après la fin de la saison des pluies. Le réservoir est. donc exposé à l'évaporation pendant ces quatre mois. Cela exige la formulation et la mise en œuvre d'un plan d'action pour réduire les pertes et augmenter les bénéfices. À cet égard, un changement dans le fonctionnement du réservoir de la situation présente (janvier–juin) au projet (septembre–janvier) a montré la possibilité d'augmenter la superficie irriguée et le nombre de d'exploitations alimentés. Ceci indique le potentiel de la modification proposée à contribuer à la sécurité alimentaire régionale si elle est. mise en œuvre dans les projets d'irrigation à partir de barrage en terre existants et futurs dans le Tigré.
PubDate: 2016-05-15T22:25:29.038954-05:
DOI: 10.1002/ird.1968
- Effects of flow path boundary optimizations on particle transport in drip
irrigation emitters†- Authors: Sun Haosu; Li Yunkai, Feng Ji, Haisheng Liu, Yaoze Liu
Abstract: A modified digital particle image velocimetry (DPIV) was used to test particles' moving characteristics in cylindrical fractal M‐geometries flow paths with three optimized boundaries. Taken the vorticity and characteristics of streamlines distribution in the central area and the velocity field near the boundary into consideration, it was found that the fractal M‐type flow path would be optimized with a design such that the radius of an arc in tooth‐root facing‐water zone, tooth‐tip backing‐water zone and facing‐water zone was half width of the flow path. Moreover, the radius of the arc in the tooth‐root backing‐water zone was desired to be the same with the width of the flow path. This optimization was attributed to two reasons. Firstly, with a large radius arc in the tooth‐tip backing‐water zone and facing‐water zone, the velocity in the central domain and near boundary area was improved. And the following performance of particles near the boundary was suppressed. Secondly, adoption of a small arc in the tooth‐root facing‐water zone could improve the velocity, vorticity and self‐cleaning capability near wall. In conclusion, when optimizing the boundary, the distribution characteristics of vortices should be fully considered to enhance vortices development in the flow path. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Une technique de Vélocimetrie par Image Numérique de Particules (DPIV) a été utilisée pour tester les caractéristiques des particules à tracer les écoulements dans des chemins d'écoulement cylindriques fractales de type M, avec trois géométries optimisées. En tenant compte de la vorticité et des caractéristiques de la distribution des lignes de courant dans la zone centrale et du champ de vitesses près de la paroi, il a été constaté que le chemin d'écoulement fractal de type M serait optimisé avec un design tels que les rayons des arcs situés au pied amont de la chicane et au sommet de la chicane soient la moitié de la largeur du canal. En outre, le rayon de l'arc au pied aval de la chicane semblait devoir être identique à la largeur du canal. Cette optimisation a été justifiée par deux raisons. Tout d'abord, avec un grand arc de cercle au niveau du sommet de la chicane tant au niveau de la zone aval qu'’amont, les vitesses dans le domaine central et près de la paroi ont été améliorées. Deuxièmement, l'adoption d'un petit arc au pied amont de la chicane pourrait améliorer la vitesse, la vorticité et la capacité d'auto‐nettoyage près de la paroi. En conclusion, lors de l'optimisation de la géométrie, les caractéristiques de distribution des tourbillons devraient être pleinement considérées pour améliorer le développement des tourbillons dans l'’écoulement. En procédant ainsi, on maintien à la fois de la performance et la capacité anti‐encrassement hydraulique. Les résultats semblent être une référence pour l'optimisation de la conception et l'analyse du mécanisme de colmatage dans les émetteurs. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-05-15T22:20:58.990105-05:
DOI: 10.1002/ird.2017
- Hydraulic Performance Assessment of Lesa at low Pressure
- Authors: Xingye Zhu; Troy Peters, Howard Neibling
Abstract: To assist with the selection of appropriate low elevation spray application (LESA) technology, hydraulic performance tests at low pressure were conducted. The main structural parameters in this study were the aboveground height (A), spacing between the sprinklers (B), travel speed (C), and sprinkler nozzle diameter (D). An orthogonal array with four factors and three levels was selected, and the direct analysis technique was used to analyze the test data. Results show that the influencing factors in decreasing order of importance were as follows: CDBA for application depth; BACD for irrigation uniformity (CU); ACBD for application efficiency; CDBA for surface runoff; and CDBA for soil water content. The highest application efficiency obtained during the experiments was 95.1%, and the highest uniformity coefficient obtained was 96.4%. The application efficiency was high when the sprinkler height was low. CU was high when the spacing between the sprinklers was small. The surface runoff amount was low when the travel speed was high. The application depth and surface runoff were higher when the sprinkler nozzle diameter was larger. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Pour aider à la sélection de la technologie appropriée à faible demande d'élévation de pulvérisation (LESA), les tests de performance hydraulique à basse pression ont été menées. Les principaux paramètres structurels dans cette étude étaient la hauteur hors sol (A), l'espacement entre les gicleurs (B), la vitesse du transport (C) et le diamètre de la buse d'arrosage (D). Un tableau orthogonal à quatre facteurs et trois niveaux a été sélectionné, et la technique d'analyse directe a été utilisée pour analyser les données des expériences. Les résultats montrent que les facteurs influençant, en ordre d'importance décroissant, sont les suivants: CDBA pour la profondeur de l'application; BACD pour l'uniformité de l'irrigation (CU); ACBD pour l'efficacité de l'application; CDBA pour les eaux du ruissellement; CDBA pour la teneur en eau du sol. La plus grande efficacité de l'application obtenue au cours des expériences était de 95.1%, et le coefficient d'uniformité le plus élevé obtenu était de 96.4%. L'efficacité de l'application est élevée lorsque la hauteur de l'arroseur était faible. CU était élevé lorsque l'espacement entre les arroseurs était petit. Le cumul des surfaces du ruissellement était faible lorsque la vitesse de transport était élevée. La profondeur de l'application et la surface du ruissellement étaient plus élevés lorsque le diamètre de la buse d'arrosage était plus grand.
PubDate: 2016-05-06T03:46:20.648215-05:
DOI: 10.1002/ird.1982
- Potato Response to Different Irrigation Regimes Using Saline Water
- Authors: K. Nagaz; F. EL Mokh, A.K. Alva, M.M. Masmoudi, N. Ben Mechlia
Abstract: Field experiments were performed to study potato response to irrigation regimes using saline water on a sandy soil in southern Tunisia during the years 2011–2014. Irrigation regimes consisted in the replenishment of cumulated ETc when 35% of the root zone holding capacity is depleted at levels of 100% (I100), 70% (I70) and 40% (I40). The farmer used a fixed irrigation dose and interval, applying 16 mm every 4 days from planting till harvest. Higher soil salinity is observed at harvest under I40 and farmer treatments compared to I100. Highest potato yield was obtained with I100 treatment (24.4–27.5 t ha‐1) across 3 years. Significant reductions in yields were observed under I70 and I40 as compared to I100. The farmer's method also caused significant reductions in yield and resulted in using 15–22% more irrigation water than I100. Water productivity (WP) values varied between 4.3 kg m−3 (farmer) and 18.5 kg m−3 (I40) across different years and treatments. The scheduling technique using the soil water balance (SWB) with variable amounts is more efficient than the farmer's method. Full and deficit treatments (I100 and I70) generated the highest net income. I100 appears to be a promising irrigation strategy for the potato crop in the arid climate of Tunisia. Nonetheless, under water scarcity, irrigation of potato could be scheduled using I70 deficit strategy, with some yield reductions (12.5–23.0%). Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Des expérimentations ont été réalisées de 2011 à 2014 pour étudier la réponse de la pomme de terre aux régimes d'irrigation à l'eau salée (6 dS m−1) sur un sol sablonneux chez un agriculteur au sud de la Tunisie. Les régimes d'irrigation ont consisté à la reconstitution de l'ETc cumulée lorsque la quantité évapotranspirée atteint 35% de la réserve utile de la zone racinaire avec des niveaux de 100% (I100), 70% (I70) et 40% (I40). L'agriculteur utilise des doses et des intervalles d'irrigation fixes de 16 mm tous les 4 jours de la plantation à la récolte. Les résultats montrent que la salinité du sol, observée à la récolte, est plus élevée sous les traitements I40 et agriculteur par rapport à I100. Le rendement de la pomme de terre le plus élevé durant les trois années a été obtenu avec le traitement I100 (24.4–27.5 t ha‐1). Des réductions significatives du rendement ont été observées sous les traitements I70 et I40 par rapport à celui de I100. La méthode de l'agriculteur a provoqué des réductions significatives du rendement et elle a utilisé 15–22 % plus d'eau d'irrigation que I100. Les valeurs de la productivité de l'eau (WP) ont varié entre 4.3 kg m−3 (agriculteur) et 18.5 kg m−3 (I40) selon les années et les traitements. Les valeurs les plus faibles de WP ont été observées avec la méthode agriculteur. La technique de pilotage basée sur le bilan hydrique du sol (SWB) avec des quantités variables est plus efficace que celle de l'agriculteur. Les traitements I100 et I70 ont généré le revenu net le plus élevé. En conséquence, I100 semble être une stratégie prometteuse pour l'irrigation de la pomme de terre sous le climat aride de la Tunisie. En cas de pénurie d'eau, l'irrigation de la pomme de terre pourrait être programmée en utilisant la stratégie déficitaire I70, avec certaines baisses de rendement (de 12.5 à 23.0%). Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-05-06T03:46:02.767638-05:
DOI: 10.1002/ird.1987
- Shallow Subsurface Drainage for Managing Seasonal Flooding in Ganges
Floodplain, Bangladesh- Authors: Romulus O. Okwany; Sanmugam Prathapar, Ram C. Bastakoti, Manoranjan K. Mondal
Abstract: The impact of shallow subsurface drainage was investigated as a pilot study on a 0.13 ha plot of a farmer's field located in Batiaghata, Khulna District, Bangladesh, in the floodplain of the Bay of Bengal. The drainage design differed from traditional subsurface tile drains in two respects: (i) the depth of drains was shallow (30 cm); and (ii) the design did not include a sump and accessories such as pumps (drainage outlets were tidal).A monsoonal paddy rice crop followed by a winter sunflower crop was evaluated. The experimental treatment was a shallow subsurface drainage system with a drain depth of 0.3 m and drain spacing of 8 m. Measurements of surface flooding depth and groundwater table depth were made weekly and subsurface drainage discharge during managed drainage of the field was measured to determine system responsiveness. The managed subsurface drainage enabled the establishment of the winter sunflower crop 1.5 months earlier than the usual local practice, increased the yield and facilitated safe harvest, avoiding pre‐monsoonal rainfall damage. Farmers expressed increased interest in managed subsurface drainage for its potential for early establishment of rabi crops and increased yields in the study area. This study outlines the potential benefits resulting from subsurface drainage in Khulna District. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.L'impact du drainage souterrain peu profond a été étudié sur une parcelle‐témoin de 0.13 ha appartenant à un agriculteur situé à Batiaghata (district de Khulna, dans la plaine inondable de la baie du Bengale); la conception de drainage différait des systèmes traditionnels de drainage souterrain à deux égards: (i) la profondeur des drains était faible (30 cm); et (ii) la conception ne comprenait ni bâche de reprise ni accessoires tels que des pompes (le drainage est à écoulement libre sous influence aval des marées, défini comme drainage géré).Une récolte de riz paddy de mousson suivie par une culture de tournesol d'hiver a été évaluée. Le traitement expérimental était un système de drainage souterrain peu profond avec des drains espacés de 8 m et profonds de 30 cm. Des mesures de hauteur d'eau sur la surface du sol pendant les périodes d'inondation, et de profondeur ont été faites au pas de temps hebdomadaire; le débit a été mesuré pendant la période de fonctionnement des drains pour déterminer la réactivité du système. Le drainage souterrain géré a permis la création de la culture de tournesol hiver 1.5 mois plus tôt que la pratique locale habituelle, augmenté le rendement et sécurisé la récolte en évitant les dommages liés aux précipitations de pré‐mousson. Les agriculteurs ont exprimé un intérêt accru dans le drainage souterrain géré pour son potentiel d'installation précoce des cultures rabi et l'augmentation des rendements dans la zone d'étude. Cette étude décrit les avantages potentiels résultant du drainage souterrain dans le district de Khulna. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-05-06T03:45:53.701622-05:
DOI: 10.1002/ird.1990
- Bibliometric Analysis of Research on Wastewater Irrigation During
1991–2014- Authors: Sebastian Maassen
Abstract: Bibliometric analysis was applied to identify important trends, emphasis and regions of international wastewater irrigation research during 1991–2014. The data used in this analysis were taken from the online version of the Science Citation Index (SCI), and 5699 publications met the selection criteria. Bibliometric analysis showed that most articles were published in English, with the highest publication numbers coming from the USA, PR China, India, Israel, Spain and Australia. It was revealed that most publications were from countries with large areas irrigated with wastewater and with great pressure to overcome problems induced by wastewater irrigation. In recent years, there has been an increase in publications regarding the negative aspects of wastewater irrigation such as chemical or microbial pollution, rather than agricultural aspects of fertilization. Research trends showed that micropollutants have a major potential to become a hot topic in the future of wastewater irrigation research. Otherwise, 'classic' pollutants such as heavy metals are still of great importance, particularly in emerging countries. Bibliometric analysis revealed thate international research on wastewater irrigation would benefit from expanding scientific exchange on this topic, as well as from long‐term, continuing studies and the sustainable integration of wastewater irrigation research into future agricultural and wastewater management concepts. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.L'analyse bibliométrique a été appliquée pour identifier les tendances importantes de la recherche sur l'irrigation avec des eaux usées, les sujets d'actualité ainsi que les régions dans le monde où se pratique cette recherche, et ce sur la période 1991–2014. Les données utilisées dans cette analyse proviennent de la version en ligne Science Citation Index (SCI), et 5699 publications répondaient aux critères de sélection. L'analyse bibliométrique a montré que la plupart des articles ont été publiés en anglais, avec les numéros de publication les plus élevés provenant des États‐Unis, Chine, Inde, Israël, l'Espagne et Australie. Il a été révélé que la plupart des publications proviennent de pays avec de grandes zones irriguées avec des eaux usées, et avec une grande pression pour surmonter les problèmes induits par l'irrigation des eaux usées. Au cours des dernières années, il y a eu une augmentation des publications sur les aspects négatifs de l'irrigation par des eaux usées telles que la pollution chimique ou microbienne, au détriment des aspects plutôt positifs liés à la fertilisation agricole. Concernant les tendances, notre travail a montré que les micropolluants sont potentiellement le sujet des recherches à venir sur l'irrigation par les eaux usées. Sinon, les polluants ‘classiques’ tels que les métaux lourds sont toujours d'une grande importance, en particulier dans les pays émergents. L'analyse bibliométrique a révélé que la recherche internationale dans ce domaine aurait avantage à élargir les échanges scientifiques, à poursuivre des essais à long terme, et à intégrer durablement des programmes de recherche dans les futurs concepts agricoles et de gestion des eaux usées. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-05-06T03:35:22.66907-05:0
DOI: 10.1002/ird.1981
- Hydrochemical Effect of Different Quality of Water on the Behaviour of an
Expansive Soil During Wetting and Drying Cycles- Authors: A.R. Estabragh; M. Moghadas, A.A. Javadi
Abstract: The effect of quality of water on deformation, pH, EC (electrical conductivity) and osmotic suction was studied for an expansive soil during wetting and drying tests. The cyclic wetting and drying tests were conducted on samples of an expansive soil in a modified oedometer flooded with distilled, acidic and saline water. During the tests axial deformation of the samples was recorded continuously. pH and EC of pore water and reservoir water were measured through duplicated samples in a conventional oedometer. Osmotic suction was calculated based on the values of EC. The results show that the magnitude of deformation depends on the quality of the water and the deformation attained an equilibrium condition after almost four cycles. pH, EC and osmotic suction decreased with increasing suction. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.L'effet de la qualité de l'eau sur la déformation, pH, CE (conductivité électrique) et la succion osmotique a été étudié pour un sol expansif pendant des essais dessication/réhumectation. Les tests ont été effectués dans un oedomètre modifié sur des échantillons d'un sol expansif et mouillés avec de l'eau distillée, une solution acide et une solution saline. Au cours des essais la déformation axiale des échantillons a été enregistrée en continu. pH et CE de l'eau interstitielle et dans le réservoir ont été mesurés à travers des échantillons dupliqués dans un oedomètre conventionnel. La succion osmotique a été calculée sur la base des valeurs de CE. Les résultats montrent que l'amplitude de déformation dépend de la qualité de l'eau et que la déformation atteint un équilibre après environ quatre cycles. pH, CE et la succion osmotique ont diminué avec l'augmentation de l'aspiration. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-05-06T03:25:26.9823-05:00
DOI: 10.1002/ird.1974
- Design of Minimum Cost Earthen Channels Having Side Slopes Riveted With
Different Types of Riprap Stones and Unlined Bed by Using Particle Swarm
Optimization- Authors: S.K. Gupta; Umank Mishra, Vijay p. Singh
Abstract: Several design alternatives for a trapezoidal earthen channel whose side slopes are riveted with riprap stones and bottom is unlined were analysed to compare the performance of different types of stones (round, sub‐round and sub‐angular, and angular) for minimum cost and performance effectiveness. Particle swarm optimization (PSO) algorithm was implemented to determine the minimum cost channel in contrast with earlier alternatives relating to the most hydraulically efficient sections. Both clear water and sediment‐laden flow conditions were applied to investigate the effect of flowing water characteristics on optimality, which is not available in the literature. Optimal design of channels incorporating land acquisition cost is scanty; therefore, land cost was also included in the objective function. In addition to the design of a channel without freeboard, different freeboard scenarios, including depth‐dependent equations, were applied to assess the impact of freeboard provision methodologies on optimal channel dimensions and cost. It was found that the channels having angular riprap revetment for sediment‐laden flow conditions offered the minimum cost of construction, with sub‐round and sub‐angular, and round stones coming next in sequence, and the freeboard provisions also impacted the channel shape, dimensions and cost. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Plusieurs alternatives de conception pour un canal trapézoïdal en terre dont les berges sont enrochées le fond non revêtu ont été analysées pour comparer les performances des différents types de pierres (rond, sub‐rondes et sub‐angulaires, et angulaires) pour un coût minimum et une efficacité optimale. Un algorithme d'optimisation d'essaim de particules (PSO) a été mis en place pour déterminer le canal de coût minimum en contraste avec des solutions alternatives aux sections hydrauliquement plus efficaces. A la fois l'eau claire et les conditions d'écoulement chargés en sédiments ont été appliquées pour étudier l'effet des caractéristiques de l'eau sur le flux optimal, qui ne sont pas disponibles dans la littérature. Par ailleurs la littérature est pauvre en papiers traitant du cout du foncier, ce qui fait que nous avons intégré une composante foncière dans la fonction objectif. Différentes conditions de franc bord incluant des équations dépendant du tirant d'eau ont été appliquées pour évaluer l'impact des méthodes de gestion de franc‐bord sur les dimensions optimales du canal et les coûts. Il a été constaté que les canaux ayant un enrochement angulaire pour la condition de flux chargée en sédiments offrent le coût minimum de la construction, suivi des revêtements avec des pierres sub‐rondes et sub‐angulaire, et de pierres rondes, dans cet ordre, et que les dispositions de franc‐bord impactent également touchés la forme de canal, ses dimensions et son coût.
PubDate: 2016-05-06T03:20:44.097067-05:
DOI: 10.1002/ird.1965
- Visualizing Particle Movement in Cylindrical Drip Irrigation Emitters with
Digital Particle Image Velocimetry- Authors: Ji Feng; Yunkai Li, Haosu Sun, Peng Song, Haisheng Liu
Abstract: On the basis of precise analysis of the structure of the cylindrical emitter, we brought forward a testing method to visualize the particle movement with the model of the last stage unit segment of the flow path in the cylindrical emitter and digital particle image velocimetry (DPIV) technology. The movement characteristics of 10, 50 and 100 µm particles were tested. The results showed that the method was reasonable and effective. The distribution characteristics of flow velocity and vortex in the flow path inside the emitter were not changed when the 50 and 100 µm particles existed. However, the maximum velocities of particles in the centre area and the flow velocities of particles in the near‐wall area decreased, and the following characteristics of particles in the mutation area of the flow path became weakened. The secondary flow whirlpool area still existed in the water flow in the cross section of the flow path, showing an obvious phase separation phenomenon. A flow‐around cylinder structure could be set up in the low flow velocity area based on the Karman Vortex Street Principle in order to enhance its anti‐clogging capability. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Les émetteurs cylindriques d'irrigation au goutte à goutte sont actuellement l'un des produits les plus largement utilisés. La visualisation des caractéristiques du mouvement des particules dans l'émetteur est devenue un problème majeur qui doit être résolu de toute urgence afin d'explorer le mécanisme du colmatage et d'améliorer la capacité anti‐colmatage de l'émetteur. Les recherches dans ce domaine sont rares en raison de la complexité des trajets d'écoulement. Sur la base d'une analyse précise de la structure d'un émetteur cylindrique, nous avons proposé un procédé de test qui consiste à visualiser le mouvement des particules du dernier étage du chemin d'écoulement de l'émetteur cylindrique, à l'aide d'un vélocimètre numérique de particules (DPIV). Nous nous sommes intéressés aux mouvements des particules de 10, 50 et 100 µm. Les résultats ont montré que la méthode était raisonnable et efficace. Les caractéristiques de distribution de vitesse d'écoulement et de vortex à l'intérieur du chemin de l'émetteur ne sont pas modifiées lorsque les particules de 50 et 100 µm sont présentes. Cependant, les vitesses maximales de particules dans la zone centrale et les vitesses d'écoulement des particules dans la zone proche de la paroi ont diminué. Les propriétés des particules qui en permettent le traçage se sont affaiblies dans la zone de mutation des chemins d'écoulement. La zone de remous secondaire existait encore dans le flux d'eau de la section transversale du trajet d'écoulement, montrant un évident phénomène de séparation de phase. Un élément cylindrique pourrait être mis en place dans la zone de faible vitesse d'écoulement basé sur un principe de vortex de Karman, afin de renforcer la capacité anti‐colmatage de l'émetteur. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-05-06T03:00:52.478593-05:
DOI: 10.1002/ird.2001
- Planting and Irrigation Methods for Cotton in Southern Xinjiang,
China†- Authors: Ruisen Zhong; Fuqiang Tian, Pengnian Yang, Qiuxiang Yi
Abstract: In order to provide a scientific technology reference for cotton planting and management in southern Xinjiang that is based on practical investigations and existing achievements, cotton planting and irrigation methods were divided into four groups. In addition, the applications of these methods are discussed. The four types of cotton‐planting methods are as follows: (i) one film + no pipes + four rows; (ii) one film + single pipe + four rows; (iii) one film + double pipes + four rows; and (iv) double films + double pipes + four rows. The four types of cotton field irrigation methods are as follows: (i) winter irrigation (spring irrigation) + routine flooding irrigation; (ii) winter irrigation (spring irrigation) + drip irrigation under mulch; (iii) seeding after drip irrigation + drip irrigation under mulch; and (iv) dry seeding before drip irrigation + drip irrigation under mulch. The planting and irrigation methods for cotton supplement each other and are coupled based on local climate, soil, surface water and groundwater conditions. In addition, the most scientifically reasonable, cost‐effective, water‐saving and productive methods must be selected. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Pour consolider scientifiquement les méthodes empiriques de culture du coton dans le sud du Xinjiang (Chine), les méthodes de repiquage et d'irrigation ont été divisées en quatre groupes. En outre, les applications de ces méthodes sont discutées. Les quatre types de méthodes de plantation de coton sont les suivantes: (i) un film plastique + pas de tuyaux d'irrigation + quatre rangées; (ii) un film plastique + un seul tuyau d'irrigation + quatre rangées; (iii) un film + deux tuyaux d'irrigation + quatre rangées; et (iv) deux films superposés + deux tuyaux d'irrigation + quatre lignes. Les quatre types de méthodes d'irrigation des champs de coton sont les suivants: (i) irrigation d'hiver (irrigation de printemps) + irrigation par submersion standard; (ii) l'irrigation d'hiver (irrigation de printemps) + irrigation goutte à goutte sous le paillis; (iii) irrigation goutte à goutte au semis + irrigation goutte à goutte sous paillis; (iv) pré‐irrigation irrigation au goutte à goutte + irrigation goutte à goutte sous paillis. La plantation et les méthodes d'irrigation du coton se complètent mutuellement et sont couplées en fonction des conditions climatiques, du sol, de l'eau de surface et des eaux souterraines locales. La méthode la plus économique, avec la meilleure productivité de l'eau et la plus scientifiquement raisonnable doit être sélectionnée.
PubDate: 2016-05-05T06:50:21.240014-05:
DOI: 10.1002/ird.2015
- Contribution of Agricultural Infrastructure to Rural Development in the
Republic of Korea- Abstract: The aim of the study is to analyse the effects of large‐scale agricultural infrastructure investment on rural development. Accordingly, we selected the Yeongsan River Basin Comprehensive Development Project (YRBCADP) as the case project and evaluated the impacts of YRBCADP on agricultural and regional development individually. In terms of agricultural development, YRBCADP has contributed to the increase of farmland area, agricultural productivity, and farm income. The farmland of the project area was increased about 3.5 times, from 43 000 ha in 1970 to 150 000 ha in 2010, and the average rice yield per area was 3.97 t ha‐1 in 1973. In addition, YRBCADP has affected regional development positively, such as population, regional income, and transportation accessibility. The ratio of population decrease was 25.6% in the project area but was 41.8% in the no‐project area. The local tax per capita in the project area increased from 123 to 1747 million won in the period 1991–2011. The tidal embankment in YRBCADP has shortened travel distance, thus transportation costs were also reduced. This study reviewed the various effects of YRBCARD on rural development, and these results might offer useful information for making decisions for large‐scale agricultural infrastructure investment. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.L'objectif de l'étude est. d'analyser les effets de l'investissement de l'infrastructure agricole à grande échelle sur le développement rural. En conséquence, nous avons sélectionné le projet de développement global du bassin du Yeongsan (YRBCADP), et évalué ses impacts de YRBCADP sur le développement agricole et régional. En termes de développement agricole, YRBCADP a contribué à l'augmentation de la superficie des terres agricoles, de la productivité agricole et des revenus agricoles. La superficie agricole de la zone du projet a été augmentée d'environ 3.5 fois, de 43 000 ha en 1970 à 150 000 ha en 2010. En outre, le rendement moyen du riz par zone était 3.97 t ha‐1 en 1973 pour augmenter significativement à 4.64 t ha‐1 en 2010. En outre, YRBCADP a impacté positivement le développement régional sur des critères tels que la population, le revenu régional et l'accessibilité aux transports. Le taux de diminution de la population était de 25.6% dans la zone du projet, alors qu'il était de 41.8% dans hors zone de projet. La taxe locale par habitant dans la zone du projet a été augmentée de 123 à 1747 millions de wons pour la période 1991–2011. En outre, la digue anti‐intrusions marines a raccourci les trajets moyens, et donc diminué les coûts de transport. Cette étude a examiné les divers effets de YRBCARD sur le développement rural, et les résultats pourraient nourrir les prises de décisions d'investissement dans les infrastructures agricoles à grande échelle.
PubDate: 2016-05-03T05:26:11.481182-05:
DOI: 10.1002/ird.1997
- Drainage Retention Capacity (DREC) to Reduce Runoff in Drained Areas
(Malinik Forest Area, Czech Republic)- Authors: Jakub Stibinger
Abstract: Installing drainage systems in saturated soils decreases the level of the groundwater table and enables the creation of groundwater reservoirs without gravity water, i.e. drainage retention capacity (DREC). DREC, developed by the hydraulic functions of a drainage system, can be defined as a groundwater reservoir, created by the action of a drainage system, which is limited by the soil surface and by the shape of the groundwater level between two parallel neighbouring drains. DREC has the potential to mitigate the negative impact of extreme weather events in the form of floods or rainstorms. The purpose of this paper is (i) to present a methodology for explicit determination of DREC in a period with high‐intensity rainfall using the De Zeeuw‐Hellinga equation, and (ii) to describe the application of DREC in a design of surface drainage system restoration in an engineering project commissioned by the Ministry of Agriculture of the Czech Republic for water regime protection in the Malinik forest area, Jizera Mountains, Czech Republic. The results, obtained from numerical experiments, show that DREC can reduce surface flow very effectively. In the Malinik forest area, which has a high value of hydraulic conductivity about K = 1.0 m day‐1, effective porosity P = 0.075 (‐) and drain spacing L = 15 m, peak runoff was reduced very significantly by using DREC. Outcomes of surveying that are presented in this paper in mathematical equations, can serve as a reliable tool for immediate DREC approximation, requiring only a minimum amount of fundamental information, i.e. basic soil hydrology data and parameters of the drainage system. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.L`installation de systèmes de drainage dans des sols saturés diminue le niveau de la nappe d`eau sous la surface et permet ainsi la création de réservoirs correspondant aux zones ou l'eau gravitaire a été évacuée, et qui permet d'envisager une capacité de rétention d'eau liée au fonctionnement du drainage (DREC). La capacité de rétention des drainages créée par les fonctions hydrauliques d`un système de drainage, peut être définie comme un réservoir d`eau souterraine, créée par l`action du système de drainage limité par la surface du sol et par la forme du toit de la nappe entre deux drainages parallèles. DREC peut compenser les conséquences négatives des extrêmes climatiques, telles des sécheresses ou des pluies orageuses. Le but de ce papier est de (i) présenter une méthodologie pour déterminer de façon explicite le DREC pour une période avec pluie intensive, selon l'équation de Zeeuw‐Hellinga, et (ii) décrire l`application de DREC pour la création de systèmes de drainages en surface pour la restauration du paysage, dans le cadre du projet de commandé par le Ministère de l`Agriculture de la République tchèque, pour la protection du régime des eaux dans la région forestière de Malinik ( Monts Jizera, République Tchèque). Les résultats de l`expérimentation numérique ont démontré que DREC peut réduire l'écoulement de surface d'une manière très effective. Dans le cas de Malinik, avec une valeur de conductivité hydraulique relativement élevée, correspondant á K =1.0 m par jour, une porosité P = 0.075 (‐) et une distance entre drains L = 15 m, on a constaté que DREC peut réduire la valeur maximale du débit de façon significative. Les équations présentées dans ce travail peuvent servir de référence fiable pour l'approximation immédiate du DREC, avec le minimum d'informations fondamentales requis, spécifiquement les valeurs hydrodynamiques du sol, et les paramètres du système de drainage. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-05-03T05:23:29.37899-05:0
DOI: 10.1002/ird.1988
- Performance Evaluation of Selected Irrigation Systems in Kerala State,
India- Authors: K. Madhava Chandran; E. J. Joseph, C. M. Sushanth
Abstract: An evaluation was carried out in three irrigation systems in Kerala State, India, using performance indicators such as adequacy, timeliness and equity of water supply, accountability of irrigation staff, repair/and maintenance of irrigation infrastructure, Irrigation Service Delivery Index (ISDI) and farmers' participation. Preferences of farmers were assessed regarding institutions to manage water when irrigation management transfer through participatory irrigation management (PIM) is implemented through the projects. Results reveal that farmers do not assign much importance to ‘always adequate’ and ‘timely’ water availability from the irrigation projects. The Malampuzha and Peechi irrigation systems have higher scores than that of Kuttiadi for adequacy, timeliness, equity of water availability, timely repair and maintenance of irrigation infrastructure, accountability of irrigation staff and ISDI. Statistically significant differences were observed between the irrigation systems in terms of the weighted score of farmers' participation in irrigation activities, namely, their contribution of money and labour for the maintenance of irrigation field channels, with Malampuzha having a comparatively high score. Farmers show more trust in their own institution (WUA) for water management, if it is not possible for the Irrigation Dept. to ensure at least sometimes an adequate and timely water supply when PIM is implemented. The importance of introducing a volumetric water supply based on crop water requirements under PIM, in order to to motivate farmers to conserve water and facilitate group approaches in farming, is highlighted. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.L'évaluation a été réalisée dans trois systèmes d'irrigation de l'État du Kerala, en Inde, en utilisant des indicateurs de performance tels que l'adéquation, la rapidité et l'équité de l'eau, la responsabilité du personnel, la réparation et l'entretien des infrastructures d'irrigation, l'indice de la prestation des services d'irrigation (ISDI), et la participation des agriculteurs. Les préférences des agriculteurs ont été évaluées au moment de transférer la gestion de l'eau l'irrigation dans le cadre de projets de gestion participative de l'irrigation (PIM). Les résultats révèlent que les agriculteurs n'attribuent pas beaucoup d'importance aux critères «toujours adéquate» et «disponibilité de l'eau en temps opportun» des projets d'irrigation. Les systèmes d'irrigation et Malampuzha et Peechi ont des scores plus élevés que Kuttiadi sur les critères de pertinence, d'actualité, d'équité dans la disponibilité en eau, de réparation et d'entretien en temps opportun des infrastructures d'irrigation, la responsabilisation du personnel de l'irrigation, et ISDI. Des différences statistiquement significatives sont observées entre les systèmes d'irrigation pour le score pondéré de la participation des agriculteurs dans les activités, à savoir, la contribution en cash ou en main‐d'œuvre pour l'entretien des canaux d'irrigation, Malampuzha obtenant des notes relativement plus élevées. Les agriculteurs montrent plus de confiance dans leur propre institution (AUE) pour la gestion de l'eau, que dans la capacité du ministère de l'irrigation à assurer l'approvisionnement en eau de façon adéquate et opportune lorsque PIM est mis en œuvre. L'importance est soulignée de mettre en œuvre dans le cadre de PIM un approvisionnement en eau volumétrique basé sur les besoins en eau des cultures pour motiver les agriculteurs à économiser l'eau et faciliter approches de groupe dans l'agriculture.
PubDate: 2016-05-03T05:21:40.573961-05:
DOI: 10.1002/ird.2012
- Testing Aquacrop to Simulate Durum Wheat Yield and Schedule Irrigation in
a Semi‐Arid Irrigated Perimeter in Morocco†- Authors: Tarik Benabdelouahab; Riad Balaghi, Rachid Hadria, Hayat Lionboui, Bakary Djaby, Bernard Tychon
Abstract: The aim of this study was twofold: in the first part, we adjusted and tested AquaCrop 4.0 version parameters for durum wheat under semi‐arid conditions. Grain yield, biomass and the evolution of soil water content (0–90 cm layer) in an irrigated perimeter were simulated. The experiment was conducted in the Tadla region, Morocco, between 2009 and 2012, using 15 fields. The comparison between observed and simulated grain yield and above‐ground biomass using a leave‐one‐out cross‐validation (LOOCV) approach gave a normalized root mean square error of 4.1% (0.2 t ha−1) and 5.7% (0.8 t ha−1), respectively. Similarly, the difference between observed and modelled soil water content has, on average, an RMSE of 8.2%. In the second part, the analysis of irrigation scenarios showed the potential of crop modelling to schedule irrigation water according to a threshold for water deficit. It also displayed logical trends in the relationship between grain yield and the amount, frequency and timing of irrigation water. Scheduling irrigations during the cropping season significantly improved the grain yield and increased water productivity. We concluded that AquaCrop could be a suitable tool for forecasting yield under semi‐arid conditions and to improve crop and irrigation management. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Ce travail comporte deux parties: la première consiste à l'ajustement et à l'évaluation du modèle AquaCrop (version 4.0) pour la simulation des rendements en grain et en biomasse et de l'évolution de la teneur en eau du sol (0–90 cm) dans un périmètre irrigué pour le blé dur en conditions semi‐arides. Les paramètres d'ajustement ont été collectés entre 2009 et 2012 dans 15 parcelles situées dans la région du Tadla (Maroc). La méthode de validation croisée leave‐one‐out (LOOCV) a été utilisée pour l'évaluation des simulations du modèle par rapport aux données observées. Les résultats obtenus montrent des erreurs quadratiques moyennes normalisées (RMSE) de 4.1% (0.2 t ha−1) et de 5.7% (0.8 t ha−1) respectivement pour les rendements en grain et en biomasse aérienne. Pour la teneur en eau du sol, le RMSE est de 8.2 %. Dans la deuxième partie, l'analyse de scénarios d'irrigation a montré le potentiel du modèle pour la planification des irrigations. Il a également montré une évolution cohérente du rendement en grain en fonction de la quantité, de la fréquence et du moment des apports en eau d'irrigation. La planification des apports en eau durant la campagne agricole a considérablement amélioré le rendement en grain, ainsi que la productivité de l'eau d'irrigation. Ces résultats montrent qu'AquaCrop est un outil approprié pour la prévision des rendements du blé dur dans des conditions semi‐arides. Il permet également d'améliorer la gestion des cultures et de l'irrigation.
PubDate: 2016-05-03T04:23:20.720363-05:
DOI: 10.1002/ird.1977
- Fuzzy Sarsa Learning of Operational Instructions to Schedule Water
Distribution and Delivery- Authors: Kazem Shahverdi; Mohammad Javad Monem, Majid Nili
Abstract: Operational instructions have a major role in improving water delivery performance in irrigation canals. Of different delivery systems, on‐request systems have higher flexibility than rotational ones and can be applied to present irrigation networks with minor changes. The main challenge in on‐request systems is determining appropriate operational instructions. The main objective of this paper is formulating a fuzzy Sarsa learning (FSL) system for learning operational instructions. As a result of its properties, including being model free and generalizable, FSL can learn in a limited number of situations and suggest operational instructions for a wide range of conditions. The FSL steps in an irrigation system include present depths observation and flows, selection and execution of the operational instructions, observing new depths and flows, and assigning reward to the applied operational instructions and learning accordingly. The physical and hydraulic data of the East Aghili Canal are used for evaluation of our FSL. The results support the suitability of FSL in terms of performance with respect to generalization and convenience of deployment; the total operation time decreased from 23.1 h in conventional operation to 5.76 h in FSL, the efficiency and adequacy indicators obtained were close to desired values, and water level deviations were less than 10%. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Les instructions opérationnelles ont un rôle majeur dans l'amélioration de la performance de la distribution de l'eau dans les canaux d'irrigation. Parmi différents systèmes de distribution, les systèmes à la demande ont une plus grande flexibilité que les systèmes de tour d'eau et peuvent être appliqués sur les réseaux d'irrigation existants au prix de changements mineurs. Le principal défi dans les systèmes à la demande est de déterminer les instructions opérationnelles appropriées. L'objectif principal de ce document est de formuler un système ‘Apprentissage flou Sarsa’ (fuzzy Sarsa learning—FSL) pour l'apprentissage des instructions opérationnelles. Grâce à ses propriétés, en tant que modèle libre et généralisable, FSL peut apprendre dans un nombre limité de situations et suggère des instructions opérationnelles pour une large gamme de conditions. Les étapes du FLS dans un système d'irrigation incluent l'observation des hauteurs d'eau et des débits, la sélection et l'exécution d'instructions opérationnelles, l'observation des valeurs résultantes des hauteurs d'eau et des débits, leur prise en compte dans les instructions opérationnelles appliquées, et l'apprentissage en conséquence. Les données physiques et hydrauliques de l'Est Aghili canal ont été utilisées pour l'évaluation de notre FLS. Les résultats de l'appui de FLS s'avèrent positifs en termes de performance et de commodité de déploiement; la durée totale de l'opération est passée de 23.1 h en exploitation conventionnelle à 5.76 h en FLS, les indicateurs d'efficacité et d'adéquation obtenus étaient proches des valeurs cibles, et les écarts de niveau d'eau étaient moins de 10%.
PubDate: 2016-04-12T22:15:43.80918-05:0
DOI: 10.1002/ird.1975
- Effect Of Alternative Unconventional Irrigation Water on Soil Properties,
Fruit Yield and Quality, and Microbial Safety in Date Palm†- Authors: S.M. Aleid; A.A. Sallam, M.M. Shahin
Abstract: The long‐term effects of using alternative unconventional irrigation water sources on soil properties, productivity, fruit quality and microbial safety of three date palm cultivars (Khalas, Sheshi and Ruzeiz) at ripening stage in Al‐Ahsa, Saudi Arabia, were evaluated. The investigated waters were groundwater (GW), groundwater/agricultural drainage water (GW + DW), groundwater/tertiary‐treated wastewater (GW + TTWW) and groundwater/agricultural drainage water/tertiary‐treated wastewater (GW + DW + TTWW). There was a marked increase in soil‐soluble cations with increasing depth in all soils irrigated with examined irrigation waters. GW + DW had the greatest adverse effect on soil elemental composition, GW + DW + TTWW and GW + TTWW contained the highest heavy metal concentrations. The GW + DW + TTWW, GW + TTWW and GW + DW increased Fe, Mn, Cu, Zn, Co., Cd, Pb, As and Ni heavy metals in soils compared to the soil irrigated with GW. The highest means of bunch weight, fruit weight and sugar contents were recorded when GW was used. Palms that were irrigated with GW + TTWW had the next highest values, whereas GW was superior in yield per palm. The contamination levels of spoilage microorganisms (yeasts, moulds and aerobic mesophilic bacteria) were within an acceptable level and did not exceed the limit of 102 cfu g−1. None of the date samples showed a detectable level of contamination by potential pathogens (coliforms). Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Le papier traite de l'évaluation à long terme des effets de l'utilisation de ressources non conventionnelles d'eau d'irrigation sur les propriétés du sol, la productivité, la qualité des fruits et la sécurité microbienne de trois cultivars de palmier dattier (Khalas, Sheshi et Ruzeiz) conduits au stade de la maturation. Les résultats proviennent du site Al‐Ahsa, Arabie Saoudite. Les eaux étudiées étaient des eaux souterraines (GW), eaux souterraines/eaux de drainage agricole (GW + DW), eaux souterraines/eaux usées issues de traitement tertiaire (GW + TTWW), la combinaison de ces trois sources (GW + DW + TTWW). Il y avait une augmentation marquée des cations solubles du sol avec l'augmentation de la profondeur dans tous les cas. GW + DW avait le plus grand effet négatif sur la composition élémentaire du sol, GW + DW + TTWW et GW + TTWW contenaient plus hautes concentrations de métaux lourds. Le GW + DW + TTWW, GW + TTWW et GW + DW ont augmenté Fe, Mn, Cu, Zn, Co., Cd, Pb, As et Ni dans les sols par rapport à la terre irriguée avec GW. Les poids moyens les plus élevés du régime, le poids des fruits et les teneurs en Sucre ont été comptabilisés lorsque GW a été utilisée. Les palmiers qui ont été irrigués avec GW + TTWW avaient les valeurs les plus élevées alors que GW donnait un rendement/palme supérieure. Les niveaux de contamination par les micro‐organismes (levures, moisissures, les bactéries aérobies mésophiles) étaient dans un niveau acceptable, sans dépasser pas la limite de 102 cfu g−1. Aucun des échantillons de dattes n'a montré un niveau détectable de la contamination par des agents pathogènes potentiels (coliformes).
PubDate: 2016-04-04T23:51:06.092404-05:
DOI: 10.1002/ird.1959
- Evaluating Different Applications of Saline and Non‐Saline Water for
Maize Production- Authors: A.R. Kiani; A. Mosavat
Abstract: An experiment was conducted to study the efficient use of limited water supplies for two growing seasons of maize (SC 704) using a completely randomized block design and three replications in 2012 and 2013. Treatments were full (T1) and deficit (T2 = 50% of T1) irrigation with non‐saline water; T3 and T4 were variable and fixed full irrigation with saline (8 dS m‐1) and non‐saline water in alternate rows, respectively; T5 and T6 were fixed and variable deficit irrigation with non‐saline water in alternate rows, respectively, and T7 was full irrigation with saline water. Results indicated that in deficit irrigation treatments (T2, T5 and T6) the maize yield decreased significantly (70% of T1) compared with full irrigation (Tl), but there was no significant difference between T2, T5 and T6 treatments. The maize yield in T3 and T4 treatments significantly increased compared with the T2, T5, T6 and T7, but there was no significant difference between the T3 and T4 treatments. Quantitative comparison has shown a significant reduction in maize yield by 22% with deficit irrigation scenarios when compared to T3 and T4 treatments. This finding suggests that if in the T5 and T6 treatments, dry rows are irrigated with saline water to complete the water requirements of the maize, it results in significantly increased maize yield. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Une expérience a été menée pour étudier l'utilisation efficace de ressources en eau limitées pour deux saisons de croissance de maïs (SC 704) en utilisant une conception de blocs aléatoires et trois répétitions en 2012 et 2013. Les traitements étaient complets (T1) et en déficit (T2 = 50% de T1), en irrigation avec de l'eau non saline; T3 et T4 étaient respectivement variable et constant en irrigation complète avec une solution saline (8 dS m‐1) et de l'eau non saline en raies alternées; T5 et T6 ont été respectivement constant et variable, en irrigation déficitaire avec de l'eau non salée dans des rangées alternées; T7 était en irrigation complète avec de l'eau saline. Les résultats ont indiqué que, avec des irrigations déficitaires (T2, T5 et T6), les rendements ont diminué de manière significative (70% de T1) comparativement à l'irrigation complète (Tl), mais qu'il n'y avait pas de différence significative entre les traitements T2, T5 et T6. Le rendement du maïs dans les traitements T3 et T4 a augmenté significativement par rapport à T2, T5, T6 et T7, mais il n'y avait pas de différence significative entre les traitements T3 et T4. La comparaison quantitative a montré une réduction significative du rendement du maïs de 22% avec des scénarios de déficit d'irrigation par rapport aux traitements T3 et T4 en irrigation complète. Cette constatation suggère que si, dans les traitements T5 et T6, les lignes sèches sont irrigués avec de l'eau saline en complément, la production de maïs augmente de manière significative. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-04-03T19:50:41.221692-05:
DOI: 10.1002/ird.1976
- Interceptor Drainage Modelling to Manage High Groundwater Table on the
Abyek Plain, Iran- Authors: Karim Ghorbani; Teang Shui Lee, Aimrun Wayayok, Saeed Boroomand Nasab
Abstract: High groundwater tables and soil salinity are a serious threat to agricultural areas, especially on the Abyek Plain, Iran. An interceptor drainage system was installed to lower the groundwater head and control soil salinity. Simulation is an appropriate approach to investigate possible groundwater behaviour in future conditions and to explore suitable designs for implementation. Ninety‐nine observation wells were installed around the interceptor drainage system in the Abyek Plain to monitor groundwater movement and salinity changes. Groundwater table fluctuation was measured monthly for 3 years from December 2010 until January 2014. A MODFLOW model was calibrated for the study area using the data measured through the observation wells. Assessment of the measured values indicated that the groundwater head was lowered within the 3 years due to the installation of the system. A calibrated model was applied to predict the future conditions of groundwater levels and suggest proper designs. Groundwater level drawdowns were predicted at approximately 1.3 and 1.5 m for August 2018 and August 2025, respectively. The results also revealed that with the installation of additional parallel interceptor drainage at a distance of 1000 m from the existing drainage, the groundwater table could be lowered in a large area of the plain. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Des nappes phréatiques élevées et la salinité des sols sont une menace sérieuse pour les zones agricoles, en particulier sur la plaine Abyek, Iran. Un système de drainage d'interception a été installé pour abaisser la nappe et contrôler la salinité du sol. La simulation est une approche appropriée pour anticiper le comportement des eaux souterraines, et à explorer les principes de conceptions appropriés pour la mise en œuvre. Quatre‐vingt‐dix‐neuf puits d'observation ont été installés autour du système de drainage d'interception pour suivre les fluctuations des eaux souterraines et de la salinité. Les fluctuations de la nappe ont été mesurées mensuellement pendant trois ans à partir de décembre 2010 jusqu'à janvier 2014. Le modèle MODFLOW a été calibré pour la zone d'étude en utilisant les données mesurées à travers les puits d'observation. Les mesures indiquent que la charge de la nappe a été abaissée dans les trois ans en raison de l'installation du système. Le modèle calibré a été appliqué pour prédire les conditions futures du niveau des eaux souterraines et de suggérer des conceptions appropriées. L'abaissement de la nappe pour août 2018 et août 2025 est estimé à environ 1.3 et 1.5 m respectivement. Les résultats ont également révélé que l'installation d'un drainage d'interception supplémentaire parallèle et à une distance de 1000 m du drainage existant peut abaisser la nappe dans une vaste zone de la plaine. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-04-01T06:09:41.410683-05:
DOI: 10.1002/ird.1955
- Assessing Performance of Small‐Scale Pumped Irrigation Systems in
sub‐Saharan Africa: Evidence from a Systematic Review- Abstract: Small‐scale irrigation (SSI) has significant potential to increase crop productivity in sub‐Saharan Africa (SSA). Pumped irrigation systems are one of the technologies increasingly being used by smallholder farmers. The aim of this study was to systematically review evidence on the performance of SSI pumped systems, including motorized, treadle, rope and washer, solar and wind pumps. The study revealed a lack of standardization and use of a wide range of indicators to assess performance. Most evidence related to motorized pumps, and these studies confirmed mixed levels of performance; studies relating to other types of pumped system mostly reported a positive impact, although the method of assessment used was critical. Studies reporting positive impacts tended to be those that used socio‐economic based factors such as yield and profitability, whereas studies reporting mixed performance tended to be those that relied more on technically based indicators such as pumping and irrigation system efficiency. The analysis highlights the sensitivity of interpreting findings from different studies, and how caution should be exercised when comparing performance within and between different types of irrigation systems. The implications for supporting policy development and identifying future research gaps are discussed. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.L'irrigation à la parcelle (SIP) a un grand potentiel pour améliorer les rendements agricoles de l'Afrique subsaharienne (ASS). La technologie la plus utilisée par les petits agriculteurs est celle des systèmes d'irrigation sous pression. L'objectif de cette étude est d'effectuer une recherche systématique sur la performance des systèmes d'irrigation à la parcelle fonctionnant avec des pompes alimentées par des moteurs, pédales, cordes et rondelles, énergie solaire et éoliennes. L'étude a révélé un manque de normes de sécurité afin de vérifier les systèmes malgré le nombre conséquent d'indicateurs de performance utilisés. La plupart des études menées jusqu'à présent se sont focalisées sur les pompes à moteurs et ont démontré différents niveaux de performance; les études sur les autres types de systèmes ont largement signalé un effet positif de la SIP, même si la méthode d'évaluation utilisée est critiquable. Les études rapportant des résultats variables ont tendance à s'appuyer principalement sur l'évaluation des facteurs techniques utilisant des indicateurs tels que l'efficacité des systèmes de pompage et d'irrigation. L'analyse met en lumière la difficulté d'interprétation des résultats entre différents types de système d'irrigation. Leurs performances doivent être comparées et interprétés avec précautions. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-03-16T20:25:38.6894-05:00
DOI: 10.1002/ird.1950
- Determining Seasonal Canal Seepage Using Stage–Seepage Relationship
- Authors: Yufeng Luo; Kaihua Bai, Seydou Traore, Hong Gu, Yong Sun, Yujiang Xiong, Xiyun Jiao, Guy Fipps
Abstract: Seasonal time‐dependent seepage data are very useful for irrigation system managers to reduce canal conveyance seepage losses. Determination of canal seepage is complex due to the transient fluctuations in canal stages and other factors. Here we propose an indirect method for estimating seasonal canal seepage using a calibrated stage–seepage relationship and a monitored canal stage. The method was applied to the Nanguan Main Canal (NMC) in Gaoyou Irrigation District, China. The stage–seepage relationship was calibrated using the least squares method and the observed data from a ponding test. We estimated the time‐dependent canal seepage for two irrigation seasons through the canal stage monitored by water‐level loggers installed along the canal. The estimated average seepage rates were consistent with the results from acoustic doppler current profiler tests; and the seasonal seepage losses from the NMC were estimated to be 3.08 million m3 in 2013 and 2.81 million m3 in 2014, accounting for 4.5 and 5.1% of the water diverted to the canal respectively. With the dominant time‐dependent factor influencing canal seepage taken into consideration, the proposed indirect method provides a rapid and timely monitoring of seasonal canal seepage. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Les données d'infiltration saisonnières sont très utiles aux gestionnaires de systèmes d'irrigation pour réduire les pertes d'infiltration dans les canaux d'adduction. La détermination des infiltrations du canal est complexe en raison des fluctuations et du fonctionnement transitoire du canal, et d'autres facteurs. Ici, nous avons proposé une méthode indirecte pour estimer l'infiltration saisonnière du canal, en calibrant une relation hauteur–infiltration. La méthode a été appliquée au canal principal de Nanguan (NMC) dans le district d'irrigation de Gaoyou, Chine. La relation hauteur–infiltration a été calibrée en utilisant la méthode des moindres carrés et les données issues de tests d'infiltrations à partir de flaque d'eau formées en fond de fossé. Nous avons estimé l'infiltration en fonction du temps pour deux saisons des enregistreurs de niveau d'eau installés le long du canal. Les taux d'infiltration moyens estimées étaient cohérents avec les résultats fournis par le profileur de courant Doppler acoustique; les pertes par infiltration saisonnières de la NMC ont été estimées à 3.08 millions de m3 en 2013 et 2.81 millions de m3 en 2014, soit 4.5 et 5.1% de l'eau détournée vers le canal, respectivement. La méthode indirecte proposée prévoit un suivi rapide et en temps opportun de l'infiltration par le canal. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-01-20T22:59:14.018827-05:
DOI: 10.1002/ird.1960
- Issue Information ‐ TOC
- Pages: 241 - 241
Abstract: No abstract is available for this article.
PubDate: 2016-07-11T21:03:06.009958-05:
DOI: 10.1002/ird.2051
- Issue Information
- Pages: 242 - 242
Abstract: No abstract is available for this article.
PubDate: 2016-07-11T21:03:05.100243-05:
DOI: 10.1002/ird.2052
- Effects of Irrigation Volume and Saline Water On Maize Yield and Soil in
Southern Italy- Authors: Rita Leogrande; Carolina Vitti, Ornella Lopedota, Domenico Ventrella, Francesco Montemurro
Pages: 243 - 253
Abstract: A field experiment was carried out in southern Italy to investigate the effects of irrigation and salinity on a maize crop and soil properties. The experiment was laid out comparing different irrigation rates (I1, I2, I3—re‐establishing 50, 75 and 100% of the calculated maximum evapotranspiration) and water quality (FW, fresh water and SW, saline water).Grain yield was significantly greater by 60% in 2008 than in 2010. No significant difference was shown for grain yield between the irrigation treatments, whereas water productivity decreased significantly with increasing irrigation rates. Irrigation with saline water did not significantly reduce grain yield compared with fresh water, but it improved grain quality with higher protein content (9.1%) and lower grain moisture percentage (13.3%).Saline water determined a significant increase of saturated soil paste extract Na, ECe, SAR, some exchangeable cations and ESP compared with FW in both years. Furthermore, at the end of the experiment these parameters were lower than those at the end of the first maize crop. Lastly, in the saline treatment, at the end of the trial, the ECe and ESP values were below the critical threshold for soil salinization and/or sodification. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Une expérience de plein champs a été mené au sud de l'Italie pour étudier les effets de l'irrigation et de la salinité sur la culture de maïs et sur les propriétés du sol. Cette étude a pour objectif de comparer différents taux d'irrigation (I1, I2, I3—correspondant à 50, 75 et 100% de l'évapotranspiration maximale calculée) et différentes qualités de l'eau (FW, eau douce et SW, eau salée).En 2008, la production en grains a augmenté de manière significative de 60% par rapport à l'année 2010. Par contre, aucune différence significative n'a été observée pour la production en grains pour les traitements d'irrigation, alors que la productivité de l'eau a diminué de façon significative avec les taux d'irrigation les plus élevés. L'irrigation avec l'eau saline n'a pas réduit de façon significative la production en grain par comparaison avec l'eau douce, mais a amélioré la qualité du grain, avec teneur en protéines la plus élevée (9.1%) et le plus faible pourcentage d'humidité du grain (13.3%).L'eau salée a entrainé une augmentation significative de l'extrait de pâte saturée du sol, Na, ECe, SAR, certains cations échangeables et ESP, par rapport à l'eau douce, durant les deux ans. En outre, à la fin de l'expérience, ces paramètres ont montré des valeurs plus basses par rapport à la fin de la première récolte de maïs. En tout cas, avec le traitement salin, et à la fin de l'essai, ECe et ESP étaient au‐dessous du seuil de salinité critique et/ou de sodification des sols. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-01-20T22:12:10.235238-05:
DOI: 10.1002/ird.1964
- Maximizing Production and Irrigation Water Productivity of Canola Crop
(Brassica Napus L.) Under Arid Land Conditions- Authors: Saleh M. Ismail
Pages: 254 - 263
Abstract: A field experiment was carried out at the Agricultural Experimental Research Station of King Abdulaziz University to study the effect of irrigation level, row spacing and inter‐row spacing on productivity and irrigation water productivity (IWP) of Canola. Two irrigation levels, IFull (100% of field capacity) and Imin (65% of IFull), were investigated. Three row spacing, S1, S2 and S3, represented by 20, 40 and 60 cm between rows were studied under each irrigation level. Three inter‐row spacing, IRS1, IRS2 and IRS3, represented by 5, 10 and 20 cm between plants, were investigated for each row spacing. Results indicated that Imin reduced seed yield per plant, total seed yield and oil percentage but increased IWP. Decreasing row and inter‐row spacing decreased seed yield per plant but increased total seed yield and IWP. The highest oil percentage (36.1%) was obtained from S2 during both growing seasons. The triple interaction optimized total seed yield, IWP and oil production. The best combination was IFull–S1–IRS2 with average production of 8430 kg ha−1 seed yield which is expected to produce 2990 kg of oil, followed by Imin–S1–IRS1 which produced 6750 kg ha−1seed yield with about 2270 kg ha−1of oil. Application of this combination saves 35% of water but reduces oil production by 24%. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Une expérience de terrain a été effectuée à la station de recherche expérimentale agricole de l'Université du Roi Abdulaziz pour étudier l'effet du niveau de l'irrigation, de l'espacement des rangs et inter rangs sur la productivité de la culture de colza et sur la productivité de l'irrigation (IWP). Deux niveaux d'irrigation, IFull (100% de la capacité au champ) et Imin (65% de IFull), ont été étudiés. Trois espacements de rangs, S1, S2 et S3, représentés par 20, 40 et 60 cm, ont été étudiés pour chaque niveau d'irrigation. Pour chacun d'entre eux, on a étudié trois espacements inter rangs, IRS1, IRS2 et IRS3, représenté par 5, 10 et 20. Les résultats indiquent que Imin réduit le rendement en graines par plante, le rendement total en grains et le pourcentage d'huile, mais a augmenté IWP. La diminution des écartements entre rangs et inter rangs a diminué le rendement en graines par plante, mais a augmenté le rendement total de graines et IWP. Le pourcentage d'huile le plus élevée (36.1%) a été obtenu à partir de S2 au cours des deux périodes de végétation. La meilleure combinaison était IFull–S1–IRS2 avec une production moyenne de 8430 kg ha−1 de graines qui devraient produire 2990 kg d'huile, suivie d'Imin–S1–IRS1 qui a produit 6750 kg ha−1 de rendement en graines ha avec environ 2270 kg ha−1 d'huile. L'application de cette combinaison permet d'économiser 35% d'eau, mais réduit la production d'huile de 24%. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-01-20T05:53:35.505065-05:
DOI: 10.1002/ird.1956
- Dynamics of Soil Water and Salinity Under Subsurface Drainage of a Coastal
Area With High Groundwater Table in Spring and Rainy Season- Authors: Shuhui Yu; Jintong Liu, A. Egrinya Eneji, Lipu Han, Limei Tan, Huitao Liu
Pages: 360 - 370
Abstract: Timing subsurface drainage (SD) at two critical periods to coincide with melting of frozen soil water and the rainy season may effectively lower the groundwater table and increase the leaching of salts. A field experiment was set up in the eastern coastal saline area of Hebei Province, China, to assess the effects of SD on soil water and salinity. Subsurface drainage significantly prevented the rise of the groundwater table during melting of frozen soil water, and thus considerably reduced salinity across soil layers, especially in the 30 cm layer. In the rainy season, the SD effectively held the water depth to within 1 m, preventing waterlogging by more than two‐thirds and more than doubling the leaching of salts from the soil surface. The contents of Na+, Mg2+, Cl− and SO42− under SD reduced substantially (7.1–18.8%) after rainfall events and the mobility of ions was in the order Na+ > Cl− > SO42− > Mg2+. For the remaining period of the year when subsurface drainage was not carried out, the soil salinity generally increased but the salinity and groundwater table in areas under SD were slightly lower than those in the control area. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.Synchroniser le drainage souterrain (SD) à deux périodes critiques pour faire coïncider de dégel du sol et la saison des pluies peut efficacement abaisser la nappe phréatique et augmenter le lessivage des sels. Une expérimentation en ce sens a été mise en place dans la zone saline côtière orientale de la province du Hebei (RP de Chine) afin d'évaluer les effets de SD sur l'eau du sol et la salinité. Le drainage souterrain a empêché de manière significative la progression de la nappe phréatique lors dégel, et donc a réduit considérablement la salinité à travers des couches de sol, en particulier dans la couche de 30 cm. Dans la saison des pluies, le SD a effectivement contenu la profondeur de la nappe dans le premier mètre, ce qui a réduit de plus de 2/3 l'engorgement des sols, et a plus que doublé le lessivage des sels de la surface du sol. Le contenu de Na+, Mg2+, Cl− et SO42− sous SD est sensiblement réduit (7.1 à 18.8%) après les chutes de pluie; la mobilité des ions était dans l'ordre Na+ > Cl− > SO42− > Mg2+. Pour la période restante de l'année où le drainage souterrain n'a pas été effectué, la salinité des sols a généralement augmenté, mais la salinité et la nappe phréatique dans les zones sous SD ont été légèrement inférieures à celles de la zone de contrôle. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
PubDate: 2016-01-20T05:48:39.474209-05:
DOI: 10.1002/ird.1954
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